RU2470188C1 - Vertical borehole electrically driven pump booster - Google Patents

Vertical borehole electrically driven pump booster Download PDF

Info

Publication number
RU2470188C1
RU2470188C1 RU2011146978/06A RU2011146978A RU2470188C1 RU 2470188 C1 RU2470188 C1 RU 2470188C1 RU 2011146978/06 A RU2011146978/06 A RU 2011146978/06A RU 2011146978 A RU2011146978 A RU 2011146978A RU 2470188 C1 RU2470188 C1 RU 2470188C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
booster
blades
sleeve
length
Prior art date
Application number
RU2011146978/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Валюхов
Алексей Иванович Житенёв
Сергей Вячеславович Житенёв
Сергей Владимирович Печкуров
Николай Павлович Селиванов
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" filed Critical Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн"
Priority to RU2011146978/06A priority Critical patent/RU2470188C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2470188C1 publication Critical patent/RU2470188C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to machine building. Booster comprises casing, screw fitted on shaft, liner with multistart impeller, and straightener blade to make flow channel together with said casing. Said flow channel on axial length of said screw comprises three consecutive sections, i.e. inlet anti-cavitation section, transition section, and outlet pressure section. Said screw has at least two vanes with the length of lengthwise helical twist crossing anti-cavitation section and extends over the length of transition and outlet sections. The latter are provided with at least two sets of vanes arranged stepwise and increasing in number in geometric series. The number of vanes at outlet is four times larger than that at inlet. Liner features unduloid shape with generator representing concave-convex flat curve with gradient of radius increment at transition section two times greater than that at anti-cavitation section.
EFFECT: ruled out cavitation in booster and pump.
9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, а именно к вертикальным нефтяным электронасосным агрегатам, и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to a pump engineering industry, namely to vertical oil electric pump units, and can be used in the oil, gas, chemical and other industries.

Известен вертикальный химический электронасосный агрегат для перекачивания агрессивных сред, содержащий электродвигатель, сопряженный с ним шнекоцентробежный насос, снабженный всасывающим и выходным патрубками. С целью повышения антикавитационных показателей насоса всасывающий патрубок содержит подкачивающий шнек, закрепленный на валу шнекоцентробежного насоса (RU 2006122670 А, опубл. 10.01.2008).Known vertical chemical electric pumping unit for pumping aggressive media, containing an electric motor, coupled to it a screw centrifugal pump, equipped with a suction and outlet pipes. In order to increase the anti-cavitation performance of the pump, the suction pipe contains a booster screw fixed to the shaft of the screw-centrifugal pump (RU 2006122670 A, publ. 10.01.2008).

Известен шнекоцентробежный насос, содержащий корпус, установленный в нем направляющий аппарат и подвижно на передней и задней подшипниковых опорах ротор, включающий шнековый преднасос и центробежные колеса, имеющие втулки и диски, в которых вблизи втулки выполнены сквозные отверстия. В дисках с обеих сторон выполнены каналы, равномерно распределенные по окружности и ограниченные крышками. Передняя опора ротора выполнена в виде подшипника качения, внутренняя обойма которого прочно скреплена с наружными кромками шнека (RU 2252337 С2, опубл. 20.05.2005).A screw centrifugal pump is known, comprising a housing, a guide apparatus mounted therein, and a rotor movably mounted on the front and rear bearings of the bearings, including a screw pre-pump and centrifugal wheels having bushings and disks in which through holes are made near the bush. In the disks on both sides, channels are made uniformly distributed around the circumference and bounded by covers. The front support of the rotor is made in the form of a rolling bearing, the inner race of which is firmly bonded to the outer edges of the screw (RU 2252337 C2, publ. 20.05.2005).

Известен вертикальный шнеково-центробежный насос, содержащий корпус с установленными в нем центробежным рабочим колесом и предвключенным шнеком, размещенным внутри нижней части удлиненной трубы, консольно закрепленной к центральной всасывающей части корпуса. Колесо и шнек соединены между собой удлиненной трансмиссией. На всасывающем участке трубы выполнен один или более обратных клапанов, например, в виде расположенных выше предвключенного шнека окон, снабженных нормально закрытыми лепестковыми упругими элементами, выполненных с возможностью открытия за счет давления разрежения перекачиваемой жидкости при ее полном заполнении вращающегося центробежного рабочего колеса (RU 2305208 С1, опубл. 27.08.2007).A vertical screw-centrifugal pump is known, comprising a housing with a centrifugal impeller installed in it and an upstream screw located inside the lower part of the elongated pipe, cantilevered to the central suction part of the housing. The wheel and auger are interconnected by an extended transmission. On the suction pipe section, one or more check valves are made, for example, in the form of windows located above the upstream screw and equipped with normally closed flap elastic elements made with the possibility of opening due to rarefaction pressure of the pumped liquid when it is completely filled with a rotating centrifugal impeller (RU 2305208 C1 published on August 27, 2007).

Недостатками известных технических решений являются относительно невысокие надежность и долговечность работы и обусловленные конструктивными решениями невысокие гидродинамические характеристики, что приводит к повышенному износу рабочих узлов и снижению КПД насосов в процессе эксплуатации.The disadvantages of the known technical solutions are the relatively low reliability and durability of the work and low hydrodynamic characteristics due to the design solutions, which leads to increased wear of the working units and lower efficiency of the pumps during operation.

