RU2578378C2 - Износоустойчивый упорный подшипник насоса, имеющий уменьшенное сечение - Google Patents

Износоустойчивый упорный подшипник насоса, имеющий уменьшенное сечение Download PDF

Info

Publication number
RU2578378C2
RU2578378C2 RU2013125304/06A RU2013125304A RU2578378C2 RU 2578378 C2 RU2578378 C2 RU 2578378C2 RU 2013125304/06 A RU2013125304/06 A RU 2013125304/06A RU 2013125304 A RU2013125304 A RU 2013125304A RU 2578378 C2 RU2578378 C2 RU 2578378C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thrust bearing
pump
diffuser
impeller
thrust
Prior art date
Application number
RU2013125304/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013125304A (ru
Inventor
Кристофер М. БРАННЕР
Дейвид У. ЧИЛКОАТ
Джейсон Б. АЙВЕЗ
Original Assignee
Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
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 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед filed Critical Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
Publication of RU2013125304A publication Critical patent/RU2013125304A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2578378C2 publication Critical patent/RU2578378C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/041Axial thrust balancing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • E21B43/121Lifting well fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/06Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/041Axial thrust balancing
    • F04D29/0413Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/901Drilled well-type pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к упорным подшипникам центробежного насоса, используемого в электрических погружных скважинных насосах. Насос имеет неподвижный диффузор с отверстием. В отверстие диффузора запрессован упорный подшипник, имеющий криволинейную внутреннюю область. Во внутреннюю область упорного подшипника плотно вставлена упорная пята, сопряженная с внутренней областью. Упорная пята закреплена шпонкой на валу и передает усилие от вращающегося рабочего колеса насоса к диффузору через упорный подшипник. Криволинейная поверхность упорного подшипника обеспечивает передачу как осевых, так и радиальных усилий, исключая необходимость использования нескольких упорных подшипников. За счет увеличенной площади криволинейной поверхности упорный подшипник может работать с большими нагрузками. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к электрическим погружным скважинным насосам и, в частности, к упорным подшипникам для центробежного насоса.
Уровень техники
Центробежные скважинные насосы обычно используются для откачки нефти и воды из нефтяных скважин. Насосы имеют большое число ступеней, каждая из которых включает неподвижный диффузор и вращающееся рабочее колесо насоса. При движении текучей среды вверх, вращающиеся рабочие колеса насоса создают направленное вниз усилие. Кроме того, особенно при пуске и в случаях неоднородного потока текучей среды рабочие колеса насоса могут создавать усилие, направленное вверх. В насосах обычной конструкции рабочие колеса насоса свободно смещаются на валу так, что каждое рабочее колесо насоса передает направленное вниз усилие одному из диффузоров. Между частью каждого рабочего колеса насоса и расположенным вверх по потоку диффузором располагается упорная шайба, втулка или подшипник, которые воспринимают направленное вниз усилие. Другая упорная шайба передает усилие, направленное вверх.
Из некоторых скважин наряду с нефтью и водой выходят абразивные материалы, например песок. Абразивные материалы вызывают износ компонентов насоса, в частности, в местах, куда приложены направленные вниз и вверх усилия. В таких насосах снижение износа может достигаться использованием упорных подшипников и втулок подшипника из карбида вольфрама, а также выбором формы компонентов. Существует ряд конструкций таких компонентов, однако желательны дальнейшие усовершенствования.
Раскрытие изобретения
Ступень центробежного насоса в соответствии с настоящим изобретением имеет неподвижный диффузор с отверстием. В отверстие диффузора вставляется трубчатая часть упорного подшипника. Для передачи направленного вниз усилия, приложенного к диффузору расположенным с его входной стороны (вверх по потоку) рабочим колесом насоса, в опорную поверхность, сформированную в отверстии в диффузоре, упирается расходящееся по радиусу наружу в целом цилиндрическое основание или фланец. Кроме этого от внешнего фланца отходит конический упор, упирающийся в соответствующую коническую опорную поверхность, сформированную на диффузоре, для передачи радиального усилия от рабочего колеса насоса к диффузору.
