SU1760170A1 - Насосна установка - Google Patents

Abstract

Использование: в установках, предназначенных дл  откачивани  среды с повышенным содержанием примесей. Сущность изобретени : подъемна  труба 4 установлена вертикально. Гидроциклон 6 расположен между приводом 1 и насосом 2. Камера 9 высокого давлени  размещена соосно всасывающему отверстию насоса 2 и снабжена внутренней цилиндрической стенкой, в к- рой выполнены тангенциальные каналы 11. расположенные по винтовой линии и ориентированные в направлении вращени  рабочих колес и е сторону отверсти . Полость, ограниченна  внутренней стенкой камеры 9, сообщена с отверстием и центральной зоной гидроциклона 6. Цилиндрическа  пола  вставка 15 соосна отверстию и снабжена обращенным вершиной к камере 9 козырьком 16. Образующа  поверхности козырька 16 выпслнена в форме циклоиды. Контуры криволинейных перегородок очерчены по логарифмической спирали. Вставка 15 установлена с зазором относительно торцовой поверхности 13 корпуса привода 1 с образованием сужающихс  к центру каналов . На торцовой поверхности привода 1 в зоне размещени  узких частей каналов выполнены при мки, сообщенные с гидроэлеватором 5 гидролинией, выполненной в виде трубопроводов 22. 4 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к гидромашиностроению и может быть использовано в кон- струкци х насосных установок, предназначенных дл  откачивани  среды с повышенным содержанием примесей.

Известна скважинна  насосна  установка , содержаща  гидроциклон с бункером , конусным и цилиндрическим участками и гидроэлеватор, подсоединенный активным соплом к напорному патрубку центробежного насоса с приводом, причем всасывающий патрубок насоса установлен соосно валу, на котором в полости гидроциклона закреплен винтовой шнек, а на крышке - привода завихритель.

Однако известна  установка обладает недостатком, св занным с использованием винтового шнека на валу насоса. Центробежные насосы, примен емые дл  очистки воды из скважин, обладают достаточно большим числом оборотов привода и. следовательно , винтовой шнек, посаженный на валу насоса, приводит к чрезмерному увеличению тангенциальных скоростей и излишней турбулизации сепарируемой среды в гидроциклоне, последствием чего  вл етс  разрыв сплошности потока, предопредел ющий возникновение кавитационных процессов в проточной части насоса, и уменьшение пропускной способности наXJ о о

XI

о

сосной установки, что вли ет на процесс отвода сгущенного продукта и степени очистки перекачиваемой среды.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  насосна  установка, содержаща  ци- линдроконический гидроциклон, во внутренней полости которого соосно установлен центробежный насос с нагнетательным патрубком, образующим с Песковым патрубком гидроциклона гидроэлеватор, а сливное отверстие гидроциклона сообщаетс  всасывающим патрубком насоса с камерой высокого давлени  с тангенциальными отверсти ми, размещенной на крыше гидроциклона и подпитанной высоконапорной жидкостью из нагнетательного патрубка насоса , посредством трубопровода, снабженного вентилем.

Недостатком известной установки  вл етс  низка  ее производительность, обусловленна  принципом усилени  центробежных сил инерции частиц примесей в откачиваемой среде за счет использо- вани  высоконапорной жидкости к всасывающему патрубку, а следовательно, к увеличению гидравлических потерь на всасывающей линии насоса, сказывающихс  на понижение всасывающей способности насоса

Цель изобретени  - повышение производительности и степени очистки перекачиваемой среды.

Дл  этого гидроциклон расположен между приводом и насосом, камера высокого давлени  установлена соосно всасывающему отверстию насоса и снабжена внутренней цилиндрической стенкой, в ко- горои выполнены тангенциальные каналы, расположенные по винтовой линии и ориентированные в направлении вращени  рабочих колес и в сторону всасывающего отверсти , при этом полость, ограниченна  внутренней стенкой камеры, сообщена со всасывающим отверстием и центральной зоной гидроциклона, установка снабжена гоосной всасывающему отверстию цилиндрической полой вставкой с обращенным пгршинои к камере козырьком образующа  повор носги которою выполнена в форме циклоиды и криволинейными перегородками контуры которых очерчены по логариф- МЧЧРГ.КОП спирали, причем цилиндрическа  иг 1, установлена с зазором относительно торцовой поверхности корпуса привода с образованием кольцевой щели, перегородки расположены в последней с образованием плавно сужающихс  к центру каналов на торцовой поверхности привода о зоне размещени  узких частей каналов выполнены при мки, сообщенные с гидроэлеватором посредством гидролинии, а последн   выполнена в виде трубопроводов. В результате установки камеры высокого давлени  и ориентации тангенциальных

каналов в соответствующих направлени х усиливаетс  закрутка потоков в полости гидроциклона за счет передачи потокам энергии высоконапорных струй, что позвол ет не только интенсифицировать процесс се0 парации среды, но и повышает давление перед входом в рабочее колесо и всасывающую способность насоса.

