RU2622578C1 - Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump - Google Patents
Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622578C1 RU2622578C1 RU2016136713A RU2016136713A RU2622578C1 RU 2622578 C1 RU2622578 C1 RU 2622578C1 RU 2016136713 A RU2016136713 A RU 2016136713A RU 2016136713 A RU2016136713 A RU 2016136713A RU 2622578 C1 RU2622578 C1 RU 2622578C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- blades
- disk
- gas
- chamber
- 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
- F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
- F04D29/2288—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for comminuting, mixing or separating
-
- 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
- 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 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, 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 intended for installation in the pump in such a way that the upper surface of the driving disk of the impeller is located opposite the lower disk of the guide apparatus of the next stage (according to patent RU 2196253, publ. 10.01.03).
Недостатком известного технического решения является то, что с увеличением процентного содержания газа на входе напор и КПД ступени снижаются.A disadvantage of the known technical solution is that with an increase in the percentage of gas at the inlet, the pressure and efficiency of the stage are reduced.
Известна диспергирующая ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, которая содержит направляющий аппарат, установленное в последнем открытое рабочее колесо, лопасти которого расположены на нижней поверхности ведущего диска, в котором в промежутках между местами закрепления лопастей выполнены отверстия. Расстояние от нижней кромки каждой из лопастей до верхней поверхности верхнего диска направляющего аппарата выполнено увеличивающимся в направлении от внутреннего края нижней кромки лопасти к внешнему краю указанной кромки лопасти (по патенту RU 2209347, опубл. 27.07.03).Known dispersing stage of a submersible multistage centrifugal pump, which contains a guide apparatus installed in the last open impeller, the blades of which are located on the lower surface of the drive disk, in which openings are made in the spaces between the fastening points of the blades. The distance from the lower edge of each of the blades to the upper surface of the upper disk of the guide vane is made increasing in the direction from the inner edge of the lower edge of the blade to the outer edge of the indicated edge of the blade (according to patent RU 2209347, published on July 27, 03).
Недостатком известного технического решения являются невысокие диспергирующие свойства ступени, обусловленные тем, что отверстия в ведущем диске рабочего колеса, размещенные в промежутках между местами закрепления лопастей, не позволяют осуществлять равномерную диспергацию газожидкостной смеси по всей длине лопастной решетки, начиная с ее входа. Жидкость хуже диспергируется на участках проточной части между отверстиями.A disadvantage of the known technical solution is the low dispersing properties of the stage, due to the fact that the holes in the driving wheel of the impeller located in the spaces between the fixing points of the blades do not allow uniform dispersion of the gas-liquid mixture along the entire length of the blade, starting from its entrance. The liquid disperses worse in the sections of the flowing part between the holes.
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, 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, 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 ступени при повышенном содержании газа в перекачиваемой газожидкостной смеси, а также повышение напора и КПД.The problem to which the invention is directed, is to ensure the stable operation of the stage with a high gas content in the pumped gas-liquid mixture, as well as increasing the pressure and efficiency.
Техническими результатами являются повышение надежности ступени и насоса, стабильная работа ступени и увеличение ее напора и КПД при повышенном содержании газа в перекачиваемой газожидкостной смеси.The technical results are to increase the reliability of the stage and the pump, the stable operation of the stage and an increase in its head and efficiency with a high gas content in the pumped gas-liquid mixture.
Указанные технические результаты достигаются тем, что мультифазная ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит направляющий аппарат, состоящий из корпуса, который изготовлен в виде обечайки с буртом, нижнего и верхнего дисков с лопатками, рабочее колесо, которое содержит ведущий и ведомый диски с лопастями, при этом в области между выходом из рабочего колеса и входом в последующий направляющий аппарат образована сепарационная камера, на входе в рабочее колесо - камера для диспергирования, между выходом из рабочего колеса и выходом из предыдущего направляющего аппарата образована камера для циркуляции.These technical results are achieved by the fact that the multiphase stage of a submersible multistage centrifugal pump contains a guiding apparatus consisting of a casing, which is made in the form of a shell with a shoulder, lower and upper disks with blades, an impeller, which contains the drive and driven disks with blades, while in the area between the exit of the impeller and the entrance to the subsequent guide vane, a separation chamber is formed, at the entrance to the impeller there is a chamber for dispersion, between the exit of the working of the wheel and the output from the preceding guiding device is formed for the circulation chamber.