С криволинейной внутренней поверхностью упорного подшипника на его выходном (находящемся вниз по потоку) конце соприкасается с возможностью вращения упорная пята для передачи направленного вниз осевого усилия от расположенного вниз по потоку рабочего колеса насоса к диффузору через втулку, соприкасающуюся как с рабочим колесом насоса, так и с упорной пятой. Упорная пята вместе с упорным подшипником в совокупности также могут рассматриваться как подшипник. Криволинейный входной конец упорной пяты сопряжен с внутренней поверхностью упорного подшипника, благодаря чему площадь его поверхности на входном конце больше, чем на выходном конце. Криволинейный входной конец упорной пяты передает усилие подшипнику в радиальном направлении. Кроме того, большая площадь поверхности контакта между криволинейной внутренней поверхностью упорного подшипника и соответствующего криволинейного входного конца упорной пяты обеспечивает работу с большими нагрузками. В предпочтительном варианте упорный подшипник, втулка и упорная пята выполняются из износостойких материалов, например карбида вольфрама.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 на виде сбоку схематически представлен насос в соответствии с настоящим изобретением, помещенный в буровую скважину;
на фиг.2 представлен вид сечения ступени насоса, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.3 представлен в перспективе вид упорного подшипника и упорной пяты ступени насоса, изображенной на фиг.2, показанных отдельно от насоса;
на фиг.4 представлен вид сбоку упорной пяты ступени насоса, изображенной на фиг.2, показанной отдельно от насоса;
на фиг.5 представлен в перспективе вид сечения упорного подшипника и упорной пяты ступени насоса, изображенной на фиг.2, показанных отдельно от насоса;
на фиг.6 представлен вид сверху упорной пяты, показанной на фиг.2;
на фиг.7 представлен вид сечения другого варианта выполнения ступени насоса в соответствии с настоящим изобретении;
на фиг.8 представлен вид сечения другого варианта выполнения ступени насоса в соответствии с настоящим изобретении.
Подробное описание осуществления изобретения
На фиг.1 представлен насосный агрегат, расположенный в буровой скважине, имеющей обсадную трубу 11. Отверстия 13 в обсадной трубе 11 позволяют скважинному флюиду поступать в обсадную трубу 11. В скважине на насосно-компрессорной колонне 17 подвешен электрический погружной насос (ЭЦПН) 15. У насоса 15 имеется впускное отверстие 19 для всасывания скважинного флюида и нагнетания его через колонну 17 на поверхность. В некоторых других случаях насос 15 выводит флюид в обсадную трубу над пакером (не показан).
К нижнему концу насоса 15 присоединена секция 21 гидрозащиты. К нижнему концу секции 21 гидрозащиты присоединен электрический двигатель 23. Секция 21 гидрозащиты снижает перепад давлений между давлением смазки внутри двигателя 23 и гидростатическим давлением в скважине. К двигателю 23 вниз с поверхности подходит силовой кабель 24 для подвода питания.
На фиг.2 показана ступень насоса 15 (фиг.1), рассматриваемая в данном варианте выполнения. Насос 15 является центробежным насосом и включает насколько ступеней. В каждой ступени имеется диффузор 27 и расположенный с его входной стороны (верх по потоку) рабочее колесо 28 насоса. Диффузор 27 направляет флюид в расположенный с его выходной стороны (вниз по потоку) рабочее колесо 29 насоса. Каждое рабочее колесо 28, 29 насоса вращается и имеет каналы 30, направленные вверх и наружу от нижнего впускного отверстия. Диффузоры 27 устанавливаются друг на друга внутри цилиндрического корпуса 25. Диффузоры 27 не могут вращаться относительно корпуса 25. Каждый диффузор 27 имеет несколько каналов 31, проходящих от нижнего, или впускного (расположенного вверх по потоку), отверстия, к верхнему, или выпускному (расположенному вниз по потоку), отверстию. Впускное отверстие находится по радиусу дальше от продольной оси насоса 15, чем выпускное отверстие. В данном варианте выполнения ступени представляют собой ступени смешанного потока, в которых каналы 30, 31 проходят одновременно радиально и вдоль оси. Настоящее изобретение также применимо и ступеням радиального потока, где каналы ступеней проходят в основном радиально.
Диффузор 27 имеет осевое отверстие, имеющее нижнюю часть 33a, обращенный вверх фланец, или опорную поверхность 33b, конический упор, или опорную поверхность 33c, и верхнюю часть 33d. Термины "верхний" и "нижний" используются в настоящем описании только для удобства и не ограничивают изобретения. Нижняя часть 33a имеет минимальный диаметр, в то время как конический упор 33c смещен по радиусу наружу на расстояние, определяемое обращенным вверх фланцем 33b. Конический упор 33c расходится по радиусу отлого вверх, соединяясь с верхней частью 33d, имеющей форму цилиндра и определяющей максимальный диаметр отверстия. В этом варианте выполнения нижняя часть 33a имеет наибольшую длину по сравнению с любой остальной частью 33b, 33c или 33d. Эти части 33b, 33c или 33d имеют в целом вогнутую форму.
