RU2516753C1 - Submersible pump for viscous fluid pumping - Google Patents
Submersible pump for viscous fluid pumping Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516753C1 RU2516753C1 RU2012142383/06A RU2012142383A RU2516753C1 RU 2516753 C1 RU2516753 C1 RU 2516753C1 RU 2012142383/06 A RU2012142383/06 A RU 2012142383/06A RU 2012142383 A RU2012142383 A RU 2012142383A RU 2516753 C1 RU2516753 C1 RU 2516753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- blades
- channel
- angle
- guide apparatus
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым скважинным насосам для откачки пластовой жидкости высокой вязкости.The present invention relates to petroleum engineering, in particular to multi-stage well pumps for pumping high-viscosity formation fluid.
Известен многоступенчатый погружной насос для перекачки нефти, состоящий из ступеней центробежного типа, содержащих рабочие колеса и направляющие аппараты, последовательно расположенные на общем валу, заключенные в корпус и снабженные концевыми элементами (см., например, Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти (расчет и конструирование). М.: Недра, 1968, С.21).Known multi-stage submersible pump for pumping oil, consisting of centrifugal type steps containing impellers and guide vanes, sequentially located on a common shaft, enclosed in a housing and equipped with end elements (see, for example, A. A. Bogdanov. Submersible centrifugal electric pumps for production oil (calculation and design), Moscow: Nedra, 1968, p.21).
Недостатком данного насоса является существенное снижение развиваемого напора и КПД при повышении вязкости перекачиваемой жидкости, что приводит к вынужденному увеличению числа насосных ступеней, т.е. удорожанию установки в целом, а также к завышенным затратам мощности в процессе эксплуатации.The disadvantage of this pump is a significant decrease in the developed head and efficiency with an increase in the viscosity of the pumped liquid, which leads to a forced increase in the number of pump stages, i.e. rise in the cost of the installation as a whole, as well as to overstated power costs during operation.
Наиболее близким к заявляемому является скважинный погружной насос для перекачки вязкой жидкости с твердыми включениями (такими, как водоросли, кусочки древесины, обломки металла, пластика, галька, частицы твердых нефтепродуктов), состоящий из одной ступени и применяемый при сборе разливов нефти из поврежденных нефтяных танкеров (патент US №5385447А, F04D 3/00, заявл. 26.03.1993, опубл. 31.01.1995). Насос включает в себя входной канал, спрофилированный по типу трубки Вентури для того, чтобы уменьшить кавитацию и рост вязкого погранслоя в этой области, рабочее колесо диагонального типа, установленное в расширении входного канала, осевой направляющий аппарат, расположенный непосредственно после рабочего колеса, и электродвигатель, вращающий рабочее колесо. Для сохранения необходимого уровня напора внешний диаметр насоса выполнен большим (12.5 дюймов). Конфигурация входного канала и проточных каналов рабочего колеса обусловлена требованием к необходимому кавитационному запасу описанного насоса, работающего в условиях низких входных давлений.Closest to the claimed is a well submersible pump for pumping viscous liquids with solid inclusions (such as algae, pieces of wood, fragments of metal, plastic, pebbles, particles of solid oil products), consisting of one stage and used in the collection of oil spills from damaged oil tankers (US patent No. 5385447A, F04D 3/00, declared. 26.03.1993, publ. 31.01.1995). The pump includes an inlet channel shaped like a venturi in order to reduce cavitation and the growth of a viscous boundary layer in this area, a diagonal impeller installed in the expansion of the inlet channel, an axial guide device located immediately after the impeller, and an electric motor, rotating impeller. To maintain the required pressure level, the outer diameter of the pump is large (12.5 inches). The configuration of the input channel and the flow channels of the impeller is due to the requirement for the required cavitation reserve of the described pump operating at low inlet pressures.
