RU2515908C1 - Step of submersible centrifugal pump - Google Patents
Step of submersible centrifugal pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515908C1 RU2515908C1 RU2013107100/06A RU2013107100A RU2515908C1 RU 2515908 C1 RU2515908 C1 RU 2515908C1 RU 2013107100/06 A RU2013107100/06 A RU 2013107100/06A RU 2013107100 A RU2013107100 A RU 2013107100A RU 2515908 C1 RU2515908 C1 RU 2515908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal cylinder
- total area
- channels
- recesses
- ovals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.The invention relates to petroleum engineering and can be used in submersible centrifugal borehole pumps for oil extraction from wells with a high content of salts, free gas and mechanical impurities.
Погружные центробежные насосы, как правило, содержат одну или несколько насосных секций. Насосная секция такого насоса состоит из корпуса, в котором установлены направляющие аппараты и вал с рабочими колесами (Чичеров Л.Г. и др. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования. - М.: Недра, 1987). При этом в процесс эксплуатации проходные каналы рабочих колес и направляющих аппаратов забиваются механическими примесями, особенно первых ступеней, что являются причиной срыва потока насоса, износа щелевых уплотнений, повышенной вибрации и, как следствие, - выхода насоса из строя. Кроме того, элементы насоса подвергаются воздействию агрессивной среды, в результате чего металлические детали подвержены коррозии. Взаимодействие пар трения в агрессивной среде скважины, в которой присутствуют взвешенные механические частицы, приводит к их интенсивному изнашиванию.Submersible centrifugal pumps typically contain one or more pump sections. The pump section of such a pump consists of a housing in which guide devices and a shaft with impellers are installed (L. Chicherov et al. Calculation and design of oilfield equipment. - M .: Nedra, 1987). At the same time, in the operation process, the passage channels of the impellers and guide vanes are clogged with mechanical impurities, especially of the first stages, which cause a disruption of the pump flow, wear of gap seals, increased vibration and, as a result, failure of the pump. In addition, the pump elements are exposed to an aggressive environment, as a result of which metal parts are subject to corrosion. The interaction of friction pairs in an aggressive well environment in which suspended mechanical particles are present leads to their intensive wear.
Известен погружной центробежный насос для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин. Каждая ступень такого насоса содержит рабочее колесо закрытого типа и направляющий аппарат с лопатками, выступающими за диаметральный размер наружной крышки аппарата. Рабочее колесо ступени имеет спрофилированные лопатки между ведущим и ведомым дисками (Богданов Н.А. Погружные центробежные насосы для добычи нефти. - М.: Недра, 1968, 38-50 с.).Known submersible centrifugal pump for pumping formation fluid from oil wells. Each stage of such a pump contains a closed impeller and a guiding apparatus with blades protruding beyond the diametrical size of the outer cover of the apparatus. The impeller of the stage has profiled blades between the driving and driven disks (Bogdanov N.A. Submersible centrifugal pumps for oil production. - M .: Nedra, 1968, 38-50 s.).
Известна ступень многоступенчатого центробежного насоса (патент РФ №2220327, МПК F04D 29/02, 27.12.2003), содержащая направляющий аппарат и рабочее колесо, выполненное в виде единого целого с втулкой, внешняя цилиндрическая поверхность которой образует пару трения с соответствующей внутренней цилиндрической поверхностью направляющего аппарата. Одна из деталей, поверхности которых образуют упомянутую пару трения, выполнена из спеченного пористого металлического материала, а вторая деталь выполнена из литейного чугуна нирезиста, при этом, по меньшей мере, часть детали из спеченного пористого металлического материала пропитана сплавом с высоким содержанием меди.Known stage multistage centrifugal pump (RF patent No. 2220327, IPC F04D 29/02, 12/27/2003), containing a guide apparatus and impeller, made as a unit with the sleeve, the outer cylindrical surface of which forms a friction pair with the corresponding inner cylindrical surface of the guide apparatus. One of the parts whose surfaces form the aforementioned friction pair is made of sintered porous metal material, and the second part is made of nresist cast iron, while at least a part of the sintered porous metal material is impregnated with a high copper alloy.
