RU68613U1 - SUBMERSIBLE PUMP LEVEL OPERATING WHEEL GUIDING DEVICE FOR SUBMERSIBLE PUMP STEPS AND SUBMERSIBLE PUMP STEPS - Google Patents
SUBMERSIBLE PUMP LEVEL OPERATING WHEEL GUIDING DEVICE FOR SUBMERSIBLE PUMP STEPS AND SUBMERSIBLE PUMP STEPS Download PDFInfo
- Publication number
- RU68613U1 RU68613U1 RU2007114802/22U RU2007114802U RU68613U1 RU 68613 U1 RU68613 U1 RU 68613U1 RU 2007114802/22 U RU2007114802/22 U RU 2007114802/22U RU 2007114802 U RU2007114802 U RU 2007114802U RU 68613 U1 RU68613 U1 RU 68613U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- rear cover
- blades
- submersible pump
- diameter
- Prior art date
Links
Abstract
Техническое решение относится к области погружных центробежных насосов и может быть использовано для добычи полезных ископаемых в жидкой форме. Ступень погружного насоса содержит рабочее колесо, включающее передний и задний покрывные диски, лопатки, расположенные между передним и задним покрывными дисками, а также втулку, и направляющий аппарат, включающий передний и задний покрывные диски, лопатки, расположенные между передним и задним покрывными дисками. Отношение диаметра втулки и диаметра рабочего колеса составляет 0.45-0.65, лопатки в количестве от 11 до 15 выполнены прямыми и плоскими с изгибом на конце с лопаточным углом β1 30-45° при постоянной толщине лопатки в пределах 2,5-3,0 мм. Угол установки лопаток направляющего аппарата от плоскости перпендикулярной к оси вращения рабочего колеса составляет 20-30°, лопатки в количестве от 6 до 8 выполнены в начале прямыми со стороны рабочего колеса, а затем изогнутыми и с переменной толщиной по длине. Использование технического решения позволяет повысить напор перекачиваемой жидкости и коэффициент полезного действия до 19%. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.The technical solution relates to the field of submersible centrifugal pumps and can be used for mining in liquid form. The stage of the submersible pump contains an impeller, including the front and rear cover discs, blades located between the front and rear cover discs, as well as a sleeve, and a guide apparatus that includes the front and rear cover discs, blades located between the front and rear cover discs. The ratio of the diameter of the sleeve and the diameter of the impeller is 0.45-0.65, the blades in an amount of 11 to 15 are made straight and flat with a bend at the end with a blade angle β 1 30-45 ° with a constant blade thickness in the range of 2.5-3.0 mm . The installation angle of the vanes of the guide vane from the plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller is 20-30 °, the blades in an amount of 6 to 8 are made at first straight from the side of the impeller, and then curved and with a variable thickness along the length. Using a technical solution allows to increase the pressure of the pumped liquid and the efficiency up to 19%. 3 n.p. f-ly, 2 ill.
Description
Техническое решение относится к области погружных центробежных насосов, используемых для перекачивания жидких сред, в том числе, и содержащих нефть, и может быть использовано для добычи полезных ископаемых в жидкой форме, в том числе, и углеводородов из нефтяных скважин.The technical solution relates to the field of submersible centrifugal pumps used for pumping liquid media, including those containing oil, and can be used for the extraction of minerals in liquid form, including hydrocarbons from oil wells.
Известна конструкция (SU, авторское свидетельство 576438) центробежного насоса, содержащая корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, а так же рабочий орган, причем для повышения долговечности насоса рабочий орган выполнен в виде двух соединенных между собой по торцу и повернутых друг относительно друга на 90° изгибных элементов.A known design (SU, copyright certificate 576438) of a centrifugal pump containing a housing with suction and discharge nozzles, as well as a working body, moreover, to increase the durability of the pump, the working body is made in the form of two interconnected at the end and rotated 90 ° relative to each other bending elements.