Однако для перекачки вязкой нефти из нефтяных скважин, когда входное давление составляет порядка 30-50 атм, это требование становится несущественным, поэтому конструкция ступени, состоящей из рабочего колеса диагонального типа и направляющего аппарата осевого типа, не будет эффективно работать в скважинных условиях. Основным недостатком описанного изобретения является значительное падение напора насоса при повышении вязкости перекачиваемой жидкости, характерное для ступеней центробежного и диагонального типов. Кроме того, большие размеры насоса не позволяют использовать его в скважинах с ограниченным диаметром обсадной колонны.However, for pumping viscous oil from oil wells, when the inlet pressure is about 30-50 atm, this requirement becomes insignificant, therefore the design of the stage, consisting of a diagonal impeller and an axial type guide apparatus, will not work effectively in downhole conditions. The main disadvantage of the described invention is a significant drop in the pump head with increasing viscosity of the pumped liquid, typical for centrifugal and diagonal stages. In addition, the large size of the pump does not allow its use in wells with a limited diameter of the casing.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания скважинного погружного насоса для добычи вязкой жидкости, сохраняющего напор в широком диапазоне вязкостей.The basis of the present invention is the task of creating a borehole submersible pump for the production of a viscous fluid that retains pressure in a wide range of viscosities.
Для достижения указанного технического результата скважинный погружной насос для перекачки вязкой нефти, содержащий насосную ступень, состоящую из осевого направляющего аппарата и рабочего колеса, согласно изобретению выполнен из множества ступеней, последовательно расположенных на общем валу и помещенных в общий корпус, а рабочее колесо выполнено осевым в виде втулки со спиральными лопастями.To achieve the technical result, a well submersible pump for pumping viscous oil, comprising a pump stage consisting of an axial guide apparatus and an impeller, according to the invention, is made of a plurality of steps sequentially located on a common shaft and placed in a common housing, and the impeller is axially form of a sleeve with spiral blades.
В меридианном сечении проточный канал рабочего колеса выполнен конфузорным, а направляющего аппарата - диффузорным, при этом отношение площади проточного кольцевого канала рабочего колеса на входе (Sвх) к площади проточного кольцевого канала на выходе (Sвых), а для направляющего аппарата - обратное отношение Sвых/Sвх лежит в интервале от 1.0 до 1.5.In the meridian section, the flow channel of the impeller is made confuser, and the guide vane is diffuser, while the ratio of the area of the flow annular channel of the impeller at the inlet (S in ) to the area of the flow annular channel at the outlet (S out ), and for the guide vane, the inverse ratio S o / S in lies in the range from 1.0 to 1.5.
Кроме того, в рабочем колесе и направляющем аппарате отношение радиальной ширины проточного кольцевого канала к наружному радиусу канала лежит в интервале от 0.2 до 0.6.In addition, in the impeller and guide vane, the ratio of the radial width of the flowing annular channel to the outer radius of the channel lies in the range from 0.2 to 0.6.
В любом из сечений проточного канала цилиндрической поверхностью, коаксиальной оси вращения, угол между касательной к скелетной линии лопасти рабочего колеса и плоскостью, перпендикулярной оси вращения, может быть выполнен постоянным либо монотонно увеличивающимся от входа к выходу, начальное значение этого угла, являющееся входным углом лопасти, - монотонно уменьшающимся от втулки к периферии. Лопасти в направляющем аппарате могут иметь двойную кривизну и направление закрутки, противоположное направлению закрутки лопастей рабочего колеса.In any section of the flow channel with a cylindrical surface, coaxial to the axis of rotation, the angle between the tangent to the skeletal line of the impeller blade and the plane perpendicular to the axis of rotation can be made constant or monotonically increasing from entrance to exit, the initial value of this angle, which is the input angle of the blade , - monotonously decreasing from the sleeve to the periphery. The blades in the guide vane may have double curvature and a swirl direction opposite to the swirl direction of the impeller blades.