Недостатками известного насоса (патент РФ №2220327, МПК F04D 29/02, 27.12.2003) является значительная трудоемкость и высокая стоимость его изготовления при низкой коррозионной и износостойкости, а также значительный вес деталей, выполненных методами спекания и литья.The disadvantages of the known pump (RF patent No. 2220327, IPC F04D 29/02, 12/27/2003) are the significant complexity and high cost of its manufacture with low corrosion and wear resistance, as well as the significant weight of parts made by sintering and casting methods.
Наиболее близким аналогом является ступень погружного центробежного насоса (патент №РФ 2274769, МПК F04D 13/10, F04D 29/02, СТУПЕНЬ ПОГРУЖНОГО МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА. 20.04.2006). Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит рабочее колесо с втулкой и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска, втулки, нижнего диска (крышки) и лопастей, где рабочее колесо с втулкой выполнены из пластмассы, например из полиамида с наполнителем. Лопасти и втулка расположены на отдельной планшайбе, закрепленной на верхнем диске, а нижний диск выполнен в виде крышки, при этом планшайба лопасти и нижний диск выполнены из пластмассы.The closest analogue is the submersible centrifugal pump stage (patent No.RF 2274769, IPC F04D 13/10, F04D 29/02, STEP OF A SUBMERSIBLE MULTI-STAGE CENTRIFUGAL PUMP. 04/20/2006). The step of a submersible multistage centrifugal pump contains an impeller with a sleeve and a guiding apparatus consisting of a glass, an upper disk, a sleeve, a lower disk (cover) and vanes, where the impeller with a sleeve is made of plastic, for example, polyamide with a filler. The blades and the sleeve are located on a separate faceplate mounted on the upper disk, and the lower disk is made in the form of a cover, while the blade faceplate and the lower disk are made of plastic.
Однако использование металлического стакана направляющего аппарата делает конструкцию металлоемкой и подверженной коррозионному износу. Кроме того, в процессе эксплуатации перекачиваемая жидкость, содержащая механические примеси, приводит к интенсивному абразивному износу деталей насоса, а также к скоплению примесей во внутренних полостях насоса.However, the use of a metal cup of the guide apparatus makes the structure metal-intensive and susceptible to corrosion wear. In addition, during operation, the pumped liquid containing mechanical impurities leads to intense abrasive wear of the pump parts, as well as to the accumulation of impurities in the internal cavities of the pump.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание такой ступени погружного насоса, который позволил бы с наименьшими экономическими затратами производить и эксплуатировать погружные центробежные насосы в условиях работы в скважинах с высоким содержанием минеральных солей, механических и абразивных примесей в пластовой жидкости, за счет изготовления элементов насоса пониженной массой, обеспечивающих требуемые эксплуатационные свойства насосов.The problem to which the invention is directed, is the creation of such a submersible pump stage, which would allow producing and operating submersible centrifugal pumps with the lowest economic costs in operating conditions in wells with a high content of mineral salts, mechanical and abrasive impurities in the formation fluid, due to manufacture of pump elements with reduced mass, providing the required operational properties of the pumps.
Таким образом, техническим результатом изобретения является уменьшение массы изделия и повышение надежности его работы.Thus, the technical result of the invention is to reduce the mass of the product and increase the reliability of its operation.
Технический результат достигается за счет того, что в ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащей рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток, согласно изобретению верхний диск направляющего аппарата с осевой опорой выполнены монолитно со стаканом, причем стакан выполнен из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности, причем полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра, а металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата.The technical result is achieved due to the fact that in the step of a submersible multistage centrifugal pump containing an impeller with a hub and a guide apparatus consisting of a glass, an upper disk with an axial support, a lower disk and vanes, according to the invention, the upper disk of a guide device with an axial support is made in one piece with a glass, and the glass is made of a perforated metal cylinder coated with a polymer material on its inner surface, the polymer coating material being filled there are perforations of the metal cylinder, and the metal cylinder is made at one end with a shoulder embedded inside the material of the upper disk of the guide apparatus.
