RU74174U1 - STEP OF SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области разработки насосов и компрессоров и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных насосах для добычи нефти из скважин.Техническим результатом использования заявляемой полезной модели является повышение напора и коэффициента полезного действия ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, за счет снижения потерь на трение при перекачке жидкостей и газожидкостных смесей различной вязкости.Указанный технический результат достигается тем, что ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса состоит из рабочего колеса, имеющего ступицу и лопатки, направляющего аппарата, имеющего цилиндрический корпус с замковым соединением, верхний диск и нижний диски с размещенными между ними лопатками. Лопатки направляющего аппарата формируют его проточную часть. На входе и выходе проточной части направляющего аппарата выполнены соответственно входная и выходная кольцевые камеры, которые обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата.В цилиндрическом корпусе выполнена расточка, диаметр которой превышает диаметр цилиндрической поверхности замкового соединения. На выходных кромках лопаток по их ширине выполнены канавки с образованием между ними выступов, и с обеспечением зазоров между выступами и поверхностью расточки в корпусе.The invention relates to the development of pumps and compressors and can be used in submersible multistage centrifugal pumps for oil production from wells. The technical result of using the inventive utility model is to increase the pressure and efficiency of a submersible multistage centrifugal pump stage by reducing friction losses during pumping liquids and gas-liquid mixtures of various viscosities. The specified technical result is achieved by the fact that the submersible m ogostupenchatogo centrifugal pump comprises an impeller having a hub and blades, the guide apparatus having a cylindrical body with a locking connection, the upper and lower drive wheels with blades arranged therebetween. The vanes of the guide vane form its flow part. Inlet and outlet annular chambers are made at the inlet and outlet of the flowing part of the guide apparatus, which provide hydraulic communication between the flow parts of the impeller and the guide apparatus. A bore is made in the cylindrical body, the diameter of which exceeds the diameter of the cylindrical surface of the castle joint. On the outlet edges of the blades along their width grooves are made with the formation of protrusions between them, and with the provision of gaps between the protrusions and the surface of the bore in the housing.

Description

Полезная модель относится к области разработки насосов и компрессоров и может быть использована в погружных многоступенчатых центробежных насосах для добычи нефти из скважин.The utility model relates to the field of development of pumps and compressors and can be used in submersible multistage centrifugal pumps for oil production from wells.

Известна ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, состоящая из рабочего колеса, имеющего ступицу и лопатки, направляющего аппарата, имеющего цилиндрический корпус с замковым соединением, верхний диск и нижний диск с размещенными между дисками лопатками, формирующими проточную часть направляющего аппарата. На входе и выходе проточной части направляющего аппарата выполнены соответственно входная и выходная кольцевые камеры, которые обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата [Глускин Я.А., Киселев А.Е., Трулев А.В. /ОАО «Борец»/ Патент на изобретение №2193692, F04D 13/10, F04D 1/06, F04D 31/00. Ступень скважинного центробежного насоса. Заявка №2001107595/06 от 2001.03.23. Опубликовано 2002.11.27.].A step of a submersible multistage centrifugal pump is known, consisting of an impeller having a hub and vanes, a guide apparatus having a cylindrical body with a lock connection, an upper disk and a lower disk with vanes located between the disks forming the flow part of the guide apparatus. At the inlet and outlet of the flowing part of the guide vane, the inlet and outlet annular chambers are made, which provide hydraulic connection of the flowing parts of the impeller and the guide vane [Gluskin Y.A., Kiselev A.E., Trulev A.V. / OJSC “Borets” / Patent for invention No. 2193692, F04D 13/10, F04D 1/06, F04D 31/00. Step downhole centrifugal pump. Application No. 2001107595/06 dated 2001.03.23. Published 2002.11.27.].

Недостатком известного устройства является относительно невысокое значение напора насоса и значительный рост мощности привода при увеличении вязкости перекачиваемой среды, что связано с ограничением возможностей для увеличения диаметра рабочего колеса.A disadvantage of the known device is the relatively low pressure of the pump and a significant increase in drive power with an increase in the viscosity of the pumped medium, which is associated with a limited ability to increase the diameter of the impeller.

Техническим результатом использования заявляемой полезной модели является повышение напора и коэффициента полезного действия ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, за счет снижения потерь на трение при перекачке жидкостей и газожидкостных смесей различной вязкости.The technical result of using the claimed utility model is to increase the pressure and efficiency of the submersible multistage centrifugal pump stage, by reducing friction losses during the pumping of liquids and gas-liquid mixtures of various viscosities.

Указанный технический результат достигается тем, что ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса состоит из рабочего колеса, имеющего ступицу и лопатки, направляющего аппарата, имеющего цилиндрический корпус с замковым соединением, верхний диск и нижний диски с размещенными между ними лопатками. Лопатки направляющего аппарата формируют его проточную часть. На входе и выходе проточной части направляющего аппарата выполнены соответственно входная и выходная кольцевые камеры, которые обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата.The indicated technical result is achieved in that the step of a submersible multistage centrifugal pump consists of an impeller having a hub and vanes, a guide apparatus having a cylindrical body with a lock connection, an upper disk and lower disks with vanes located between them. The vanes of the guide vane form its flow part. At the inlet and outlet of the flowing part of the guide vane, the inlet and outlet annular chambers are made respectively, which provide hydraulic connection of the flowing parts of the impeller and the guide vane.