Недостатком известной конструкции следует признать значительные линейные размеры ступени вдоль оси вращения и, кроме того, недостаточный создаваемый напор и неудовлетворительный коэффициент полезного действия.A disadvantage of the known design should be recognized significant linear dimensions of the stage along the axis of rotation and, in addition, insufficient created pressure and poor efficiency.
Известна (RU, патент 2083880) конструкция центробежного насоса с керамическими рабочими дисками. Конструкция содержит корпус, привод, связанный с рабочим колесом, включающим один из керамических рабочих дисков с установленными на нем нагнетательными элементами, расположенными в рабочей камере, имеющей впускные и выпускные отверстия и ограниченной поверхностями подвижного и неподвижных керамических дисков. При этом рабочая камера расположена между двумя керамическими Known (RU, patent 2083880) design of a centrifugal pump with ceramic working disks. The design includes a housing, a drive associated with the impeller, including one of the ceramic working disks with discharge elements mounted on it, located in the working chamber having inlet and outlet openings and limited by the surfaces of the movable and fixed ceramic disks. In this case, the working chamber is located between two ceramic
дисками, обращенными друг к другу, поверхности которых выполняют одновременно роль торцевых уплотнений, и выполнена в виде паза на поверхности неподвижного керамического диска, ограниченного двумя коаксиальными поверхностями разных диаметров, причем нагнетательные элементы установлены на подвижном керамическом диске рабочего колеса с возможностью при вращении последнего попеременного перекрытия впускных и выпускных отверстий, выполняющих одновременно роль впускных и выпускных клапанов.disks facing each other, the surfaces of which simultaneously play the role of mechanical seals, and is made in the form of a groove on the surface of a fixed ceramic disk bounded by two coaxial surfaces of different diameters, and the discharge elements are mounted on a movable ceramic disk of the impeller with the possibility of rotation of the last alternating overlap inlet and outlet openings, which simultaneously serve as inlet and outlet valves.
Недостатком известной конструкции следует признать значительные линейные размеры ступени вдоль оси вращения и, кроме того, недостаточный создаваемый напор и неудовлетворительный коэффициент полезного действия.A disadvantage of the known design should be recognized significant linear dimensions of the stage along the axis of rotation and, in addition, insufficient created pressure and poor efficiency.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения можно признать конструкцию (SU, авторское свидетельство 1125408) ступени центробежного погружного насоса. Известная конструкция содержит корпус с крышкой и размещенные в нем рабочее колесо, содержащее передний и задний покрывные диски, лопатки, расположенные между передним и задним покрывными дисками, и втулку, и диффузор, содержащий передний и задний покрывные диски, а также лопатки, расположенные между передним и задним покрывными дисками.The closest analogue of the proposed technical solution is the design (SU, copyright certificate 1125408) of the centrifugal submersible pump stage. The known construction comprises a housing with a cover and an impeller located therein, comprising a front and rear cover discs, vanes located between the front and rear cover disks, and a sleeve, and a diffuser comprising a front and rear cover disks, as well as vanes located between the front and rear coverslips.