Задача, решаемая изобретением, заключается в разработке преднасоса в виде бустера, предотвращающего образование кавитации как в самом преднасосе, так и в связанном с ним по проводящему перекачиваемую среду тракту основном насосе, с одновременным снижением энергозатрат на перекачивание заданной жидкой среды и повышением плавности потока, долговечности и надежности работы конструктивной системы бустера и связанных с ним элементов электронасосного агрегата.The problem solved by the invention is to develop a pre-pump in the form of a booster that prevents the formation of cavitation both in the pre-pump and in the main pump connected to it along the path of the pumped medium, while reducing the energy consumption for pumping a given liquid medium and increasing flow smoothness and durability and the reliability of the structural system of the booster and associated elements of the electric pump unit.

Поставленная задача решается тем, что бустер, согласно изобретению, содержит корпус, размещенное в корпусе рабочее колесо в виде шнека с валом, на котором закреплена втулка с многозаходной крыльчаткой, гидродинамически сопряженной с закрепленным в корпусе спрямляющим аппаратом с образованием совместно с корпусом бустера проточного канала, который на осевой длине шнека включает три последовательно соединенных участка соответственно с входной антикавитационной, переходной и выходной напорной конфигурацией продольного и поперечного сечения канала; многозаходная крыльчатка шнека содержит на входе не менее двух лопаток, длина спиральной закрутки которых выполнена пересекающей антикавитационный и пролонгирована практически на всю длину переходного и выходного участков втулки шнека, при этом на переходном и выходном участках многозаходная крыльчатка ступенчато дополнена не менее чем двумя последовательно численно возрастающими в геометрической прогрессии группами лопаток, каждая из которых выполнена с последовательно убывающей длиной и проложена под углом спиральной закрутки, медиальным относительно углового направления смежных лопаток других групп и длин на том же осевом отрезке шнека, а на выходе общее число лопаток не менее чем в четыре раза превышает число лопаток на входе в шнек, причем упомянутые переменная антикавитационная, переходная и выходная продольная и поперечная конфигурации канала в корпусе бустера выполнены за счет переменной радиальной ширины втулки, которая имеет форму тела вращения - ундулоида с образующей в виде последовательно вогнуто-выпуклой плоской кривой, совмещенной с условной радиально-осевой плоскостью и расположенной с нарастающим радиальным расстоянием от оси бустера, начиная от входа в шнек, с градиентом приращения радиуса на переходном участке, превышающем не менее чем в два раза соответствующий градиент на антикавитационном участке длины втулки шнека.The problem is solved in that the booster, according to the invention, contains a housing placed in the housing of the impeller in the form of a screw with a shaft on which is fixed a sleeve with a multiple-entry impeller, hydrodynamically coupled with a rectifying device fixed in the housing with the formation of a flow channel together with the booster housing, which on the axial length of the screw includes three series-connected sections, respectively, with the input anti-cavitation, transition and output pressure configuration of the longitudinal and transverse cheniya channel; the multiple-screw auger impeller contains at least two blades at the inlet, the spiral twist length of which is intersecting anticavitational and extended over almost the entire length of the transitional and output sections of the screw bushing, while at the transitional and output sections the multiple-flow impeller is stepwise supplemented by at least two successively numerically increasing geometric progression by groups of blades, each of which is made with a successively decreasing length and laid at an angle of spiral twist, medial relative to the angular direction of adjacent blades of other groups and lengths on the same axial segment of the screw, and at the output the total number of blades is not less than four times the number of blades at the entrance to the screw, the aforementioned variables being anti-cavitation, transitional and output longitudinal and transverse channel configurations in the booster case they are made due to the variable radial width of the sleeve, which has the shape of a body of revolution - an unduloid with a generatrix in the form of a sequentially concave-convex flat curve combined with a conditional ial-axial plane and located with increasing radial distance from the axis of the booster, starting from the entrance to the auger, with a gradient of the radius increment in the transition section that exceeds at least two times the corresponding gradient in the anti-cavitation section of the length of the screw sleeve.

При этом крыльчатка шнека может быть выполнена на входе трехзаходной, а на выходе двенадцатизаходной, при этом входные лопатки пролонгированы на всю длину шнека, а выходные дополнены тремя лопатками второй ступени и шестью лопатками третьей ступени, осевая длина последних в проекции на радиально-осевую плоскость составляет не более 17%, а лопаток второй ступени не более 35% осевой длины шнека, считая от условной выходной плоскости, нормальной к оси шнека.In this case, the auger impeller can be made at the inlet of the three-way, and at the exit of the twelve-way one, while the inlet blades are extended over the entire length of the auger, and the output ones are supplemented with three blades of the second stage and six blades of the third stage, the axial length of the latter in projection onto the radial-axial plane not more than 17%, and second-stage blades not more than 35% of the axial length of the screw, counting from the conditional output plane normal to the axis of the screw.

Корпус бустера, по меньшей мере, на участке осевой длины шнека может быть выполнен с круглоцилиндрической внутренней поверхностью, а внешние кромки всех лопаток шнека вписаны в условную круглоцилиндрическую поверхность, соосную и конгруэнтную с внутренней поверхностью корпуса бустера.The booster body, at least in the area of the axial length of the screw, can be made with a round-cylindrical inner surface, and the outer edges of all the blades of the screw are inscribed in a conditional round-cylindrical surface, coaxial and congruent with the inner surface of the booster body.