Технический результат достигается также за счет того, что в ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса используется вальцованный металлический цилиндр с буртиком, а верхний диск с осевой опорой, нижний диск и лопатки направляющего аппарата, а также рабочее колесо изготовлены из полимерного материала, в качестве металла цилиндра с буртиком используется нержавеющая или легированная сталь, а в качестве полимерного материала используются композиции на основе полифениленсульфида.The technical result is also achieved due to the fact that in the step of a submersible multistage centrifugal pump, a rolled metal cylinder with a shoulder is used, and the upper disk with axial support, the lower disk and vanes of the guide apparatus, as well as the impeller are made of polymer material, as the metal of the cylinder with stainless or alloy steel is used as a collar, and compositions based on polyphenylene sulfide are used as a polymeric material.
Технический результат достигается также за счет того, что в ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса могут быть реализованы следующие варианты: по крайней мере, в одной осевой опоре колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; на верхнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения, а высота дополнительных лопаток составляет от 1 до 6 мм; на нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно, при их чередовании.The technical result is also achieved due to the fact that in the step of a submersible multistage centrifugal pump, the following options can be implemented: at least one axial support of the wheel additional vanes, recesses and / or channels and at least one from the channels is open from the outside, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair; additional vanes and / or recesses and / or channels are evenly spaced on the upper disk of the guide vane from the impeller side, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair, and the height of the additional blades is from 1 to 6 mm; additional vanes and / or recesses and / or channels are evenly spaced on the lower disk of the guide vane from the impeller side, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 up to 50% of the total area of the mating friction pair; perforations of the metal cylinder are made in cross section in the form of circles with a diameter of 1 mm to 5 mm, a total area of 10 to 70% of the internal area of the metal cylinder, the circles being evenly spaced on the surface; perforations of the metal cylinder are made in cross section in the form of ovals with a total area of 10 to 70% of the internal area of the metal cylinder, the ovals being uniformly distributed over the surface; The perforations of the metal cylinder are made in cross section in the form of circles and ovals with a total area of 10 to 70% of the internal area of the metal cylinder, the circles and ovals being evenly spaced on the surface during their alternation.
В процессе эксплуатации насоса стаканы направляющего аппарата подвергаются воздействию осевых нагрузок, возникающих вследствие перепада давления. Поэтому в традиционных насосах для обеспечения необходимой прочности, стаканы изготавливаются чисто металлическими. Однако это приводит к их преждевременному разрушению из-за интенсивной коррозии. Это противоречие решается в предлагаемом техническим решении за счет выполнения стакана из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности, причем полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра, а металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата. При этом полимерное покрытие надежно защищает металлический каркас от коррозионного износа, а металлический цилиндр обеспечивает необходимую прочность стакана. За счет заполнения полимерным материалом покрытия перфораций металлического цилиндра обеспечивается прочное сцепление покрытия с основным материалом цилиндра, а выполнение на одном конце цилиндра с буртика, внедренного внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата, обеспечивает большую жесткость конструкции и, следовательно, большую эксплуатационную надежность насоса. В известных технических решениях (например, патент №РФ 2274769) верхний диск направляющего аппарата присоединяется к металлическому стакану, что приводит к возникновению дополнительного «проблемного» стыка на границе «стакан - верхний диск» или «металл-полимер», герметичность которого должна быть обеспечена. В предлагаемом техническом решении стакан направляющего аппарата и верхний диск выполняются в виде одной детали из полимерного материала с армированием границы стыка «стакан - верхний диск», что к тому же позволяет избежать возникновения указанного дополнительного стыка в конструкции ступени насоса. Еще одним преимуществом выполнения композиционной детали, совмещающей достоинства металла и полимера в одной детали, является уменьшение веса конструкции и снижение стоимости насоса за счет экономии более дорогого материала (металла). При этом из полимерного материала могут быть изготовлены другие элементы и детали насоса, такие как рабочее колесо, элементы направляющего аппарата. Преимущество увеличения доли полимерного материала в конструкции насоса связано с меньшей плотностью