RU57395U1

RU57395U1 - GUIDING DEVICE FOR STEP OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU57395U1
Application number: RU2006108873/22U
Authority: RU
Inventors: Яков Абрамович Глускин
Original assignee: "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно)"
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2006-10-10

Abstract

Техническое решение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных насосах для подъема жидкости из скважин. Направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса выполнен в виде единой детали и содержит корпус, нижний диск и верхний диск, между которыми размещены лопатки, образующие каналы проточной части. Верхний диск выполнен с кольцевым выступом и сопряжен конусным участком наружной поверхности с внутренней поверхностью корпуса. На наружной торцевой поверхности верхнего диска выполнены дугообразные ребра, в количестве не менее четырех, с радиусом, обеспечивающим их закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости. При этом все дугообразные ребра равномерно распределены по наружной торцевой поверхности верхнего диска и каждое ребро одним концом соединено с кольцевым выступом, а другой его конец соединен с конусным участком наружной поверхности диска. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.The technical solution relates to petroleum engineering and can be used in submersible multistage centrifugal pumps for lifting liquids from wells. The guide apparatus of the submersible centrifugal pump stage is made in the form of a single part and contains a housing, a lower disk and an upper disk, between which are placed the blades forming the channels of the flowing part. The upper disk is made with an annular protrusion and is paired with a conical portion of the outer surface with the inner surface of the housing. On the outer end surface of the upper disk, arcuate ribs are made, in an amount of at least four, with a radius that ensures their rounding in the direction of movement of the main flow of the pumped formation fluid. In this case, all arcuate ribs are evenly distributed on the outer end surface of the upper disk and each edge is connected at one end to an annular protrusion, and the other end is connected to a conical portion of the outer surface of the disk. 2 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использована в погружных многоступенчатых центробежных насосах для подъема пластовой жидкости из скважин.The utility model relates to petroleum engineering and can be used in submersible multistage centrifugal pumps for lifting formation fluid from wells.

Известен направляющий аппарат ступени погружного многоступенчатого скважинного центробежного насоса, выполненный в виде единой детали и содержащий корпус, нижний диск и верхний диск, имеющий кольцевой выступ и конусный участок наружной поверхности, сопряженный с внутренней поверхностью корпуса, между дисками размещены лопатки, образующие каналы проточной части (см., например, патент RU №2266432, МПК⁷ F 04 D 13/10, от 2003,12,05).Known for the guiding apparatus of the stage of a submersible multistage borehole centrifugal pump, made in the form of a single part and containing a housing, a lower disk and an upper disk having an annular protrusion and a conical portion of the outer surface mating with the inner surface of the housing, vanes are formed between the disks that form the channels of the flow part ( see, for example, patent RU No. 2266432, IPC ⁷ F 04 D 13/10, from 2003,12,05).

Недостаток известного направляющего аппарата заключается в том, что при работе погружного центробежного насоса в скважине с сильно обводненной жидкостью, содержащей механические примеси в виде песка, происходит интенсивный износ стенок корпуса направляющего аппарата из-за размыва его абразивными частицами. Особенно быстрому износу подвергается участок внутренней стенки корпуса со стороны безлопаточной полости ступени, являющейся застойной зоной, которая расположена над верхним диском направляющего аппарата. Кроме того, за счет осаждения механических примесей A disadvantage of the known guide vane is that when the submersible centrifugal pump is operated in a well with a heavily flooded liquid containing mechanical impurities in the form of sand, intensive wear of the walls of the guide vane body occurs due to erosion by abrasive particles. Particularly rapid wear undergoes a section of the inner wall of the casing from the side of the bezelless cavity of the stage, which is a stagnant zone, which is located above the upper disk of the guide apparatus. In addition, due to the deposition of solids

в безлопаточной полости происходит заклинивание рабочего колеса, что приводит к выводу насоса из строя.jamming of the impeller occurs in the cavity without a cavity, which leads to the failure of the pump.

Известна также ступень погружного многоступенчатого насоса, в которой на внешней поверхности ведомого диска рабочего колеса размещены наклонные лопатки, а на крышке (нижнем диске) направляющего аппарата размещены радиальные ребра (см., например, патент RU №2246044, МПК⁷ F 04 D 13/10 от 2003.06.05). Известное техническое решение направлено на снижение гидравлических потерь и увеличение напора, При этом, в случае присутствия механических примесей в перекачиваемой жидкости, за счет дополнительной мощности, придаваемой потоку лопатками рабочего колеса и радиальными ребрами на крышке направляющего аппарата, происходит интенсивное разрушение стенок корпуса направляющего аппарата, что сокращает срок службы центробежного насоса.The step of a submersible multistage pump is also known, in which inclined vanes are placed on the outer surface of the driven disk of the impeller, and radial ribs are placed on the cover (lower disk) of the guide apparatus (see, for example, patent RU No. 2246044, IPC ⁷ F 04 D 13 / 10 dated 2003.06.05). A well-known technical solution is aimed at reducing hydraulic losses and increasing the pressure. In this case, in the presence of mechanical impurities in the pumped liquid, due to the additional power given to the flow by the impeller blades and radial ribs on the cover of the guide apparatus, the walls of the housing of the guide apparatus are intensively destroyed. which shortens the life of the centrifugal pump.

