SU1603062A1 - Скважинный насосный агрегат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидромашиностроению и предназначено дл  повышени  надежности скважинных насосных агрегатов при откачивании жидкости с мехпримес ми. Вал агрегата, на котором установлены роторы соответственно многоступенчатого насоса и электродвигател , вращаетс  в верхнем и нижнем разгрузочных узлах (РУ). Каждый узел включает размещенную в разгрузочной камере вращающуюс  п ту, взаимодействующую с неподвижно установленным в корпусе подп тником. Камера верхнего РУ сообщена с зоной нагнетани  многоступенчатого насоса посредством канала и затрубным пространством скважины, а камера нижнего РУ - с зоной выше первого центробежного колеса насоса посредством канала в валу и полостью электродвигател  в нижней его части. На обращенных друг к другу поверхност х п т и подп тников выполнены кольцевые выступы и канавки, образующие три лабиринтных уплотнени , из которых первое расположено на периферии взаимодействующих п ты и подп тника нижнего РУ, а второе и тртье - соответственно на периферии в центральной части п ты и подп тника верхнего РУ, при этом лабиринтные уплотнени  выполнены с высотой выступов и глубиной канавок, увеличивающимис  от первого уплотнени  к третьему. Кроме того, на входе каждого из каналов вала может быть установлен центробежный лопаточный очиститель жидкости. При работе агрегата давление в рабочих камерах РУ поднимает п ты относительно подп тников до тех пор, пока не откроютс  первое и второе лабиринтные уплотнени , при этом вал будет вращатьс  на гидравлических подушках. Предложенное соотношение размеров элементов уплотнений и система каналов обеспечивают последовательное открытие РУ, работу вала в режиме раст жени , проток жидкости через РУ, охлаждение электродвигател  и РУ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к гидромашиностроению и может быть использовано дл  откачивани  жидкости с мехпримес ми из скважин.

Цель изобретени  - повышение надежности при откачивании жидкости с мех- примес ми.

На чертеже представлен скважинный насосный агрегат, продольный разрез.

Скважинный насосный агрегат содержит корпус 1, в котором размещены вал 2,

с установленными на нем ротором 3 многоступенчатого насоса 4, включающим гидравлически неразгруженные центробежные колеса 5, и под ним ротором 6 электродвигател  7, верхний и нижний разгрузочные узлы 8 и 9 соответственно, включающие размещенные в разгрузочных камерах 10 и II соответственно закрепленные на валу 2 п ты 12 и 13, взаимодействующие с установленными в корпусе 1 подп тниками 14 и 15, причем камера 10 верхнего разгрузочного узла 8 сообщена с зоной 16 нагнетани  насоса 4 и затрубным пространством (не обозначено) скважины.

В валу 2 агрегата в зонах (не обозначены ) , примыкающих к месту расположени  каждой п ты 12 и 13, выполнены каналы 17 и 18 соответственно, посредством которых камеры 10 и 11 разгрузочных узлов 8 и 9 сообщены соответственно верхнего - с зоной 16 нагнетани  насоса 4, а нижнего - с зоной 19 выше первого центробежного колеса 5 насоса 4, на обращенных друг к другу поверхност х п т 12 и 13 и подп тников 14 и 15 выполнены кольцевые выступы 20 и канавки 21, образующие три лабиринтных уплотнени  22, 23 и 24, из которых первое 22 расположено на периферии взаимодействующих п ты 13 и подп тника 15 нижнего разгрузочного узла 9, а второе 23 и третье 24 - соответствен- но на периферии и в центральной части п ты 12 и подп тника 14 верхнего разгрузочного узла 8, при этом уплотнени  22, 23 и 24 выполнены с высотой выступов 20 и глубиной канавок 21 увеличивающимис  от первого уплотнени  22 к третьему 24.

Кроме того, агрегат может быть снабжен двум  центробежными лопаточными очистител ми 25 и 26 жидкости, каждый из которых установлен на входе канала 17 и 18 вала 2.

Между обращенными друг к другу поверхност ми п т 12 и 13 и подп тников 14 и 15 образованы рабочие камеры 27 и 28 соответственно.

Агрегат размещаетс  в скважине на колонне подъемных труб (не показана), присоедин емой к напорному патрубку 29 насоса 4. Камера 10 верхнего разгрузочного узла сообщена с затрубным пространством скважины сверлением 30. Нижний разгрузочный узел 9 размещен во внутренней полости 31 электродвигател  7 в нижней его части. Упом нута  полость 31 сообщена с затрубным пространством скважины через фильтр 32.

