RU2586801C1 - Submersible multi-phase pump blade - Google Patents
Submersible multi-phase pump blade Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586801C1 RU2586801C1 RU2015125658/06A RU2015125658A RU2586801C1 RU 2586801 C1 RU2586801 C1 RU 2586801C1 RU 2015125658/06 A RU2015125658/06 A RU 2015125658/06A RU 2015125658 A RU2015125658 A RU 2015125658A RU 2586801 C1 RU2586801 C1 RU 2586801C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- disk
- blades
- gas
- stage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
- F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/24—Vanes
- F04D29/242—Geometry, shape
- F04D29/245—Geometry, shape for special effects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D31/00—Pumping liquids and elastic fluids at the same time
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано для откачки из скважин пластовой жидкости с высоким содержанием газа.The invention relates to petroleum engineering and can be used for pumping formation fluids with a high gas content from wells.
Известна диспергирующая ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащая направляющий аппарат с верхним и нижним дисками, между которыми расположены лопатки, образуя каналы, и рабочее колесо с лопастями, жестко соединенное с втулкой, сопряженной через шпонку с валом. В рабочем колесе выполнены отверстия и сформированы пазы, ограниченные лопастями, на котором с нижней стороны размещена антифрикционная шайба. Направляющий аппарат сопряжен с втулкой. Рабочее колесо снабжено дополнительными лопастями и с нижней стороны антифрикционной шайбой, а основные лопасти расположены на его верхней поверхности. Рабочее колесо и нижняя часть направляющего аппарата выполнены из полимерного материала (по патенту RU 2353814, кл. F04D 13/10, F04D 31/00, опубл. 27.04.09).Known dispersing stage of a submersible multistage centrifugal pump, containing a guiding apparatus with upper and lower disks, between which there are blades, forming channels, and an impeller with blades, rigidly connected to a sleeve mated through a key with a shaft. Holes are made in the impeller and grooves are formed, limited by the blades, on which an anti-friction washer is placed on the lower side. The guide apparatus is paired with a sleeve. The impeller is equipped with additional blades on the underside of the antifriction washer, and the main blades are located on its upper surface. The impeller and the lower part of the guide vane are made of polymeric material (according to patent RU 2353814, class F04D 13/10, F04D 31/00, publ. 04/27/09).
Недостатком известного технического решения является то, что с увеличением процентного содержания в перекачиваемой жидкости газа на входе напор и КПД ступени падает. Кроме того, рабочее колесо с лопастями крепится к втулке с помощью дополнительных лопастей. При наличии механических примесей в добываемой жидкости возможен износ и разрушение дополнительных лопастей, в результате произойдет отрыв рабочего колеса от втулки.A disadvantage of the known technical solution is that with an increase in the percentage of gas in the pumped liquid at the inlet, the pressure and the efficiency of the stage decreases. In addition, the impeller with blades is attached to the sleeve using additional blades. In the presence of mechanical impurities in the produced fluid, wear and destruction of additional blades is possible, as a result, the impeller will detach from the sleeve.
Известна ступень центробежного скважинного насоса, содержащая направляющий аппарат и установленное в направляющем аппарате рабочее колесо, на нижней поверхности ведущего диска которого расположены лопасти рабочего колеса, между основаниями которых в ведущем диске выполнены отверстия. Нижние кромки лопастей рабочего колеса открыты со стороны верхнего диска направляющего аппарата, а на периферийной части верхней поверхности ведущего диска рабочего колеса выполнен уступ, на котором расположены дополнительные ребра рабочего колеса. Отверстия выполнены между осью вращения рабочего колеса и дополнительными ребрами рабочего колеса. Ступень предназначена для установки в насосе таким образом, что верхняя поверхность ведущего диска рабочего колеса располагается напротив нижнего диска направляющего аппарата следующей ступени (по патенту RU 2196253, кл. F04D 13/10, F04D 31/00, F04D 1/06, опубл. 10.01.03).A step of a centrifugal borehole pump is known, comprising a guiding apparatus and an impeller installed in the guiding apparatus, on the lower surface of the drive disk of which there are impeller blades, between the bases of which holes are made in the drive disk. The lower edges of the impeller blades are open from the upper disk side of the guide vane, and a ledge is made on the peripheral part of the upper surface of the driving disk of the impeller, on which additional edges of the impeller are located. The holes are made between the axis of rotation of the impeller and additional ribs of the impeller. The stage is designed to be installed in the pump in such a way that the upper surface of the driving wheel of the impeller is located opposite the lower disk of the guide apparatus of the next stage (according to patent RU 2196253, CL F04D 13/10, F04D 31/00, F04D 1/06, publ. 10.01 .03).
