RU2625607C1

RU2625607C1 - Wells multistage pump

Info

Publication number: RU2625607C1
Application number: RU2016113818A
Authority: RU
Inventors: Игорь Павлович Трясцын; Владимир Алексеевич Кононец; Павел Борисович Куприн; Олеся Викторовна Бортникова
Original assignee: Игорь Павлович Трясцын; Владимир Алексеевич Кононец; Павел Борисович Куприн; Олеся Викторовна Бортникова
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2017-07-17

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to multistage borehole pump. The pump includes a housing 1, a drive shaft 2, rotor 3, the elastic blade 4 and 5 metal rings rigidly connected to the housing 1. Inside the opening of each ring 5 is one of the rotors 3 and 4 blades mounted radially rigidly associated with the ring 5. Each pair of the rotor 3 and the ring 5 is provided with wheels 6, 7, rigidly connected to the rotor shaft 3 and 2 and installed at both ends of the rotor 3. Each disc 6, 7, 8, a through hole 9 located in the area of the blades 4. The openings 8, 9 in the discs 6, 7 on either side of the rotor 3 are arranged diametrically opposite. Each rotor 3 is designed as a cam or single or multi-cam. The rotors 3 are rigidly connected to the shaft 2 and set in different directions in relation to the most remote point from the rotation axis. Each rotor 3 is configured such that the closest point to the axis of the rotor 3 in contact with the blades 4, without deforming them. The distance between the rotor 3 points, most distant from the rotor axis 3 and cooperating with the blades 4 and the closest axis of the rotor 3 is equal to 1/4-1/3 the length of blade 4.

EFFECT: elimination of jamming of the blades, increasing the reliability and durability of the device.

3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым скважинным насосам для откачки пластовой жидкости.The invention relates to petroleum engineering, in particular to multistage well pumps for pumping formation fluid.

Известен скважинный многоступенчатый насос, содержащий корпус, приводной вал, роторы и лопатки (см. патент RU №2495282, опубл. 10.10. 2012).Known borehole multistage pump containing a housing, a drive shaft, rotors and blades (see patent RU No. 2495282, publ. 10.10. 2012).

Недостатком его является возможность заклинивания лопаток абразивными частицами, низкая надежность устройства.Its disadvantage is the ability to jam blades with abrasive particles, low reliability of the device.

Технической задачей предлагаемой конструкции является исключение заклинивания лопаток, повышение надежности и долговечности устройства.The technical objective of the proposed design is to eliminate jamming of the blades, increasing the reliability and durability of the device.

Для решения поставленной технической задачи скважинный многоступенчатый насос содержит корпус, приводной вал, роторы и лопатки, при этом насос дополнительно снабжен металлическими кольцами, жестко связанными с корпусом, внутри отверстия каждого кольца расположен один из роторов и радиально установленные эластичные лопатки жестко связанные с кольцом, при этом каждая пара, ротор и кольцо, снабжена дисками, жестко связанными с ротором и валом и установленными с обоих торцов ротора, причем в каждом диске выполнено сквозное отверстие, расположенное в зоне лопаток, причем отверстия в дисках с одной и другой стороны ротора расположены диаметрально противоположно, при этом каждый ротор выполнен в виде эксцентрика или одно- или многопрофильного кулачка, причем роторы жестко связаны с приводным валом и установлены разнонаправлено по отношению к наиболее удаленным от оси вращения точкам, при этом, каждый ротор выполнен так, что наиболее близкие к оси точки ротора соприкасаются с лопатками, не деформируя их, а расстояние между точками ротора, наиболее удаленными от оси ротора и взаимодействующими с лопатками и наиболее близкими от оси ротора, равно 1/4-1/3 длины лопатки.To solve the technical problem, a multi-stage borehole pump contains a housing, a drive shaft, rotors and vanes, while the pump is additionally equipped with metal rings rigidly connected to the housing, one of the rotors and radially mounted elastic vanes rigidly connected to the ring are located inside the holes of each ring, each pair, rotor and ring, is equipped with disks rigidly connected to the rotor and shaft and installed at both ends of the rotor, and a through hole is made in each disk, located laid in the area of the blades, and the holes in the disks on one or the other side of the rotor are diametrically opposed, each rotor being made in the form of an eccentric or single or multi-profile cam, the rotors being rigidly connected to the drive shaft and installed in different directions with respect to those farthest from the rotation axis to the points, in addition, each rotor is designed so that the rotor points closest to the axis contact the blades without deforming them, and the distance between the rotor points farthest from the rotor axis and from interaction with the blades and the closest from the rotor axis is equal to 1 / 4-1 / 3 of the blade length.