Антикавитационный участок может быть расположен в составе входной половины шнека, причем конфигурация поверхности втулки выполнена в форме тела вращения - вогнуто-выпуклого ундулоида с градиентом приращения радиуса образующей втулки шнека на антикавитационном участке gradRвт1=0÷0,45, а на переходном участке с градиентом приращения радиуса, определяющего ширину втулки, gradRвт2>0,4.The anti-cavitation section can be located as part of the input half of the screw, and the configuration of the sleeve surface is made in the form of a body of revolution — a concave-convex unduloid with a gradient increment of the radius of the forming screw sleeve on the anti-cavitation section gradR W1 = 0 ÷ 0.45, and in the transition section with a gradient increments of the radius determining the width of the sleeve, gradR W2 > 0.4.

Шаг спирально закрученных лопаток шнека может быть выполнен переменным по длине оси втулки, в том числе на антикавитационном участке с градиентом gradSш=0÷1, а на переходном участке с градиентом gradSш=1÷10.The pitch of spiral twisted auger blades can be made variable along the length of the axis of the sleeve, including in the anti-cavitation section with a gradient gradS w = 0 ÷ 1, and in the transition section with a gradient gradS w = 1 ÷ 10.

Бустер может быть предназначен для создания подпора в основном, например, центробежном электронасосе типа НВН, при этом шнек бустера сообщен с валом основного электронасоса, снабженного электродвигателем, с возможностью передачи крутящего момента с числом оборотов электродвигателя, составляющем предпочтительно 3000 об/мин±50%.The booster can be designed to back up mainly, for example, a centrifugal pump of the NVN type, while the auger of the booster is in communication with the shaft of the main electric pump equipped with an electric motor, with the possibility of transmitting torque with a speed of the electric motor of preferably 3000 rpm ± 50%.

В составе электронасосного агрегата бустер может быть предназначен для откачки обводненной нефти с содержанием воды до 100% и с минерализацией до 200 г/л и содержит гидродинамические опоры скольжения из высокотвердого и износоустойчивого материала типа карбида вольфрама, причем нижняя гидродинамическая опора бустера обеспечивает восприятие радиальных усилий, а верхняя опора оснащена совмещенными гидродинамическими подшипниками, воспринимающими радиальное и осевое усилие, и выполнена из гладких цилиндрических цапфы ротора и втулки подшипника.As part of an electric pump unit, the booster can be designed to pump out water-saturated oil with a water content of up to 100% and with a salinity of up to 200 g / l and contains hydrodynamic sliding bearings from a highly hard and wear-resistant material such as tungsten carbide, and the lower hydrodynamic support of the booster provides the perception of radial forces, and the upper support is equipped with combined hydrodynamic bearings that absorb radial and axial forces, and is made of smooth cylindrical axles of the rotor and sleeve under dogrose.

В составе электронасосного агрегата бустер может быть предназначен для откачки товарной нефти из безнапорной емкости и подачи во всасывающую магистраль, например, нефтеперекачивающей станции, при этом верхняя и нижняя опора вала бустера выполнена в виде шарикоподшипника качения из нержавеющей стали с латунным сепаратором и защитными манжетами.As part of an electric pump unit, the booster can be designed to pump marketable oil from a pressureless tank and supply to the suction line, for example, an oil pumping station, while the upper and lower bearings of the booster shaft are made in the form of a stainless steel ball bearing with a brass cage and protective cuffs.

В составе электронасосного агрегата бустер может быть предназначен для откачки низковязких жидкостей типа дизельного топлива и газоконденсата, при этом нижняя опора вала бустера оснащена гидродинамическим радиальным подшипником в виде пары трения скольжения, включающей втулку корпуса и втулку вала, предпочтительно, из материалов типа бронза-сталь, а верхняя содержит совмещенные гидродинамический радиальный и гидростатический осевой подшипники.As part of an electric pump unit, the booster can be designed for pumping low-viscosity liquids such as diesel fuel and gas condensate, while the lower support of the booster shaft is equipped with a hydrodynamic radial bearing in the form of a sliding friction pair, including a housing sleeve and a shaft sleeve, preferably made of bronze-steel materials, and the upper one contains combined hydrodynamic radial and hydrostatic axial bearings.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, состоит в разработке преднасоса в виде бустера, предотвращающего образование кавитации как в самом преднасосе, так и в связанном с ним по проводящему перекачиваемую среду тракту основном насосе путем разработки конструкции шнека с антикавитационными свойствами конфигурации втулки и лопаток шнека с одновременным снижением энергозатрат на перекачивание заданной жидкой среды и повышением плавности потока, долговечности и надежности работы конструктивной системы бустера и связанных с ним элементов электронасосного агрегата, что достигается за счет найденных в изобретении оптимальной антикавитационной конфигурации элементов шнека, а именно формы втулки, а так же формы и спиральной угловой закрутки лопаток шнека, которые выполнены многозаходными со ступенчатыми увеличением в геометрической прогрессии их числа в направлении к выходному участку шнека, что в совокупности повышает плавность потока и создает антикавитационный эффект. Преимуществом гидростатических опор является возможность создания достаточной грузоподъемности при низких частотах вращения ротора насосного агрегата. Это в конечном счете улучшает условия эксплуатации, повышает надежность работы и долговечность конструкции бустера и электронасосного агрегата в целом.The technical result achieved by the given set of features consists in the development of a pre-pump in the form of a booster, which prevents the formation of cavitation both in the pre-pump and in the main pump connected to it through the pumped medium, by developing a screw design with anti-cavitation properties of the configuration of the sleeve and blades of the screw with at the same time reducing the energy consumption for pumping a given liquid medium and increasing the flow smoothness, durability and reliability of the structural system the booster and associated elements of the electric pump assembly, which is achieved due to the optimal anti-cavitation configuration of the screw elements found in the invention, namely the shape of the sleeve, as well as the shape and spiral angular twist of the screw blades, which are multi-start with a gradual increase in the geometric progression of their number in direction to the outlet section of the screw, which together increases the smoothness of the flow and creates an anti-cavitation effect. The advantage of hydrostatic bearings is the ability to create sufficient carrying capacity at low rotational speeds of the pump unit rotor. This ultimately improves operating conditions, increases the reliability and durability of the booster and electric pump assembly as a whole.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 изображен бустер, предназначенный в составе электронасосного агрегата для откачки обводненной нефти, разрез;figure 1 shows a booster designed as part of an electric pumping unit for pumping waterlogged oil, section;