Недостатком известного технического решения является то, что с увеличением процентного содержания газа на входе напор и КПД ступени падает.A disadvantage of the known technical solution is that with an increase in the percentage of gas at the inlet, the pressure and the efficiency of the stage decreases.
Наиболее близким техническим решением является диспергирующая ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащая направляющий аппарат, который включает нижний и верхний диск с лопатками, и полуоткрытое рабочее колесо, которое содержит ведущий диск с лопастями. В ведущем диске рабочего колеса изготовлена сквозная кольцевая проточка, ширина которой составляет от двух до десяти процентов максимального наружного диаметра лопастей. В каждой лопасти ведущего диска изготовлен кольцевой паз. Диаметр нижнего диска направляющего аппарата составляет не более восьмидесяти пяти процентов от наружного диаметра лопаток, на входе в направляющий аппарат в каждой лопатке изготовлен, по крайней мере, один кольцевой вырез (по патенту RU 2508474, кл. F04D 13/10, F04D 31/00, F04D 29/22, F04D 29/44, опубл. 27.02.14).The closest technical solution is the dispersing stage of a submersible multistage centrifugal pump, comprising a guiding apparatus, which includes a lower and upper disk with vanes, and a semi-open impeller, which contains a drive disk with vanes. A through ring groove is made in the driving disk of the impeller, the width of which is from two to ten percent of the maximum outer diameter of the blades. An annular groove is made in each blade of the drive disk. The diameter of the lower disk of the guide vane is not more than eighty-five percent of the outer diameter of the blades; at the entrance to the guide vane, at least one annular cut is made in each vane (according to patent RU 2508474, class F04D 13/10, F04D 31/00 , F04D 29/22, F04D 29/44, publ. 02.27.14).
Недостатком известного технического решения является снижение надежности работы при наличии в перекачиваемой жидкости значительных по объему газовых включений, так как при этом формируются застойные зоны, препятствующие измельчению газовых пузырей, в результате чего насос блокируется газовыми пробками.A disadvantage of the known technical solution is the decrease in reliability when there is a significant amount of gas inclusions in the pumped liquid, since stagnant zones are formed that prevent the grinding of gas bubbles, as a result of which the pump is blocked by gas plugs.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение стабильной работы насоса при повышенном содержании газа в газожидкостной смеси на входе в насос, а также повышение напора и КПД.The problem to which the invention is directed, is to ensure stable operation of the pump with a high gas content in the gas-liquid mixture at the inlet to the pump, as well as increasing the pressure and efficiency.
Техническими результатами являются повышение надежности, стабильная работа насоса и увеличение его напора и КПД при повышенном содержании газа в газожидкостной смеси на входе в насос.The technical results are increased reliability, stable operation of the pump and an increase in its head and efficiency with an increased gas content in the gas-liquid mixture at the pump inlet.
Указанные технические результаты достигаются тем, что погружной лопастной мультифазный насос содержит n-число ступеней, при этом, по крайней мере, одна ступень имеет полуоткрытое рабочее колесо, которое содержит ведущий диск с лопастями, нижний и верхний направляющие аппараты, установленные, соответственно, до и после рабочего колеса, которые включают нижний и верхний диск с лопатками, причем между рабочим колесом и верхним диском нижнего направляющего аппарата установлен дополнительный направляющий аппарат, который состоит из диска с лопатками.These technical results are achieved by the fact that the submersible rotary vane multiphase pump contains an n-number of stages, while at least one stage has a half-open impeller, which contains a driving disk with blades, lower and upper guide vanes installed, respectively, before and after the impeller, which include the lower and upper disk with blades, and between the impeller and the upper disk of the lower guide vane an additional guide vane is installed, which consists of a disk with opatkami.