этого материала по сравнению с металлом, низкой подверженностью коррозии, небольшой стоимостью и меньшей склонностью к отложению солей. В качестве полимерного материала могут быть использованы композиции на основе полифениленсульфида с армирующей фазой, например фортрон.During operation of the pump, the glasses of the guide vane are subjected to axial loads resulting from pressure drops. Therefore, in traditional pumps, to ensure the necessary strength, glasses are made of pure metal. However, this leads to their premature destruction due to intense corrosion. This contradiction is solved in the proposed technical solution by making a glass of a perforated metal cylinder coated with a polymer material on its inner surface, the polymer coating material filling the perforations of the metal cylinder, and the metal cylinder being made at one end with a shoulder embedded inside the material of the upper guide disk apparatus. At the same time, the polymer coating reliably protects the metal frame from corrosion wear, and the metal cylinder provides the necessary strength of the glass. Due to the filling of the perforations of the metal cylinder with the polymer material, the coating adheres firmly to the main material of the cylinder, and the execution on the one end of the cylinder with a shoulder embedded inside the material of the upper disk of the guide apparatus provides greater structural rigidity and, therefore, greater operational reliability of the pump. In known technical solutions (for example, patent No. RF 2274769), the upper disk of the guide vane is connected to a metal cup, which leads to the appearance of an additional “problem” joint at the “glass – top disk” or “metal-polymer” interface, the tightness of which must be ensured . In the proposed technical solution, the cup of the guide apparatus and the upper disk are made in the form of a single part made of polymer material with reinforcement of the interface between the glass and the upper disk, which also avoids the occurrence of the specified additional joint in the design of the pump stage. Another advantage of performing a composite part that combines the advantages of metal and polymer in one part is the reduction in the weight of the structure and the reduction in the cost of the pump by saving more expensive material (metal). In this case, other elements and details of the pump, such as an impeller, elements of a guide apparatus, can be made of a polymeric material. The advantage of increasing the proportion of polymer material in the pump design is associated with a lower density of this material compared to metal, low susceptibility to corrosion, low cost and less tendency to salt deposition. As the polymeric material, compositions based on polyphenylene sulfide with a reinforcing phase, for example, Fortron, can be used.
Использование перфораций в металлическом цилиндре стакана позволяет уменьшить долю металла в монолитной детали «верхний диск - стакан» при обеспечении той же жесткости конструкции. Перфорации в металлическом цилиндре стакана позволяют сделать соединение металлического каркаса с полимерным покрытием более надежным, поскольку полимерный материал пронизывает насквозь металлический цилиндр через выполненные в нем перфорации. Полимерное покрытие может быть нанесено одним их известных способов, например газотермическим методом или при прессовании монолитной детали. Перфорации металлического цилиндра выполняются в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм и/или овалов общей площадью кругов или овалов от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно, а при использовании перфораций в виде кругов и овалов - они располагаются по поверхности, чередуясь друг с другом. Использование диаметра круглых перфораций менее 1 мм и более 5 мм, а также общей площади перфораций менее 10% ухудшает прочность сцепления «полимер-металл». Превышение общей площади перфораций более 70%, снижает прочность стакана.The use of perforations in the metal cylinder of the glass reduces the proportion of metal in the monolithic part "upper disk - glass" while ensuring the same structural rigidity. Perforations in the metal cylinder of the glass make it possible to make the connection of the metal frame with the polymer coating more reliable, since the polymer material penetrates through the metal cylinder through the perforations made in it. The polymer coating can be applied by one of the known methods, for example, by the gas thermal method or by pressing a monolithic part. Perforations of the metal cylinder are performed in cross section in the form of circles with a diameter of 1 mm to 5 mm and / or ovals with a total area of circles or ovals from 10 to 70% of the internal area of the metal cylinder, the circles and ovals being evenly spaced on the surface, and when using perforations in the form of circles and ovals - they are located on the surface, alternating with each other. The use of the diameter of circular perforations of less than 1 mm and more than 5 mm, as well as the total area of perforations of less than 10%, impairs the adhesion strength of the polymer-metal. Exceeding the total area of perforations of more than 70%, reduces the strength of the glass.
