RU2739932C1 - Скважинный многоступенчатый трохоидный насос - Google Patents
Скважинный многоступенчатый трохоидный насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739932C1 RU2739932C1 RU2020128432A RU2020128432A RU2739932C1 RU 2739932 C1 RU2739932 C1 RU 2739932C1 RU 2020128432 A RU2020128432 A RU 2020128432A RU 2020128432 A RU2020128432 A RU 2020128432A RU 2739932 C1 RU2739932 C1 RU 2739932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- rotors
- pump
- shaft
- trochoid
- 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
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
- F04C11/001—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к скважинным многоступенчатым трохоидным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин. Насос состоит из двух и более трохоидных ступеней 1, включающих в себя статор 2 и внутренний и внешний роторы 3 и 4, установленные с внутренним зацеплением и возможностью взаимного вращения. Роторы 3 установлены на валу 6 с фиксацией в окружном направлении и без фиксации в осевом направлении. Роторы 4 установлены с эксцентриситетом в статорах 2 в осевом подшипнике скольжения 5. В смежных ступенях 1 роторы 4 смещены в окружном направлении на угол, равный 180°. Вал 6 установлен в подшипниковые опоры 8. Ступени 1 разделены направляющим аппаратом 9, в котором выполнено одно сквозное отверстие 10 и два глухих отверстия 15 и 16, разделенных перегородкой. Отверстие 10 соединяет выход ниже установленной ступени 1 с входом выше установленной ступени 1. В статоре 2 ступени 1 выполнены два байпасных канала, один из которых соединяет выход 11 ступени 1 с отверстием 15 ниже установленного аппарата 9, а другой соединяет вход 12 ступени 1 с отверстием 16 выше установленного аппарата 9. Изобретение направлено на повышение надежности работы и ресурса многоступенчатого трохоидного насоса. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин.
Известен многоступенчатый роторный насос содержит корпус, закрытый торцевыми крышками, и размещенные внутри полости корпуса, по меньшей мере, один вал, установленный на подшипниковых опорах, и роторы, жестко установленные на валу, разделенные радиальными перегородками, закрепленными на корпусе, с образованием последовательных ступеней сжатия рабочей среды, выполненных с рабочими камерами и всасывающими и нагнетательными окнами, сообщенными с входным и выходным штуцерами посредством каналов соответственно, причем нагнетательное окно каждой ступени сжатия рабочей среды сообщено с всасывающим окном смежной ступени, последующей по направлению движения потока рабочей среды. Роторы каждой ступени насоса выполнены с внутренним зацеплением, зуб каждого из внутренних роторов, находящийся в полном зацеплении с внешним ротором. В смежных ступенях сжатия рабочей среды внешние роторы смещены в окружном направлении на угол равный 180°. Внешний ротор выполнен с внутренними зубьями, а внутренний ротор, жестко установленный на валу, выполнен с эксцентриситетом относительно внешнего ротора и снабжен внешними зубьями, число которых на единицу меньше числа зубьев внешнего ротора (по патенту RU55896, МПК F04C 13/00, опубл. 27.08.06).
Недостатком данного насоса является то, что вход жидкости в ступени и выход из них осуществляется перпендикулярно оси насоса, что увеличивает диаметральный габарит насоса и ограничивает его применение в скважине.
Наиболее близким техническим решением является установка героторного насоса, служащая для добычи пластовой жидкости из скважины. Привод осуществляется от погружного электродвигателя. Насос содержит, по меньшей мере, одну ступень, состоящую из внутреннего и наружного роторов, вращающихся в подшипниках скольжения. Внутренний ротор установлен на валу. Роторы вращаются между дисками, имеющими входные и выходные отверстия (по патенту US20150071795, МПК F04C 23/02, опубл. 12.03.15).
Недостатком данной установки является неравномерное воздействие осевых сил, возникающих при перекачивании жидкости и действующих на роторы ступени. Это может вызвать повышенный износ роторов.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении надежности работы и ресурса многоступенчатого трохоидного насоса за счет применяемых конструктивных решений.