Недостатком известной конструкции следует признать значительные линейные размеры ступени вдоль оси вращения и, кроме того, недостаточный создаваемый напор и неудовлетворительный коэффициент полезного действия.A disadvantage of the known design should be recognized significant linear dimensions of the stage along the axis of rotation and, in addition, insufficient created pressure and poor efficiency.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в улучшении конструкции ступени погружного насоса.The technical problem solved by the developed technical solution is to improve the design of the submersible pump stage.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении напора перекачиваемой жидкости и коэффициента полезного действия насоса.The technical result obtained by the implementation of the developed technical solution consists in increasing the pressure of the pumped liquid and the efficiency of the pump.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать рабочее колесо (импеллер) ступени погружного насоса, содержащее передний и задний покрывные диски, лопатки, расположенные между передним и задним покрывными дисками, и втулку, причем отношение диаметра втулки и диаметра рабочего колеса составляет 0.45-0.65, лопатки в количестве от 11 до 15 выполнены прямыми и плоскими с изгибом на конце для безударного выхода потока с лопаточным углом β1 30-45° при постоянной толщине лопатки в пределах 2,5-3,0 мм. Предпочтительно высота лопатки рабочего колеса в радиальном направлении постоянна и составляет 10-18 мм. Обычно диаметр переднего покрывного диска превышает диаметр заднего покрывного диска.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the impeller (impeller) of the submersible pump stage, containing the front and rear cover discs, vanes located between the front and rear cover disks, and a sleeve, the ratio of the diameter of the sleeve and the diameter of the impeller being 0.45-0.65, the blades in an amount of 11 to 15, they are made straight and flat with a bend at the end for an unstressed exit of the flow with a blade angle β 1 30-45 ° with a constant blade thickness in the range of 2.5-3.0 mm. Preferably, the height of the impeller blade in the radial direction is constant and is 10-18 mm. Typically, the diameter of the front covering disc exceeds the diameter of the rear covering disc.
Кроме того, для получения указанного технического результата предложено использовать направляющий аппарат (диффузор) ступени погружного насоса, содержащий передний и задний покрывные диски, лопатки, расположенные между передним и задним покрывными дисками, причем угол его установки от плоскости перпендикулярной к оси вращения рабочего колеса составляет 20-30°, лопатки в количестве от 6 до 8 выполнены в начале прямыми со стороны рабочего колеса, а затем изогнутыми и с переменной толщиной по длине.In addition, to obtain the specified technical result, it is proposed to use a guiding apparatus (diffuser) of the submersible pump stage, comprising front and rear cover disks, vanes located between the front and rear cover disks, the angle of its installation from a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller is 20 -30 °, blades in an amount of 6 to 8 are made at first straight from the impeller, and then curved and with a variable thickness along the length.
Указанный технический результат достигается также тем, что использована ступень погружного насоса, содержащая рабочее колесо и направляющий аппарат, охарактеризованные выше.The specified technical result is also achieved by the fact that the stage of the submersible pump is used, comprising an impeller and a guiding apparatus described above.
При разработке данного технического решения были использованы следующие основные параметры:When developing this technical solution, the following main parameters were used:
- внутренний диаметр втулки рабочего колеса (36 мм);- the inner diameter of the impeller sleeve (36 mm);
- внутренний диаметр корпуса (100 мм);- inner diameter of the case (100 mm);
- частота вращения (6000 оборотов/мин);- rotational speed (6000 rpm);
- номинальный расход (не менее 2500 баррелей/сутки).- nominal flow rate (at least 2500 barrels / day).
При этом необходимо было максимально сократить линейные размеры ступени вдоль оси вращения вала насоса и обеспечить напор ступени не менее 30 метров водяного столба и гидравлический к.п.д не менее 60% при номинальном расходе.In this case, it was necessary to minimize the linear dimensions of the stage along the axis of rotation of the pump shaft and provide a stage pressure of at least 30 meters of water column and hydraulic efficiency of at least 60% at nominal flow rate.
В дальнейшем сущность разработанного технического решения будет рассмотрена с использованием графического материала, где на Фиг.1 приведен вид рабочего колеса, а на Фиг.2 - вид направляющего аппарата, при этом использованы следующие обозначения: передний покрывной диск 1 рабочего колеса, задний покрывной диск 2 рабочего колеса, втулка 3 рабочего колеса, лопатка 4 рабочего колеса, передний покрывной диск 5 направляющего аппарата, задний покрывной диск 6 направляющего аппарата, лопатка 7 направляющего аппарата.In the future, the essence of the developed technical solution will be considered using graphic material, where Fig. 1 shows a view of the impeller, and Fig. 2 shows a view of the guide apparatus, with the following notation used: front cover disk 1 of the impeller, rear cover disk 2 the impeller, the impeller sleeve 3, the impeller blade 4, the front cover disk 5 of the guide apparatus, the rear cover disk 6 of the guide apparatus, the blade 7 of the guide apparatus.