Как далее показано на фиг.2, в данном варианте выполнения сквозь части 33a, 33b, 33c и 33d отверстия диффузора проходит вал 35, который может вращаться, приводя во вращение рабочее колесо 28, 29 насоса. В частях 33b, 33c и 33d отверстия диффузора установлено основание 37 упорного подшипника, закрепленное на тугой посадке или иным способом без возможности вращения. Основание 37 упорного подшипника может представлять собой элемент в целом чашевидной формы, имеющий в целом цилиндрическое днище или фланец 42 на входной стороне, расходящийся по радиусу наружу. Нижний фланец 42 может по меньшей мере частично упираться в обращенный вверх фланец 33b, сформированный в отверстии диффузора 27, для передачи на диффузор направленного вниз усилия от расположенного с входной стороны рабочего колеса 29 насоса. Далее, наружный конический упор 45 на основании 37 упорного подшипника выступает вверх от нижнего фланца 42 и упирается в соответствующий конический несущий упор 33c, сформированный на диффузоре 27, для передачи тем самым на диффузор усилия от расположенного с выходной стороны рабочего колеса 29 насоса. Наружный диаметр нижнего фланца 42, величина которого меньше наружного диаметра верхней части 33d отверстия, определяет нижний конец конического упора 45 основания 37 упорного подшипника. Верхний конец конического упора 45 соединяется с цилиндрической поверхностью на основании 37 упорного подшипника. Цилиндрическая поверхность сопряжена с поверхностями 33d в диффузоре 27. При этом нижняя сторона основания 37 упорного подшипника имеет в целом выпуклую форму и сопрягается с верхними частями 33b, 33c и 33d диффузора 27. Хотя нижняя сторона основания 37 упорного подшипника имеет в целом выпуклую форму и сопряжена с верхней, в целом вогнутой, стороной диффузора 27, возможны и другие формы. Основание 37 упорного подшипника соответствующим образом прикреплено к диффузору 27.
Верхняя, или выходная, сторона 43 основания 37 упорного подшипника заканчивается по существу заподлицо с выходным отверстием каналов 31. На выходной, или верхней, стороне основания 37 упорного подшипника сформирована в целом вогнутая опорная поверхность 41, кривизна которой проходит от внутреннего диаметра основания 37 упорного подшипника до ободка 43 на выходном конце основания 37 упорного подшипника. Вогнутая опорная поверхность 41 имеет форму, аналогичную форме нижней стороны частей 42, 45 основания 37 упорного подшипника, обеспечивая достаточно однородную толщину основания 37 упорного подшипника. В данном варианте выполнения вогнутая опорная поверхность 41 представляет собой часть сферы.
В этом варианте выполнения упорная пята 57 имеет входной, или нижний, выпуклый конец 48, сопряженный с возможностью вращения с соответствующей вогнутой опорной поверхностью 41 основания 37 упорного подшипника, как показано на фиг.3. Упорная пята 57 передает диффузору 27 направленное вниз осевое усилие от расположенного на выходной стороне рабочего колеса 29 насоса через втулку 51, соприкасающуюся как с рабочим колесом 29 насоса, так и с упорной пятой 57. Втулка 51 может иметь нижний плоский конец 59 цилиндра, соприкасающийся с выходной стороной 59 упорной пяты 57.
Выступающая вниз ступица 65 рабочего колеса насоса соседнего рабочего колеса 29 насоса, расположенного с выходной стороны, или проставка (не показана), если она используется, соприкасается с верхним концом втулки 51. У соседнего рабочего колеса 28 насоса, расположенного со входной стороны, имеется выступающая вверх ступица 67, входящая в кольцевое пространство, образуемое нижней частью 33a отверстия и частью основания 37 упорного подшипника. Верхний конец ступицы 67 не соприкасается с фланцем 42 основания упорного подшипника. Втулка 51 и упорная пята 57 закреплены на валу 35 на шпонке, что заставляет втулку 51 и упорную пяту 57 вращаться вместе с валом 35. Втулка 51 и упорная пята 57 могут свободно смещаться вдоль оси на валу 35 на ограниченное расстояние, определяемое осевым смещением расположенного с выходной стороны рабочего колеса 29 насоса. В этом варианте выполнения осевая длина втулки 51 больше осевой длины основания 37 упорного подшипника. Втулка 51 и упорная пята 57 могут быть соединены друг с другом, составляя единое целое.