Под буквой «n» понимается множество натуральных чисел, начиная с одного (единицы).The letter "n" refers to the set of natural numbers, starting with one (unit).
В каждой лопасти рабочего колеса на нижней кромке может быть выполнен кольцевой паз.In each impeller blade, an annular groove may be formed at the lower edge.
В каждой лопасти рабочего колеса на верхней кромке может быть выполнен кольцевой паз, диаметром, превышающим диаметр ведущего диска.In each impeller blade, an annular groove with a diameter exceeding the diameter of the drive disk can be made on the upper edge.
В ведущем диске рабочего колеса может быть выполнена сквозная кольцевая проточка.In the driving disk of the impeller, a through annular groove can be made.
Дополнительный направляющий аппарат может быть выполнен из полимерного материала.An additional guide vane may be made of polymeric material.
Диаметр нижнего диска верхнего направляющего аппарата может быть по крайней мере на десять процентов меньше, чем диаметр диска дополнительного направляющего аппарата.The diameter of the lower disk of the upper guide vane may be at least ten percent smaller than the diameter of the disk of the secondary vane.
Наличие в погружном лопастном мультифазном насосе ступени с дополнительным направляющим аппаратом позволяет отводить часть жидкости, проходящей через рабочее колесо, и направлять ее на вход этого же колеса, тем самым принудительно увеличивая содержание жидкости в проходящей через ступень газожидкостной смеси. В результате обеспечивается стабильная работа насоса и увеличивается его напор и КПД.The presence in the submersible rotary vane multiphase pump of a stage with an additional guide vane allows to divert part of the liquid passing through the impeller and directing it to the entrance of the same wheel, thereby forcibly increasing the liquid content in the gas-liquid mixture passing through the stage. As a result, a stable operation of the pump is ensured and its pressure and efficiency increase.
Кольцевой паз на нижней кромке каждой лопасти рабочего колеса повышает степень диспергирования проходящей через рабочее колесо газожидкостной смеси.An annular groove on the lower edge of each impeller blade increases the degree of dispersion of the gas-liquid mixture passing through the impeller.
Кольцевой паз на верхней кромке каждой лопасти рабочего колеса повышает степень диспергирования газожидкостной смеси, выходящей из рабочего колеса.An annular groove on the upper edge of each impeller blade increases the degree of dispersion of the gas-liquid mixture exiting the impeller.
Сквозная кольцевая проточка, выполненная в ведущем диске рабочего колеса, позволяет равномерно диспергировать газожидкостную смесь по длине лопастной решетки.A through annular groove made in the driving disk of the impeller allows uniformly dispersing the gas-liquid mixture along the length of the blade grid.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
фиг. 1 - ступень погружного лопастного мультифазного насоса, выполненная в соответствии с заявленным изобретением;FIG. 1 - stage submersible rotary vane multiphase pump, made in accordance with the claimed invention;
фиг. 2 - рабочее колесо вид снизу;FIG. 2 - impeller bottom view;
фиг. 3 - дополнительный направляющий аппарат вид снизу;FIG. 3 - additional directing apparatus bottom view;
фиг. 4 - рабочее колесо с кольцевым пазом на нижней кромке лопастей;FIG. 4 - the impeller with an annular groove on the lower edge of the blades;
фиг. 5 - рабочее колесо с кольцевым пазом на верхней кромке лопастей;FIG. 5 - the impeller with an annular groove on the upper edge of the blades;
фиг. 6 - рабочее колесо со сквозной кольцевой проточкой в ведущем диске.FIG. 6 - the impeller with a through annular groove in the drive disk.