на фиг.2 - бустер, предназначенный в составе электронасосного агрегата для откачки товарной нефти из безнапорной емкости и подачи во всасывающую магистраль, разрез;figure 2 - booster, designed as part of an electric pump unit for pumping marketable oil from a pressureless tank and feeding into the suction pipe, section;

на фиг.3 - бустер, предназначенный в составе электронасосного агрегата для откачки низковязких жидкостей типа дизельного топлива и газоконденсата, разрез.figure 3 - booster, designed as part of an electric pump unit for pumping low-viscosity liquids such as diesel fuel and gas condensate, section.

Бустер содержит корпус 1, размещенное в корпусе рабочее колесо в виде шнека 2 с валом 3, на котором закреплена втулка 4 с многозаходной крыльчаткой 5, гидродинамически сопряженной с закрепленным в корпусе 1 спрямляющим аппаратом 6 с образованием совместно с корпусом 1 бустера проточного канала 7. Проточный канал 7 на осевой длине шнека 2 включает три последовательно соединенных участка 8, 9, 10 соответственно с входной антикавитационной, переходной и выходной напорной конфигурацией продольного и поперечного сечения канала. Многозаходная крыльчатка 5 шнека 2 содержит на входе не менее двух лопаток 11. Длина спиральной закрутки лопаток 11 выполнена пересекающей антикавитационный участок 8 и пролонгирована практически на всю длину переходного и выходного участков 9 и 10 втулки 4 шнека 2. На переходном и выходном участках 9 и 10 крыльчатка 5 ступенчато дополнена не менее чем двумя последовательно численно возрастающими в геометрической прогрессии группами лопаток 11, каждая из которых выполнена с последовательно убывающей длиной и проложена под углом спиральной закрутки, медиальным относительно углового направления смежных лопаток других групп и длин на том же осевом отрезке шнека 2. На выходе общее число лопаток 11 не менее чем в четыре раза превышает число лопаток на входе в шнек 2. Антикавитационная, переходная и выходная продольная и поперечная конфигурации канала 7 в корпусе 1 бустера выполнены за счет переменной радиальной ширины втулки 2, которая имеет форму тела вращения - ундулоида с образующей в виде последовательно вогнуто-выпуклой плоской кривой, совмещенной с условной радиально-осевой плоскостью и расположенной с нарастающим радиальным расстоянием от оси бустера, начиная от входа в шнек 2. Градиент приращения радиуса на переходном участке 9 превышает не менее чем в два раза соответствующий градиент на антикавитационном участке 8 длины втулки 4 шнека 2.The booster comprises a housing 1, an impeller placed in the housing in the form of a screw 2 with a shaft 3, on which a sleeve 4 is mounted with a multi-input impeller 5, hydrodynamically coupled to a straightening device 6 fixed in the housing 1, with the formation of a flow channel booster 7 together with the housing 1. channel 7 on the axial length of the screw 2 includes three series-connected sections 8, 9, 10, respectively, with the input anti-cavitation, transition and output pressure configuration of the longitudinal and transverse sections of the channel. The multiple-entry impeller 5 of the screw 2 contains at least two blades 11 at the inlet. The length of the spiral twist of the blades 11 is made to intersect the anticavitation section 8 and is extended to almost the entire length of the transition and output sections 9 and 10 of the sleeve 4 of the screw 2. At the transition and output sections 9 and 10 the impeller 5 is stepwise supplemented by at least two groups of blades 11 sequentially numerically increasing exponentially, each of which is made with a successively decreasing length and laid at an angle of spiral close tissue medial relative to the angular direction of adjacent blades of other groups and lengths on the same axial segment of screw 2. At the output, the total number of blades 11 is at least four times the number of blades at the entrance to the screw 2. Anticavitation, transitional and output longitudinal and transverse configurations channel 7 in the housing 1 of the booster is made due to the variable radial width of the sleeve 2, which has the shape of a body of revolution - unduloid with a generatrix in the form of a sequentially concave-convex plane curve, combined with a conditional radial-axial plane and located with increasing radial distance from the axis of the booster, starting from the entrance to the screw 2. The gradient of the radius increment in the transition section 9 exceeds at least twice the corresponding gradient in the anti-cavitation section 8 of the length of the sleeve 4 of the screw 2.