Кроме того, возможно, что в частном случае реализации изобретения камера для циркуляции включает радиальный щелевой зазор между ведомым диском рабочего колеса и буртом обечайки, осевой зазор между ведомым диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппаратаIn addition, it is possible that in the particular case of the invention, the circulation chamber includes a radial slotted gap between the driven disk of the impeller and the collar of the shell, an axial clearance between the driven disk of the impeller and the lower disk of the guide apparatus
Кроме того, возможно, что в частном случае реализации изобретения камера для сепарации образована за счет того, что наружный диаметр лопаток направляющего аппарата, по крайней мере, на 15 процентов меньше внутреннего диаметра обечайки, диаметр ведущего диска рабочего колеса составляет не более 80 процентов наружного диаметра лопастей, диаметр нижнего диска направляющего аппарата не менее чем на 5 процентов меньше диаметра ведущего диска рабочего колеса.In addition, it is possible that in the particular case of the invention, the separation chamber is formed due to the fact that the outer diameter of the vanes of the guide vane is at least 15 percent smaller than the inner diameter of the shell, the diameter of the driving disk of the impeller is not more than 80 percent of the outer diameter blades, the diameter of the lower disk of the guide vane is not less than 5 percent less than the diameter of the driving disk of the impeller.
Кроме того, возможно, что в частном случае реализации изобретения камера для диспергирования образована за счет того, что внутренний диаметр ведомого диска рабочего колеса не менее чем на 20 процентов больше внутреннего диаметра лопастей, в лопастях в области до внутреннего диаметра ведущего диска выполнен кольцевой паз.In addition, it is possible that in the particular case of the invention, the dispersion chamber is formed due to the fact that the inner diameter of the driven disk of the impeller is not less than 20 percent larger than the internal diameter of the blades, an annular groove is made in the blades in the region up to the inner diameter of the driving disk.
Кроме того, возможно, что в частном случае реализации изобретения в рабочем колесе лопасти выполнены в виде многорядной решетки.In addition, it is possible that in the particular case of the invention in the impeller, the blades are made in the form of a multi-row lattice.
В сепарационной камере происходит разделение газожидкостной смеси на жидкость и газ. Жидкость скапливается на периферии рабочего колеса, а газ - ближе к центру. Газ проходит далее на вход направляющего аппарата следующей ступени. Жидкость также проходит на вход направляющего аппарата следующей ступени, но часть жидкости отводится в камеру для циркуляции и направляется на вход рабочего колеса этой же ступени, что позволяет увеличить количество жидкости в газожидкостной смеси на входе в рабочее колесо и, тем самым, обеспечивается стабильная работа ступени, повышается напор и КПД. В камере для диспергирования происходит измельчение крупных пузырей газа, и газожидкостная смесь становится более равномерной, что способствует повышению напора и КПД.In the separation chamber, the gas-liquid mixture is separated into liquid and gas. Liquid accumulates on the periphery of the impeller, and gas is closer to the center. Gas passes further to the entrance of the next stage guide vanes. The liquid also passes to the inlet of the next stage guide vanes, but part of the liquid is discharged into the circulation chamber and sent to the entrance of the impeller of the same stage, which allows increasing the amount of liquid in the gas-liquid mixture at the entrance to the impeller and, thus, the stage is stable , the pressure and efficiency increases. In the dispersion chamber, large gas bubbles are crushed, and the gas-liquid mixture becomes more uniform, which increases the pressure and efficiency.
