RU68079U1

RU68079U1 - SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP WITH DISPERSION DEVICE

Info

Publication number: RU68079U1
Application number: RU2007121838/22U
Authority: RU
Inventors: Артем Савельевич Говберг; Владимир Витальевич Герасимов; Валентин Михайлович Демиденко
Original assignee: Центр разработки нефтедобывающего оборудования (ЦРНО)"
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2007-11-10

Abstract

Полезная модель относится к области гидромашиностроения и может быть использоана в погружных насосных установках, предназначенных для подъема жидкости из скважин с повышенным содержанием попутного газа. Технический результат заключается в уменьшении габаритных размеров диспергирующего устройства и повышении срока службы его работы за счет снижения осевой нагрузки, действующей на индивидуальные осевые опоры ступеней. Погружной центробежный насос с диспергирующим устройством, содержит корпус, вал, рабочие и диспергирующие ступени. Диспергирующие ступени состоят из, установленных на валу с помощью ступиц, колес и, закрепленных неподвижно на корпусе, направляющих аппаратов. Насос снабжен шнеком и радиально-упорным подшипником. Диспергирующие ступени собраны в пакет, который размещен в нижней части корпуса насоса между рабочими ступенями и шнеком. При этом ступицы диспергирующих колес контактируют торцевыми поверхностями между собой и через промежуточную втулку и ступицу шнека опираются на радиально-упорный подшипник. 1 п.ф., 1 ил.The utility model relates to the field of hydraulic engineering and can be used in submersible pumping plants designed to lift liquid from wells with a high content of associated gas. The technical result consists in reducing the overall dimensions of the dispersing device and increasing the service life of its work by reducing the axial load acting on the individual axial bearings of the steps. Submersible centrifugal pump with a dispersing device, contains a housing, a shaft, working and dispersing stages. The dispersing steps consist of guiding devices mounted on the shaft with the help of hubs, wheels and fixed on the housing fixedly. The pump is equipped with a screw and angular contact bearing. The dispersing stages are assembled in a package, which is located in the lower part of the pump housing between the working stages and the screw. In this case, the hubs of the dispersing wheels contact the end surfaces between each other and rely on an angular contact bearing through the intermediate sleeve and the hub of the screw. 1 pf, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области гидромашиностроения и может быть использована в погружных насосных установках, предназначенных для подъема жидкости из скважин с повышенным содержанием попутного газа.The utility model relates to the field of hydraulic engineering and can be used in submersible pumping units designed to lift fluid from wells with a high content of associated gas.

Для снижения вредного воздействия попутного газа на работу погружного центробежного насоса для добычи нефти используются диспергирующие устройства, обеспечивающие создание однородной газожидкостной смеси путем измельчения пузырьков газа и перемешивания их с жидкостью, поступающей затем на прием насоса.To reduce the harmful effects of associated gas on the operation of a submersible centrifugal pump for oil production, dispersing devices are used that provide a homogeneous gas-liquid mixture by grinding gas bubbles and mixing them with liquid, which then flows to the pump.

Известно использование погружного центробежного насоса с диспергирующим устройством, которое состоит, по крайней мере, из двух рабочих колес с радиальными лопатками, размещенными с помощью ступиц на валу насоса (см., например, Гафуров О.Г. «Исследование особенностей эксплуатации погружными центробежными насосами нефтяных скважин, содержащих в продукции газовую фазу», диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Уфа, 1972 г., с.52-53, 128-140).It is known to use a submersible centrifugal pump with a dispersing device, which consists of at least two impellers with radial blades placed with the help of hubs on the pump shaft (see, for example, O. G. Gafurov, “Study of Operational Features of Oil Submersible Centrifugal Pumps wells containing a gas phase in production ”, dissertation for the degree of candidate of technical sciences, Ufa, 1972, p.52-53, 128-140).

Известное диспергирующее устройство не позволяет получить газожидкостную смеси с высокой степенью дисперсности газовой фазы, необходимой для эффективной работы погружного центробежного насоса.The known dispersing device does not allow to obtain a gas-liquid mixture with a high degree of dispersion of the gas phase necessary for the effective operation of a submersible centrifugal pump.

Известно также использование диспергатора, размещенного перед погружным центробежным насосом, который состоит из вала, связанного с приводом насоса, корпуса и диспергирующих ступеней, каждая из которых содержит неподвижный направляющий аппарат и, установленную на валу насоса, крыльчатку (рабочее колесо с радиальными лопатками) (см. описание к патенту на изобретение RU №2243416, МПК⁷ F04D 13/10 от 05.06.2003).It is also known to use a dispersant placed in front of a submersible centrifugal pump, which consists of a shaft connected to the pump drive, a housing and dispersing steps, each of which contains a fixed guide apparatus and an impeller (impeller with radial blades) mounted on the pump shaft (see description of the patent for the invention RU No. 2243416, IPC ⁷ F04D 13/10 dated 05.06.2003).