Крыльчатка 5 шнека 2 выполнена на входе трехзаходной, а на выходе двенадцатизаходной. Входные лопатки 11 пролонгированы на всю длину шнека 2, а выходные дополнены тремя лопатками второй ступени и шестью лопатками третьей ступени. Осевая длина лопаток третьей ступени в проекции на радиально-осевую плоскость составляет не более 17%, а лопаток второй ступени - не более 35% осевой длины шнека 2, считая от условной выходной плоскости, нормальной к оси шнека 2.The impeller 5 of the screw 2 is made at the inlet of the three-way, and at the exit of the twelve-way. The input vanes 11 are extended over the entire length of the screw 2, and the output vanes are complemented by three second-stage vanes and six third-stage vanes. The axial length of the blades of the third stage in the projection onto the radial-axial plane is not more than 17%, and the blades of the second stage are not more than 35% of the axial length of the screw 2, counting from the conditional output plane normal to the axis of the screw 2.

Корпус 1 бустера, по меньшей мере, на участке осевой длины шнека 2 выполнен с круглоцилиндрической внутренней поверхностью, а внешние кромки всех лопаток 11 шнека 2 вписаны в условную круглоцилиндрическую поверхность, соосную и конгруэнтную с внутренней поверхностью корпуса 1 бустера.The booster body 1, at least in a portion of the axial length of the screw 2, is made with a circular cylindrical inner surface, and the outer edges of all blades 11 of the screw 2 are inscribed in a conventional circular cylindrical surface, coaxial and congruent with the inner surface of the booster body 1.

Антикавитационный участок 8 расположен в составе входной половины шнека 2. Конфигурация поверхности втулки 4 выполнена в форме тела вращения - вогнуто-выпуклого ундулоида с градиентом приращения радиуса образующей втулки 4 шнека 2 на антикавитационном участке 8 составляет gradRвт1=0÷0,45, а на переходном участке 9 с градиентом приращения радиуса, определяющего ширину втулки 4, составляющим gradRвт2>0,4.The anti-cavitation section 8 is located in the input half of the screw 2. The surface configuration of the sleeve 4 is made in the form of a body of revolution — a concave-convex unduloid with a gradient of the radius increment of the generatrix of the sleeve 4 of the screw 2 in the anti-cavitation section 8 is gradR W1 = 0 ÷ 0.45, and on transition section 9 with a gradient increment radius determining the width of the sleeve 4, comprising gradR W2 > 0.4.

Шаг спирально закрученных лопаток 11 шнека 2 выполнен переменным по длине оси втулки 4, в том числе на антикавитационном участке 8 с градиентом gradSш=0÷1, а на переходном участке 9 с градиентом gradSш=1÷10.The pitch of the spiral twisted blades 11 of the screw 2 is made variable along the length of the axis of the sleeve 4, including in the anti-cavitation section 8 with a gradient gradS w = 0 ÷ 1, and in the transition section 9 with a gradient gradS w = 1 ÷ 10.

Бустер предназначен для создания подпора в основном, например, центробежном электронасосе типа НВН - нефтяной вертикальный насос. Шнек 2 бустера сообщен с валом основного электронасоса, снабженного электродвигателем, с возможностью передачи крутящего момента с числом оборотов электродвигателя, составляющим предпочтительно 3000 об/мин±50%.The booster is designed to create a backwater in the main, for example, a centrifugal pump type NVN - an oil vertical pump. The auger 2 of the booster is in communication with the shaft of the main electric pump equipped with an electric motor, with the possibility of transmitting torque with a rotational speed of the electric motor of preferably 3000 rpm ± 50%.

В составе электронасосного агрегата бустер предназначен для откачки обводненной нефти с содержанием воды до 100% и с минерализацией до 200 г/л и содержит гидродинамические опоры скольжения из высокотвердого и износоустойчивого материала типа карбида вольфрама. Нижняя гидродинамическая опора 12 бустера обеспечивает восприятие радиальных усилий, а верхняя опора 13 оснащена совмещенными гидродинамическими подшипниками, воспринимающими радиальное и осевое усилие, и выполнена из гладких цилиндрических цапфы ротора и втулки подшипника.As part of an electric pump unit, the booster is designed to pump out water-saturated oil with a water content of up to 100% and with a salinity of up to 200 g / l and contains hydrodynamic sliding bearings made of highly hard and wear-resistant material such as tungsten carbide. The lower hydrodynamic support 12 of the booster provides the perception of radial forces, and the upper support 13 is equipped with combined hydrodynamic bearings that absorb radial and axial forces, and is made of smooth cylindrical axles of the rotor and the bearing sleeve.