В цилиндрическом корпусе выполнена расточка, диаметр которой превышает диаметр цилиндрической поверхности замкового соединения. На выходных кромках лопаток по их ширине выполнены канавки с образованием между ними выступов, и с обеспечением зазоров между выступами и поверхностью расточки в корпусе.A bore is made in the cylindrical body, the diameter of which exceeds the diameter of the cylindrical surface of the castle joint. On the outlet edges of the blades along their width grooves are made with the formation of protrusions between them, and with the provision of gaps between the protrusions and the surface of the bore in the housing.

Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения может быть многократно использована в производстве насосов.The set of essential features of the claimed technical solution can be reused in the manufacture of pumps.

Технический результат заключается в повышении напора и коэффициента полезного действия насоса.The technical result consists in increasing the pressure and efficiency of the pump.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего технического решения станут понятными при рассмотрении варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые рисунки.These advantages, as well as the features of this technical solution will become clear when considering options for its implementation with reference to the accompanying drawings.

На фигуре 1 изображен разрез двух ступеней в сборе.The figure 1 shows a section of two stages in the Assembly.

На фигуре 2 изображен, с увеличением, выходной участок лопатки рабочего колеса и кольцевая расточка в цилиндрическом корпусе направляющего аппарата.The figure 2 shows, with an increase, the output section of the impeller vanes and the annular bore in the cylindrical body of the guide apparatus.

Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе 1. Ступень состоит из Submersible multistage centrifugal pump contains a set of stages assembled in a cylindrical housing 1. The stage consists of

рабочего колеса 2 и неподвижного направляющего аппарата 3. Рабочее колесо 2 имеет ступицу 4 и лопатки 5. Между лопатками 5 сформированы каналы 6 проточной части рабочего колеса 2. Направляющий аппарат 3 имеет втулку 7, верхний диск 8, нижний диск 9 и лопатки 10, размещенные между дисками 8 и 9. Таким образом, между лопатками 10 сформированы каналы 11 проточной части направляющего аппарата 3. На входе направляющего аппарата 3 имеется входная кольцевая камера 12. На выходе направляющего аппарата 3 выполнена выходная кольцевая камера 13. Кольцевые камеры 12 и 13 обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса 2 и направляющего аппарата 3, а именно, обеспечивают гидравлическую связь каналов 6 с каналами 11. Входная кольцевая камера 12 находится внутри цилиндрического корпуса 14 направляющего аппарата 3. Между контактирующими горизонтальными поверхностями рабочего колеса 2 и направляющего аппарата 3 установлены осевые опоры 15. Радиальная опора выполнена в виде центрирующего подшипника 16, установленного на вал 17 и размещенного в расточке втулки 7.the impeller 2 and the stationary guide apparatus 3. The impeller 2 has a hub 4 and blades 5. Between the blades 5 channels 6 of the flowing part of the impeller 2 are formed. The guide apparatus 3 has a sleeve 7, an upper disc 8, a lower disc 9 and blades 10 located between the disks 8 and 9. Thus, between the blades 10, channels 11 of the flowing part of the guide apparatus 3 are formed. At the input of the guide apparatus 3 there is an input annular chamber 12. At the output of the guide apparatus 3, an output annular chamber 13 is made. The annular chambers 12 and 13 provide a hydraulic connection of the flowing parts of the impeller 2 and the guide apparatus 3, namely, provide a hydraulic connection of the channels 6 with the channels 11. The input annular chamber 12 is located inside the cylindrical body 14 of the guide apparatus 3. Between the contacting horizontal surfaces of the impeller 2 and the guide apparatus 3 axial bearings are installed 15. The radial bearing is made in the form of a centering bearing 16 mounted on the shaft 17 and placed in the bore of the sleeve 7.

В цилиндрическом корпусе 14 выполнена расточка 18, диаметр которой Д1 превышает диаметр цилиндрической поверхности замкового соединения Д2, а на выходных кромках лопаток 5 по их ширине выполнены канавки 19 с образованием между ними выступов 20, и с обеспечением зазоров между выступами 20 и поверхностью расточки 18 в корпусе.A bore 18 is made in the cylindrical body 14, the diameter of which D1 is greater than the diameter of the cylindrical surface of the castle connection D2, and grooves 19 are made along the width of the blades 5 at their outlet edges to form protrusions 20 between them and to provide gaps between the protrusions 20 and the surface of the bore 18 case.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса работает следующим образом.The stage of a submersible multistage centrifugal pump operates as follows.