На Фиг.1 приведен вид рабочего колеса ступени насоса. Он состоит из переднего 1 и заднего 2 покрывных дисков, лопастей 4 и втулки 3. По конструкции импеллер отличается тем, что здесь используется полый вал большого наружного диаметра для организации канала под проход диагностического оборудования, которое будет вести контроль технологических параметров скважины во время работы насоса.Figure 1 shows a view of the impeller of the pump stage. It consists of front 1 and rear 2 cover discs, blades 4 and sleeve 3. The impeller is different in design in that it uses a hollow shaft of large external diameter to organize a channel for the passage of diagnostic equipment, which will monitor the technological parameters of the well during pump operation .
В ходе разработки было определено, что длина канала импеллера в меридиональном сечении составляет по радиусу около 16 мм. Поэтому для осуществления указанных исходных требований During the development, it was determined that the length of the channel of the impeller in the meridional section is about 16 mm in radius. Therefore, for the implementation of these initial requirements
было принято решение вводить энергию в поток жидкости «ударным» способом, используя для этого прямую плоскую лопасть с увеличенным примерно в 2 раза их количеством. Для уменьшения потерь на выходе из импеллера при развороте потока передний 1 и задний 2 покрывные диски импеллера выполнены с разными наружными диаметрами. Для уменьшения гидравлических потерь на выходе из рабочего колеса было принято решение использовать загнутую лопасть для обеспечения безударного выхода потока. Кривизна лопасти на выходе рабочего колеса оптимизировалась для номинального расхода.it was decided to introduce energy into the fluid flow in the “shock” way, using a straight flat blade with approximately 2 times increased number of them. To reduce losses at the outlet of the impeller during a turn of the flow, the front 1 and rear 2 cover plates of the impeller are made with different outer diameters. To reduce hydraulic losses at the exit of the impeller, it was decided to use a bent blade to ensure an unstressed flow outlet. The curvature of the blade at the outlet of the impeller was optimized for the nominal flow rate.
Разработанный импеллер по конструкции в меридиональном сечении занимает промежуточное положение между импеллерами, которые присущи радиальным и диагональным центробежным насосам. Его лопасти похожи на лопасти вихревого насоса, но установлены под углом к набегающему потоку, а не перпендикулярны последнему. Использование увеличенного числа оборотов существенно сужает проточную часть рабочего колеса. Поэтому разработанная конструкция является симбиозом конструкций трех типов насосов и требований исходных данных для проектирования ступени, которые были упомянуты выше.The designed impeller by construction in the meridional section occupies an intermediate position between the impellers, which are inherent in radial and diagonal centrifugal pumps. Its blades are similar to the blades of a vortex pump, but are installed at an angle to the incoming flow, and not perpendicular to the latter. Using an increased number of revolutions significantly narrows the flow part of the impeller. Therefore, the developed design is a symbiosis of the designs of the three types of pumps and the requirements of the initial data for the design of the stage, which were mentioned above.