Радиальный щелевой зазор между ведомым диском рабочего колеса и буртом обечайки и осевой зазор между ведомым диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата обеспечивает оптимальный отбор жидкости в камеру для циркуляции.The radial slotted gap between the driven disk of the impeller and the collar of the shell and the axial clearance between the driven disk of the impeller and the lower disk of the guide vane provide optimal fluid withdrawal into the chamber for circulation.
Уменьшение наружного диаметра лопаток и диаметра нижнего диска направляющего аппарата, а также уменьшение диаметра ведущего диска рабочего колеса обеспечивает стабильную подачу газа и жидкости из сепарационной камеры на вход направляющего аппарата следующей ступени и исключает возможность образования газовых пробок.Reducing the outer diameter of the blades and the diameter of the lower disk of the guide vane, as well as reducing the diameter of the driving disk of the impeller ensures a stable supply of gas and liquid from the separation chamber to the inlet of the guide vane of the next stage and eliminates the possibility of gas plugs.
Увеличение внутреннего диаметра ведомого диска рабочего колеса и кольцевой паз в лопастях позволяют повысить степень диспергирования в камере для диспергирования.The increase in the inner diameter of the driven disk of the impeller and the annular groove in the blades can increase the degree of dispersion in the chamber for dispersion.
Многорядная решетка в рабочем колесе препятствует образованию газовых каверн.A multi-row grate in the impeller prevents the formation of gas caverns.
Для целей настоящей заявки под напором насоса понимается сила давления, создаваемая лопастями насоса, приложенная к тому, чтобы протолкнуть жидкость.For the purposes of this application, pump head is understood to mean the pressure force generated by the pump blades applied to push fluid through.
Изобретение поясняется фигурами, на которых изображено:The invention is illustrated by figures, which depict:
фиг. 1 - мультифазная ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса;FIG. 1 - multiphase stage of a submersible multistage centrifugal pump;
фиг. 2 - рабочее колесо с многорядной решеткой.FIG. 2 - impeller with a multi-row grate.
Мультифазная ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса (фиг. 1) содержит направляющий аппарат 1, который включает цилиндрическую обечайку 2 с буртом 3, а также и нижний, и верхний диски 4 и 5 с лопатками 6. В направляющем аппарате 1 установлено рабочее колесо 7, которое содержит ведущий диск 8 и ведомый диск 9 с лопастями 10. В каждой лопасти 10 выполнен кольцевой паз 11.The multiphase stage of a submersible multistage centrifugal pump (Fig. 1) contains a guiding apparatus 1, which includes a cylindrical shell 2 with a shoulder 3, as well as the lower and upper disks 4 and 5 with blades 6. In the guiding apparatus 1, an
На выходе из рабочего колеса 7 выполнена сепарационная камера 12, а на входе в рабочее колесо 7 - камера для диспергирования 13. Между ведомым диском 9 рабочего колеса 7 и буртом 3 цилиндрической обечайки 2 выполнена камера для циркуляции 14.At the exit of the
Мультифазная ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса работает следующим образом.The multiphase stage of a submersible multistage centrifugal pump operates as follows.