Известное техническое решения в силу своего конструктивного исполнения также не обеспечивает создания потока с наибольшим возмущением, что является необходимым условием для эффективного процесса диспергирования.Known technical solutions due to its design also does not provide the creation of a stream with the greatest disturbance, which is a necessary condition for an effective dispersion process.

В качестве прототипа выбран диспергатор погружной центробежной насосной установки, содержащий корпус, внутри которого размещены, по меньшей мере, две ступени, одна из которых выполнена в виде ступени напорного типа, а другая - диспергирующая ступень (перемешивающего типа), причем диспергирующая ступень состоит из колеса с лопастями и ступицей, направляющего аппарата с лопатками и индивидуальных осевых опор (шайб), установленных между рабочим колесом и направляющим аппаратом (см. описание патента на изобретение RU №2192560 С2, МПК⁷F04D 13/10 от 17.01.2001).As a prototype, a dispersant of a submersible centrifugal pump installation is selected, comprising a housing, inside of which at least two stages are placed, one of which is made in the form of a pressure type stage, and the other is a dispersing stage (mixing type), and the dispersing stage consists of a wheel with blades and a hub, a guide apparatus with blades and individual axial bearings (washers) installed between the impeller and the guide apparatus (see the description of patent for invention RU No. 2192560 C2, IPC ⁷ F04D 13/10 of 17.01. 2001).

Однако, использование в известном техническом решении двух разных чередующихся видов ступеней, одни из которых создают напор, а другие перемешивают газожидкостную смесь, приводит к значительному увеличению длины диспергатора, что является существенным недостатком, учитывая его использование в скважинных условиях. Кроме того, индивидуальные осевые опоры ступеней (шайбы), установленные между рабочими колесами и направляющими аппаратами, при работе диспергатора испытывают значительные осевые нагрузки, что приводит к быстрому их изнашиванию и сокращению срока службы диспергатора.However, the use of two different alternating types of stages in a known technical solution, some of which create a head, while others mix the gas-liquid mixture, leads to a significant increase in the length of the dispersant, which is a significant drawback, given its use in downhole conditions. In addition, the individual axial bearings of the steps (washers) installed between the impellers and the guide vanes experience significant axial loads during the operation of the dispersant, which leads to their rapid wear and reduction of the life of the dispersant.

Технический результат, достигаемый при использовании предложенной полезной модели, заключается в уменьшении габаритных размеров диспергирующего устройства и повышении срока службы его работы за счет снижения осевой нагрузки, действующей на индивидуальные осевые опоры ступеней.The technical result achieved by using the proposed utility model is to reduce the overall dimensions of the dispersing device and increase the service life of its work by reducing the axial load acting on the individual axial bearings of the steps.

Для достижения технического результата в погружном центробежном насосе с диспергирующим устройством, содержащем корпус, вал, рабочие и диспергирующие ступени, причем диспергирующие ступени состоят из установленных на валу с помощью ступиц колес и, закрепленных неподвижно на корпусе, направляющих аппаратов, согласно полезной модели, насос снабжен шнеком и радиально-упорным подшипником, диспергирующие ступени собраны в пакет, который размещен в нижней части корпуса насоса между рабочими ступенями и шнеком, причем колеса в пакете установлены на валу таким образом, что их ступицы контактируют To achieve a technical result in a submersible centrifugal pump with a dispersing device comprising a housing, a shaft, working and dispersing steps, the dispersing steps consisting of wheels mounted on the shaft with the help of wheel hubs and guides fixed to the housing, according to the utility model, the pump is equipped with a screw and an angular contact bearing, the dispersing steps are assembled in a package, which is located in the lower part of the pump housing between the working steps and the screw, and the wheels in the package are installed Lena on the shaft in such a manner that their contact Kit

торцевыми поверхностями между собой и опираются на радиально-упорный подшипник через промежуточную втулку и ступицу шнека.end surfaces between themselves and rely on an angular contact bearing through the intermediate sleeve and the hub of the screw.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором представлен продольный разрез погружного центробежного насоса с диспергирующим устройством.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a longitudinal section of a submersible centrifugal pump with a dispersing device.