В составе электронасосного агрегата бустер предназначен для откачки товарной нефти из безнапорной емкости и подачи во всасывающую магистраль, например, нефтеперекачивающей станции, при этом верхняя и нижняя опора 14 и 15 соответственно вала 3 бустера выполнена в виде шарикоподшипника качения из нержавеющей стали с латунным сепаратором и защитными манжетами.As part of an electric pump unit, the booster is designed for pumping commercial oil from a pressureless tank and supplying, for example, an oil pumping station to the suction line, while the upper and lower bearings 14 and 15, respectively, of the booster shaft 3 are made in the form of a stainless steel ball bearing with a brass cage and protective cuffs.

В составе электронасосного агрегата бустер предназначен для откачки низковязких жидкостей типа дизельного топлива и газоконденсата. Нижняя опора 16 вала 3 бустера оснащена гидродинамическим радиальным подшипником в виде пары трения скольжения, включающей втулку корпуса и втулку вала, предпочтительно, из материалов типа бронза-сталь. Верхняя опора 17 содержит совмещенные гидродинамический радиальный и гидростатический осевой подшипники.As part of an electric pump unit, the booster is designed for pumping low-viscosity liquids such as diesel fuel and gas condensate. The lower support 16 of the shaft 3 of the booster is equipped with a hydrodynamic radial bearing in the form of a pair of sliding friction, including the sleeve of the housing and the sleeve of the shaft, preferably of materials such as bronze-steel. The upper support 17 contains combined hydrodynamic radial and hydrostatic axial bearings.

Работа бустера осуществляется следующим образом.The operation of the booster is as follows.

При включении электродвигателя крутящий момент по валопроводу поступает на вал 3 ротора бустера и приводит в движение крыльчатку 5 шнека 2. Перекачиваемая среда - товарная нефть, нефтепродукты, газоконденсат или обводненная нефть обтекает втулку 4 шнека 2, приобретает антикавитационную упорядоченность потока и затем через спрямляющий аппарат 6 поступает в проточный канал трансмиссии и затем в основной центробежный насос.When the electric motor is turned on, the torque through the shaft shaft enters the shaft 3 of the booster rotor and drives the impeller 5 of the screw 2. The pumped medium — commercial oil, oil products, gas condensate or flooded oil flows around the sleeve 4 of the screw 2, acquires anti-cavitation flow ordering and then through the straightener 6 enters the flow channel of the transmission and then to the main centrifugal pump.

Таким образом, за счет найденных в изобретении оптимальной антикавитационной конфигурации элементов шнека, а именно формы втулки, а также формы и спиральной угловой закрутки лопаток шнека повышается плавность потока и создается антикавитационный эффект. Это в конечном счете улучшает условия эксплуатации, повышает надежность работы и долговечность конструкции бустера и электронасосного агрегата в целом.Thus, due to the optimum anti-cavitation configuration of the screw elements found in the invention, namely, the shape of the sleeve, as well as the shape and spiral angular twist of the screw blades, flow smoothness is increased and an anti-cavitation effect is created. This ultimately improves operating conditions, increases the reliability and durability of the booster and electric pump assembly as a whole.

Claims (9)

