RU55050U1 - DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS - Google Patents
DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS Download PDFInfo
- Publication number
- RU55050U1 RU55050U1 RU2005125576/06U RU2005125576U RU55050U1 RU 55050 U1 RU55050 U1 RU 55050U1 RU 2005125576/06 U RU2005125576/06 U RU 2005125576/06U RU 2005125576 U RU2005125576 U RU 2005125576U RU 55050 U1 RU55050 U1 RU 55050U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- teeth
- rotor
- working bodies
- screw
- Prior art date
Links
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
- 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
- F04C2/107—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 with helical teeth
- F04C2/1071—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 with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
- F04C2/1073—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 with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type where one member is stationary while the other member rotates and orbits
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Устройство для перекачивания смесей относится к техническим средствам бурения нефтяных и газовых скважин, предназначенных для промывки скважин. Устройство выполнено в виде одновинтового насоса с цилиндрическими рабочими органами, включающего винтовой статор и расположенный внутри него ротор с числом зубьев на единицу меньше числа зубьев статора. Особенностью насоса, выполняющего функции компрессора, является уменьшение рабочего объема камер от всасывания к нагнетанию. Изменение рабочего объема, приводящее к постепенному сжатию смеси, решается несколькими альтернативными приемами изменением геометрических параметров рабочих органов.A device for pumping mixtures refers to the technical means of drilling oil and gas wells intended for flushing wells. The device is made in the form of a single-screw pump with cylindrical working bodies, including a screw stator and a rotor located inside it with the number of teeth one less than the number of stator teeth. A feature of the pump acting as a compressor is the reduction in the working volume of the chambers from suction to discharge. A change in the working volume, leading to a gradual compression of the mixture, is solved by several alternative methods by changing the geometric parameters of the working bodies.
Description
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно, к техническим средствам, предназначенных для промывки скважин в процессе бурения.The invention relates to the field of drilling oil and gas wells, namely, to technical means for flushing wells during drilling.
Известны устройства - бустерные насосы, позволяющие перекачивать газожидкостные смеси при технологических операциях в скважинах, в частности для обеспечения технологии бурения на депрессии [1]. Эти устройства представляют собой весьма громоздкий агрегат - многоцилиндровый поршневой насос с кривошипно-ползунным механизмом и бустерной приставкой.Known devices - booster pumps, allowing to pump gas-liquid mixtures during technological operations in wells, in particular to ensure the technology of drilling in the depression [1]. These devices are a very bulky unit - a multi-cylinder piston pump with a crank-slide mechanism and a booster attachment.
В нефтяной промышленности, как и в других отраслях, применяются одновинтовые насосы. Рабочие органы этих насосов состоят из двух деталей: винтового обрезиненного статора и расположенного внутри него металлического винтового ротора [2].In the oil industry, as in other industries, single-screw pumps are used. The working bodies of these pumps consist of two parts: a rubberized screw stator and a metal screw rotor located inside it [2].
Между этими деталями образуются винтообразные камеры (шлюзы), заполненные жидкостью. В процессе работы эти камеры перемещаются от области всасывания в область нагнетания. По сравнению с другими типами объемных насосов одновинтовые насосы отличаются простотой конструкции, отсутствием распределительных устройств (клапанов, золотников), равномерностью подачи, а также малой удельной металлоемкостью.Between these parts helical chambers (sluices) are formed, filled with liquid. During operation, these chambers move from the suction area to the discharge area. Compared to other types of positive displacement pumps, single-screw pumps are distinguished by their simplicity of design, the absence of switchgears (valves, spools), uniformity of supply, and also low specific metal consumption.
Для использования одновинтовых насосов в газожидкостных технологиях в качестве насоса-компрессора необходимо обеспечить уменьшение объема камер рабочих органов от всасывания к нагнетанию.To use single-screw pumps in gas-liquid technologies as a pump-compressor, it is necessary to reduce the volume of the chambers of the working bodies from suction to discharge.