Сущность заявляемого погружного насоса для перекачки вязких жидкостей поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема насоса; на фиг.2 - рабочее колесо в аксонометрии; на фиг.3 - направляющий аппарат в аксонометрии.The essence of the inventive submersible pump for pumping viscous liquids is illustrated by drawings, where figure 1 presents a General diagram of the pump; figure 2 - the impeller in a perspective view; figure 3 is a guide apparatus in a perspective view.
Погружной насос для перекачки вязкой жидкости содержит множество ступеней 1, последовательно размещенных в корпусе 2, каждая из которых состоит из установленных неподвижно осевых направляющих аппаратов 3 и рабочих колес осевого типа 4, установленных с возможностью вращения на общем валу 5 (фиг.1). Рабочее колесо 4 содержит втулку 6, на боковой поверхности которой на равном расстоянии друг от друга установлены спиральные лопасти 7 (фиг.2). Отношение радиальной ширины проточного канала к наружному радиусу канала лежит в интервале от 0.2 до 0.6, в меридианном сечении канал рабочего колеса 4 выполнен конфузорным таким образом, чтобы отношение площади проточного кольцевого канала на входе 8 в рабочее колесо 4 к площади проточного кольцевого канала на выходе 9 из рабочего колеса 4
Осевой направляющий аппарат 3 (фиг.3) имеет втулку 10 с лопастями 11, размещенными на ее боковой поверхности. Лопасти 11 могут быть выполнены двойной кривизны и имеют направление закрутки, противоположное направлению закрутки лопастей 7 рабочего колеса 4. В меридианном сечении проточный канал направляющего аппарата 3 выполнен диффузорным, причем отношение площади проточного канала на выходе 12 из направляющего аппарата 3 к площади проточного канала на его входе 13
На фиг.4, 5, 6 приведены результаты стендовых испытаний заявляемого насоса и насосов-аналогов при повышении вязкости перекачиваемой жидкости. На фиг.4 показаны напорно-расходные характеристики ступени заявляемого насоса осевого типа, полученные для жидкостей с разными вязкостями: 1-300 сСт, 2-200 сСт, 3-100 сСт 4-1 сСт.; на фиг.5 - показаны напорно-расходные характеристики ступени насоса диагонального типа (прототипа), полученные для жидкостей с разными вязкостями: 1-300 сСт, 2-60 сСт, 3-40 сСт, 4-1 сСт; на фиг.6 - напорно-расходные характеристики ступени насоса центробежного типа, полученные для жидкостей с разными вязкостями: 1-450 сСт, 2-220 сСт, 3-55 сСт, 4-40 сСт, 5-1 сСт.Figure 4, 5, 6 shows the results of bench tests of the inventive pump and analog pumps with increasing viscosity of the pumped liquid. Figure 4 shows the pressure-flow characteristics of the stage of the inventive axial type pump obtained for liquids with different viscosities: 1-300 cSt, 2-200 cSt, 3-100 cSt 4-1 cSt .; figure 5 - shows the discharge characteristics of the pump stage of the diagonal type (prototype) obtained for liquids with different viscosities: 1-300 cSt, 2-60 cSt, 3-40 cSt, 4-1 cSt; figure 6 - pressure-flow characteristics of the centrifugal pump stage obtained for liquids with different viscosities: 1-450 cSt, 2-220 cSt, 3-55 cSt, 4-40 cSt, 5-1 cSt.
Из рисунков видно, что заявляемые осевые ступени сохраняют значение напора в широком диапазоне вязкостей, в то время как диагональные и центробежные ступени с увеличением вязкости жидкости значительно теряют в напоре.From the figures it can be seen that the inventive axial stages retain the pressure value in a wide range of viscosities, while diagonal and centrifugal stages significantly decrease in pressure with an increase in the viscosity of the liquid.