Газожидкостная смесь протекает по каналам рабочего колеса 7, приводимого в движение валом насоса, в результате за счет центробежных сил и действия лопастей 10 на поток жидкости создается напор. На выходе из рабочего колеса 7 газожидкостная смесь разделяется на жидкость и газ. Далее на вход направляющего аппарата 1 поступает жидкость с газом, а часть жидкости через кольцевую щель между ведомым диском 9 и цилиндрической обечайки 2 обратно на вход рабочего колеса 7. В результате этого, в процессе работы на вход ступени поступает дополнительное количество жидкости, что увеличивает содержание жидкости в газожидкостной смеси, проходящей через ступень.The gas-liquid mixture flows through the channels of the
Наличие кольцевого паза 11 на нижней кромке каждой лопасти 10 рабочего колеса 7 повышает степень диспергирования проходящей через рабочее колесо газожидкостной смеси.The presence of an
Тем самым обеспечивается стабильная работа ступени и увеличивается напор насоса, включающего такую ступень (такие ступени) и КПД такого насоса.This ensures stable operation of the stage and increases the pressure of the pump, including such a stage (such stages) and the efficiency of such a pump.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016136713A RU2622578C1 (en) | 2016-09-13 | 2016-09-13 | Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016136713A RU2622578C1 (en) | 2016-09-13 | 2016-09-13 | Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2622578C1 true RU2622578C1 (en) | 2017-06-16 |
Family
ID=59068439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016136713A RU2622578C1 (en) | 2016-09-13 | 2016-09-13 | Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622578C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789141C1 (en) * | 2021-12-24 | 2023-01-30 | Алексей Владимирович Трулев | Method for pumping a gas-liquid mixture and multiphase stage for implementation thereof |
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 |
US6190141B1 (en) * | 1997-05-21 | 2001-02-20 | Baker Hughes Incorporated | Centrifugal pump with diluent injection ports |
RU2209347C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Борец" | Dispersing stage of submersible multistage centrifugal pump |
RU2309297C2 (en) * | 2002-03-05 | 2007-10-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Wheel for submersible pump |
RU2508474C1 (en) * | 2012-09-13 | 2014-02-27 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Dispersing multistage rotary pump |
-
2016
- 2016-09-13 RU RU2016136713A patent/RU2622578C1/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 |
US6190141B1 (en) * | 1997-05-21 | 2001-02-20 | Baker Hughes Incorporated | Centrifugal pump with diluent injection ports |
RU2209347C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Борец" | Dispersing stage of submersible multistage centrifugal pump |
RU2309297C2 (en) * | 2002-03-05 | 2007-10-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Wheel for submersible pump |
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 |
---|---|---|---|---|
RU2789141C1 (en) * | 2021-12-24 | 2023-01-30 | Алексей Владимирович Трулев | Method for pumping a gas-liquid mixture and multiphase stage for implementation thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2508474C1 (en) | Dispersing multistage rotary pump | |
RU2309297C2 (en) | Wheel for submersible pump | |
CA2557098C (en) | Two phase flow conditioner for pumping gassy well fluid | |
US20140178190A1 (en) | Multiphase pumping system | |
RU185434U1 (en) | PUMP | |
RU2598501C2 (en) | Impeller blade with improved front edge | |
RU63468U1 (en) | STEP OF SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP | |
RU2428588C1 (en) | Submerged multi-phase pump | |
RU2622578C1 (en) | Multiphase step of submersible multiple centrifugal pump | |
WO2011081575A1 (en) | Submersible pump stage | |
RU74976U1 (en) | GAS-STABILIZING CENTRIFUGAL PUMP MODULE FOR OIL PRODUCTION | |
RU187737U1 (en) | GAS SEPARATOR-DISPERSANTER FOR SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL ELECTRIC PUMP | |
RU2232301C1 (en) | Submersible pumping unit | |
RU2523943C1 (en) | Gas-separator-dispersant of downhole pump for oil production | |
RU2376500C2 (en) | Impeller of submerged centrifugal pump stage | |
RU2586801C1 (en) | Submersible multi-phase pump blade | |
RU2196253C1 (en) | Centrifugal oil-well pump stage | |
RU2209345C2 (en) | Stage of multistage submersible centrifugal pump | |
RU2362910C1 (en) | Inclined-rotor stage | |
RU2093710C1 (en) | Centrifugal modular submersible pump | |
RU2789141C1 (en) | Method for pumping a gas-liquid mixture and multiphase stage for implementation thereof | |
RU77651U1 (en) | CENTRIFUGAL-VORTEX STEP OF SUBMERSIBLE PUMP | |
RU2241858C1 (en) | Submersible pumping system | |
RU2610802C1 (en) | Centrifugal pump runner | |
RU2209347C2 (en) | Dispersing stage of submersible multistage centrifugal pump |