Применение одновинтового насоса обычного исполнения для перекачивания газожидкостной смеси, как показывают экспериментальные исследования, сопровождается снижением объемного к.п.д. насоса и как следствие эффективности его использования.The use of a conventional screw pump for pumping a gas-liquid mixture, as shown by experimental studies, is accompanied by a decrease in volumetric efficiency. pump and as a result of the effectiveness of its use.
Ближайшим техническим решением, выбранным за прототип, является одновинтовой насос по а.с. №304353. Этот насос характеризуется конической формой рабочих органов и, как следствие, объем камер уменьшается от всасывания к нагнетанию. Недостатком данного технического решения является сложность изготовления и контроля винтовых поверхностей рабочих органов. Кроме того, конические рабочие органы предопределяют дополнительную нагрузку на статор, обусловленную частичной передачей на эту деталь осевой гидравлической силы.The closest technical solution, selected for the prototype, is a single-screw pump according to AS No. 304353. This pump is characterized by a conical shape of the working bodies and, as a result, the volume of the chambers decreases from suction to discharge. The disadvantage of this technical solution is the complexity of the manufacture and control of the helical surfaces of the working bodies. In addition, the conical working bodies predetermine the additional load on the stator due to the partial transmission of axial hydraulic force to this part.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для перекачивания газожидкостных смесей на базе одновинтового насоса и существующей технологии изготовления его рабочих органов.The objective of the present invention is to provide a device for pumping gas-liquid mixtures based on a single-screw pump and the existing manufacturing technology of its working bodies.
Устройство представляет собой секционный одновинтовой насос с цилиндрическими многошаговыми рабочими органами.The device is a single-screw sectional pump with multi-step cylindrical working bodies.
Особенность устройства и принцип действия приведены на фиг.1-3, и теоретических выкладках.The feature of the device and the principle of operation are shown in figures 1-3, and theoretical calculations.
На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, на фиг.2 продольный, а на фиг.3 поперечный разрезы рабочих органов устройства. На фиг.4 изображена развертка рабочих органов с контактными линиями.Figure 1 presents a schematic diagram of a device, figure 2 is a longitudinal, and figure 3 is a transverse section of the working bodies of the device. Figure 4 shows a scan of the working bodies with contact lines.
Как видно из схемы (фиг.1) устройство состоит из корпуса 1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, приводного вала 4, подшипникового узла 5 и соединительных элементов (гибких валов или карданов) 6.As can be seen from the diagram (figure 1), the device consists of a housing 1 with a suction 2 and discharge 3 nozzles, a drive shaft 4, a bearing assembly 5 and connecting elements (flexible shafts or cardans) 6.
Рабочие органы состоят из последовательно расположенных секций. Количество секций должно быть не менее 2. Каждая секция состоит из статора 7 с внутренней цилиндрической винтовой поверхностью и расположенного внутри него цилиндрического винтового ротора 8.Working bodies consist of sequentially arranged sections. The number of sections must be at least 2. Each section consists of a stator 7 with an internal cylindrical helical surface and a cylindrical screw rotor 8 located inside it.
Соединение роторов между собой и с приводным валом производится с помощью гибких валов 6, позволяющих передавать крутящий The connection of the rotors with each other and with the drive shaft is made using flexible shafts 6, allowing to transmit torque
момент и осевую гидравлическую силу с вращающихся роторов на подшипниковый узел.torque and axial hydraulic force from rotating rotors to the bearing assembly.
Рабочие органы могут также выполнять не секционными, а в виде монолитных роторов и статоров с изменяющейся геометрией.The working bodies can also perform not sectional, but in the form of monolithic rotors and stators with variable geometry.