Выпуклые и вогнутые поверхности 48, 41 упорной пяты 57 и основания 37 упорного подшипника соответственно обеспечивают увеличенную площадь поверхности, воспринимающей осевые нагрузки, по сравнению с плоской поверхностью. Как показано на фиг.5, направленное вниз усилие, передаваемое на основание 37 упорного подшипника, имеет направленную наружу, или радиальную, составляющую благодаря вогнуто/выпуклой кривизне сопряженной поверхности упорной пяты 57 и основания 37 упорного подшипника. Площадь поверхности выпуклой стороны 48 упорной пяты с входной стороны примерно такая же, что и площадь поверхности вогнутой опорной поверхности 41 основания 37 упорного подшипника. Как показано на фиг.3 и 4, на выпуклой стороне 48 упорной пяты могут быть сформированы спиральные, или винтовые, канавки 55. Канавки 55 способствуют введению смазки между упорной пятой 57 и основанием 37 упорного подшипника. Канавки 55 могут быть параллельны друг другу и проходить по кривой от нижней к верхней стороне упорной пяты 57. В альтернативном варианте канавки 55 могут быть сформированы в вогнутой поверхности 41 основания 37 упорного подшипника. В этом варианте выполнения во внутренний паз 63 под шпонку (фиг.5 и 6) в упорной пяте 57 входит шпонка (не показана), имеющаяся на валу 35, заставляя вращаться упорную пяту.
Основание 37 упорного подшипника, втулка 51 и упорная пята 57 могут быть выполнены из более твердого и более износостойкого материала по сравнению с материалом диффузоров 27 и рабочих колес 28, 29 насоса. В предпочтительном варианте выполнения этот материал может включать карбид, например карбид вольфрама. Карбид вольфрама обеспечивает более высокое сопротивление истиранию в отношении абразивных материалов, например песка, по сравнению с материалом диффузора 27 и рабочего колеса 28, 29 насоса.
В процессе работы двигатель 23 (фиг.1) вращает вал 35 (фиг.2), который, в свою очередь, заставляет вращаться рабочие колеса 28, 29 насоса, упорную пяту 57 и втулку 51. Вращение рабочих колес 28, 29 насоса создает поток флюида через каналы 30 рабочих колес насоса и каналы 31 диффузора. Давление флюида в потоке нарастает в каждой ступени насоса. Рабочие колеса 28, 29 насоса установлены на валу 35 на шпонку, что заставляет их вращаться вместе с валом, но не фиксирует их осевого положения на валу 35. Каждое рабочее колесо 28, 29 насоса создает осевое усилие вниз по оси, возникающее за счет работы насоса. Нижний конец ступицы 65 расположенного с выходной стороны рабочего колеса 29 насоса передает осевое усилие через вращающуюся упорную пяту 57 на неподвижное основание 37 упорного подшипника. Осевое усилие и радиальная компонента передаются через диффузор 27 к диффузору (не показан), расположенному под ним, и, в конечном итоге, к нижнему концу корпуса 25 насоса.
В определенных обстоятельствах возникает и направленное вверх усилие, заставляющее ступицу 67 расположенного с входной стороны рабочего колеса 28 насоса смещаться вверх и касаться расположенного с входной стороны фланца на нижней части 33a диффузора 27. Направленная вверх сила передается от диффузора 27 к корпусу 25.
При желании каждая ступень может включать основания 37 упорного подшипника, или упорные пяты 57, или втулку 51. В другом варианте, показанном на фиг.7, некоторые из ступеней могут быть обычного типа, не содержащими упорную пяту, упорный подшипник или втулку, описанных выше. В этих обычных ступенях распорные втулки 69 расположены между ступицами 57 их рабочих колес насоса и упорными втулками 51, отделяющими следующую ступень, содержащую упорную пяту.57 и основание 37 упорного подшипника, описанные выше. Упорная пята 57 и основание 37 упорного подшипника, расположенные так же, как и в описанном ранее варианте, установлены в одной из ступеней. Дополнительные основание 80 упорного подшипника и упорная пята 82 расположены внутри диффузора 84, расположенного вниз по потоку от упорной пяты 57 и основания 37 подшипника, находящихся с входной стороны. Между основанием 80 упорного подшипника и основанием 37 упорного подшипника находятся две обычные ступени 71, 73. Направленное вниз усилие от ступени 71 проходит через ее упорную втулку 51 и распорную втулку 69 к ступени 73. Усилие проходит от ступеней 73 через ступицу 67 на упорную втулку 51, упорную пяту 57 и основание 37 упорного подшипника к связанному с ними диффузору 27. В такой конструкции обеспечивается повышенная способность воспринимать нагрузку в ЭЦПН 15.