Погружной лопастной мультифазный насос состоит по крайней мере из одной ступени (фиг. 1), которая содержит направляющий аппарат 1, состоящий из нижнего диска 2 и верхнего диска 3 с лопатками 4, направляющий аппарат 5, состоящий из нижнего диска 6 и верхнего диска 7 с лопатками 8, и установленное между направляющими аппаратами 1 и 5 полуоткрытое рабочее колесо 9, состоящее из ведущего диска 10 с лопастями 11. Между направляющим аппаратом 1 и рабочим колесом 9 установлен дополнительный направляющий аппарат 12 с лопатками 13.The submersible rotary vane multiphase pump consists of at least one stage (Fig. 1), which contains a guide apparatus 1 consisting of a lower disk 2 and an
На нижней кромке лопастей 11 рабочего колеса 9 может быть выполнен кольцевой паз 14 (фиг. 4).On the lower edge of the
На верхней кромке лопастей 11 рабочего колеса 9 может быть выполнен кольцевой паз 15 большего диаметра, чем диаметр ведущего диска 10 (фиг. 5).On the upper edge of the
В ведущем диске 10 рабочего колеса 9 может быть выполнена сквозная кольцевая проточка 16 (фиг. 6).In the
Погружной лопастной мультифазный насос работает следующим образом.Submersible vane multiphase pump operates as follows.
Пластовая жидкость с содержащимся в ней газом протекает по каналам рабочего колеса 9, приводимого в движение валом насоса, в результате за счет центробежных сил и действия лопастей 11 на поток жидкости создается напор. На выходе из рабочего колеса 9 пластовая жидкость разделяется на жидкость и газ. Жидкость скапливается снаружи. Внутренний диаметр проходного сечения на входе направляющего аппарата 5 меньше внутреннего диаметра проходного сечения на входе дополнительного направляющего аппарата 12. За счет этого на вход направляющего аппарата 5 поступает жидкость с газом, а в дополнительный направляющий аппарат 8 и далее на вход рабочего колеса 9 чистая жидкость. В результате этого в процессе работы на вход ступени поступает дополнительное количество жидкости, что увеличивает содержание жидкости в газожидкостной смеси, проходящей через ступень, обеспечивается стабильная работа насоса и увеличивается его напор и КПД.The reservoir fluid with the gas contained in it flows through the channels of the
Выполнение погружного лопастного мультифазного насоса с n-числом ступеней, когда при этом по крайней мере одна ступень имеет полуоткрытое рабочее колесо, которое содержит ведущий диск с лопастями, нижний и верхний направляющие аппараты, установленные, соответственно, до и после рабочего колеса, которые включают нижний и верхний диск с лопатками; между рабочим колесом и верхним диском нижнего направляющего аппарата установлен дополнительный направляющий аппарат, который состоит из диска с лопатками, позволяет отводить часть жидкости, проходящей через рабочее колесо, и направлять ее на вход этого же колеса, тем самым принудительно увеличивая содержание жидкости в проходящей через ступень газожидкостной смеси.The implementation of a submersible rotary vane multiphase pump with an n-number of stages, when at least one stage has a half-open impeller, which contains a drive disk with blades, lower and upper guide vanes installed, respectively, before and after the impeller, which include the lower and the upper disc with shoulder blades; between the impeller and the upper disk of the lower guide vane an additional guide vane is installed, which consists of a disk with vanes, allows you to divert part of the fluid passing through the impeller, and direct it to the entrance of the same wheel, thereby forcibly increasing the fluid content in passing through the stage gas-liquid mixture.
Наличие кольцевого паза на нижней кромке каждой лопасти рабочего колеса повышает степень диспергирования проходящей через рабочее колесо газожидкостной смеси. Кольцевой паз на верхней кромке каждой лопасти рабочего колеса повышает степень диспергирования газожидкостной смеси, выходящей из рабочего колеса. Сквозная кольцевая проточка, выполненная в ведущем диске рабочего колеса, позволяет равномерно диспергировать газожидкостную смесь по длине лопастной решетки. Выполнение дополнительного направляющего аппарата из полимерного материала также способствует повышению надежности работы насоса. В случае выполнения диаметра нижнего диска верхнего направляющего аппарата, по крайней мере, на десять процентов меньше, чем диаметр диска дополнительного направляющего аппарата, также обеспечивается повышение КПД. В результате обеспечивается стабильная работа насоса и увеличивается его напор и КПД.The presence of an annular groove on the lower edge of each impeller blade increases the degree of dispersion of the gas-liquid mixture passing through the impeller. An annular groove on the upper edge of each impeller blade increases the degree of dispersion of the gas-liquid mixture exiting the impeller. A through annular groove made in the driving disk of the impeller allows uniformly dispersing the gas-liquid mixture along the length of the blade grid. The implementation of an additional guide vane of polymer material also contributes to increasing the reliability of the pump. If the diameter of the lower disk of the upper guide vane is at least ten percent smaller than the diameter of the disk of the secondary vane, an increase in efficiency is also provided. As a result, a stable operation of the pump is ensured and its pressure and efficiency increase.