На Фиг.2 представлен вид диффузора ступени насоса. Он также состоит из переднего 5 и заднего 6 покрывных дисков, а также лопастей 7. Наружная часть заднего покрывного диска служит дополнительно корпусом ступени насоса. Диффузор по конструкции выполнен двухступенчатым. Экспериментально подбирая размеры, количество и конфигурацию лопастей можно максимально оптимизировать работу ступени насоса, но в любом случае при использовании набора признаков, используемого для характеристики конструкции импеллера и диффузора в формуле изобретения, можно Figure 2 presents a view of the diffuser of the pump stage. It also consists of front 5 and rear 6 cover discs, as well as vanes 7. The outer part of the rear cover disc serves additionally as a pump stage housing. The diffuser is designed in two stages. Experimentally selecting the size, quantity and configuration of the blades, it is possible to optimize the operation of the pump stage, but in any case, using the set of features used to characterize the design of the impeller and diffuser in the claims, it is possible
достичь выше указанных характеристик ступени насоса. Также экспериментально можно определить величину динамического напора на выходе из импеллера в зависимости от расхода и, следовательно, вычислить среднюю скорость закрутки потока, которая в основном и определяет его величину. Используя эту характеристику можно оптимизировать характеристику диффузора и соответственно получать заданные характеристики ступени и насоса в целом.achieve the above specified pump stage characteristics. It is also experimentally possible to determine the magnitude of the dynamic pressure at the outlet of the impeller depending on the flow rate and, therefore, calculate the average flow swirl velocity, which basically determines its value. Using this characteristic, it is possible to optimize the characteristic of the diffuser and accordingly obtain the desired characteristics of the stage and the pump as a whole.
Первая ступень диффузора с одной стороны образована прямой спинкой лопасти в ее начале, а с другой - вращающимся импеллером. Основными настроечными параметрами здесь являются угол установки лопасти к плоскости вращения импеллера, которая в данном случае является открытой для поступления потока жидкости, и длина прямолинейного участка спинки лопасти. Длина первой ступени диффузора по дуге окружности определяется количеством лопастей в диффузоре.The first stage of the diffuser on one side is formed by the straight back of the blade at its beginning, and on the other - by a rotating impeller. The main tuning parameters here are the angle of the blade to the plane of rotation of the impeller, which in this case is open to the flow of fluid, and the length of the rectilinear section of the back of the blade. The length of the first stage of the diffuser along an arc of a circle is determined by the number of blades in the diffuser.
Вторая ступень диффузора - это плавно расширяющийся по проходному сечению и изогнутый канал. В концепции двухступенчатого диффузора он в основном необходим для разворота потока с целью уменьшения закрутки последнего перед следующей ступенью насоса, хотя и здесь часть кинетической энергии потока также преобразуется в потенциальную энергию напора. При оптимизации течения жидкости в канале второй ступени диффузора следует найти компромисс между потерями гидравлического трения о стенки канала и местного гидравлического сопротивления при повороте потока, так как уменьшение одной из них приводит к увеличению другой и наоборот.The second stage of the diffuser is a smoothly expanding passageway and a curved channel. In the concept of a two-stage diffuser, it is mainly necessary for turning the flow in order to reduce the swirl of the latter before the next stage of the pump, although here a part of the kinetic energy of the flow is also converted into potential pressure energy. When optimizing the fluid flow in the channel of the second stage of the diffuser, a compromise should be found between the loss of hydraulic friction against the channel walls and the local hydraulic resistance during flow rotation, since a decrease in one of them leads to an increase in the other and vice versa.
Из выше сказанного следует, что форма лопасти диффузора в выше изложенной концепции не рассматривается. Она получается автоматически при разработке и оптимизации диффузора. From the above it follows that the shape of the diffuser blade in the above concept is not considered. It is obtained automatically during the development and optimization of the diffuser.
Ограничивающим условием здесь является ее минимальная толщина, исходя из технологических возможностей производства.The limiting condition here is its minimum thickness, based on the technological capabilities of production.