1. Бустер, характеризующийся тем, что содержит корпус, размещенное в корпусе рабочее колесо в виде шнека с валом, на котором закреплена втулка с многозаходной крыльчаткой, гидродинамически сопряженной с закрепленным в корпусе спрямляющим аппаратом с образованием совместно с корпусом бустера проточного канала, который на осевой длине шнека включает три последовательно соединенных участка соответственно с входной антикавитационной, переходной и выходной напорной конфигурацией продольного и поперечного сечения канала; многозаходная крыльчатка шнека содержит на входе не менее двух лопаток, длина спиральной закрутки которых выполнена пересекающей антикавитационный и пролонгирована практически на всю длину переходного и выходного участков втулки шнека, при этом на переходном и выходном участках многозаходная крыльчатка ступенчато дополнена не менее чем двумя последовательно численно возрастающими в геометрической прогрессии группами лопаток, каждая из которых выполнена с последовательно убывающей длиной и проложена под углом спиральной закрутки, медиальным относительно углового направления смежных лопаток других групп и длин на том же осевом отрезке шнека, а на выходе общее число лопаток не менее чем в четыре раза превышает число лопаток на входе в шнек, причем упомянутые переменная антикавитационная, переходная и выходная продольная и поперечная конфигурации канала в корпусе бустера выполнены за счет переменной радиальной ширины втулки, которая имеет форму тела вращения - ундулоида с образующей в виде последовательно вогнуто-выпуклой плоской кривой, совмещеной с условной радиально-осевой плоскостью и расположенной с нарастающим радиальным расстоянием от оси бустера, начиная от входа в шнек, с градиентом приращения радиуса на переходном участке, превышающем не менее чем в два раза соответствующий градиент на аитикавитациоином участке длины втулки шнека.1. A booster, characterized in that it contains a housing, an impeller placed in the housing in the form of a screw with a shaft, on which a sleeve with a multi-start impeller is mounted, hydrodynamically coupled to a rectifying device fixed in the housing with the formation of a flow channel, which is axially the screw length includes three series-connected sections, respectively, with the input anti-cavitation, transitional and output pressure configuration of the longitudinal and cross sections of the channel; the multiple-screw auger impeller contains at least two blades at the inlet, the spiral twist length of which is intersecting anticavitational and extended over almost the entire length of the transitional and output sections of the screw bushing, while at the transitional and output sections the multiple-flow impeller is stepwise supplemented by at least two successively numerically increasing geometric progression by groups of blades, each of which is made with a successively decreasing length and laid at an angle of spiral twist, medial relative to the angular direction of adjacent blades of other groups and lengths on the same axial segment of the screw, and at the output the total number of blades is not less than four times the number of blades at the entrance to the screw, the aforementioned variables being anti-cavitation, transitional and output longitudinal and transverse channel configurations in the booster case they are made due to the variable radial width of the sleeve, which has the shape of a body of revolution - an unduloid with a generatrix in the form of a sequentially concave-convex flat curve combined with a conditional with an axial-axial plane and located with an increasing radial distance from the axis of the booster, starting from the entrance to the screw, with a gradient of the radius increment in the transition section that exceeds at least two times the corresponding gradient on the aitikavitational section of the screw sleeve length. 2. Бустер по п.1, отличающийся тем, что крыльчатка шнека выполнена на входе трехзаходной, а на выходе двенадцатизаходной, при этом входные лопатки пролонгированы на всю длину шнека, а выходные дополнены тремя лопатками второй ступени и шестью лопатками третьей ступени, осевая длина последних в проекции на радиально-осевую плоскость составляет не более 17%, а лопаток второй ступени не более 35% осевой длины шнека, считая от условной выходной плоскости, нормальной к оси шнека.2. The booster according to claim 1, characterized in that the impeller of the screw is made at the inlet of the three-way, and at the exit of the twelve-way one, while the inlet blades are extended over the entire length of the auger, and the outlet blades are supplemented with three blades of the second stage and six blades of the third stage, the axial length of the latter in the projection onto the radial-axial plane it is no more than 17%, and the second stage blades no more than 35% of the axial length of the screw, counting from the conditional output plane normal to the axis of the screw. 3. Бустер по п.1, отличающийся тем, что корпус бустера, по меньшей мере, на участке осевой длины шнека выполнен с круглоцилиндрической внутренней поверхностью, а внешние кромки всех лопаток шнека вписаны в условную круглоцилиндрическую поверхность, соосную и конгруэнтную с внутренней поверхностью корпуса бустера.3. The booster according to claim 1, characterized in that the booster body, at least in the area of the axial length of the screw, is made with a cylindrical inner surface, and the outer edges of all the blades of the screw are inscribed in a conditional round-cylindrical surface, coaxial and congruent with the inner surface of the booster body . 4. Бустер по п.1, отличающийся тем, что антикавитационный участок расположен в составе входной половины шнека, причем конфигурация поверхности втулки выполнена в форме тела вращения - вогнуто-выпуклого ундулоида с градиентом приращения радиуса образующей втулки шнека на аитикавитационном участке gradRвт1=0÷0,45, а на переходном участке с градиентом приращения радиуса, определяющего ширину втулки, gradRвт2>0,4.4. The booster according to claim 1, characterized in that the anti-cavitation section is located in the input half of the screw, and the configuration of the surface of the sleeve is made in the form of a body of revolution - a concave-convex unduloid with a gradient increment of the radius of the forming sleeve of the screw on the gravity section gradR W1 = 0 ÷ 0.45, and in the transition section with a gradient of the increment of the radius determining the width of the sleeve, gradR W2 > 0.4. 5. Бустер по п.1, отличающийся тем, что шаг спирально закрученных лопаток шнека выполнен переменным по длине оси втулки, в том числе на антикавитационном участке с градиентом gradSШ=0÷1, а на переходном участке с градиентом gradSШ=1÷10.5. The booster according to claim 1, characterized in that the step of the helically twisted auger blades is made variable along the length of the axis of the sleeve, including in the anti-cavitation section with a gradient gradS Ш = 0 ÷ 1, and in the transition section with a gradient gradS Ш = 1 ÷ 10. 6. Бустер по п.1, отличающийся тем, что предназначен для создания подпора в основном, например, центробежном электронасосе типа НВН, при этом шнек бустера сообщен с валом основного электронасоса, снабженного электродвигателем, с возможностью передачи крутящего момента с числом оборотов электродвигателя, составляющем предпочтительно 3000 об/мин±50%.6. The booster according to claim 1, characterized in that it is designed to back up mainly, for example, a centrifugal pump type HBH, while the auger of the booster is in communication with the shaft of the main electric pump equipped with an electric motor, with the possibility of transmitting torque with a speed of an electric motor of preferably 3000 rpm ± 50%. 7. Бустер по п.1, отличающийся тем, что в составе электронасосного агрегата предназначен для откачки обводненной нефти с содержанием воды до 100% и с минерализацией до 200 г/л и содержит гидродинамические опоры скольжения из высокотвердого и износоустойчивого материала типа карбида вольфрама, причем нижняя гидродинамическая опора бустера обеспечивает восприятие радиальных усилий, а верхняя опора оснащена совмещенными гидродинамическими подшипниками, воспринимающими радиальное и осевое усилие и выполнена из гладких цилиндрических цапфы ротора и втулки подшипника.7. The booster according to claim 1, characterized in that the composition of the electric pump unit is designed to pump out water-logged oil with a water content of up to 100% and with a salinity of up to 200 g / l and contains hydrodynamic sliding bearings of high-hard and wear-resistant material such as tungsten carbide, the lower hydrodynamic support of the booster provides the perception of radial forces, and the upper support is equipped with combined hydrodynamic bearings that absorb radial and axial forces and is made of smooth cylindrical pins p bore and bearing bushings. 8. Бустер по п.1, отличающийся тем, что в составе электронасосного агрегата предназначен для откачки товарной нефти из безнапорной емкости и подачи во всасывающую магистраль, например, нефтеперекачивающей станции, при этом верхняя и нижняя опора вала бустера выполнена в виде шарикоподшипника качения из нержавеющей стали с латунным сепаратором и защитными манжетами.8. The booster according to claim 1, characterized in that as part of the electric pump unit it is designed to pump out marketable oil from a pressureless tank and supply to the suction line, for example, an oil pumping station, while the upper and lower support of the booster shaft is made in the form of a stainless steel ball bearing steel with brass cage and protective cuffs. 9. Бустер по п.1, отличающийся тем, что в составе электронасосного агрегата предназначен для откачки низковязких жидкостей типа дизельного топлива и газоконденсата, при этом нижняя опора вала бустера оснащена гидродинамическим радиальным подшипником в виде пары трения скольжения, включающей втулку корпуса и втулку вала, предпочтительно, из материалов типа бронза-сталь, а верхняя содержит совмещенные гидродинамический радиальный и гидростатический осевой подшипники. 9. The booster according to claim 1, characterized in that the composition of the electric pump unit is designed for pumping low-viscosity liquids such as diesel fuel and gas condensate, while the lower support of the booster shaft is equipped with a hydrodynamic radial bearing in the form of a sliding friction pair, including the housing sleeve and shaft sleeve, preferably made of bronze-steel type materials, and the upper one contains combined hydrodynamic radial and hydrostatic axial bearings.
RU2011146978/06A 2011-11-21 2011-11-21 Vertical borehole electrically driven pump booster RU2470188C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146978/06A RU2470188C1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Vertical borehole electrically driven pump booster