Для обеспечения смазки и удаления механических примесей из зоны трения, по крайней мере, в одной из сопрягаемых пар трения выполнены равномерно расположенные по поверхности углубления и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм. При изготовлении углублений или каналов меньше 0,8 мм ухудшается процесс удаления механических примесей (например, мелкого песка), а при увеличении углублений более 2,5 мм ухудшаются технические характеристики насоса. Форма поперечного сечения углублений и каналов должна обеспечивать выброс механических частиц из зоны трения и создавать эффект гидродинамического подшипника. При этом углубления могут располагаться по различной схеме, быть открытыми или закрытыми с внешней стороны. Каналы, как правило, имеют более разветвленное расположение на поверхности, могут пересекаться между собой, имеют более узкое сечение. Возможна комбинация углублений и каналов. В этом случае эффект удаления механических частиц связан с характером чередования и шагом расположения углублений и каналов. По сравнению с применением только углублений композиция «каналы-углубления» позволяет меньшее время механическим частицам находиться непосредственно в зоне контакта пары трения. Протяженные углубления и каналы в осевых опорах могут быть ориентированы как в радиальном направлении, так и располагаться под углом от 10 до 80 градусов в прямом или обратном направлении. Общая площадь углублений или каналов может составлять величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. При величине, меньшей 10%, уменьшится эффект удаления механических частиц из зоны трения, а при большей - возрастут контактные нагрузки на пару трения. Использование дополнительных лопаток наряду с углублениями позволяет предотвратить перемещения жидкости в областях между дисками рабочего колеса и соседними направляющими аппаратами, а также препятствовать образованию газовых пузырьков. Их число может составлять от 3 до 9.To ensure lubrication and removal of mechanical impurities from the friction zone, at least one of the mating friction pairs has recesses and / or channels evenly spaced on the surface, the depth of the recesses and channels being from 0.8 to 2.5 mm. In the manufacture of recesses or channels less than 0.8 mm, the process of removing mechanical impurities (for example, fine sand) deteriorates, and with an increase in recesses greater than 2.5 mm, the technical characteristics of the pump deteriorate. The cross-sectional shape of the recesses and channels should ensure the release of mechanical particles from the friction zone and create the effect of a hydrodynamic bearing. In this case, the recesses can be located in a different pattern, be open or closed from the outside. Channels, as a rule, have a more branched arrangement on the surface, can intersect with each other, have a narrower section. A combination of recesses and channels is possible. In this case, the effect of removing mechanical particles is associated with the nature of the alternation and the pitch of the recesses and channels. Compared to using only recesses, the “channel-recess” composition allows shorter time for mechanical particles to be directly in the contact zone of the friction pair. The extended recesses and channels in the axial bearings can be oriented both in the radial direction and located at an angle of 10 to 80 degrees in the forward or reverse direction. The total area of the recesses or channels may be from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair. With a value less than 10%, the effect of removing mechanical particles from the friction zone will decrease, and with a larger one, the contact loads on the friction pair will increase. The use of additional blades along with recesses prevents the movement of fluid in the areas between the impeller disks and adjacent guide vanes, as well as prevent the formation of gas bubbles. Their number can be from 3 to 9.
Использование дополнительных лопаток на верхнем диске направляющего аппарата, выполненных высотой от 1 до 6 мм и загнутых на периферийной части верхнего диска под углом от 20 до 80 градусов в направлении вращения рабочего колеса, обеспечивает отвод механических примесей. Углы меньше 20 градусов и больше 80 градусов снижают указанный эффект.The use of additional blades on the upper disk of the guide vane, made from 1 to 6 mm high and bent on the peripheral part of the upper disk at an angle of 20 to 80 degrees in the direction of rotation of the impeller, provides the removal of mechanical impurities. Angles less than 20 degrees and more than 80 degrees reduce this effect.
Использование дополнительных лопаток на нижнем диске направляющего аппарата, обеспечивают регулирование осевой силой и повышают напор насоса.The use of additional blades on the lower disk of the guide vane provides axial force control and increases the pump head.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена ступень погружного насоса, продольный разрез. Ступень содержит: 1 - стакан; 2 - рабочее колесо; 3 - ступица; 4 - ось насоса; 5 - металлический цилиндр с перфорациями; 6 - полимерный материал; 7 - направляющий аппарат; 8 - перфорации в металлическом цилиндре; 9 - верхний диск направляющего аппарата; 10 - лопатки направляющего аппарата; 11 - нижний диск направляющего аппарата; 12 - ступица; 13 - осевая опора; 14 - лопатки рабочего колеса; 15 - буртик металлического цилиндра; 16 - покрытие из полимерного материала.The invention is illustrated in the drawing, which shows the stage of a submersible pump, a longitudinal section. The step contains: 1 - a glass; 2 - impeller; 3 - a nave; 4 - axis of the pump; 5 - metal cylinder with perforations; 6 - polymeric material; 7 - a directing apparatus; 8 - perforations in a metal cylinder; 9 - the upper disk of the guide apparatus; 10 - blades of the guide apparatus; 11 - the lower disk of the guide apparatus; 12 - a nave; 13 - axial support; 14 - blades of the impeller; 15 - a flange of a metal cylinder; 16 - coating of a polymeric material.
Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит рабочее колесо 2 со ступицей 3 и лопастями 14, направляющий аппарат 7, состоящий из верхнего диска 9 с осевой опорой 13, стакана 1, нижнего диска 11 со ступицей 12, лопаток 10. Верхний диск 9 направляющего аппарата 7 с осевой опорой 13 изготовлен монолитно со стаканом 1 из полимерного материала 6. Стакан 1 выполнен из перфорированного металлического цилиндра 5 с покрытием 16 из полимерного материала на его внутренней поверхности. Металлический цилиндр 5 выполнен с перфорациями 8. Верхний диск 9 с осевой опорой 13, нижний диск 11 и лопатки 10 направляющего аппарата 7, а также рабочее колесо 2 изготовлены из полимерного материала, а в качестве металла цилиндра 5 используется нержавеющая или легированная сталь. В качестве полимерного материала 6 используются композиции на основе полифениленсульфида.The submersible multistage centrifugal pump stage contains an impeller 2 with a hub 3 and blades 14, a guide apparatus 7, consisting of an upper disk 9 with an axial support 13, a cup 1, a lower disk 11 with a hub 12, blades 10. The upper disk 9 of the guide vane 7 s axial support 13 is made in one piece with a glass 1 of polymer material 6. Glass 1 is made of a perforated metal cylinder 5 with a coating 16 of polymer material on its inner surface. The metal cylinder 5 is made with perforations 8. The upper disk 9 with an axial support 13, the lower disk 11 and the blades 10 of the guide apparatus 7, as well as the impeller 2 are made of polymer material, and stainless or alloy steel is used as the metal of the cylinder 5. As the polymeric material 6, compositions based on polyphenylene sulfide are used.
По крайней мере, в одной осевой опоре колеса 2 выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. По крайней мере, в одной осевой опоре 13 направляющего аппарата 7 выполнены равномерно расположенные по поверхности углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. По крайней мере, в одной втулке 3 радиальной пары трения ступени выполнены равномерно расположенные по поверхности углубления и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения. На верхнем диске 9 направляющего аппарата 7 со стороны рабочего колеса 2 выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения, а высота дополнительных лопаток составляет от 1 до 6 мм. На нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения.At least one axial support of the wheel 2 has additional recesses and / or channels evenly spaced on the surface and at least one of the channels is open from the outside, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair. At least one axial support 13 of the guide vane 7 has recesses and / or channels evenly spaced on the surface, and at least one of the channels is open from the outside, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair. In at least one sleeve 3 of the radial friction pair of the step, recesses and / or channels are uniformly located on the surface, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair. On the upper disk 9 of the guide vane 7 from the side of the impeller 2, additional vanes and / or recesses and / or channels are evenly spaced on the surface, the depth of the recesses and channels being from 0.8 to 2.5 mm, their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair, and the height of the additional blades is from 1 to 6 mm. On the lower disk of the guide vane, on the impeller side, additional vanes and / or recesses and / or channels are evenly spaced on the surface, the depth of the recesses and channels being from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 up to 50% of the total area of the mating friction pair.
Работа ступени осуществляется следующим образом. Перекачиваемая жидкость подводится через направляющий аппарат 7 предыдущей ступени. Она проходит через каналы рабочего колеса 2, образованные между его лопастями. Колесо приводится во вращение валом насоса через ступицу 3. Выбрасываясь из рабочего колеса 2, перекачиваемая жидкость поступает в каналы направляющего аппарата 7, образованные между лопатками 10. Пройдя через направляющий аппарат 7 со ступицей 12, жидкость направляется на вход рабочего колеса следующей ступени.The work of the stage is as follows. The pumped liquid is supplied through the guide apparatus 7 of the previous stage. It passes through the channels of the impeller 2 formed between its blades. The wheel is driven into rotation by the pump shaft through the hub 3. Ejected from the impeller 2, the pumped liquid enters the channels of the guiding apparatus 7 formed between the blades 10. Passing through the guiding apparatus 7 with the hub 12, the fluid is directed to the entrance of the impeller of the next stage.
