Погружной центробежный многоступенчатый насос

 

Изобретение относится к гидромашиностроению и касается погружных насосов для перекачивания жидкостей, в частности для добычи нефти из скважины. Насос содержит корпус, в котором установлен вал с рабочими колесами, опирающийся на радиальные и осевой подшипники. Вал насоса состоит из нескольких секций (по меньшей мере из двух), последовательно упирающихся торцами одна в другую и соединенных между собой шлицевыми муфтами, и размещен в едином корпусе, а осевой подшипник установлен только на нижней секции вала. Использование изобретения позволяет создать высоконапорный насос в однокорпусном исполнении без промежуточных фланцевых стыков, что повышает надежность в работе погружной насосной установки и сокращает время на монтаж и демонтаж. 1 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению, а более конкретно - к конструкции многоступенчатого центробежного насоса для перекачивания жидкости, в частности для добычи нефти из скважины.

Ввиду требуемых больших напоров (до 200 - 250 кгс/см) насосы для добычи нефти выполняются, как правило, многосекционными, последовательно соединяются 2 - 3 секции, длина каждой из которых достигает 5 м. Объясняется это технологическими сложностями изготовления валов длиной более 5-6 м и установки длинного ротора в корпус насоса.

Известен погружной центробежный высоконапорный электронасос, содержащий секции насоса, соединенные последовательно при помощи фланцев [1].

Недостаток такой конструкции заключается в следующем.

При спусках погружных насосов в искривленные и наклонно направленные скважины болты или шпильки, соединяющие фланцы, подвергаются значительным растягивающим нагрузкам, в результате чего возникают деформации, которые приводят к ослаблению прочноплотного соединения фланцев. При работе погружного насоса возникают вибрации, в связи с чем болты обрываются или развинчиваются и оборудование подает на забой скважины.

Ликвидация такой аварии связана со значительными материальными затратами, простоями скважины и потерями нефти. Кроме того, недостатком фланцевого соединения является продолжительность монтажа из-за большого количества свинчиваемых болтов.

Известен погружной центробежный насос, содержащий секции насоса, соединенные последовательно при помощи фланцев. При этом уплотнительный элемент фланцевого соединения расположен в торцевой плоскости, а на каждом центрирующем буртике выполнены по меньшей мере две лыски [2].

Недостаток такого устройства заключается в том, что оно лишь обеспечивает сигнал о падении подачи насоса при растяжении болтов, ослаблении затяжки и появлении во фланцевом соединении зазора, но не предотвращает сам дефект.

Известен погружной многоступенчатый насос, секции которого соединены хомутами, которые выполнены из неравных частей цилиндра. В большей части имеется паз, в котором размещен кабель с возможностью фиксации [3].

Недостаток этого устройства состоит в том, что полухомуты скреплены болтовыми соединениями, которые в процессе работы насоса и возникающей вибрации ослабляются. Это может привести к их разрушению и падению погружной установки в скважину.

Известен погружной центробежный многоступенчатый насос, содержащий корпус, в котором установлен вал с рабочими колесами, опирающийся на радиальные и осевой подшипники [4] . Данное устройство по своей технической сущности является наиболее близким аналогом к заявленному изобретению и принято за прототип.

Недостаток известной конструкции заключается в том, что для создания больших напоров необходимо соединять несколько секций насосов в один агрегат. При этом корпуса секций соединяются посредством фланцев с болтами, что требует значительной затраты времени при монтаже и является ненадежным при работе в кривых скважинах и наличии вибрации.

Условия эксплуатации насосов для добычи нефти требуют свести к минимуму количество стыков в погружном агрегате и сборочных операциях на скважине.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности погружного насоса и сокращение продолжительности его монтажа на устье скважины.

Поставленная цель достигается тем, что вал насоса состоит из нескольких секций (по меньшей мере из двух), последовательно упирающихся торцами одна в другую и соединеннных между собой шлицевыми муфтами, и размещен в едином корпусе, а осевой подшипник установлен только на нижней секции вала.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором насос показан в разрезе.

Насос состоит из единого корпуса 1, в котором размещен вал, состоящий из верхней секции 2 и нижней секции 3 (секций может быть и больше). На валах установлены рабочие колеса 4, а в корпусе - направляющие аппараты 5.

Секции вала соединены шлицевой муфтой 6. Нижний торец секции 2 вала упирается в верхний торец секции 3 вала.

Каждая секция опирается на радиальные подшипники 7.

На нижней секции 3 вала установлен осевой подшипник, состоящий из пяты 8 и подпятника 9. Наверху корпуса 1 ввинчена ловильная головка 10, а внизу - входное основание 11 с сеткой.

Возникающее при работе насоса осевое усилие на верхнюю секцию вала передается на нижнюю секцию благодаря их непосредственному контакту торцами. Суммарное осевое усилие на верхнюю и нижнюю секции вала воспринимается через осевую пяту 8 подпятником 9.

Предложенная конструкция позволяет создать высоконапорный насос в однокорпусном исполнении без промежуточных фланцевых стыков, что повышает надежность работы погружной насосной установки и сокращает время монтажа и демонтажа. Кроме того, благодаря тому, что осевой подшипник установлен только на нижней секции вала, сокращается количество деталей насоса в сравнении с многосекционными насосами, что упрощает и удешевляет его изготовление.

Источники информации 1. Беззубов А. В., Щекалин Ю.В., "Насосы для добычи нефти", М.: Недра, 1986 г. с. 42-49.

2. Пат. РФ N 2088809 с 1, кл. 6 F 04 D 13/10, 1997г.

3. Пат. РФ N 2030642 с 1, кл. 6 F 04 D 13/10, 1992г.

4. Казак А.С., Росин И.И., Чичеров Л.Г. "Погружные бесштанговые насосы для добычи нефти", М.: Недра, 1973, с. 37, Рис. 7а.

Формула изобретения

Погружной центробежный многоступенчатый насос, содержащий корпус, в котором установлен вал с рабочими колесами, опирающийся на радиальные и осевой подшипники, отличающийся тем, что вал насоса состоит из нескольких секций (по меньшей мере из двух), последовательно упирающихся торцами одна в другую и соединенных между собой шлицевыми муфтами, и размещен в едином корпусе, а осевой подшипник установлен только на нижней секции вала.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Борец"

(73) Патентообладатель:Международная коммерческая компания "Центр разработки нефтедобывающего оборудования" (SC)

Договор № РД0051671 зарегистрирован 23.06.2009

Извещение опубликовано: 10.08.2009        БИ: 22/2009

---