Вал 2 агрегата может быть выполнен составным, причем части вала в этом случае соединены полой муфтой (не обозна- чена.

Скважинный насосный агрегат работает следующим образом.

При подаче к электродвигателю 7 напр жени  его ротор 6 посредством вала 2 приводит во вращение ротор 3 насоса 4 с закрепленными на нем центробежными колесами 5. Жидкость всасываетс  из скважины насосом 4 и подаетс  на поверхность потребителю.

Во врем  работы насоса 4 часть откачиваемой из скважины жидкости, преодолева  сопротивление центробежных счистите- лей 25 и 26 и очища сь при этом от мехпри- месей, поступает в каналы 17 и 18 вала 2 агрегата и по ним - соответственно к верхнему и нижнему разгрузочным узлам 8 и 9.

0

Создаваемое в рабочих камерах 27 и 28 дав- .ление жидкости поднимает п ты 12 и 13 отно- .сительно подп тников 14 и 15 до тех пор, по-. ка не откроютс  лабиринтные уплотиени 

23 и 22. При этом давление в рабочих камерах 27 и 28 падает, дальнейший подъем прекращаетс  и вал 2 агрегата вращаетс  на гидравлических подушках.

Из верхней рабочей камеры 27, разгрузоч . ного узла 8 жидкость через открытое уплотнение 23 поступает в разгрузочную камеру 10 и далее через сверление 30 в скважину , а и нижней рабочей камеры 28 разгрузочного узла 11 - в нижнюю часть внутренней полости 31 электродвигател  7,

где, пройд  снизу вверх, поступает в верхнюю часть полости 31, и через фильтр 32 - в скважину.

Поскольку кольцевые выступы 20 и канавки 21 лабиринтного уплотнени  24 выше аналогичных элементов уплотнени  22, последнее откроетс  раньще и даст возможность верхнему разгрузочному узлу 8 прин ть на себ  реактивное осевое усилие, создаваемое насосом 4, обеспечива  тем самым работу вала 2 в режиме раст жени , исклю5 ча  его продольный изгиб, за счет чего достигаетс  повышение надежности агрегата.

При этом лабиринтное уплотнение 23 обеспечивает посто нство рабочего зазора между п той 12 и подп тником 14, а очистители 25, уменьша  концентрацию рлехпримесей, су0 щественно снижают износ элементов устройства и предупреждают преждевременный выход агрегата из стро  при откачке жидкости с повышенным содержанием мехпри- месей.

Повышению надежности верхнего разгрузочного узла 8 способствует наличие лабиринтного уплотнени  24, посто нство закрытого благодар  большим по сравнению с употнением 23 геометрическим размерам кольцевых выступов 20 и канавок 21. 0 Нижний разгрузочный узел 9, поддержива  вал 3 на гидравлической подушке, обеспечивает в то же врем  посто нное поступление воды во внутреннюю полость электродвигател  7 и интенсивное его охлаждение , исключа  тем самым перегрев и прехкдевременный выход его из стро . Таким образом, предложенный агрегат обеспечивает повышение надежности при высоких концентраци х мехпримесей и может быть изготовлен на повышенные напоры.

5

50

Claims (2)

1. Скваж11нный насосный агрегат, содержащий корпус, в котором размещеиы вал с установленными на нем ротором много- ступенчатого насоса, включащим гидравлически неразгруженные центробежные колеса, и под ним - ротором электродвигател , верхний и нижний разгрузочные узлы, включающие размещенные в разгрузочных

камерах закрепленные на валу п ты, взаимодействующие с закрепленными в корпусе подп тниками , причем камера верхнего разгрузочного узла сообщена с зоной нагнетани  насоса и затрубным пространством скважины, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при откачивании жидкости с мехпримес ми, в валу агрегата, в зоне, примыкающей к месту расположени  каждой п ты, выполнен канал, посредством которого камеры разгрузочных узлов сообщены соответственно: верхнего - с зоной иагнетани  насоса, а нижнего - с зоной @ыще первого центробежного колеса насоса , на обращенных одна к другой поверх0

ност х п т и подп тников выполнены кольцевые выступы и канавки, образующие три лабиринтных уплотнени , нз которых первое расположено на периферии взаимодействующих элементов нижнего разгрузочного узла, а второе и третье - соответственно на периферии и в центральной части элементов верхнего разгрузочного узла, при этом уплотнени  выполнены с высотой выступов и глубиной канавок, увеличивающимис  от первого уплотнени  к третьему.

2. Агрегат по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен двум  центробежными лопа - точными очистител ми жидкости, каждый из которых установлен на входе канала вала.