Погружной центробежный насос состоит из пакета I рабочих ступеней и пакета II диспергирующих ступеней 1, который размещен в нижней части корпуса 2 насоса. Каждая диспергирующая ступень 1 содержит рабочее колесо 3 с лопатоками, закрепленными консольно на диске 4, установленное посредством ступицы 5 на валу 6, и направляющий аппарат 7, жестко закрепленный в корпусе 2. В диспергирующих ступенях 1 между рабочими колесами 3 и направляющими аппаратами 7 установлены индивидуальные осевые опоры 8. В нижней части корпуса 2 размещен радиально-упорный подшипник 9. Между пакетом II диспергирующих ступеней 1 и подшипником 9 на валу 6 посредством ступицы 10 установлен шнек 11, который размещен в защитной гильзе 12. При этом защитная гильза 12 шнека 11 одним своим концом соединена с пакетом II диспергирующих ступеней, а другим концом соединена с корпусом радиально-упорного подшипника 9. Ступицы 5, диспергирующих колес 3 размещены на валу 6 таким образом, что их торцевые поверхности контактируют между собой и опираются через промежиточную втулку 13 и ступицу 10 шнека 11 на радиально-упорный подшипник 9.Submersible centrifugal pump consists of a package of I working stages and a package of II dispersing stages 1, which is located in the lower part of the pump housing 2. Each dispersing stage 1 contains an impeller 3 with blades mounted cantilevered on the disk 4, mounted by a hub 5 on the shaft 6, and a guiding apparatus 7, rigidly mounted in the housing 2. In the dispersing steps 1 between the impellers 3 and the guiding devices 7 are installed axial bearings 8. In the lower part of the housing 2 there is an angular contact bearing 9. Between the package II of the dispersing stages 1 and the bearing 9 on the shaft 6 by means of the hub 10, a screw 11 is installed, which is located in the protective sleeve 12. P and this protective sleeve 12 of the screw 11 with one end connected to the package II of the dispersing stages, and the other end connected to the housing of the angular contact bearing 9. The hub 5, the dispersing wheels 3 are placed on the shaft 6 so that their end surfaces are in contact with each other and rely through the intermediate sleeve 13 and the hub 10 of the screw 11 on the angular contact bearing 9.

Работает погружной центробежный насос с диспергирующим устройством следующим образом.A submersible centrifugal pump with a dispersing device operates as follows.

При запуске насоса пластовая жидкость с включенными пузырьками попутного газа под небольшим подпором, создаваемым шнеком 11, поступает в проточную часть направляющего аппарата 7 первой диспергирующей ступени пакета II и далее к диспергирующему колесу 3. С помощью лопаток диспергирующего колеса 3 происходит измельчение газовых пузырьков и перемешивание их с жидкостью с образованием однородной газожидкостной смеси. Далее газожидкостная смесь аналогичным образом поступает в следующую диспергирующую ступень 1 пакета II, в которой происходит дополнительное измельчение пузырьков газа и перемешивание их с жидкостью. Количество диспергирующих ступеней 1 в пакете II зависит от содержания попутного газа в жидкости.When the pump is started, the formation fluid with associated gas bubbles under a small pressure created by the screw 11 enters the flowing part of the guide apparatus 7 of the first dispersing stage of package II and then to the dispersing wheel 3. Using the blades of the dispersing wheel 3, the gas bubbles are crushed and mixed with a liquid to form a homogeneous gas-liquid mixture. Next, the gas-liquid mixture similarly enters the next dispersing stage 1 of package II, in which additional grinding of the gas bubbles occurs and their mixing with the liquid. The number of dispersing stages 1 in package II depends on the content of associated gas in the liquid.

Возникающие при работе насоса осевые усилия через контактирующие между собой торцевые поверхности ступиц 5 колес 3, промежуточную втулку 13 и ступицу 10 шнека 11 будут передаваться на радиально-упорный подшипник 9, который рассчитан на восприятие значительных суммарных осевых усилий. В результате воздейсвие осевых усилий на индивидуальные опоры 8 диспергирующих ступеней будет значительно снижено. Это позволит уменьшить износ индивидуальных опор и повысить срок службы погружного центробежного насоса, работающего с диспергирующим устройством, что особенно важно при перекачивании пластовой жидкости с механическими примесями.The axial forces arising during the operation of the pump through the end surfaces of the hub 5 of the wheels 3 in contact, the intermediate sleeve 13 and the hub 10 of the screw 11 will be transmitted to the angular contact bearing 9, which is designed to absorb significant total axial forces. As a result, the effect of axial forces on the individual supports of 8 dispersing stages will be significantly reduced. This will reduce the wear of individual supports and increase the service life of a submersible centrifugal pump operating with a dispersing device, which is especially important when pumping formation fluid with mechanical impurities.

Claims

A submersible centrifugal pump with a dispersing device, comprising a housing, a shaft, working and dispersing steps, the dispersing steps consisting of wheels mounted on the shaft using wheel hubs and guides fixed to the housing, characterized in that the pump is equipped with a screw and an angular contact bearing, dispersing steps are assembled in a package, which is located in the lower part of the housing between the working steps and the screw, and the wheels in the package are mounted on the shaft so that their hubs are in contact t end surfaces between them and rest on an angular contact bearing through the intermediate sleeve and the hub of the screw.