RU2650457C1

RU2650457C1 - Impeller and compressor stage guide of the submerged centrifugal pump

Info

Publication number: RU2650457C1
Application number: RU2017101611A
Authority: RU
Inventors: Салават Адегамович Латыпов
Original assignee: ООО "Научно-производственное объединение Челнинский насосный завод"
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2018-04-13

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in the manufacture of downhole electric centrifugal pumps for oil production. Impeller and/or directing device of the submerged centrifugal pump stage is made of a flexible material, and channels filled with liquid or gas under pressure are made inside.

EFFECT: invention is aimed at providing a downhole centrifugal pump with working wheels and guide devices with a larger diameter than the borehole diameter to expand the working range, as well as simplifying the design and reducing cost.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных центробежных насосов для добычи нефти.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of submersible centrifugal pumps for oil production.

Известен способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, включающий ввод алюминия под поверхность расплава при температуре 1410-1480°С, последующий нагрев до температуры разлива и модифицирование в этом промежутке времени сплава введением лигатур, заливку расплава в литейную форму, выбивку отливки и обрубку литников отливок, термическую обработку отливок с нагревом до температуры 550-600°С с последующим охлаждением на воздухе, механическую обработку отливок рабочего колеса и направляющего аппарата, в том числе обработка пар трения с обеспечением точности и шероховатости, необходимых для поверхностей трения подшипников скольжения, низкотемпературное азотирование поверхностей полученных деталей при температуре не более 600°С на глубину 30-500 мкм (см. патент RU №2589566, МПК F04D 13/10).A known method of manufacturing the impeller and guide vane stage submersible multistage centrifugal pump, including the introduction of aluminum under the surface of the melt at a temperature of 1410-1480 ° C, subsequent heating to a temperature of the spill and modification of the alloy in this period of time by introducing ligatures, pouring the melt into the mold, knocking castings and stumping of casting gates, heat treatment of castings with heating to a temperature of 550-600 ° C followed by cooling in air, machining of castings of a worker wheels and a guide vane, including the processing of friction pairs to ensure the accuracy and roughness required for the friction surfaces of sliding bearings, low-temperature nitriding of the surfaces of the parts obtained at a temperature of not more than 600 ° C to a depth of 30-500 μm (see patent RU No. 2589566, IPC F04D 13/10).

Основным недостатком такого рабочего колеса является небольшой диаметр, ограниченный диаметром скважины. Также данная конструкция сложна в изготовлении и имеет высокую себестоимость.The main disadvantage of such an impeller is a small diameter limited by the diameter of the well. Also, this design is difficult to manufacture and has a high cost.

Известно рабочее колесо погружного центробежного насоса, содержащее основной диск с рабочими лопатками, покрывной диск, металлический диск, размещенный между основным и покрывным диском и жестко соединенный с ними, при этом основной и покрывной диски выполнены из композиционного полимерного материала (см. патент RU №2352823, МПК F04D 29/22).Known impeller of a submersible centrifugal pump containing a main disk with rotor blades, a cover disk, a metal disk located between the main and cover disk and rigidly connected to them, while the main and cover disks are made of composite polymer material (see patent RU No. 2352823 IPC F04D 29/22).

Недостатком данного способа является то, что диаметры ступеней определяются и ограничиваются диаметром скважины. Технологически сложное изготовление деталей ступени и соответственно высокая себестоимость.The disadvantage of this method is that the diameters of the steps are determined and limited by the diameter of the well. Technologically complex manufacturing of stage parts and, accordingly, high cost.

Была поставлена задача на установку в скважине погружного центробежного насоса с рабочими колесами и направляющими аппаратами большего диаметра, чем диаметр скважины, расширяя рабочий диапазон, а также на упрощение конструкции и снижение себестоимости.The task was set to install a submersible centrifugal pump in the well with impellers and guiding devices of a larger diameter than the diameter of the well, expanding the operating range, as well as simplifying the design and reducing costs.

Указанная задача решается тем, что рабочее колесо и/или направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса выполнены из гибкого материала и внутри них сделаны каналы, заполненные жидкостью или газом под давлением.This problem is solved in that the impeller and / or guide vane of the submersible centrifugal pump stage are made of flexible material and channels filled with liquid or gas under pressure are made inside them.

Выполнение рабочего колеса и/или направляющего аппарата ступени погружного центробежного насоса из гибкого материала, сделав внутри них каналы, заполненные жидкостью или газом под давлением, позволяет установить в скважине погружной центробежный насос с рабочими колесами и направляющими аппаратами большего диаметра, чем диаметр скважины, расширяя рабочий диапазон, а также упрощается конструкция и снижается себестоимость.The execution of the impeller and / or the guide apparatus of the stage of the submersible centrifugal pump of flexible material, making inside them channels filled with liquid or gas under pressure, allows you to install a submersible centrifugal pump in the well with impellers and guiding devices of a larger diameter than the diameter of the well, expanding the working range, as well as simplified design and reduced cost.