Настоящая полезная модель направлена на повышение надежности и долговечности работы направляющего аппарата, а следовательно и погружного центробежного насоса для подъема пластовой жидкости из скважины с повышенным содержанием механических примесей.This utility model is aimed at improving the reliability and durability of the guide vane, and hence the submersible centrifugal pump for lifting the reservoir fluid from the well with a high content of mechanical impurities.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в направляющем аппарате ступени погружного центробежного насоса, выполненного в виде единой детали и содержащего корпус, нижний диск, верхний диск, имеющий кольцевой выступ и конусный участок наружной поверхности диска, сопряженный с внутренней поверхностью корпуса, между дисками размещены лопатки, образующие каналы проточной части, согласно полезной модели, на наружной торцевой поверхности верхнего диска выполнены дугообразные ребра с радиусом, обеспечивающим их закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости, The specified technical result is achieved due to the fact that in the guiding device of the stage of a submersible centrifugal pump, made in the form of a single part and containing a housing, a lower disk, an upper disk having an annular protrusion and a conical portion of the outer surface of the disk, conjugated with the inner surface of the case, between the disks placed blades forming the channels of the flowing part, according to the utility model, on the outer end surface of the upper disk are made arcuate ribs with a radius that ensures their roundness the direction of movement of the main flow of the pumped reservoir fluid,

при этом один конец каждого ребра соединен с кольцевым выступом, а второй конец соединен с конусным участком наружной поверхности диска все верхнего диска. При этом дугообразные ребра равномерно распределены по наружной торцевой поверхности верхнего диска дугообразные ребра в количестве не менее четырех.wherein one end of each rib is connected to the annular protrusion, and the second end is connected to the conical portion of the outer surface of the disk of the entire upper disk. In this case, the arcuate ribs are evenly distributed on the outer end surface of the upper disk arcuate ribs in an amount of at least four.

Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, где:The essence of the proposed utility model is illustrated in the drawing, where:

на фиг.1 представлен направляющий аппарат ступени погружного многоступенчатого скважинного насоса в разрезе,figure 1 presents the guide apparatus of the stage submersible multi-stage borehole pump in section,

на фиг.2 - наружная торцевая поверхность верхнего диска,figure 2 - the outer end surface of the upper disk,

на фиг.3 - варианты выполнения ребер в поперечном сечении (а, в, с),figure 3 - embodiments of the ribs in cross section (a, b, c),

на фиг.4 - ступень погружного многоступенчатого скважинного насоса (направляющий аппарат в сборе с рабочим колесом).figure 4 - stage submersible multi-stage borehole pump (guide apparatus assembly with the impeller).

Направляющий аппарат ступени погружного многоступенчатого скважинного насоса выполнен в виде единой детали и состоит из корпуса 1, верхнего диска 2 и нижнего диска 3. Между дисками 2 и 3 размещены лопатки 4, образующие проточную часть направляющего аппарата. Верхний диск 2 имеет кольцевой выступ 5 для взаимодействия с рабочим колесом 6 насоса. Наружная поверхность 7 верхнего диска 2 сопряжена с внутренней поверхностью 8 корпуса 1 конусным участком 9. На наружной поверхности 8 верхнего диска 3 выполнены дугообразные ребра 10 в количестве не менее четырех. Ребра 10 равномерно распределены на поверхности диска 3 и выполнены с радиусом, обеспечивающим их закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости. Каждое ребро 10 одним своим концом соединено с кольцевым выступом 5, а вторым концом соединено с конусным участком 9 наружной поверхности 8. В зависимости от характеристики перекачиваемой жидкости (количества механических примесей, вязкости и других показателей) The guide apparatus of the multi-stage submersible borehole pump stage is made in the form of a single part and consists of a housing 1, an upper disk 2 and a lower disk 3. Between the disks 2 and 3, blades 4 are placed that form the flow part of the guide apparatus. The upper disk 2 has an annular protrusion 5 for interaction with the impeller 6 of the pump. The outer surface 7 of the upper disk 2 is conjugated with the inner surface 8 of the housing 1 by the conical portion 9. On the outer surface 8 of the upper disk 3, arcuate ribs 10 are made in an amount of at least four. The ribs 10 are evenly distributed on the surface of the disk 3 and are made with a radius that ensures their rounding in the direction of movement of the main flow of the pumped formation fluid. Each rib 10 is connected at one end to an annular protrusion 5, and the other end connected to a conical section 9 of the outer surface 8. Depending on the characteristics of the pumped liquid (amount of solids, viscosity and other indicators)

ребра 10 могут иметь различную форму в поперечном сечении. Варианты, выполнения ребер с различной формой поперечного сечения представлены на фиг.3 (а, в, с).ribs 10 may have a different cross-sectional shape. Options, the implementation of the ribs with different cross-sectional shapes are presented in figure 3 (a, b, c).