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015125658/06A RU2586801C1 (en) | 2015-06-29 | 2015-06-29 | Submersible multi-phase pump blade |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015125658/06A RU2586801C1 (en) | 2015-06-29 | 2015-06-29 | Submersible multi-phase pump blade |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586801C1 true RU2586801C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015125658/06A RU2586801C1 (en) | 2015-06-29 | 2015-06-29 | Submersible multi-phase pump blade |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586801C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638244C1 (en) * | 2016-10-17 | 2017-12-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Ижнефтепласт" | Submersible multi-phase pump stage (variants) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5628616A (en) * | 1994-12-19 | 1997-05-13 | Camco International Inc. | Downhole pumping system for recovering liquids and gas |
RU2193692C1 (en) * | 2001-03-23 | 2002-11-27 | Открытое акционерное общество "Борец" | Stage of oil well centrifugal pump |
RU2209345C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Борец" | Stage of multistage submersible centrifugal pump |
WO2005070147A2 (en) * | 2004-01-14 | 2005-08-04 | Concepts Eti, Inc. | Secondary flow control system |
RU2508474C1 (en) * | 2012-09-13 | 2014-02-27 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Dispersing multistage rotary pump |
-
2015
- 2015-06-29 RU RU2015125658/06A patent/RU2586801C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5628616A (en) * | 1994-12-19 | 1997-05-13 | Camco International Inc. | Downhole pumping system for recovering liquids and gas |
RU2193692C1 (en) * | 2001-03-23 | 2002-11-27 | Открытое акционерное общество "Борец" | Stage of oil well centrifugal pump |
RU2209345C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Борец" | Stage of multistage submersible centrifugal pump |
WO2005070147A2 (en) * | 2004-01-14 | 2005-08-04 | Concepts Eti, Inc. | Secondary flow control system |
RU2508474C1 (en) * | 2012-09-13 | 2014-02-27 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Dispersing multistage rotary pump |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638244C1 (en) * | 2016-10-17 | 2017-12-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Ижнефтепласт" | Submersible multi-phase pump stage (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2508474C1 (en) | Dispersing multistage rotary pump | |
US7241104B2 (en) | Two phase flow conditioner for pumping gassy well fluid | |
RU2598501C2 (en) | Impeller blade with improved front edge | |
RU185434U1 (en) | PUMP | |
RU2586801C1 (en) | Submersible multi-phase pump blade | |
WO2011081575A1 (en) | Submersible pump stage | |
RU187737U1 (en) | GAS SEPARATOR-DISPERSANTER FOR SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL ELECTRIC PUMP | |
RU2503808C2 (en) | Gas separator of down-hole submerged pump | |
RU2523943C1 (en) | Gas-separator-dispersant of downhole pump for oil production | |
RU2428588C1 (en) | Submerged multi-phase pump | |
RU2196253C1 (en) | Centrifugal oil-well pump stage | |
RU2376500C2 (en) | Impeller of submerged centrifugal pump stage | |
RU2622578C1 (en) | Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump | |
RU2374497C1 (en) | Submerged pump unit to pump out gas-fluid mixes | |
RU2209345C2 (en) | Stage of multistage submersible centrifugal pump | |
RU2526068C1 (en) | Downhole separator of mechanical impurities | |
RU2193692C1 (en) | Stage of oil well centrifugal pump | |
RU2209347C2 (en) | Dispersing stage of submersible multistage centrifugal pump | |
RU2653197C1 (en) | Gas separator | |
RU2610802C1 (en) | Centrifugal pump runner | |
RU2209346C2 (en) | Stge of multistage sbmersible centrifugal oil-wellpump | |
RU2789141C1 (en) | Method for pumping a gas-liquid mixture and multiphase stage for implementation thereof | |
RU2241858C1 (en) | Submersible pumping system | |
RU37533U1 (en) | CENTRIFUGAL WELL PUMP STEP (OPTIONS) | |
RU2610803C1 (en) | Centrifugal pump runner |