В еще одном варианте выполнения, представленном на фиг.8, показаны обращенные в противоположные стороны узлы упорного подшипника и пяты. Расположенные с входной стороны основание упорного подшипника и пята 37, 57, воспринимающие направленное вниз усилие, идентичны ранее рассмотренному варианту выполнения и передают направленное вниз усилие диффузору 27. Расположенное с выходной стороны основание 90 упорного подшипника установлено внутри диффузора 94 с его обращенной вниз стороны, и обращенная вверх упорная пята 92 соприкасается с ним с возможностью вращения. Расположенный с выходной стороны узел идентичен узлу, расположенному с входной стороны, хотя расположенные с выходной стороны основание 90 упорного подшипника и упорная пята 92 установлены так, что обращены навстречу узлу, расположенному со входной стороны, и воспринимают направленное вверх усилие. Верхний конец ступицы 67 соседнего рабочего колеса 28 насоса упирается в нижнюю сторону упорной пяты 92 для передачи направленного вверх усилия. Таким образом, конструкция, описанная в данном варианте выполнения, может воспринимать усилия, направленные как вверх, так и вниз. Кроме того, если какая-либо из упорных пят рассоединится с упорным подшипником, другая, сохранившая соединение, упорная пята будет способна воспринимать усилие. В варианте выполнения, показанном на фиг.8, распорная втулка 69 передает усилия между ступицами 67 и упорной пятой 51, направленные как вверх, так и вниз.
Изобретение обладает существенными преимуществами. Упорный подшипник обеспечивает передачу диффузору как осевой, так и радиальной компонент усилия. Основание упорного подшипника и пята также обеспечивают радиальную фиксацию вала. Опорные поверхности имеют значительно большую площадь поперечного сечения, чем плоская поверхность, благодаря использованию криволинейных поверхностей. Устройство может воспринимать большие усилия при меньшей высоте, поскольку для радиальных нагрузок не требуется отдельных подшипников. Снижение количества частей также снижает стоимость и повышает надежность.
В то время как изобретение было представлено одной из своих форм, для специалистов будет очевидно, что только этой формой оно не ограничено, но может быть подвергнуто различным изменениям в пределах притязаний изобретения.

Claims (20)

1. Центробежный насос, имеющий несколько ступеней, через которые проходит приводной вал и каждая из которых включает:
диффузор, имеющий отверстие, через которое проходит вал;
основание упорного подшипника, неподвижно установленное на входной части диффузора, окружающее отверстие диффузора, при этом основание упорного подшипника имеет в целом вогнутую опорную поверхность с выходной стороны;
упорную пяту, имеющую в целом выпуклую входную часть, размещенную во вращающемся контакте с опорной поверхностью основания упорного подшипника, при этом упорная пята может смещаться вдоль оси вала и вращаться вместе с валом;
рабочее колесо насоса, расположенное на выходе диффузора и приводимое во вращение валом; и
упорную втулку, окружающую вал и вращающуюся вместе с ним, проходящую между рабочим колесом насоса и упорной пятой для передачи направленного вниз усилия на основание упорного подшипника.
2. Центробежный насос по п.1, в котором основание упорного подшипника имеет в целом выпуклую входную сторону, а диффузор имеет в целом вогнутую выходную сторону, сопряженную с входной стороной основания упорного подшипника.
3. Центробежный насос по п.1, в котором основание упорного подшипника имеет в целом выпуклую входную сторону, а диффузор имеет гнездо на выходной стороне, сопряженное с входной стороной основания упорного подшипника, при этом гнездо имеет обращенный вверх фланец, расходящуюся вверх и наружу коническую поверхность и цилиндрическую поверхность, соединяющуюся с конической поверхностью и отходящую от нее вверх.
4. Центробежный насос по п.1, в котором основание упорного подшипника скреплено с диффузором.
5. Центробежный насос по п.1, в котором упорная втулка, упорная пята и основание упорного подшипника выполнены из более твердого материала, чем диффузор и рабочее колесо насоса.
6. Центробежный насос по п.4, в котором входная сторона основания упорного подшипника разнесена со ступицей расположенного с входной стороны рабочего колеса насоса.
7. Центробежный насос по п.5, в котором основание упорного подшипника имеет форму чаши с центральным отверстием для вала.
8. Центробежный насос по п.5, в котором основание упорного подшипника в целом однородно по толщине.
9. Центробежный насос по п.1, дополнительно включающий:
второе рабочее колесо насоса, расположенное с выходной стороны, разнесенное в выходном направлении от первого рабочего колеса насоса; и
распорную втулку, окружающую вал, соприкасающуюся со ступицей второго рабочего колеса насоса, расположенного с выходной стороны, и ступицей первого рабочего колеса насоса, при этом распорная втулка может смещаться вдоль оси относительно вала для передачи направленного вниз усилия от второго рабочего колеса насоса, расположенного с выходной стороны, к первому упомянутому рабочему колесу насоса.
10. Центробежный насос по п.9, дополнительно включающий:
верхнее основание упорного подшипника, неподвижно установленное на входной части второго диффузора и имеющее в целом вогнутую опорную поверхность со входной стороны;
верхнюю упорную пяту, имеющую в целом выпуклую выходную сторону, размещенную во вращающемся контакте с опорной поверхностью верхнего основания упорного подшипника, при этом верхняя упорная пята может смещаться вдоль оси относительно вала и вращаться вместе с валом, передавая направленное вверх усилие от второго рабочего колеса насоса, расположенного с выходной стороны, ко второму диффузору.