Указанный технический результат достигается тем, что скважинный многоступенчатый трохоидный насос состоит из двух и более трохоидных ступеней, включающих в себя статор с установленными с торцов крышками с входным и выходным отверстиями на каждой, внутренний и внешний роторы, установленные с внутренним зацеплением и возможностью взаимного вращения, и отличается тем, что внутренние роторы установлены на валу с фиксацией в окружном направлении и без фиксации в осевом направлении, а внешние роторы установлены с эксцентриситетом в статорахах ступеней в осевом подшипнике скольжения, в смежных ступенях внешние роторы смещены в окружном направлении на угол равный 180°, вал установлен в подшипниковые опоры, трохоидные ступени разделены направляющим аппаратом, в котором выполнено одно сквозное отверстие и два глухих отверстия, разделенных перегородкой, сквозное отверстие соединяет выход ниже установленной ступени с входом выше установленной ступени, при этом в статоре ступени выполнены два байпасных канала, один из которых соединяет выход ступени с глухим отверстием ниже установленного направляющего аппарата, а другой соединяет вход ступени с глухим отверстием выше установленного направляющего аппарата.
Кроме того, в байпасных каналах могут быть установлены фильтроэлементы.
Кроме того, байпасный канал может быть связан с подшипником скольжения внешнего ротора.
Кроме того, внутренний ротор может быть установлен на вал с радиальным зазором.
Кроме того, насос может дополнительно содержать предвключенные устройства: входной модуль, газосепаратор, фильтрующий модуль, который может быть оснащен фильтроэлементами, в том числе из проволочно-проницаемого материала.
Кроме того, роторы могут быть изготовлены из керамоподобного материала.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами, на которых изображены:
Фиг. 1 – скважинный многоступенчатый трохоидный насос, продольный разрез;
Фиг. 2 – конструкция трохоидной ступени в собранном виде;
Фиг. 3 – конструкция трохоидной ступени в разобранном виде;
Фиг. 4 – скважинный многоступенчатый трохоидный насос в скважине;
Многоступенчатый трохоидный насос (фиг. 1) состоит из трохоидных ступеней 1, каждая из которых состоит из статора 2, внутреннего ротора 3, внешнего ротора 4. Внешний ротор 4 установлен с эксцентриситетом относительно статора 2 в осевом подшипнике скольжения 5. Внутренний ротор 3 установлен на валу 6 без фиксации в осевом направлении и с фиксацией в окружном направлении при помощи лысок 7. Вал 6 установлен в подшипниковые опоры 8. Трохоидные ступени 1 разделены направляющим аппаратом 9, соединяющим через сквозное отверстие 10 выход 11 ниже установленной ступени с входом 12 выше установленной ступени. В статоре 2 выполнены два байпасных канала 13 и 14 (фиг. 2). Байпасный канал 13 соединяет глухое отверстие 15 в направляющем аппарате 9 с входом ступени 12, а байпасный канал 14 глухое отверстие 16 с выходом ступени 11 (фиг. 3).
Скважинный многоступенчатый трохоидный насос 17 (фиг. 4) входит в состав установки скважинного насоса, состоящей помимо насоса 17, из погружного электродвигателя 18, гидрозащиты 19, входного модуля 20. Установка соединяется с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) 21, закрепленных на устье скважины. Электропитание погружного электродвигателя 19 осуществляется по кабелю 22. Входной модуль 20 может быть оснащен фильтроэлементами 23.
Скважинный многоступенчатый насос работает следующим образом. Насос 17 в составе установке спускается в скважину на колонне НКТ 21. По кабелю 23 подается питание на электродвигатель 18, который передает крутящий момент на вал 6 насоса 17. Внутренний ротор 3 вращается вместе с валом 6 и благодаря зацеплению с внешним ротором 4 передает вращение и на него. В результате жидкость переносится от входа 12 к выходу 11 ступени и поступает через сквозное отверстие 10 направляющего аппарата 9 на вход 12 следующей ступени, где процесс повторяется. Жидкость поступает на вход 12 нижней ступени насоса через входной модуль 20. После прохождения всех ступеней жидкость попадает в колонну НКТ 21 и перекачивается на поверхность.