Отличительной особенностью устройства является то, что насос дополнительно снабжен металлическими кольцами, жестко связанными с корпусом, внутри отверстия каждого кольца расположен один из роторов и радиально установленные эластичные лопатки, жестко связанные с кольцом, при этом каждая пара, ротор и кольцо, снабжена дисками, жестко связанными с ротором и валом и установленными с обоих торцов ротора, причем в каждом диске выполнено сквозное отверстие, расположенное в зоне лопаток, причем отверстия в дисках с одной и другой стороны ротора расположены диаметрально противоположно, при этом каждый ротор выполнен в виде эксцентрика или одно- или многопрофильного кулачка, причем роторы жестко связаны с приводным валом и установлены разнонаправленно по отношению к наиболее удаленным от оси вращения точкам, при этом каждый ротор выполнен так, что наиболее близкие к оси точки ротора соприкасаются с лопатками, не деформируя их, а расстояние между точками ротора, наиболее удаленными от оси ротора и взаимодействующими с лопатками и наиболее близкими от оси ротора, равно 1/4-1/3 длины лопатки.A distinctive feature of the device is that the pump is additionally equipped with metal rings rigidly connected to the housing, one of the rotors and radially mounted elastic blades rigidly connected to the ring are located inside the holes of each ring, while each pair, rotor and ring, is provided with disks, rigidly connected with the rotor and the shaft and installed on both ends of the rotor, and in each disk a through hole is located located in the area of the blades, and the holes in the disks on one and the other side of the rotor they are diametrically opposed, each rotor being made in the form of an eccentric or a single or multi-profile cam, the rotors being rigidly connected to the drive shaft and mounted in different directions with respect to the points farthest from the axis of rotation, with each rotor being made so that it is closest to the axis of the rotor point is in contact with the blades, without deforming them, and the distance between the rotor points farthest from the rotor axis and interacting with the blades and closest to the rotor axis is 1 / 4-1 / 3 of length l quillage.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен насос в разрезе, на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1. Скважинный многоступенчатый насос, содержит корпус 1, приводной вал 2, роторы 3 и лопатки 4, при этом, насос дополнительно снабжен металлическими кольцами 5, жестко связанными с корпусом 1, внутри отверстия каждого кольца 5 расположен один из роторов 3 и радиально установленные эластичные лопатки 4, жестко связанные с кольцом 5, при этом каждая пара, ротор и кольцо, снабжена парой дисков 6, 7, жестко связанных с ротором 3 и валом 2 и установленных с обоих торцов ротора. В каждом диске 6, 7 выполнено соответственно сквозное отверстие 8, 9, расположенное в зоне лопаток 4, причем отверстия 8 и 9 в дисках 6 и 7 с одной и другой стороны ротора 3 расположены диаметрально противоположно. Каждый ротор 3 выполнен в виде эксцентрика или одно- или многопрофильного кулачка. Роторы 3 жестко связаны с приводным валом 2, а рядом расположенные установлены разнонаправленно по отношению к наиболее удаленным от оси вращения точкам 10,11 при этом наиболее близкие к оси точки 12 ротора 3 соприкасаются с лопатками 4, не деформируя их, а расстояние между точкой 10, наиболее удаленной от оси ротора, до наиболее близкой 12 от оси ротора 3 равно 1/3-1/4 длины лопатки в радиальном направлении.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a sectional view of a pump; FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1, in FIG. 3 is a section along BB in FIG. 1. The multistage well pump contains a housing 1, a drive shaft 2, rotors 3 and vanes 4, while the pump is additionally equipped with metal rings 5, rigidly connected to the housing 1, one of the rotors 3 and radially mounted elastic rings are located inside the holes of each ring 5 blades 4, rigidly connected to the ring 5, with each pair, rotor and ring, provided with a pair of disks 6, 7, rigidly connected to the rotor 3 and shaft 2 and installed from both ends of the rotor. A through hole 8, 9 located in the region of the blades 4, respectively, is made in each disk 6, 7, and the holes 8 and 9 in the disks 6 and 7 on one and the other side of the rotor 3 are diametrically opposed. Each rotor 3 is made in the form of an eccentric or single or multi-profile cam. The rotors 3 are rigidly connected with the drive shaft 2, and adjacent ones are installed in different directions with respect to the points 10.11 most distant from the axis of rotation, while the points 12 of the rotor 3 closest to the axis contact the vanes 4 without deforming them, and the distance between point 10 , farthest from the axis of the rotor, to the closest 12 from the axis of the rotor 3 is equal to 1 / 3-1 / 4 of the length of the blades in the radial direction.