Таким образом, заявляемая конструкция по сравнению с аналогами позволяет эффективно перекачивать жидкости в широком диапазоне вязкостей без потери напора.Thus, the claimed design in comparison with analogues can effectively pump liquids in a wide range of viscosities without loss of pressure.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142383/06A RU2516753C1 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Submersible pump for viscous fluid pumping |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142383/06A RU2516753C1 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Submersible pump for viscous fluid pumping |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012142383A RU2012142383A (en) | 2014-04-10 |
RU2516753C1 true RU2516753C1 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=50435926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012142383/06A RU2516753C1 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Submersible pump for viscous fluid pumping |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516753C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786546C1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-12-22 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Topping gas stabilizing device (variants) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB211848A (en) * | 1923-02-24 | 1924-05-29 | Sulzer Ag | Improvements in or relating to multistage axial flow pumps |
US4280793A (en) * | 1978-02-23 | 1981-07-28 | Mono Pumps Limited | Bore hole pumps |
SU1483096A1 (en) * | 1987-06-17 | 1989-05-30 | Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Multistage blower |
RU2244164C1 (en) * | 2002-06-27 | 2005-01-10 | Анатолий Александрович Евтушенко | Multistage submerged axial pump |
RU2368812C1 (en) * | 2008-03-03 | 2009-09-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Deep-well multiphase pump |
-
2012
- 2012-10-04 RU RU2012142383/06A patent/RU2516753C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB211848A (en) * | 1923-02-24 | 1924-05-29 | Sulzer Ag | Improvements in or relating to multistage axial flow pumps |
US4280793A (en) * | 1978-02-23 | 1981-07-28 | Mono Pumps Limited | Bore hole pumps |
SU1483096A1 (en) * | 1987-06-17 | 1989-05-30 | Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Multistage blower |
RU2244164C1 (en) * | 2002-06-27 | 2005-01-10 | Анатолий Александрович Евтушенко | Multistage submerged axial pump |
RU2368812C1 (en) * | 2008-03-03 | 2009-09-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Deep-well multiphase pump |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786546C1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-12-22 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Topping gas stabilizing device (variants) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012142383A (en) | 2014-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9624930B2 (en) | Multiphase pumping system | |
CA2557098C (en) | Two phase flow conditioner for pumping gassy well fluid | |
RU2409767C2 (en) | Procedure for double-phase well fluid pumping out and device for its implementation (versions) | |
CA2419458C (en) | Electric submersible pump with specialized geometry for pumping viscous crude oil | |
RU2591754C2 (en) | Blade profile diffuser with local bulge | |
US6406277B1 (en) | Centrifugal pump with inducer intake | |
US9133849B2 (en) | Impeller vane with leading edge enhancement | |
US9046090B2 (en) | High efficiency impeller | |
CA2863373A1 (en) | Submersible disk-type pump for viscous and solids-laden fluids having helical inducer | |
RU2244164C1 (en) | Multistage submerged axial pump | |
RU2368812C1 (en) | Deep-well multiphase pump | |
RU2516753C1 (en) | Submersible pump for viscous fluid pumping | |
RU2428588C1 (en) | Submerged multi-phase pump | |
RU170839U1 (en) | ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP STEP | |
RU2122653C1 (en) | Submersible electric pumping unit | |
RU113794U1 (en) | SCREW CENTRIFUGAL PUMP | |
RU2586801C1 (en) | Submersible multi-phase pump blade | |
RU2750079C1 (en) | Pump-compressor for oil production with high free gas content at pump intake | |
RU68613U1 (en) | SUBMERSIBLE PUMP LEVEL OPERATING WHEEL GUIDING DEVICE FOR SUBMERSIBLE PUMP STEPS AND SUBMERSIBLE PUMP STEPS | |
RU2789141C1 (en) | Method for pumping a gas-liquid mixture and multiphase stage for implementation thereof | |
RU2622578C1 (en) | Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump | |
RU2442909C2 (en) | Multi-stage high-speed immersed impeller pump | |
RU2099602C1 (en) | Multistage pump | |
RU119823U1 (en) | MULTI-STAGE CENTRIFUGAL PUMP | |
CA2363620C (en) | Centrifugal pump with inducer intake |