UA56273C2 - Ступінь заглибної багатоступінчастої помпи - Google Patents

Abstract

Винахід стосується нафтового машинобудування, зокрема, багатоступінчастих свердловинних помп для відкачки пластової рідини. Технічний результат - підвищення напору при малих подачах і підвищення стабільності робочих характеристик при наявності в середовищі, що перекачується, газових пузирів. Для цього в ступені, що має робоче колесо, що містить ведучий і ведений диски з розміщеними між ними лопатками, і направляючий апарат з профільованими лопатками, вхідні краї яких виступають за зовнішній діаметр зовнішньої кришки апарата, на периферії ведучого диска робочого колеса на його бічній поверхні встановлені тристоронні комірки, відкриті із зовнішнього боку диска, а на спряженій з колесом поверхні зовнішньої кришки направляючого апарата виконаний бічний кільцевий канал. При цьому відстань між поверхнею бічного кільцевого каналу на направляючому апараті і верхньою крайкою комірок на робочому колесі складає не менше 0,3 від глибини останніх, а довжини комірок у радіальному напрямку складають не більше 0,3 радіуса ведучого диска.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до нафтового машинобудування, зокрема, до багатоступінчастих свердловинних помп для відкачки шарової рідини.

Для перекачування рідин, які не містять абразивних частинок, відоме використання вихрових помп закритого типу, які складаються з робочого колеса у вигляді диску з комірками на периферії, робочого периферійне - бічного каналу, всмоктуючого і напірного патрубку. Всмоктувальна і напірна порожнини робочого каналу розділені перемичкою по окружності колеса. (Спасский К.Н., Шаумян В.В. Новье насось! для мальх подач и 70 внісоких напоров, - М.: Машиностроение. 1973. - 122с.).

Недоліком таких помп є різке зменшення напору і ККД при збільшенні торцевих | радіальних зазорів при перекачуванні рідин, що містять абразивні частинки.

Відома комбінована помпа (патент Швейцарії Мо544890, Г0405/00, 1973р.), Ідо має закрите робоче колесо і вихрові лопаткові вінці, розміщені на периферії диску, радіальні розміри яких перевищують радіальний розмір 12 відцентрового колеса, кільцевий відвід відцентрового колеса і кільцевої камери вихрового колеса з перемичкою.

Недоліком такої помпи є складність конструкції її робочих органів, особливо при виготовленні виробів у заглибному багатоступінчастому варіанті, а також різке зменшення напору і ККД при збільшенні торцевих і радіальних зазорів у вихровій частині конструкції при перекачуванні рідини, що містить абразивні частинки.

Відома відцентрова заглибна багатоступінчаста помпа для відкачки шарової рідини з нафтових свердловин.

Ступіні такої помпи містять робоче колесо закритого типу їі направляючий апарат із лопатками, що можуть виступати за діаметральний розмір зовнішньої кришки апарату. Робоче колесо ступіню має спеціально спрофільовані лопатки між ведучими і веденими дисками. (Богданов Н.А. Погружнье центробежнье насосьї для добьічи нефти. - М.: Недра, 1968. - 38-50с.).

Недоліком такого ступіню є невисокий тиск, який утворюється ступінем при малих витратах, і нестабільність с характеристик при роботі в двох або трифазних Ге) 2 нафто-водо-газових середовищах.

Винахід вирішує задачу створення ступіні заглибної багатоступінчастої помпи, яка забезпечує підвищення напору при малих подачах і підвищення стабільності характеристик при роботі у двох або трифазних нафто-водо-газових середовищах. о

Зазначений технічний результат досягається тим, що в ступіні заглибної багатоступінчастої помпи, що має - робоче колесо, яке містить ведучий і ведений диски з розміщеними між ними лопатками, і направляючий апарат з профільованими лопатками, вхідні крайки яких виступають за зовнішній діаметр зовнішньої кришки апарату, сч відповідно до винаходу, на периферії ведучого диску робочого колеса на його бічній поверхні встановлені «о тристоронні комірки, які відкриті з зовнішнього боку диску, а на спряжній колесу поверхні зовнішньої кришки 3о направляючого апарату виконаний бічний кільцевий канал. о

Запропонований ступінь відрізняється також тим, що відстань між поверхнею бічного кільцевого каналу на направляючому апараті і верхньою крайкою комірців на робочому колесі складає не менше 0,3 від глибини останніх. «

Іншою відмінністю є те, що довжини комірок у радіальному напрямку складають не більш 0,3 радіуса ведучого 70 диску. 8 с На фіг.1 показаний переріз ступіню.