В сборе направляющий аппарат и рабочее колесо 6 образуют ступень погружного центробежного насоса (фиг.4), с образованием между верхним диском 2 направляющего аппарата и ведомым диском рабочего колеса 6 безлопаточной полости 11.Assembled, the guide apparatus and the impeller 6 form the stage of a submersible centrifugal pump (Fig. 4), with the formation of a bezeloid cavity 11 between the upper disk 2 of the guide apparatus and the driven disk of the impeller 6.

Работает направляющий аппарат ступени погружного скважинного насоса следующим образом.The guide apparatus of the submersible well pump stage operates as follows.

При вращении рабочего колеса 6 насоса (фиг.4) одновременно с движением основного потока перекачиваемой жидкости по каналам проточной части ступени происходит вымывание частиц песка из застойной зоны, образующейся в безлопаточной полости 11 над верхним диском 2 направляющего аппарата. При этом песчинки, находящиеся в жидкости, перемещаясь с угловой скоростью, не ударяются с силой о стенку корпуса 1 на участке, прилегающем к безлопаточной полости 11, а направленно перемещаются в проточную часть ступени по каналам, образованным дугообразными ребрами 10, конусному участку 9 наружной поверхности 8 и кольцевому зазору между рабочим колесом 6 и корпусом 1 направляющего аппарата. Для эффективного вымывания механических примесей из безлопаточной полости 11 дугообразные ребра 9 выполнены в количестве не менее четырех и равномерно распределены на наружной поверхности 8 верхнего диска 2 направляющего аппарата. При этом радиус загиба дугообразных ребер должен обеспечивать вымывание частиц песка по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости.When the impeller 6 of the pump rotates (Fig. 4), simultaneously with the movement of the main flow of the pumped liquid through the channels of the flowing part of the stage, sand particles are washed out from the stagnant zone formed in the bezoplatochny cavity 11 above the upper disk 2 of the guide apparatus. In this case, the grains of sand in the liquid, moving at an angular velocity, do not strike with force against the wall of the housing 1 in the area adjacent to the bezelless cavity 11, but they are directed to the flowing part of the step along the channels formed by the arcuate ribs 10, the conical section 9 of the outer surface 8 and the annular gap between the impeller 6 and the housing 1 of the guide apparatus. For the effective washing out of mechanical impurities from the bezelopny cavity 11, the arcuate ribs 9 are made in an amount of at least four and are evenly distributed on the outer surface 8 of the upper disk 2 of the guide apparatus. In this case, the radius of the bend of the arcuate ribs should ensure leaching of sand particles in the direction of movement of the main flow of the pumped formation fluid.

Таким образом, дугообразные ребра 10, выполненные на наружной поверхности 8 верхнего диска 2 направляющего аппарата обеспечивают не только удаление механических примесей из безлопаточной полости 11, но и направленное их перемещение в проточную часть ступени, благодаря чему степень разрушения внутренней стенки корпуса 1 со стороны безлопаточной полости 11 под воздействием вымываемых механических примесей значительно снижается.Thus, the arcuate ribs 10 made on the outer surface 8 of the upper disk 2 of the guide apparatus provide not only the removal of mechanical impurities from the bladeless cavity 11, but also their directed movement into the flow part of the stage, due to which the degree of destruction of the inner wall of the housing 1 from the side of the bladeless cavity 11 under the influence of leached solids is significantly reduced.

Claims

1. The guide apparatus of the stage of a submersible centrifugal pump, made in the form of a single part and containing a housing, a lower disk, an upper disk having an annular protrusion and a conical portion of the outer surface of the disk, conjugated with the inner surface of the housing, between the disks there are blades forming channels of the flow part, characterized in that on the outer end surface of the upper disk there are arched ribs with a radius that ensures their rounding in the direction of movement of the main flow of the pumped formation th fluid, while one end of each rib is connected to an annular protrusion, and its second end is connected to a conical portion of the outer surface of the disk.

2. The guide apparatus according to claim 1, characterized in that the arched ribs are evenly distributed on the outer end surface of the upper disk.

3. The guide apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the arcuate ribs are placed on the outer end surface of the upper disk in an amount of at least four.