На фиг. 1 схематично изображен погружной электроцентробежный насос;In FIG. 1 schematically shows a submersible electric centrifugal pump;

На фиг. 2 схематично изображен продольный разрез А-А, повернуто на фиг. 1 ступени погружного центробежного насоса.In FIG. 2 is a schematic longitudinal section AA — rotated in FIG. 1 stage submersible centrifugal pump.

Ступень погружного центробежного насоса 1 содержит рабочее колесо 2, установленное на оси 3. Рабочее колесо 2 находится внутри направляющего аппарата 4. Рабочее колесо 2 и направляющий аппарат 4 изготовлены из гибкого материала. Внутри рабочего колеса 2 и направляющего аппарата 4 сделаны каналы 5, в которых находится под давлением жидкость или газ 6. В скважине, на месте установки ступеней погружного центробежного насоса 1, делается выемка 7 по диаметру. Сверху, над местом выемки 7, скважину можно укрепить, например, сделав перфорацию и залив отверстия бетоном (условно не показано).The submersible centrifugal pump stage 1 comprises an impeller 2 mounted on an axis 3. The impeller 2 is located inside the guide apparatus 4. The impeller 2 and the guide apparatus 4 are made of flexible material. Inside the impeller 2 and guide vane 4, channels 5 are made in which liquid or gas 6 is under pressure. In the well, at the installation site of the steps of the submersible centrifugal pump 1, a recess 7 is made in diameter. From above, above the recess 7, the well can be strengthened, for example, by perforating and filling the hole with concrete (not shown conditionally).

При установке погружного насоса в скважину, жидкость или газ 6 в каналах 5 отсутствует или находится в свободном состоянии без давления, или при низком давлении. Рабочее колесо 2 и направляющий аппарат 4 находятся в сжатом, сдутом состоянии с диаметром, меньшим, чем диаметр скважины (условно не показано). После установки погружного центробежного насоса на необходимое рабочее место, в каналах 5, сделанных внутри рабочих колес 2 и направляющих аппаратов 4, создается давление через жидкость или газ 6 (способ создания давления условно не показан). Под давлением, рабочие колеса 2 и направляющие аппараты 4 распрямляются внутри выемки 7 в скважине, принимая рабочий вид. Далее, погружной центробежный насос включается в работу. При этом, чем диаметр рабочих колес 2 больше, тем выше напор, при малой производительности, тем самым расширяется рабочий диапазон погружного центробежного насоса. Количество ступеней погружного центробежного насоса уменьшается, тем самым упрощается конструкция и снижается себестоимость.When installing a submersible pump in the well, the liquid or gas 6 in the channels 5 is absent or is in a free state without pressure, or at low pressure. The impeller 2 and the guide apparatus 4 are in a compressed, deflated state with a diameter smaller than the diameter of the well (not shown conditionally). After installing the submersible centrifugal pump at the required workplace, in the channels 5 made inside the impellers 2 and the guide vanes 4, pressure is created through a liquid or gas 6 (the method of creating pressure is not shown conventionally). Under pressure, the impellers 2 and the guide vanes 4 are straightened inside the recess 7 in the well, taking a working view. Next, the submersible centrifugal pump is turned on. Moreover, the larger the diameter of the impellers 2, the higher the pressure, with low productivity, thereby expanding the working range of the submersible centrifugal pump. The number of stages of a submersible centrifugal pump is reduced, thereby simplifying the design and reducing cost.

Газом 6, для создания давления внутри рабочих колес 2 и направляющих аппаратов 4, может являться воздух.Gas 6, to create pressure inside the impellers 2 and guide vanes 4, may be air.

Также, для создания давления внутри рабочих колес 2 и направляющих аппаратов 4 можно использовать давление, создаваемое самим погружным центробежным насосом в перекачиваемой жидкости (условно не показано).Also, to create pressure inside the impellers 2 and guide vanes 4, it is possible to use the pressure created by the submersible centrifugal pump itself in the pumped liquid (not shown conditionally).

В определенных случаях, возможно изготовление только рабочего колеса 2 или направляющего аппарата 4 из гибкого материала (условно не показано).In certain cases, it is possible to manufacture only the impeller 2 or the guide apparatus 4 from a flexible material (not shown conditionally).

Также, возможно изготовление рабочего колеса 2 с каналами 5, а лопатки рабочего колеса 2 могут не иметь каналов 5 (условно не показано).It is also possible to manufacture the impeller 2 with channels 5, and the blades of the impeller 2 may not have channels 5 (not shown conditionally).

Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, выражающегося в установке в скважине погружного центробежного насоса с рабочими колесами и направляющими аппаратами большего диаметра, чем диаметр скважины, расширяя рабочий диапазон, а также на упрощение конструкции и снижение себестоимости, подтверждена приведенными чертежами и описанием рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного центробежного насоса.The possibility of carrying out the invention and providing a technical result, expressed in the installation of a submersible centrifugal pump in the well with impellers and guiding devices of a larger diameter than the diameter of the well, expanding the operating range, as well as simplifying the design and reducing costs, is confirmed by the drawings and description of the working wheels and guide vanes of a submersible centrifugal pump stage.

Claims

The impeller and / or guide vane of the submersible centrifugal pump stage are made of flexible material, and channels filled with liquid or gas under pressure are made inside them.