Пример. Были проведены сравнительные испытания двух партий насосов - по пять штук в каждой. Одна партия насосов была изготовлена согласно прототипу (патент №РФ 2274769), другая - согласно предлагаемому техническому решению. Масса выполненного по предложенному техническому решению насоса была меньше на 28% по сравнению с прототипом. Надежность работы, оцениваемая по длительности безотказной работы, у насосов по предлагаемому техническому решению была на 22-30% выше, чем у прототипа.Example. Comparative tests of two batches of pumps were carried out - five in each. One batch of pumps was made according to the prototype (patent No. RF 2274769), the other - according to the proposed technical solution. The mass performed according to the proposed technical solution of the pump was less by 28% compared with the prototype. The reliability of the work, estimated by the duration of uptime, for the pumps according to the proposed technical solution was 22-30% higher than that of the prototype.
Таким образом, ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, включающая следующие признаки: содержащая рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток; верхний диск направляющего аппарата с осевой опорой выполнены монолитно со стаканом; стакан выполнен из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности; полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра; металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата; используется вальцованный металлический цилиндр с буртиком; верхний диск с осевой опорой, нижний диск и лопатки направляющего аппарата, а также рабочее колесо изготовлены из полимерного материала; в качестве металла цилиндра с буртиком используется нержавеющая или легированная сталь; в качестве полимерного материала используются композиции на основе полифениленсульфида; по крайней мере, в одной осевой опоре колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, углубления и/или каналы и, по крайней мере, один из каналов открыт с внешней стороны, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; на верхнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения, а высота дополнительных лопаток составляет от 1 до 6 мм; на нижнем диске направляющего аппарата со стороны рабочего колеса выполнены равномерно расположенные по поверхности дополнительные лопатки, и/или углубления, и/или каналы, причем глубина углублений и каналов составляет от 0,8 до 2,5 мм, а их общая площадь величину от 10 до 50% от общей площади сопрягаемой пары трения; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов диаметром от 1 мм до 5 мм, общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем овалы расположены по поверхности равномерно; перфорации металлического цилиндра выполнены в поперечном сечении в виде кругов и овалов общей площадью от 10 до 70% от внутренней площади металлического цилиндра, причем круги и овалы расположены по поверхности равномерно при их чередовании, позволяет достичь поставленного в изобретении технического результата - уменьшение массы изделия и повышение надежности его работы.Thus, the step of a submersible multistage centrifugal pump, comprising the following features: comprising an impeller with a hub and a guiding apparatus consisting of a glass, an upper disk with axial support, a lower disk and vanes; the upper disk of the guide apparatus with axial support are made integrally with the glass; the glass is made of a perforated metal cylinder coated with a polymer material on its inner surface; the polymer coating material fills the perforations of the metal cylinder; a metal cylinder is made at one end with a shoulder embedded inside the material of the upper disk of the guide apparatus; a rolled metal cylinder with a shoulder is used; the upper disk with axial support, the lower disk and vanes of the guide apparatus, as well as the impeller are made of polymer material; stainless steel or alloy steel is used as the collar cylinder metal; as a polymeric material, compositions based on polyphenylene sulfide are used; at least one axial wheel support has additional blades, recesses and / or channels evenly spaced on the surface, and at least one of the channels is open from the outside, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair; additional vanes and / or recesses and / or channels are evenly spaced on the upper disk of the guide vane from the impeller side, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, their total area is from 10 to 50% of the total area of the mating friction pair, and the height of the additional blades is from 1 to 6 mm; additional vanes and / or recesses and / or channels are evenly spaced on the lower disk of the guide vane from the impeller side, and the depth of the recesses and channels is from 0.8 to 2.5 mm, and their total area is from 10 up to 50% of the total area of the mating friction pair; perforations of the metal cylinder are made in