При вращении вала 17 лопатки 5 рабочего колеса 2 оказывают силовое воздействие на перекачиваемую среду, заполняющую каналы 6 и проточную часть рабочего колеса 2 в целом. Перекачиваемая среда, таким When the shaft 17 rotates, the blades 5 of the impeller 2 exert a force on the pumped medium filling the channels 6 and the flow part of the impeller 2 as a whole. Pumped medium, such

образом, вовлекается во вращательное движение. Возникающие при этом центробежные силы обеспечивают повышение давления на периферии рабочего колеса 2 и обеспечивают создание потока в направлении от центра рабочего колеса 2 к его периферии. Из каналов 6 перекачиваемая среда вытесняется во входную кольцевую камеру 12 направляющего аппарата 3. Из входной кольцевой камеры 12 перекачиваемая среда поступает в каналы 11 между лопатками 10, где за счет постепенного увеличения площади сечения каналов 11 по направлению потока обеспечивается снижение скорости течения и, соответственно, обеспечивается повышение гидростатического давления. Из каналов 11 перекачиваемая среда поступает в выходную кольцевую камеру 13, где наблюдается осевое течение, направленное вдоль оси вращения вала 17. За счет профиля лопаток 10 в выходной кольцевой камере 13 может иметь место и закрутка потока по направлению вращения вала 17. Поток с осевым направлением течения из выходной кольцевой камеры 13 попадает в каналы следующего рабочего колеса.thus involved in rotational motion. The resulting centrifugal forces provide an increase in pressure on the periphery of the impeller 2 and provide a flow in the direction from the center of the impeller 2 to its periphery. From the channels 6, the pumped medium is displaced into the inlet annular chamber 12 of the guide apparatus 3. From the inlet ring chamber 12, the pumped medium enters the channels 11 between the blades 10, where due to the gradual increase in the cross-sectional area of the channels 11 in the direction of flow, the flow velocity is reduced and, accordingly, provides an increase in hydrostatic pressure. From the channels 11, the pumped medium enters the output annular chamber 13, where an axial flow directed along the axis of rotation of the shaft 17 is observed. Due to the profile of the blades 10 in the output annular chamber 13, flow swirling in the direction of rotation of the shaft 17 can also take place. Flow with axial direction The flow from the output annular chamber 13 enters the channels of the next impeller.

Осевая опора 15, центрирующий подшипник 16, втулка 7, направляющий аппарат 3 обеспечивают передачу силовых нагрузок на корпус 1.Axial support 15, the centering bearing 16, the sleeve 7, the guide apparatus 3 provide the transmission of power loads to the housing 1.

В цилиндрическом корпусе 14 выполнена расточка 18, диаметр которой Д1 превышает диаметр цилиндрической поверхности замкового соединения Д2. Такое исполнение позволяет увеличить диаметр рабочего колеса, обеспечивая тем самым повышение напора насоса при неизменном наружном диаметре корпуса 14 направляющего аппарата. На выходных кромках лопаток 5 по их ширине выполнены канавки 19 с образованием между ними выступов 20, и с обеспечением зазоров между выступами 20 и поверхностью расточки 18 в корпусе. Такое исполнение позволяет уменьшить градиент скорости в пограничном слое, уменьшая тем самым и A bore 18 is made in the cylindrical body 14, the diameter of which D1 exceeds the diameter of the cylindrical surface of the castle connection D2. This design allows you to increase the diameter of the impeller, thereby increasing the pressure of the pump with a constant outer diameter of the housing 14 of the guide apparatus. On the output edges of the blades 5 along their width grooves 19 are made with the formation of protrusions 20 between them, and with the provision of gaps between the protrusions 20 and the surface of the bore 18 in the housing. This design allows you to reduce the velocity gradient in the boundary layer, thereby reducing and

потери мощности на трение. Все это в свою очередь способствует повышению коэффициента полезного действия насоса при перекачке вязких сред.friction power loss. All this, in turn, contributes to an increase in the pump efficiency when pumping viscous media.

Claims (1)

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса, состоящая из рабочего колеса, имеющего ступицу и лопатки, направляющего аппарата, имеющего цилиндрический корпус с замковым соединением, верхний и нижний диски с размещенными между ними лопатками, формирующими проточную часть направляющего аппарата, на входе и выходе проточной части направляющего аппарата выполнены соответственно входная и выходная кольцевые камеры, которые обеспечивают гидравлическую связь проточных частей рабочего колеса и направляющего аппарата, отличающаяся тем, что в цилиндрическом корпусе выполнена расточка, диаметр которой превышает диаметр цилиндрической поверхности замкового соединения, а на выходных кромках лопаток по их ширине выполнены канавки с образованием между ними выступов, и с обеспечением зазоров между выступами и поверхностью расточки в корпусе.

The step of a submersible multistage centrifugal pump, consisting of an impeller having a hub and vanes, a guide vane having a cylindrical body with a lock connection, upper and lower disks with vanes located between them, forming the flow part of the guide apparatus, at the input and output of the flow part of the guide apparatus made respectively input and output annular chambers, which provide hydraulic communication of the flowing parts of the impeller and the guide apparatus This is due to the fact that a bore is made in the cylindrical body, the diameter of which exceeds the diameter of the cylindrical surface of the castle joint, and grooves are made along the width of the blades at the outlet edges of the blades to form protrusions between them and to provide gaps between the protrusions and the surface of the bore in the body.