Изготовленный в соответствии с разработанным техническим решением погружной насос DH2500 предназначен для выкачивания нефти из скважины. Характерный расход насоса составляет примерно 2500 баррелей в сутки при частоте вращения 6000 оборотов в минуту. Поэтому такая ступень позволяет создавать больший напор, чем обычные ступени насоса, работающие при 3000-3500 оборотах в минуту, а полый вал обеспечивает достаточно пространства для прохода скважинных инструментов при работе насоса, увеличение к.п.д. составляет примерно 19%.The DH2500 submersible pump manufactured in accordance with the developed technical solution is designed to pump oil from the well. The typical pump flow rate is approximately 2500 barrels per day at a speed of 6000 rpm. Therefore, such a stage allows you to create a greater pressure than conventional pump stages, operating at 3000-3500 rpm, and a hollow shaft provides enough space for the passage of downhole tools during pump operation, increasing the efficiency is approximately 19%.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007114802/22U RU68613U1 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | SUBMERSIBLE PUMP LEVEL OPERATING WHEEL GUIDING DEVICE FOR SUBMERSIBLE PUMP STEPS AND SUBMERSIBLE PUMP STEPS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007114802/22U RU68613U1 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | SUBMERSIBLE PUMP LEVEL OPERATING WHEEL GUIDING DEVICE FOR SUBMERSIBLE PUMP STEPS AND SUBMERSIBLE PUMP STEPS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU68613U1 true RU68613U1 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=38960828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007114802/22U RU68613U1 (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | SUBMERSIBLE PUMP LEVEL OPERATING WHEEL GUIDING DEVICE FOR SUBMERSIBLE PUMP STEPS AND SUBMERSIBLE PUMP STEPS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU68613U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011081575A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Щлюмберже Холдингс Лимитед | Submersible pump stage |
-
2007
- 2007-04-20 RU RU2007114802/22U patent/RU68613U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011081575A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Щлюмберже Холдингс Лимитед | Submersible pump stage |
| CN102713302A (en) * | 2009-12-30 | 2012-10-03 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | Submersible pump stage |
| CN102713302B (en) * | 2009-12-30 | 2015-11-25 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | submersible pump stage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9574562B2 (en) | System and apparatus for pumping a multiphase fluid | |
| JP5233436B2 (en) | Centrifugal compressor with vaneless diffuser and vaneless diffuser | |
| US6854517B2 (en) | Electric submersible pump with specialized geometry for pumping viscous crude oil | |
| RU2488024C2 (en) | Rotary pump for dry-up job (versions) and method of its production (versions) | |
| Karlsen-Davies et al. | Regenerative liquid ring pumps review and advances on design and performance | |
| US20170241421A1 (en) | Submersible disk-type pump for viscous and solids-laden fluids having helical inducer | |
| GB2477178A (en) | Pump system | |
| CN107965473B (en) | Diffuser for a fluid compression device comprising at least one blade with an opening | |
| RU68613U1 (en) | SUBMERSIBLE PUMP LEVEL OPERATING WHEEL GUIDING DEVICE FOR SUBMERSIBLE PUMP STEPS AND SUBMERSIBLE PUMP STEPS | |
| KR101261102B1 (en) | Method of setting performance characteristic of pump and method of manufacturing diffuser vane | |
| RU2403450C1 (en) | Multistage rotary pump stage | |
| JP2018091317A (en) | Multi-stage pump | |
| RU2303167C1 (en) | Stage of submersible centrifugal pump for production of oil | |
| RU57395U1 (en) | GUIDING DEVICE FOR STEP OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP | |
| RU2402695C1 (en) | Distributor of radial-flow multistage pump | |
| RU2362909C1 (en) | Multistage stage-chamber impeller pump | |
| RU205750U1 (en) | Impeller of submersible multistage vane pump | |
| RU62671U1 (en) | DRIVING WHEEL OF A SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP | |
| EP3904695A1 (en) | Bowl pump and vertical bowl pump arrangement | |
| RU2442909C2 (en) | Multi-stage high-speed immersed impeller pump | |
| RU74974U1 (en) | ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP PUMP WITH ADJUSTABLE SPEED AND HEAD CHARACTERISTIC | |
| JP5638349B2 (en) | Single suction centrifugal pump | |
| RU2269032C2 (en) | Stage of submersible multistage centrifugal pump | |
| US20220356885A1 (en) | Inducer for a submersible pump for pumping a slurry containing solids and viscous fluids and method of designing same | |
| RU2406881C1 (en) | Diffuser of multi-stage centrifugal pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120421 |