11. Центробежный насос, имеющий несколько ступеней, через которые проходит приводной вал и каждая из которых включает:
диффузор, имеющий отверстие, через которое проходит вал;
основание упорного подшипника, неподвижно установленное на верхней части диффузора, окружающее отверстие диффузора, при этом основание упорного подшипника имеет в целом вогнутую опорную поверхность с верхней стороны;
упорную пяту, имеющую в целом выпуклую нижнюю часть, размещенную во вращающемся контакте с опорной поверхностью основания упорного подшипника, при этом упорная пята может смещаться вдоль оси относительно вала и вращаться вместе с валом;
рабочее колесо насоса, расположенное над диффузором смежно с ним и приводимое во вращение валом; и
упорную втулку, окружающую вал и вращающуюся вместе с ним, проходящую между рабочим колесом насоса и упорной пятой для передачи направленного вниз усилия на основание упорного подшипника,
при этом упорная втулка, упорная пята и основание упорного подшипника выполнены из более твердого и более износостойкого материала, чем рабочее колесо насоса и диффузор.
12. Центробежный насос по п.11, в котором основание упорного подшипника имеет в целом выпуклую нижнюю сторону, а диффузор имеет в целом вогнутую верхнюю сторону, сопрягающуюся с нижней стороной основания упорного подшипника.
13. Центробежный насос по п.11, в котором верхняя часть диффузора имеет гнездо, сопрягающееся с нижней стороной основания упорного подшипника и имеющее обращенный вверх фланец, расходящуюся вверх и наружу коническую поверхность и цилиндрическую поверхность, соединяющуюся с конической поверхностью.
14. Центробежный насос по п.11, в котором нижняя сторона основания упорного подшипника разнесена со ступицей соседнего рабочего колеса насоса, расположенного ниже диффузора.
15. Центробежный насос по п.11, в котором основание упорного подшипника имеет форму чаши с центральным отверстием для вала.
16. Центробежный насос по п.11, в котором основание упорного подшипника в целом однородно по толщине.
17. Центробежный насос по п.11, дополнительно включающий:
второе рабочее колесо насоса, расположенное с выходной стороны смежно с первым рабочим колесом насоса сверху него и отделенное от него промежутком; и
распорную втулку, окружающую вал, соприкасающуюся со ступицей второго рабочего колеса насоса, расположенного с выходной стороны, и ступицей первого рабочего колеса насоса, при этом распорная втулка может смещаться вдоль оси относительно вала для передачи направленного вниз усилия от второго рабочего колеса насоса, расположенного с выходной стороны, к первому упомянутому рабочему колесу насоса.
18. Центробежный насос по п.17, дополнительно включающий:
верхнее основание упорного подшипника, неподвижно установленное на нижней части второго диффузора, установленного над первым диффузором, при этом верхнее основание упорного подшипника имеет в целом вогнутую опорную поверхность с нижней стороны;
верхнюю упорную пяту, имеющую в целом выпуклую верхнюю сторону, размещенную во вращающемся контакте с опорной поверхностью верхнего основания упорного подшипника, при этом верхняя упорная пята может смещаться вдоль оси относительно вала и вращаться вместе с валом, передавая направленное вверх усилие от второго рабочего колеса насоса, расположенного с выходной стороны, ко второму диффузору.
19. Центробежный насос, имеющий несколько ступеней, через которые проходит приводной вал и каждая из которых включает:
первый диффузор, имеющий отверстие, через которое проходит вал, и гнездо на верхней части;
нижнее основание упорного подшипника, неподвижно установленное в гнезде и имеющее вогнутую опорную поверхность на верхней стороне;
нижнюю упорную пяту, имеющую выпуклую нижнюю сторону, размещенную во вращающемся контакте с опорной поверхностью нижнего основания упорного подшипника, при этом нижняя упорная пята может смещаться вдоль оси относительно вала и вращаться вместе с валом;
первое рабочее колесо насоса, расположенное над первым диффузором и приводимое во вращение валом;
упорную втулку, окружающую вал и вращающуюся вместе с ним, проходящую между первым рабочим колесом насоса и нижней упорной пятой для передачи направленного вниз усилия на нижнее основание упорного подшипника;
второе рабочее колесо насоса, размещенное с промежутком над первым рабочим колесом насоса и во вращающемся контакте со вторым диффузором, расположенным с промежутком над первым диффузором; и
распорную втулку, окружающую вал, сцепляя ступицу второго рабочего колеса насоса со ступицей первого рабочего колеса насоса, при этом распорная втулка может смещаться вдоль оси относительно вала для передачи направленного вниз усилия от второго рабочего колеса насоса к первому рабочему колесу насоса.