Благодаря наличию байпасных каналов 13 и 14 происходит выравнивание давлений и, как следствие, осевых сил, действующих на роторы ступени.
Фильтроэлемент (на фиг. не показан), который может быть установлен в байпасные каналы препятствует накоплению механических примесей в байпасном канале.
Байпасный канал может быть связан (на фиг. не показано) с подшипником скольжения внешнего ротора для обеспечения жидкостного трения.
Использование входного модуля 20 с фильтроэлементом 23 позволяет очищать жидкость от механических примесей, что обеспечивает защиту от износа деталей трохоидной ступени и остальных элементов насоса.
Изготовление роторов из керамоподобного материала повышает надежность насоса за счет повышения их износостойкости, что важно при эксплуатации в скважинах осложненных большим количеством механических примесей.
Таким образом, предложенные в изобретении технические решения повышают надежность работы и ресурс скважинного многоступенчатого трохоидного насоса и способствуют достижению технического результата.
Claims (7)
1. Скважинный многоступенчатый трохоидный насос, состоящий из двух и более трохоидных ступеней, включающих в себя статор и внутренний и внешний роторы, установленные с внутренним зацеплением и возможностью взаимного вращения, отличающийся тем, что внутренние роторы установлены на валу с фиксацией в окружном направлении и без фиксации в осевом направлении, а внешние роторы установлены с эксцентриситетом в статорах ступеней в осевом подшипнике скольжения, в смежных ступенях внешние роторы смещены в окружном направлении на угол, равный 180°, вал установлен в подшипниковые опоры, трохоидные ступени разделены направляющим аппаратом, в котором выполнено одно сквозное отверстие и два глухих отверстия, разделенных перегородкой, сквозное отверстие соединяет выход ниже установленной ступени с входом выше установленной ступени, при этом в статоре ступени выполнены два байпасных канала, один из которых соединяет выход ступени с глухим отверстием ниже установленного направляющего аппарата, а другой соединяет вход ступени с глухим отверстием выше установленного направляющего аппарата.
2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что в байпасных каналах установлены фильтроэлементы.
3. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что байпасный канал связан с подшипником скольжения внешнего ротора.
4. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что внутренний ротор установлен на вал с радиальным зазором.
5. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что насос дополнительно содержит предвключенные устройства: входной модуль, газосепаратор, фильтрующий модуль.
6. Насос по п. 5, отличающийся тем, что фильтрующий модуль оснащен фильтроэлементами из проволочно-проницаемого материала.
7. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что роторы изготовлены из керамоподобного материала.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128432A RU2739932C1 (ru) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Скважинный многоступенчатый трохоидный насос |
PCT/RU2021/000028 WO2022045923A1 (ru) | 2020-08-26 | 2021-01-25 | Скважинный многоступенчатый трохоидный насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128432A RU2739932C1 (ru) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Скважинный многоступенчатый трохоидный насос |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739932C1 true RU2739932C1 (ru) | 2020-12-29 |
Family
ID=74106547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020128432A RU2739932C1 (ru) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Скважинный многоступенчатый трохоидный насос |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739932C1 (ru) |
WO (1) | WO2022045923A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775052C1 (ru) * | 2021-08-16 | 2022-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "РЕАМ-РТИ" | Многоступенчатый трохоидный насос и ступень насоса |
WO2023128798A1 (ru) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | Алексей Михайлович ОРЁЛ | Роторный насос (варианты) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU55896U1 (ru) * | 2006-04-19 | 2006-08-27 | Иван Соломонович Пятов | Многоступенчатый роторный насос (варианты) |
RU2341688C1 (ru) * | 2007-07-06 | 2008-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей-ГосНИИ по химмотологии)" | Насосная установка с насосом объемного вида |
JP2009203811A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Toyota Industries Corp | 可変容量型ギヤポンプ |
US20150071795A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-12 | Intevep, S.A. | Fluid displacement system using gerotor pump |
US20160024898A1 (en) * | 2003-02-21 | 2016-01-28 | Raymond C. Davis | Oil Well Pump Apparatus |
US20160273535A1 (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Saudi Arabian Oil Company | Equal-walled gerotor pump for wellbore applications |
-
2020
- 2020-08-26 RU RU2020128432A patent/RU2739932C1/ru active
-
2021
- 2021-01-25 WO PCT/RU2021/000028 patent/WO2022045923A1/ru active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160024898A1 (en) * | 2003-02-21 | 2016-01-28 | Raymond C. Davis | Oil Well Pump Apparatus |
RU55896U1 (ru) * | 2006-04-19 | 2006-08-27 | Иван Соломонович Пятов | Многоступенчатый роторный насос (варианты) |
RU2341688C1 (ru) * | 2007-07-06 | 2008-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей-ГосНИИ по химмотологии)" | Насосная установка с насосом объемного вида |
JP2009203811A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Toyota Industries Corp | 可変容量型ギヤポンプ |
US20150071795A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-12 | Intevep, S.A. | Fluid displacement system using gerotor pump |
US20160273535A1 (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Saudi Arabian Oil Company | Equal-walled gerotor pump for wellbore applications |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775052C1 (ru) * | 2021-08-16 | 2022-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "РЕАМ-РТИ" | Многоступенчатый трохоидный насос и ступень насоса |
WO2023128798A1 (ru) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | Алексей Михайлович ОРЁЛ | Роторный насос (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022045923A1 (ru) | 2022-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150071795A1 (en) | Fluid displacement system using gerotor pump | |
CA2425843C (en) | Gas separating intake for progressing cavity pumps | |
US6413065B1 (en) | Modular downhole multiphase pump | |
US6666666B1 (en) | Multi-chamber positive displacement fluid device | |
US7670122B2 (en) | Gerotor pump | |
CA2877392C (en) | Gas restrictor for a horizontally oriented submersible well pump | |
RU2525054C1 (ru) | Центробежно-шестеренный насос | |
WO2017112592A1 (en) | Thrust compensation system for fluid transport devices | |
KR101074633B1 (ko) | 2단 스크류를 구비한 수냉식 건식진공펌프 | |
GB2454700A (en) | A progressive cavity device with drive connections at both ends. | |
RU2739932C1 (ru) | Скважинный многоступенчатый трохоидный насос | |
RU2244164C1 (ru) | Многоступенчатый погружной осевой насос | |
CA2600060C (en) | A pump with a motor for pumping fluids | |
EA044468B1 (ru) | Скважинный многоступенчатый трохоидный насос | |
RU2775052C1 (ru) | Многоступенчатый трохоидный насос и ступень насоса | |
RU2471076C2 (ru) | Винтовая гидромашина | |
CA2282231C (en) | Modular downhole multiphase pump | |
WO2022255275A1 (ja) | スクリュー圧縮機 | |
EA043954B1 (ru) | Многоступенчатый трохоидный насос и ступень насоса | |
EP0223788A4 (en) | HYDRAULIC MOTOR. | |
RU2721994C1 (ru) | Буровой насос Иоаннесяна | |
RU2744877C2 (ru) | Скважинный насосный агрегат с погружным многоступенчатым насосом роторно-поршневого типа на базе гидравлической машины рыля | |
KR20200086354A (ko) | 원심 보조를 갖는 사축 유압 펌프 | |
US20240141903A1 (en) | Downhole transmission with wellbore fluid flow passage | |
US20070196229A1 (en) | Gear pump for pumping abrasive well fluid |