Если цилиндрическа  пола  вставка, образующа  с торцовой поверхностью корпу5 са привода кольцевую щель, выполн ет роль ловушки дл  поступающей в полость цилиндрической вставки сгущенной массы примеси и предотвращает их обратный отток , то выполнение козырька камеры, обра0 зующа  поверхность которого выполнена в форме циклоиды, основано на свойстве циклоидальной поверхности, т.е. частицы примеси вне зависимости от их местоположени  на поверхности циклоиды

5 перемещаютс  к ее основанию за одинаковый промежуток времени, причем движение частиц происходит со значительно уменьшенным гидравлическим сопротивлением, чем при движении подругой криволинейной

0 поверхности (по конусу или параболе). Эти свойства циклоиды привлекательны тем обсто тельством , что частицы, движущиес  по ее поверхности, догон ют друг друга и при своем движении вытесн ют жидкую фазу,

5 котора  удал етс  вместе с осветленным потоком.

Кроме того, криволинейные перегородки , контуры которых очерчены по логарифмической спирали и образуют с торцовой

0 поверхностью корпуса привода плавно сужающиес  к центру каналы в сторону вращени  потока жидкости в гидроциклоне, выравнивают эпюры скоростей потока сгущенной массы примесей на подходе к при5  мкам, а рассредоточенность последних по контуру торца корпуса привода с системой трубопроводов способствует повышению пропускной способности установки по отводу сгущенной массы примесей и уменьшает

0 веро тность забивки линии отвода примесей , обеспечивающей отвод сгущенного продукта, мину  проточную часть насоса.

На фиг. 1 изображена насосна  установка; на фиг. 2 - камера высокого давлени ,

5 продольный разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1 Насосна  установка содержит вертикально установленные подъемную трубу 4. приводе корпусом 1, центробежный насос 2 с рабочими колесами, всасывающим отверстием 12 и нагнетательным патрубком 3, образующим с нижней частью подъемной трубы 4 гидроэлеватор 5, гидроциклон 6 с входными тангенциальными патрубками 7, зону сбора примесей 14, линию отвода примесей , подключенную к последней и гидроэлеватору 5, и сообщенную трубопроводом 8 с нагнетательным патрубком 3 насоса 2 камеру 9 высокого давлени , в наружной цилиндрической стенке которой выполнены тангенциальные каналы 11, расположенные по винтовой линии, совпадающие с направлением входных патрубков 7 гидроциклона б и ориентированные в сторону зоны сбора примесей. Причем гидроциклон 6 расположен между приводом и насосом 2, камера высокого давлени  9 установлена соосно всасывающему отверстию 12 насоса 2 и снабжена внутренней цилиндрической стенкой 10, в которой выполнены тангенциальные каналы 11, расположенные по винтовой линии и ориентированные в направлении вращени  рабочих колес и в сторону всасывающего отверсти  12, при этом полость, ограниченна  внутренней стенкой 10 камеры 9, сообщена со всасывающим отверстием 12 и центральной зоной гидроциклона 6.

Установка снабжена соосной всасывающему отверстию 12 цилиндрической полой вставкой 15 с обращенным вершиной к камере козырьком 16, образующа  поверхности которого выполнена в форме циклоиды , и криволинейными перегородками 19, контуры которых очерчены по логарифмической спирали. Цилиндрическа  вставка 15 установлена с зазором относительно торцовой поверхности 13 корпуса привода С образованием кольцевой щели 18. Перегородки 19 расположены в последней с образованием плавно сужающихс  к центру 17 каналов, на торцовой поверхности 13 привода в зоне размещени  узких частей 20 каналов выполнены при мки 21, сообщенные с гидроэлеватором 5 посредством гидролинии , а последн   выполнена в ввиде трубопроводов 22.

Установка размещаетс  в полости обсадной колонны 23 скважины на колонне подъемных труб 4,

Установка работает следующим образом .

Всасывающа  насосом 2 среда через входные патрубки 7 попадает в гидроциклон 6, где под действием центробежных сил инерции частицы примесей, имеющих большую плотность, чем перекачиваема  среда, отбрасываютс  к стенке гидроциклона 6 и нисход щим потоком увлекаютс  к зоне сбора примесей 14 и далее через кольцевую

щель 18 в полость цилиндрической вставки 15, а осветленна  от примесей жидкость восход щим потоком увлекаетс  к всасывающему отверстию 12 насоса 2. 5Частицы примеси, вовлекаемые восход щим потоком, осаждаютс  на поверхности козырька 16, а выполнение образующей поверхности козырька в форме циклоиды обеспечивает перемещение осажденных ча- 10 стиц в направлении к кольцевой полости между стенками гидроциклона 6 и цилиндрической вставкой 15, где, соедин  сь с основной массой сгущенной примеси, через кольцевую щель 18 вовлекаютс  в полость 15 цилиндрической полой вставки 15 и, перемеща сь вдоль стенок криволинейных перегородок 19 и торцовой поверхности 13 привода 1, попадают в при мки 21.

