Шламовый насос

Полезная модель относится к горному и нефтепромысловому машиностроению, в частности к шламовым насосам гидроциклонных установок предназначенных для очистки бурового раствора и может быть использована при бурении нефтяных скважин. Шламовый насос состоит из всасывающего патрубка, соединенного шпильками со спиральным корпусом, внутри которого находится рабочее колесо с наклонными пластинами, расположенными на некотором расстоянии от центра рабочего колеса, закрепленного консольно на валу насоса, проходящему через торцовое сильфонное уплотнение и корпус подшипников. Между всасывающим патрубком и наружной поверхностью рабочего колеса сделано радиальное щелевое уплотнение. Использование данной полезной модели увеличивает ресурс работы насоса из-за особой конструкции рабочего колеса.

Полезная модель «Шламовый насос» относится к горному и нефтепромысловому машиностроению, в частности к шламовым насосам гидроциклонных установок предназначенных для очистки бурового раствора и может быть использована при бурении нефтяных скважин.

Известны шламовые насосы в составе гидроциклонных установок, предназначенные для очистки бурового раствора и содержащие спиральный корпус, соединенный шпильками со всасывающим патрубком, внутри спирального корпуса на валу, консольно, установлено рабочее колесо, а сам вал проходит через корпус подшипников, торцовое и лабиринтное уплотнения и на выходном конце вала крепится на шпонке полумуфта для присоединения к электродвигателю (насосы серии ЦНС ОАО «Ясногорский машзавод»).

Одним из существенных недостатков этих насосов является малый моторесурс, так как самым уязвимым местом в них являются подшипниковые узлы, которые воспринимают значительные осевые усилия, что приводит их к выходу из строя, а рабочее колесо начинает соприкасаться с корпусом насоса и, как следствие, разрушает его и вызывает утечки рабочей жидкости через торцовые уплотнения.

Известен шламовый насос ШН - 170/50 (Патент 35850), взятый в качестве прототипа, в котором уменьшена осевая нагрузка на подшипниковый узел за счет установки импеллера с зазором между стенкой спирального корпуса насоса и импеллером в пределах 0,75±0,25 мм.

Однако предложенная конструкция шламового насоса имеет следующий недостаток - эффект разгрузки подшипниковых узлов возникает только при конкретном зазоре (в пределах 0,75±0,25 мм) между стенкой спирального корпуса насоса и импеллером, который в процессе работы (износа трущихся частей) изменяется. Кроме того, в зазоре между пластинами импеллера и стенкой корпуса насоса возникает давление, а за счет трения импеллера о раствор, возникает гидравлическое сопротивление, приводящее к увеличенному износу стенки спирального насоса, и, в конечном итоге, к выходу из строя уплотнений подшипникового узла.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы шламового насоса и увеличение межремонтного периода за счет уменьшения гидравлического сопротивления между пластинами рабочего колеса и стенкой корпуса и более эффективного охлаждения рабочего колеса, сильфонного торцового уплотнения, подшипникового узла и меньшего износа внутренней поверхности спирального корпуса насоса.

Технический результат достигается тем, что в шламовом насосе, содержащем спиральный корпус, соединенный шпильками со всасывающим патрубком, рабочее колесо, установленное внутри спирального корпуса, консольно закрепленное на валу, проходящем через корпус подшипников, торцовое и лабиринтное уплотнения, на выходном конце которого крепится на шпонке полумуфта для присоединения к электродвигателю, согласно полезной модели рабочее колесо имеет пластины, расположенные под углом к осевым линиям рабочего колеса и на некотором расстоянии от его центра.

При этом вал насоса может проходить через сильфонное торцовое уплотнение.

Насос может иметь радиальное щелевое уплотнение между рабочим колесом и всасывающим патрубком.

Кроме того рабочее колесо может содержать n пластин, где n - любое целое число.

Такое расположение пластин уменьшает гидравлическое сопротивление между пластинами рабочего колеса и стенкой корпуса и создает условия для более эффективного охлаждения рабочего колеса, сильфонного торцового уплотнения, подшипникового узла, а также уменьшает износ внутренней поверхности спирального корпуса насоса

Полезная модель «Шламовый насос» поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлен шламовый насос в разрезе,

на фиг.2 - рабочее колесо шламового насоса,

на фиг.3 - разрез рабочего колеса.

Шламовый насос (фиг.1) содержит всасывающий патрубок 1, соединенный шпильками 2 со спиральным корпусом 3, внутри которого находится рабочее колесо 4 с гидродинамическим элементом - пластинами 5. На внутренней поверхности всасывающего патрубка 1 сделана проточка, в которую вставляется кольцо 6 из антикоррозионного металла (например, нержавеющей стали высокой твердости). Со стороны всасывания на наружной поверхности рабочего колеса 4 также сделана проточка, в которую вставлено второе кольцо 7 (как вариант, в проточку наплавляют твердосплавным углеродом кольцевую наплавку, которую протачивают в определенный размер и создают кольцо 7 цилиндрической формы). Кольца 6 и 7 образуют радиальное щелевое уплотнение, позволяющее исключить необходимость регулировки рабочего колеса в осевом направлении. Рабочее колесо 4 закреплено консольно на валу 8 насоса. Вал 8 насоса проходит через торцовое сильфонное уплотнение 9 и корпус 10подшипников. В проходное цилиндрическое отверстие рабочего колеса 4 со стороны всасывания крепится пробка 11 колеса 4.

К рабочему колесу 4 (фиг.2) крепятся под углом к осевым линиям рабочего колеса 4 пластины 5. Начало пластин 5 расположено на некотором расстоянии от центра рабочего колеса. На рабочем колесе 4 имеется радиальная кольцевая проточка с кольцом 7 и пластины 5, расположенные с противоположной от всасывания стороны рабочего колеса 4.

В процессе работы насоса в пространстве, образованном внутренней плоскостью спирального корпуса 3 насоса и пластинами 5 рабочего колеса 4, за счет наклонного расположения пластин 5 создается гидродинамический напор от рабочей жидкости (бурового раствора), который компенсирует осевое усилие на рабочее колесо 5 и подшипники. Наклон пластин 5 рабочего колеса 4 придает дополнительное ускорение рабочей жидкости (буровому раствору) в направлении пластин 5, что приводит к охлаждению - лучшему отводу тепла от рабочего колеса 4, сильфонного торцового уплотнения 9 и подшипникового узла, а за счет ламинарного потока бурового раствора - к меньшему износу внутренней поверхности спирального корпуса 3.

Технико-экономическая или иная эффективность:

Увеличение межремонтного срока службы насоса из-за исключения осевой нагрузки на подшипники и отсутствия перегрева подшипникового узла и сильфонного торцового уплотнения и меньшего износа внутренней поверхности спирального корпуса.

.

1. Шламовый насос, содержащий спиральный корпус, соединенный шпильками со всасывающим патрубком, рабочее колесо, установленное внутри спирального корпуса, консольно-закрепленное на валу, проходящем через корпус подшипников, торцовое и лабиринтное уплотнения, на выходном конце которого крепится на шпонке полумуфта для присоединения к электродвигателю, отличающийся тем, что рабочее колесо имеет пластины, расположенные под углом к осевым линиям рабочего колеса и на некотором расстоянии от его центра.

2. Шламовый насос по п.1, отличающийся тем, что вал насоса проходит через сильфонное торцовое уплотнение.

3. Шламовый насос по п.1, отличающийся тем, что имеет радиальное щелевое уплотнение между рабочим колесом и всасывающим патрубком.

4. Шламовый насос по п.1, отличающийся тем, что рабочее колесо содержит n пластин, где n - любое целое число.