НАСОС ПОГРУЖНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МОДУЛЬНЫЙ Российский патент 1997 года по МПК F04D13/10 

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти, промышленных и термальных вод.

Известен погружной центробежный насос, содержащий всасывающее устройство, одну или несколько насосных секций, ловильную головку. Насосная секция такого насоса состоит из корпуса, в котором установлены направляющие аппараты и вал с рабочими колесами [1] В малодебитных насосах, с производительностью от 5 до 50 м³/сут, для обеспечения расчетной производительности проходные каналы рабочих колес и направляющих аппаратов выполняются узкими, шириной не более 2-4 мм. Такие зауженные каналы ступени резко снижают всасывающую способность насоса, забиваются механическими примесями, особенно первые 10-20 ступеней, что являются причиной срыва потока насоса, износа щелевых уплотнений, повышенной вибрации и как следствие- выхода насоса из строя.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение всасывающей способности многоступенчатого погружного центробежного насоса малой производительности.

Эта задача достигается за счет того, что на входе насоса устанавливаются ступени, рассчитанные на производительность, превышающую расчетную для данного насоса. Для этого на входе в насос от 10 до 20% от общего количества ступеней насоса выполняют с отличными от остальных ступеней параметрами входа и выхода рабочих колес и направляющих аппаратов, например диаметр входа в рабочее колесо увеличивают в 1,1-1,2 раза, ширину выхода из рабочего колеса в 1,2-1,5 раз, диаметр выхода из направляющего аппарата в 1,1-1,23, а ширину входа в направляющий аппарат в 1,1-1,2 раза, при этом диаметр диафрагмы уменьшают в 0,7-0,9 раз.

На фиг. 1 изображен общий вид насоса, на фиг. 2 показаны рабочие секции насоса в сборе, на фиг. 3 рабочее колесо, на фиг. 4 направляющий аппарат.

Насос содержит всасывающее устройство 1, насосные секции 2, состоящие из рабочих колес 3 и направляющих аппаратов 4 с диафрагмами 5, вала 6, корпуса 7, ловильной головки 8. Насос установлен на насосно-компрессорных трубах 9.

Рабочие колеса 3 и направляющие аппараты 4, рассчитанные на заданную производительность, имеют определенную форму проточной части и определенные характерные геометрические размеры.

Для рабочего колеса это D_о диаметр входа в рабочее колесо, d_вт диаметр втулки рабочего колеса, D_r диаметр выхода рабочего колеса, b_r ширина выхода рабочего колеса.

Для направляющего аппарата это D_о диаметр выхода из направляющего аппарата, d_вт диаметр втулки направляющего аппарата, D_д диаметр диафрагмы направляющего аппарата, b_з ширина входа в направляющий аппарат, D_вк максимальный диаметр проточной полости направляющего аппарата.

Экспериментально было установлено, что наилучшая всасывающая способность достигается в том случае, когда 10-20% от общего количества ступеней насоса, установленных на входе, выполнены с отличными от остальных параметрами входа и выхода рабочих колес и направляющих аппаратов и установлены на входа насоса. Так, для каждого из 10-20% первых, установленных на входе рабочих колес, диаметр D_о входа рабочего колеса увеличивается в 1,1-1,2 раза, ширина b_r выхода из рабочего колеса в 1,2-1,5 раза, диаметр D_о выхода из направляющего аппарата в 1,1-1,23 раза, ширина b_з входа в направляющий аппарат в 1,1-1,2 раза. При этом диаметр D_д диафрагмы должен быть уменьшен в 0,7-0,9 раз.

Работает насос следующим образом.

Насос спускается на нужную глубину в скважину. Пластовая жидкость проходит через всасывающее устройство 1, попадает на вращающиеся на валу 6 рабочие колеса 3 и неподвижные направляющие аппараты 4, совместно называемые ступенями насоса, где жидкости сообщается необходимая энергия. Далее через ловильную головку 8 и насосно-компрессорные трубы 9 пластовая жидкость поступает на поверхность.

Использование: в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти, промышленных и термальных вод. Сущность изобретения: в многоступенчатом насосе от 10 до 20% от общего количества ступеней насоса, установленных на входе, выполнены с отличными от остальных ступеней параметрами входа и выхода рабочих колес и направляющих аппаратов. Диаметр входа в рабочее колесо увеличен в 1,1-1,2 раза, ширина выхода из рабочего колеса в 1,2-1,5 раза, диаметр выхода из направляющего аппарата в 1,1-1,23, ширина входа в направляющий аппарат в 1,1-1,23 раза. При этом диаметр диафрагмы уменьшен в 0,7-0,9 раз. 4 ил.

Насос погружной центробежный модульный, состоящий из насосных ступеней, каждая из которых имеет рабочее колесо и направляющий аппарат с диафрагмой, установленной на входе в него, отличающийся тем, что 10 20% от общего количества ступеней насоса, установленных на входе, выполнены с отличными от остальных параметрами входа и выхода рабочих колес и направляющих аппаратов, при этом диаметр входа в рабочее колесо увеличен в 1,1 1,2 раза, ширина выхода из рабочего колеса в 1,2 1,5 раза, диаметр выхода из направляющего аппарата в 1,1 1,23 раза, ширина входа в направляющий аппарат в 1,1 - 1,2 раза, а диаметр диафрагмы уменьшен в 0,7 0,9 раз.