Насос 2, создава  напор Р нагнетатель- 0 ном патрубке 3, обеспечивает за счет эжек- ции подьем сгущенной массы примесей (пульпы) гидроэлеватором 5 и системой трубопроводов 22 из при мков 21 в полость подъемной трубы 4 и потоком перекачивае- 5 мой жидкости выноситс  на поверхность земли.

Подвод высоконапорной жидкости из области нагнетани  насоса 2 в полость гидроциклона 6 посредством трубопровода 8, 0 камеры высокого давлени  9 и тангенциальных каналов 11, на наружной цилиндрической стенке камеры 9, усиливает закрутку нисход щего потока за счет передачи потоку энергии струи, а также предопредел ет 5 траектории и врем  перемещени  частиц примесей в гидроциклоне 6 в направлении зоны сбора примесей 14. При этом расположение тангенциальных каналов 11 в нижней части камеры 9 и ориентаци  этих каналов в 0 сторону зоны сбора примесей 14 обеспечи- . вает беспреп тственное поступление исходной жидкости из полости обсадной колонны 23.

-Вместе с тем, расположение тангенци- 5 альных отверстий 11 на внутренней цилиндрической стенке 10 по винтовой линии и ориентирование в направлении вращени  рабочих колес насоса 2 позвол ет не только усилить закрутку восход щего потока жид- 0 кости перед всасывающим отверстием 12 насоса 2. но и приводит к повышению давлени  на входе в рабочее колесо насоса 2, что способствует предотвращению возможности возникновени  кавитации в проточ- 5 ной части насоса 2 и увеличению напора на всасывание насоса 2 и тем самым повышаетс  всасывающа  способность насоса.

Таким образом, положительным эффектом предлагаемого устройства  вл етс  повышение производительности установки по

перекачиваемой среде за счет повышени  всасывающей способности насоса, дополнительного отвода части жидкости из сгущенной массы, примесей в осветленный поток и увеличени  пропускной способности по отводу сгущенной массы примесей, мину  полость насоса: повышение степени очистки перекачиваемой среды за счет направленного усили  закрутки нисход щего потока, снижени  гидравлических сопротивлении при перемещении частиц по циклоидальной поверхности и в полости пульпоулавливающе-отвод щей цилиндрической вставки и расчленени  процесса отвода сгущеннбй массы примесей по контуру установки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Насосна  установка, содержаща  вертикально установленные подъемную трубу, привод с корпусом, центробежный насос с рабочими колесами, всасывающим отверстием и нагнетательным патрубком, образующим с нижней частью подъемной трубы гидроэлеватор, гидроциклон с входными тангенциальными патрубками, зоной сбора примесей, линией отвода примесей, подключенной к последней и гидроэлеватору, и сообщенную трубопроводом с нагнетательным патрубком насоса камеру высокого давлени , в наружной цилиндрической стенке которой выполнены тангенциальные каналы , расположенные по винтовой линии, совпадающие по направлению с направлением входных патрубков гидроциклона и ориентированные в сторону зоны сбора примесей , отличающа с  тем, что, с целью

   повышени  производительности и степени очистки перекачиваемой среды, гидроциклон расположен между приводом и насосом , камера высокого давлени  установлена сооснос всасывающим отверстием насоса и

   снабжена внутренней цилиндрической стенкой, в которой выполнены тангенциальные каналы, расположенные по винтовой линии и ориентированные в направлении вращени  рабочих колес и в сторону всасывающего отверсти , при этом полость, ограниченна  внутренней стенкой камеры, сообщена с всасывающим отверстием и центральной зоной гидроциклона, установка снабжена сооснойс всасывающим отверстием цилиндрической полой вставкой с обращенным вершиной к камере козырь--1 ком, образующа  поверхности которого выполнена в форме циклоиды, и криволинейными перегородками, контуры

   которых очерчены по логарифмической спирали , причем цилиндрическа  вставка установлена с зазором относительно торцовой поверхности корпуса привода с образованием плавно сужающихс  к центру каналов,

   на торцовой поверхности привода в зоне размещени  узких частей каналов выполнены при мки, сообщенные с гидроэлеватором посредством гидролинии, а последн   выполнена в виде трубопроводов.

   6

   Ш

   -//

   8,

   ч

   ч

   И

   +

   и

   1 глсЬ

   +г

    

   сшоэа

   13

   11

   22