Для полной компенсации радиальных нагрузок между ступенями или рядом ступеней насоса могут быть установлены промежуточные радиальные подшипники 13.To fully compensate for the radial loads between the stages or a number of stages of the pump can be installed intermediate radial bearings 13.

Скважинный многоступенчатый насос работает следующим образом.Well multistage pump operates as follows.

При вращении приводного вала 2 с роторами 3 лопатки 4 скользят по поверхности роторов 3, изгибаясь. При этом уменьшается объем межлопаточного пространства и происходит вытеснение жидкости через отверстие 9 диска 7. После прохождения точки 10 диска 3 лопатки 4 распрямляются, при этом увеличивается межлопаточный объем и происходит всасывание жидкости через отверстие 8 в диске 6. Далее жидкость поступает в следующую ступень. При вращении роторов 3 под действием центробежных сил твердые частицы отбрасываются к периферии межлопаточного пространства, где нет пар трения, и уносятся потоком жидкости в следующую ступень.When the drive shaft 2 rotates with the rotors 3, the blades 4 slide along the surface of the rotors 3, bending. At the same time, the volume of the interscapular space decreases and the liquid is displaced through the opening 9 of the disk 7. After passing the point 10 of the disk 3, the blades 4 are straightened, while the interscapular volume increases and the liquid is sucked through the hole 8 in the disk 6. Then the liquid enters the next stage. When the rotors 3 rotate under the action of centrifugal forces, solid particles are discarded to the periphery of the interscapular space, where there are no friction pairs, and are carried away by the fluid flow to the next stage.

Таким образом, предлагаемая конструкция имеет высокую надежность за счет того, что твердые частицы, находящиеся в жидкости, проходят через насос в пространстве, где нет трущихся частей. Высокая технологичность, ремонтопригодность и низкая себестоимость обеспечиваются за счет малого количества деталей и простоты их изготовления.Thus, the proposed design has high reliability due to the fact that solid particles in the liquid pass through the pump in a space where there are no rubbing parts. High manufacturability, maintainability and low cost are provided due to the small number of parts and the simplicity of their manufacture.

Claims

A multistage well pump comprising a housing, a drive shaft, rotors and vanes, characterized in that the pump is additionally equipped with metal rings rigidly connected to the housing, one of the rotors and radially mounted elastic vanes rigidly connected to the ring are located inside the opening of each ring, each pair, the rotor and the ring, is equipped with disks rigidly connected to the rotor and the shaft and installed at both ends of the rotor, and each disk has a through hole located in the area of the blades, The holes in the disks on one or the other side of the rotor are diametrically opposite, with each rotor made in the form of an eccentric or single or multi-profile cam, and the rotors are rigidly connected to the drive shaft and mounted in different directions with respect to the points farthest from the axis of rotation, at In this case, each rotor is designed so that the rotor points closest to the axis touch the vanes without deforming them, and the distance between the rotor points interacting with the vanes farthest from the rotor axis and closest to the axis of the rotor, equal to 1 / 4-1 / 3 of the length of the blade.