20. Центробежный насос по п.19, дополнительно включающий:
верхнее основание упорного подшипника, неподвижно установленное на нижней части третьего диффузора, установленного над вторым диффузором, при этом верхнее основание упорного подшипника имеет вогнутую опорную поверхность на нижней стороне; и
верхнюю упорную пяту, имеющую выпуклую верхнюю сторону, размещенную во вращающемся контакте с опорной поверхностью верхнего основания упорного подшипника, при этом верхняя упорная пята может смещаться вдоль оси относительно вала и вращаться вместе с валом, передавая направленное вверх усилие от второго рабочего колеса насоса к третьему диффузору.
RU2013125304/06A 2010-11-02 2011-11-02 Износоустойчивый упорный подшипник насоса, имеющий уменьшенное сечение RU2578378C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/938,160 2010-11-02
US12/938,160 US8894350B2 (en) 2010-11-02 2010-11-02 Reduced profile abrasion resistant pump thrust bearing
PCT/US2011/058886 WO2012061455A2 (en) 2010-11-02 2011-11-02 Reduced profile abrasion resistant pump thrust bearing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013125304A RU2013125304A (ru) 2014-12-10
RU2578378C2 true RU2578378C2 (ru) 2016-03-27

Family

ID=45996974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013125304/06A RU2578378C2 (ru) 2010-11-02 2011-11-02 Износоустойчивый упорный подшипник насоса, имеющий уменьшенное сечение

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8894350B2 (ru)
CN (1) CN103189598B (ru)
CA (1) CA2816676C (ru)
GB (1) GB2499929B (ru)
NO (1) NO345568B1 (ru)
RU (1) RU2578378C2 (ru)
WO (1) WO2012061455A2 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9506471B2 (en) * 2012-03-28 2016-11-29 Schlumberger Technology Corporation Radial bearing assembly for centrifugal pump
US8684679B2 (en) * 2012-05-22 2014-04-01 Summit Esp, Llc Abrasion resistance in well fluid wetted assemblies
US9353752B2 (en) * 2013-07-19 2016-05-31 Baker Hughes Incorporated Compliant abrasion resistant bearings for a submersible well pump
WO2015031544A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Schlumberger Canada Limited Self-compliant bearing system for electric submersible pumps
CA2874009C (en) * 2013-12-10 2016-11-29 Baker Hughes Incorporated Spherical sleeve and bushing bearing for centrifugal pump stage
US9784283B2 (en) 2014-06-06 2017-10-10 Baker Hughes Incorporated Diffuser vanes with pockets for submersible well pump
US9829001B2 (en) * 2014-10-23 2017-11-28 Summit Esp, Llc Electric submersible pump assembly bearing
CN104836366B (zh) * 2015-05-15 2017-07-04 河北虹银泵业股份有限公司 抗偏磨潜水电机
US10533578B2 (en) * 2015-10-12 2020-01-14 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Metal-to-metal sealing for diffusers of an electrical submersible well pump
US9816519B2 (en) 2015-12-03 2017-11-14 Summit Esp, Llc Press-fit bearing locking system, apparatus and method
US9951810B2 (en) 2016-01-20 2018-04-24 Summit Esp, Llc Electrical submersible motor radial support bearing
WO2017176283A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Schlumberger Technology Corporation Enhanced thrust bearing system
US10683868B2 (en) 2016-07-18 2020-06-16 Halliburton Energy Services, Inc. Bushing anti-rotation system and apparatus
US20180029048A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 General Electric Company Centrifugal separators for use in separating a mixed stream of at least two fluids
DE112017004882T5 (de) 2016-11-28 2019-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Drehmomentübertragungssystem für Kreiselpumpen
DE112018000635B4 (de) 2017-04-05 2022-07-07 Halliburton Energy Services, Inc. Drucklagersystem und -vorrichtung mit presspassung
US10941779B2 (en) * 2017-04-07 2021-03-09 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Abrasion resistant inserts in centrifugal well pump stages
US10975871B2 (en) * 2017-05-02 2021-04-13 Halliburton Energy Services, Inc. Retaining ring anti-migration system and method
US20190024665A1 (en) * 2017-07-20 2019-01-24 Ge Oil & Gas Esp, Inc. Pumping System Shaft Conversion Adapter
US11242856B2 (en) 2018-10-10 2022-02-08 Baker Hughes Holdings Llc Spring biased pump stage stack for submersible well pump assembly
WO2020139320A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 Halliburton Energy Services, Inc. Tapered thrust bearing for pumping system