На фиг.2 и 3 обозначены геометрические параметры рабочих органов:Figure 2 and 3 are the geometric parameters of the working bodies:
Z1 - заходность (число зубьев) статора;Z 1 - lead (number of teeth) of the stator;
С - эксцентриситет (расстояние между осями ротора и статора);C - eccentricity (distance between the axes of the rotor and stator);
Т - шаг винтовой поверхности статора;T is the pitch of the helical surface of the stator;
D - диаметр впадин винтовой поверхности статора. Согласно теории винтовых героторных гидромашин рабочий объем насоса является функцией следующих параметровD is the diameter of the hollows of the helical surface of the stator. According to the theory of screw gerotor hydraulic machines, the pump displacement is a function of the following parameters
и выражается в видеand is expressed as
где S - площадь живого сечения,where S is the living section area,
Нагрузочная способность насоса-компрессора лимитируется количеством контактных (уплотняющих) линий, отделяющих области высокого и низкого давления, которые показаны на фиг.4.The load capacity of the pump-compressor is limited by the number of contact (sealing) lines separating the high and low pressure areas, which are shown in figure 4.
На примере насоса с числом зубьев статора Z1=4 показана развертка этих линий в паре «ротор-статор», имеющей длину в два шага статора.On the example of a pump with the number of stator teeth Z 1 = 4, a scan of these lines is shown in a pair of “rotor-stator” having a length of two steps of the stator.
Для многошагового рабочего органа количество контактных линий определяется по формулеFor a multi-step working body, the number of contact lines is determined by the formula
где L - длина рабочих органов каждой секции.where L is the length of the working bodies of each section.
Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.
Привод устройства (на схеме не показан) может быть электрическим или другого типа. Крутящий момент от него посредством приводного вала 4 и гибких валов 6 передается на роторную группу 8.The device drive (not shown in the diagram) may be electric or another type. The torque from it through the drive shaft 4 and flexible shafts 6 is transmitted to the rotor group 8.
При вращении ротора 8 камеры между ротором и статором 7 поступательно перемещаются от входа к выходу. При этом газожидкостная смесь с определенным объемным газосодержанием через всасывающий патрубок 2 засасывается в камеры первой секции и далее нагнетается во вторую секцию.When the rotor 8 rotates, the chambers between the rotor and the stator 7 progressively move from input to output. In this case, a gas-liquid mixture with a certain volumetric gas content through the suction pipe 2 is sucked into the chambers of the first section and then pumped into the second section.
Для сжатия смеси каждая последующая секция имеет меньший рабочий объем, чем предыдущая. После прохождения всех секций сжатая смесь через нагнетательный патрубок 3 поступает потребителю.To compress the mixture, each subsequent section has a smaller working volume than the previous one. After the passage of all sections, the compressed mixture through the discharge pipe 3 is supplied to the consumer.
Поставленная задача изменения рабочего объема секций, приводящая к постепенному сжатию смеси (с увеличением ее плотности), решается несколькими альтернативными конструктивными приемами:The task of changing the working volume of the sections, leading to a gradual compression of the mixture (with an increase in its density), is solved by several alternative design methods:
1. Изменением шага винтовых поверхностей рабочих органов секций при постоянном числе зубьев Z1 и эксцентриситете e:1. By changing the pitch of the helical surfaces of the working bodies of the sections with a constant number of teeth Z 1 and eccentricity e:
T1<T2; Т2<Т3...T 1 <T 2 ; T 2 <T 3 ...
2. Изменением числа зубьев Z1 при постоянстве шагов Т и эксцентриситета e:2. By changing the number of teeth Z 1 with constant steps T and eccentricity e:
Z1<Z2; Z2<Z3...Z 1 <Z 2 ; Z 2 <Z 3 ...
3. Изменением эксцентриситета при постоянном числе зубьев и шаге винтовых поверхностей3. A change in the eccentricity with a constant number of teeth and pitch screw surfaces
e2<e1; е3<е2...e 2 <e 1 ; e 3 <e 2 ...
4. Комбинацией изменения трех параметров:4. The combination of changes in three parameters:
Т, Z1 и еT, Z 1 and e
Для достижения равномерного нарастания давления смеси в каждой секции устройства длина рабочего органа каждой секции устанавливается из условия обеспечения равенства числа контактных линий λ, которые определяются из приведенной выше формулы (4)To achieve a uniform increase in the pressure of the mixture in each section of the device, the length of the working body of each section is established from the condition of ensuring the equality of the number of contact lines λ, which are determined from the above formula (4)
Источники информацииInformation sources
1. Проворотов B.C. Одновинтовой компрессор. А.с. №304353, 1976.1. Turns B.C. Single screw compressor. A.S. No. 304353, 1976.