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146978/06A RU2470188C1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Vertical borehole electrically driven pump booster

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2470188C1 true RU2470188C1 (en) 2012-12-20

Family

ID=49256571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011146978/06A RU2470188C1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Vertical borehole electrically driven pump booster

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2470188C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB782533A (en) * 1954-05-06 1957-09-11 Bungartz Paul Improvements relating to rotary pumps
US3661474A (en) * 1970-02-10 1972-05-09 Roth Co Roy E Liquid booster device
RU2002122004A (en) * 2002-08-12 2004-02-20 Дочернее унитарное предпри тие "Турбонасос" Федерального государственного унитарного предпри ти "Конструкторского бюро Химавтоматики" VERTICAL SCREW-CENTRIFUGAL PUMP
RU2305208C1 (en) * 2006-02-14 2007-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Vertical centrifugal screw pump
RU2327902C1 (en) * 2006-11-07 2008-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Новотехника" Centrifugal screw pump

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB782533A (en) * 1954-05-06 1957-09-11 Bungartz Paul Improvements relating to rotary pumps
US3661474A (en) * 1970-02-10 1972-05-09 Roth Co Roy E Liquid booster device
RU2002122004A (en) * 2002-08-12 2004-02-20 Дочернее унитарное предпри тие "Турбонасос" Федерального государственного унитарного предпри ти "Конструкторского бюро Химавтоматики" VERTICAL SCREW-CENTRIFUGAL PUMP
RU2305208C1 (en) * 2006-02-14 2007-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Vertical centrifugal screw pump
RU2327902C1 (en) * 2006-11-07 2008-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Новотехника" Centrifugal screw pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1063256C (en) Impeller
US6357998B1 (en) Ribbon drive pumping apparatus and method
US4365932A (en) Pumping device for diphasic fluids
RU2327902C1 (en) Centrifugal screw pump
RU2472039C1 (en) Structural row of vertical electrically driven oil pumps
CN210623090U (en) Compact axial flow pipeline pump
GB2342691A (en) Multiphase turbo machine with improved phase mixing
RU2244164C1 (en) Multistage submerged axial pump
RU2470188C1 (en) Vertical borehole electrically driven pump booster
CN201074595Y (en) Hydraulic model pump
CN105317729A (en) Sliding bearing and multi-stage centrifugal pump
RU113794U1 (en) SCREW CENTRIFUGAL PUMP
RU2468256C1 (en) General-purpose transport system of vertical oil electric pump unit
RU2305191C2 (en) Rotary hydraulic machine
RU2472044C1 (en) Complex hydraulic channel of vertical electrically driven oil pump
US20040033142A1 (en) Ribbon drive pumping apparatus and method with added fluid
RU2506462C1 (en) Vertical pulp pump with exposed impeller
RU2384740C1 (en) Auger centrifugal pump
CN100392253C (en) Centrifugal pump
RU2537205C1 (en) Crude booster pump and crude booster pump impeller
RU2468255C1 (en) Vertical oil electric pump unit (versions), and shaft line of vertical electric pump unit (versions)
RU2745095C1 (en) Horizontal multistage sectional centrifugal pump
RU2331795C2 (en) Screw centrifugal pump
CN215979678U (en) Horizontal double-screw water turbine
RU2503853C1 (en) Horizontal electrically driven pump unit