Із» Робоче колесо ступіня має ведучий 1 і ведений 2 диски з розміщеними між ними профільованими лопатками

З і встановленими на периферії ведучого диску на його зовнішній поверхні тристоронніми комірками 4, які відкриті з зовнішнього боку диску. Лопаткові боки комірків можуть бути виконані з різним профілем і розташовані радіальне, нахилено вперед по обертанню, відігнуто назад, "кутом назад" або "кутом вперед". На і-й зовнішніх поверхнях дисків закріплені прокладки 5 і 6.

Ге») Направляючий апарат має зовнішню кришку 7 з бічним кільцевим каналом 8 і буртиком 9, бічну стінку 10 і внутрішню стінку 11 з буртиком 12. Направляючий апарат має профільовані лопатки 13, вхідні крайки яких о виступають за зовнішній діаметр зовнішньої кришки апарату. -і 20 Відстань між поверхнею бічного кільцевого каналу на направляючому апараті і верхньою крайкою комірків на робочому колесі складає не менше 0,3 глибини комірків. Довжини комірків у радіальному напрямку складають не с» більш 0,3 радіусу ведучого диску.

При роботі ступіню помпи з малими подачами лопаткові стінки створюють в комірках 4 і в бічному каналі 8 турбулентний потік (систему вихорів), який потрапляє на виступаючі за межі зовнішньої кришки 7 лопатки 13 25 направляючого апарату, де придбана рідиною кінетична енергія перетворюється в напір, який додається до

ГФ) напору, утворюваному відцдентровою частиною робочого колеса. При цьому турбулентні потоки від лопаткових юю стінок комірків, незалежно від подачі, забезпечують додаткову диспергацію при перекачуванні нафто-водо-газових середовищ, що підвищує сталість роботи ступінів.

Незалежно від наявності в направляючому апараті бічного каналу і розташування вхідних крайок його 60 лопаток робочі колеса з тристоронніми комірками є ефективними диспергуючими елементами і можуть по цьому призначенню працювати в парах із будь-якими відомими направляючими апаратами.

На фіг.2 показані залежності напору (Н, м.) і коефіцієнта корисної дії (ККД, 95) від подачі (0, м'/доб) для відцентрового 1 і відцентрово-вихрового 2 ступінів. Можна бачити, що при подачах менше 50м/доб напір, в5 утворюваний відцентрово-вихровим ступінем, значно перевищує відповідну характеристику відцентрового ступіня. При цьому напірна характеристика стає безперервнопадаючою, що підвищує стабільність і надійність роботи помп, оснащених такими робочими органами.

Claims (4)

Формула винаходу

1. Ступінь заглибної багатоступінчастої помпи, що має робоче колесо, яке містить ведучий і ведений диски з розміщеними між ними лопатками, і направляючий апарат з лопатками, вхідні крайки яких виступають за зовнішній діаметр зовнішньої кришки апарата, який відрізняється тим, що на периферії ведучого диска робочого /о Колеса на його бічній поверхні встановлені тристоронні комірки, відкриті з зовнішнього боку диска, а на спряженій з колесом поверхні зовнішньої кришки направляючого апарата виконаний бічний кільцевий канал.

2. Ступінь за п. 1, який відрізняється тим, що відстань між поверхнею бічного кільцевого каналу і верхньою крайкою комірок складає не менше 0,3 від глибини останніх.

З. Ступінь за п. 1, який відрізняється тим, що довжини комірок складають не більше 0,3 радіуса ведучого /5 диска.

4. Ступінь за п. 1, який відрізняється тим, що на спряженій з робочим колесом поверхні зовнішньої кришки направляючого апарата бічний кільцевий канал може бути відсутнім, а вхідні крайки його лопаток можуть не виступати за зовнішній діаметр зовнішньої кришки. с щі 6) (зе) у с (Се) І в)

- . и? 1 (о) іме) -і сю» іме) 60 б5