Направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса

Техническое решение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных насосах для подъема жидкости из скважин. Направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса выполнен в виде единой детали и содержит корпус, нижний диск и верхний диск, между которыми размещены лопатки, образующие каналы проточной части. Верхний диск выполнен с кольцевым выступом и сопряжен конусным участком наружной поверхности с внутренней поверхностью корпуса. На наружной торцевой поверхности верхнего диска выполнены дугообразные ребра, в количестве не менее четырех, с радиусом, обеспечивающим их закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости. При этом все дугообразные ребра равномерно распределены по наружной торцевой поверхности верхнего диска и каждое ребро одним концом соединено с кольцевым выступом, а другой его конец соединен с конусным участком наружной поверхности диска. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использована в погружных многоступенчатых центробежных насосах для подъема пластовой жидкости из скважин.

Известен направляющий аппарат ступени погружного многоступенчатого скважинного центробежного насоса, выполненный в виде единой детали и содержащий корпус, нижний диск и верхний диск, имеющий кольцевой выступ и конусный участок наружной поверхности, сопряженный с внутренней поверхностью корпуса, между дисками размещены лопатки, образующие каналы проточной части (см., например, патент RU №2266432, МПК ⁷ F 04 D 13/10, от 2003,12,05).

Недостаток известного направляющего аппарата заключается в том, что при работе погружного центробежного насоса в скважине с сильно обводненной жидкостью, содержащей механические примеси в виде песка, происходит интенсивный износ стенок корпуса направляющего аппарата из-за размыва его абразивными частицами. Особенно быстрому износу подвергается участок внутренней стенки корпуса со стороны безлопаточной полости ступени, являющейся застойной зоной, которая расположена над верхним диском направляющего аппарата. Кроме того, за счет осаждения механических примесей

в безлопаточной полости происходит заклинивание рабочего колеса, что приводит к выводу насоса из строя.

Известна также ступень погружного многоступенчатого насоса, в которой на внешней поверхности ведомого диска рабочего колеса размещены наклонные лопатки, а на крышке (нижнем диске) направляющего аппарата размещены радиальные ребра (см., например, патент RU №2246044, МПК⁷ F 04 D 13/10 от 2003.06.05). Известное техническое решение направлено на снижение гидравлических потерь и увеличение напора, При этом, в случае присутствия механических примесей в перекачиваемой жидкости, за счет дополнительной мощности, придаваемой потоку лопатками рабочего колеса и радиальными ребрами на крышке направляющего аппарата, происходит интенсивное разрушение стенок корпуса направляющего аппарата, что сокращает срок службы центробежного насоса.

Настоящая полезная модель направлена на повышение надежности и долговечности работы направляющего аппарата, а следовательно и погружного центробежного насоса для подъема пластовой жидкости из скважины с повышенным содержанием механических примесей.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в направляющем аппарате ступени погружного центробежного насоса, выполненного в виде единой детали и содержащего корпус, нижний диск, верхний диск, имеющий кольцевой выступ и конусный участок наружной поверхности диска, сопряженный с внутренней поверхностью корпуса, между дисками размещены лопатки, образующие каналы проточной части, согласно полезной модели, на наружной торцевой поверхности верхнего диска выполнены дугообразные ребра с радиусом, обеспечивающим их закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости,

при этом один конец каждого ребра соединен с кольцевым выступом, а второй конец соединен с конусным участком наружной поверхности диска все верхнего диска. При этом дугообразные ребра равномерно распределены по наружной торцевой поверхности верхнего диска дугообразные ребра в количестве не менее четырех.

Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, где:

на фиг.1 представлен направляющий аппарат ступени погружного многоступенчатого скважинного насоса в разрезе,

на фиг.2 - наружная торцевая поверхность верхнего диска,

на фиг.3 - варианты выполнения ребер в поперечном сечении (а, в, с),

на фиг.4 - ступень погружного многоступенчатого скважинного насоса (направляющий аппарат в сборе с рабочим колесом).

Направляющий аппарат ступени погружного многоступенчатого скважинного насоса выполнен в виде единой детали и состоит из корпуса 1, верхнего диска 2 и нижнего диска 3. Между дисками 2 и 3 размещены лопатки 4, образующие проточную часть направляющего аппарата. Верхний диск 2 имеет кольцевой выступ 5 для взаимодействия с рабочим колесом 6 насоса. Наружная поверхность 7 верхнего диска 2 сопряжена с внутренней поверхностью 8 корпуса 1 конусным участком 9. На наружной поверхности 8 верхнего диска 3 выполнены дугообразные ребра 10 в количестве не менее четырех. Ребра 10 равномерно распределены на поверхности диска 3 и выполнены с радиусом, обеспечивающим их закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости. Каждое ребро 10 одним своим концом соединено с кольцевым выступом 5, а вторым концом соединено с конусным участком 9 наружной поверхности 8. В зависимости от характеристики перекачиваемой жидкости (количества механических примесей, вязкости и других показателей)

ребра 10 могут иметь различную форму в поперечном сечении. Варианты, выполнения ребер с различной формой поперечного сечения представлены на фиг.3 (а, в, с).

В сборе направляющий аппарат и рабочее колесо 6 образуют ступень погружного центробежного насоса (фиг.4), с образованием между верхним диском 2 направляющего аппарата и ведомым диском рабочего колеса 6 безлопаточной полости 11.

Работает направляющий аппарат ступени погружного скважинного насоса следующим образом.

При вращении рабочего колеса 6 насоса (фиг.4) одновременно с движением основного потока перекачиваемой жидкости по каналам проточной части ступени происходит вымывание частиц песка из застойной зоны, образующейся в безлопаточной полости 11 над верхним диском 2 направляющего аппарата. При этом песчинки, находящиеся в жидкости, перемещаясь с угловой скоростью, не ударяются с силой о стенку корпуса 1 на участке, прилегающем к безлопаточной полости 11, а направленно перемещаются в проточную часть ступени по каналам, образованным дугообразными ребрами 10, конусному участку 9 наружной поверхности 8 и кольцевому зазору между рабочим колесом 6 и корпусом 1 направляющего аппарата. Для эффективного вымывания механических примесей из безлопаточной полости 11 дугообразные ребра 9 выполнены в количестве не менее четырех и равномерно распределены на наружной поверхности 8 верхнего диска 2 направляющего аппарата. При этом радиус загиба дугообразных ребер должен обеспечивать вымывание частиц песка по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости.

Таким образом, дугообразные ребра 10, выполненные на наружной поверхности 8 верхнего диска 2 направляющего аппарата обеспечивают не только удаление механических примесей из безлопаточной полости 11, но и направленное их перемещение в проточную часть ступени, благодаря чему степень разрушения внутренней стенки корпуса 1 со стороны безлопаточной полости 11 под воздействием вымываемых механических примесей значительно снижается.

1. Направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса, выполненный в виде единой детали и содержащий корпус, нижний диск, верхний диск, имеющий кольцевой выступ и конусный участок наружной поверхности диска, сопряженный с внутренней поверхностью корпуса, между дисками размещены лопатки, образующие каналы проточной части, отличающийся тем, что на наружной торцевой поверхности верхнего диска выполнены дугообразные ребра с радиусом, обеспечивающим их закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости, при этом один конец каждого ребра соединен с кольцевым выступом, а второй его конец соединен с конусным участком наружной поверхности диска.

2. Направляющий аппарат по п.1, отличающийся тем, что дугообразные ребра равномерно распределены по наружной торцевой поверхности верхнего диска.

3. Направляющий аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что дугообразные ребра размещены на наружной торцевой поверхности верхнего диска в количестве не менее четырех.