2. Балденко Д.Ф., Бидман М.Г. и др. Винтовые насосы. М. Машиностроение, 1982.2. Baldenko D.F., Bidman M.G. and other screw pumps. M. Engineering, 1982.
3. Белей И.В., Лопатин Ю.С. и др. Способ нагнетания газожидкостной смеси промывки насоса и устройство для нагнетания. Патент РФ №714044, 1977.3. Belei I.V., Lopatin Yu.S. and others. A method of pumping a gas-liquid mixture flushing the pump and a device for pumping. RF patent No. 714044, 1977.
4. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. М. Недра, 1999.4. Baldenko D.F., Baldenko F.D., Gnoev A.N. Screw downhole motors. M. Nedra, 1999.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125576/06U RU55050U1 (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125576/06U RU55050U1 (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU55050U1 true RU55050U1 (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=37058546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125576/06U RU55050U1 (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU55050U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2216501A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-11 | BP Exploration Operating Company Limited | Pump |
EP2532833A1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-12 | ViscoTec Pumpen-u. Dosiertechnik GmbH | Conveying element for an eccentric screw pump and eccentric screw pump |
RU2612895C2 (en) * | 2010-10-06 | 2017-03-13 | Агустауэстлэнд С.П.А. | Pump unit, in particular, for helicopter lubrication |
-
2005
- 2005-08-12 RU RU2005125576/06U patent/RU55050U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2216501A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-11 | BP Exploration Operating Company Limited | Pump |
WO2010092320A1 (en) | 2009-02-10 | 2010-08-19 | Bp Exploration Operating Company Limited | Pump |
US8985975B2 (en) | 2009-02-10 | 2015-03-24 | Bp Exploration Operating Company Limited | Multistage pump suitable for use in wells |
RU2612895C2 (en) * | 2010-10-06 | 2017-03-13 | Агустауэстлэнд С.П.А. | Pump unit, in particular, for helicopter lubrication |
EP2532833A1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-12 | ViscoTec Pumpen-u. Dosiertechnik GmbH | Conveying element for an eccentric screw pump and eccentric screw pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11306720B2 (en) | Helical trochoidal rotary machines | |
RU165039U1 (en) | SCREW MACHINE | |
RU124931U1 (en) | SCREW MACHINE | |
US7828535B2 (en) | Pressure sealed tapered screw pump/motor | |
RU55050U1 (en) | DEVICE FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES DURING TECHNOLOGICAL OPERATIONS IN WELLS | |
RU2553848C1 (en) | Gear machine | |
EP1475537A1 (en) | Screw pump | |
RU2214513C1 (en) | Gyration machine | |
RU116188U1 (en) | SCREW MACHINE | |
US6093004A (en) | Pump/motor apparatus using 2-lobe stator | |
RU2418193C1 (en) | Screw compressor with capacity regulator | |
CN1616825A (en) | Cycloidal pin gear hydraulic pump | |
WO2013156789A2 (en) | Screw machine with variable diameter rotors | |
RU128678U1 (en) | SCREW MACHINE | |
RU2679578C1 (en) | Screw pump | |
CN111997894B (en) | Gear pump convenient for optimizing set position of unloading groove | |
RU2534657C1 (en) | Working member of screw-type rotor machine | |
RU54609U1 (en) | SINGLE SCREW WASHING PUMP FOR DRILLING AND REPAIR OF WELLS | |
RU177656U1 (en) | SCREW MACHINE | |
CN106321424B (en) | A kind of hyperboloid two-stage oil transfer pump | |
RU119042U1 (en) | SCREW MACHINE | |
RU90502U1 (en) | SCREW COMPRESSOR WITH PERFORMANCE CONTROL | |
RU2232860C2 (en) | Gyrator hydraulic motor | |
RU83300U1 (en) | GEAR PUMP | |
CN1015486B (en) | Fluid compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070813 |