cross section in the form of circles with a diameter of 1 mm to 5 mm, a total area of 10 to 70% of the internal area of the metal cylinder, the circles being evenly spaced on the surface; perforations of the metal cylinder are made in cross section in the form of ovals with a total area of 10 to 70% of the internal area of the metal cylinder, the ovals being uniformly distributed over the surface; perforations of the metal cylinder are made in cross section in the form of circles and ovals with a total area of 10 to 70% of the internal area of the metal cylinder, and the circles and ovals are evenly spaced on the surface during their alternation, which makes it possible to achieve the technical result of the invention — reducing the weight of the product and increasing the reliability of his work.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013107100/06A RU2515908C1 (en) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Step of submersible centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013107100/06A RU2515908C1 (en) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Step of submersible centrifugal pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2515908C1 true RU2515908C1 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=50778844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013107100/06A RU2515908C1 (en) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Step of submersible centrifugal pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2515908C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3730641A (en) * | 1972-03-10 | 1973-05-01 | Flint & Walling Inc | Centrifugal pumps |
| US4172690A (en) * | 1976-04-29 | 1979-10-30 | Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft | Arrangement for centering the impellers in a multi-stage centrifugal pump |
| RU2093710C1 (en) * | 1996-10-23 | 1997-10-20 | Открытое акционерное общество "Борец" | Centrifugal modular submersible pump |
| RU2274769C1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Николай Иванович Востриков | Stage of submersible multistage centrifugal pump |
-
2013
- 2013-02-18 RU RU2013107100/06A patent/RU2515908C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3730641A (en) * | 1972-03-10 | 1973-05-01 | Flint & Walling Inc | Centrifugal pumps |
| US4172690A (en) * | 1976-04-29 | 1979-10-30 | Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft | Arrangement for centering the impellers in a multi-stage centrifugal pump |
| RU2093710C1 (en) * | 1996-10-23 | 1997-10-20 | Открытое акционерное общество "Борец" | Centrifugal modular submersible pump |
| RU2274769C1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Николай Иванович Востриков | Stage of submersible multistage centrifugal pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2807882C (en) | Abrasion resistance in well fluid wetted assemblies | |
| US10465695B2 (en) | Thrust washer and diffuser for use in a downhole electrical submersible pump | |
| CA2808695A1 (en) | Apparatus, system and method for separating solids in submersible pump applications | |
| RU2738696C2 (en) | Pump components for oil and gas well and method of coating such components | |
| RU2515908C1 (en) | Step of submersible centrifugal pump | |
| RU191187U1 (en) | CENTRIFUGAL MULTI-STAGE PUMP GUIDELINES | |
| RU2518713C1 (en) | Stage of downhole multistage rotary pump | |
| RU2560105C2 (en) | Stage of submersible multi-stage high flow rate centrifugal pump | |
| RU2413876C1 (en) | Stage of downhole multistage rotary pump | |
| RU134253U1 (en) | SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP STEP | |
| RU2531487C1 (en) | Stage of centrifugal well pump | |
| EP3140504A1 (en) | Downhole electrical submersible pump with upthrust balance | |
| RU162421U1 (en) | STEP OF A HIGH SPEED MULTI-STAGE SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP | |
| RU57395U1 (en) | GUIDING DEVICE FOR STEP OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP | |
| RU2525047C1 (en) | Stage of downhole multistage rotary pump | |
| WO2008069702A2 (en) | Working member of a bore hole multistage pump (variants) | |
| RU2580611C2 (en) | Submersible multistage centrifugal pump and method of making impeller and guide vane for pump stage | |
| RU2743265C1 (en) | Electric centrifugal pump assembly | |
| RU2520797C2 (en) | Borehole multistage modular pump and pump stage | |
| RU205750U1 (en) | Impeller of submersible multistage vane pump | |
| RU191352U1 (en) | The working stage of a submersible electric centrifugal pump for oil production in wells with a high content of soluble salts | |
| RU74174U1 (en) | STEP OF SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP | |
| RU2220327C2 (en) | Stage of submersible multistage centrifugal pump | |
| RU2387881C1 (en) | Downhole multi-stage pump | |
| RU179622U1 (en) | SUBMERSIBLE MULTI-STAGE PUMP |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180219 |