US11181123B2 (en) * 2019-03-22 2021-11-23 Apergy Esp Systems, Llc Downhole centrifugal pump diffuser with protuberant vanes
WO2021092430A1 (en) * 2019-11-08 2021-05-14 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Centralizing features in electrical submersible pump

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU51135U1 (ru) * 2005-06-29 2006-01-27 "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно)" Осевая опора модуль-секции погружного центробежного насоса для добычи нефти
US7552782B1 (en) * 2006-11-02 2009-06-30 Us Synthetic Corporation Thrust-bearing assembly
US7575413B2 (en) * 2005-03-11 2009-08-18 Baker Hughes Incorporated Abrasion resistant pump thrust bearing

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB234546A (en) 1924-02-26 1925-05-26 Arthur Crawley Potter Improvements in or relating to deep well pumping installations and the like
US3709573A (en) * 1970-09-10 1973-01-09 Kacarb Products Corp Bearing construction
US3802803A (en) 1971-10-13 1974-04-09 A Bogdanov Submersible screw pump
US4728201A (en) 1986-12-17 1988-03-01 Kurt Manufacturing Company, Inc. Low velocity energized gas particle bearing
US4872808A (en) 1987-06-22 1989-10-10 Oil Dynamics, Inc. Centrifugal pump modular bearing support for pumping fluids containing abrasive particles
US4874300A (en) * 1987-12-21 1989-10-17 Laing Karsten A Ceramic step bearing in a centrifugal pump
US5265965A (en) * 1992-09-02 1993-11-30 Rexnord Corporation Composite ball and socket bearing with convex outer surface
US5722812A (en) * 1996-06-20 1998-03-03 Baker Hughes Incorporated Abrasion resistant centrifugal pump
US5765950A (en) 1996-11-29 1998-06-16 Goulds Pumps, Incorporated Thrust bearing assembly
US6068444A (en) 1998-08-17 2000-05-30 Camco International, Inc. Submergible centrifugal pump having improved diffuser bushings
US6899517B2 (en) * 2002-11-08 2005-05-31 Baker Hughes Incorporated Attachment of bearing elements by deformation
EP2096737B1 (de) * 2008-02-29 2013-09-11 Grundfos Management A/S Tauchmotor
US7987913B2 (en) * 2008-09-26 2011-08-02 Baker Hughes Incorporated Electrical submersible pump with equally loaded thrust bearings and method of pumping subterranean fluid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7575413B2 (en) * 2005-03-11 2009-08-18 Baker Hughes Incorporated Abrasion resistant pump thrust bearing
RU51135U1 (ru) * 2005-06-29 2006-01-27 "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно)" Осевая опора модуль-секции погружного центробежного насоса для добычи нефти
US7552782B1 (en) * 2006-11-02 2009-06-30 Us Synthetic Corporation Thrust-bearing assembly

Also Published As

Publication number Publication date
NO345568B1 (no) 2021-04-19
WO2012061455A3 (en) 2012-06-28
CA2816676A1 (en) 2012-05-10
RU2013125304A (ru) 2014-12-10
CA2816676C (en) 2015-12-15
US8894350B2 (en) 2014-11-25
GB201308254D0 (en) 2013-06-12
CN103189598B (zh) 2016-12-21
US20120107114A1 (en) 2012-05-03
NO20130693A1 (no) 2013-05-16
BR112013010924A2 (pt) 2016-08-23
GB2499929B (en) 2017-12-27
CN103189598A (zh) 2013-07-03
WO2012061455A2 (en) 2012-05-10
GB2499929A (en) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2578378C2 (ru) Износоустойчивый упорный подшипник насоса, имеющий уменьшенное сечение
USRE43363E1 (en) Abrasion resistant pump thrust bearing
CA2617657C (en) Pressurized bearing system for submersible motor
US9353752B2 (en) Compliant abrasion resistant bearings for a submersible well pump
CA2874009C (en) Spherical sleeve and bushing bearing for centrifugal pump stage
US20150226219A1 (en) Self-Aligning and Vibration Damping Bearings in a Submersible Well Pump
RU2659594C2 (ru) Многоступенчатый центробежный насос с интегральными износостойкими упорными осевыми подшипниками
NO20160444A1 (en) Self-aligning and vibration damping bearings in a submersible well pump
US20120224985A1 (en) Electric submersible pump floating ring bearing and method to assemble same
US9303648B2 (en) Compliant radial bearing for electrical submersible pump
US8757881B2 (en) Bearing package for a progressive cavity pump
RU2219372C1 (ru) Электродвигатель погружной маслозаполненный секционный
US11867176B1 (en) Method and apparatus for a submersible multistage labyrinth-screw pump
RU2344321C1 (ru) Устройство электроцентробежного насоса
US20120195773A1 (en) Sleeve bearing
BR112013010924B1 (pt) Bomba centrífuga com diversos estágios atravessados por um eixo de transmissão