Скважинный насосный агрегат

 

Изобретение относится к гидромашиностроению и предназначено для повышения надежности скважинных насосных агрегатов при откачивании жидкости с мехпримесями. Вал агрегата, на котором установлены роторы соответственно многоступенчатого насоса и электродвигателя, вращается в верхнем и нижнем разгрузочных узлах (РУ). Каждый узел включает размещенную в разгрузочной камере вращающуюся пяту, взаимодействующую с неподвижно установленным в корпусе подпятником. Камера верхнего РУ сообщена с зоной нагнетания многоступенчатого насоса посредством канала и затрубным пространством скважины, а камера нижнего РУ - с зоной выше первого центробежного колеса насоса посредством канала в валу и полостью электродвигателя в нижней его части. На обращенных друг к другу поверхностях пят и подпятников выполнены кольцевые выступы и канавки, образующие три лабиринтных уплотнения, из которых первое расположено на периферии взаимодействующих пяты и подпятника нижнего РУ, а второе и тртье - соответственно на периферии в центральной части пяты и подпятника верхнего РУ, при этом лабиринтные уплотнения выполнены с высотой выступов и глубиной канавок, увеличивающимися от первого уплотнения к третьему. Кроме того, на входе каждого из каналов вала может быть установлен центробежный лопаточный очиститель жидкости. При работе агрегата давление в рабочих камерах РУ поднимает пяты относительно подпятников до тех пор, пока не откроются первое и второе лабиринтные уплотнения, при этом вал будет вращаться на гидравлических подушках. Предложенное соотношение размеров элементов уплотнений и система каналов обеспечивают последовательное открытие РУ, работу вала в режиме растяжения, проток жидкости через РУ, охлаждение электродвигателя и РУ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4626034/24-29 (22) 26.12.88 (46)30.10.90. Бюл. № 40 (71) Ленинградское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Гидропроект» им. С. Я. Жука (72) A. Э. Лейтгольд и В. B. Никитин (53) 621.671 (088.8) (56) Хохловкин Д. М. Глубинные насосы для водопонижения и водоснабжения. M.:

Недра, 1971, с. 86, 87, фиг. 76, 77. (54) СКВАЖИННЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение относится к гидромашиностроению и предназначено для повышения надежности скважинных насосных агрегатов при откачивании жидкости с мехпримесями. Вал агрегата, на котором установлены роторы соответственно многоступенчатого насоса и электродвигателя, вращается в верхнем и нижнем разгрузочных узлах (РУ). Каждый узел включает размещенную в разгрузочной камере вращающуюся пяту, взаимодействующую с неподвижно установленным в корпусе подпятником. Камера верхнего РУ сообщена с зоной нагнетания многоступенчатого насоса посредством канала и затрубным пространством скважины, Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для откачивания жидкости с мехпримесями из скважин.

Цель изобретения — повышение надежности при откачивании жидкости с мехпримесями.

На чертеже представлен скважинный насосный агрегат, продольный разрез.

Скважинный насосный агрегат содержит корпус 1, в котором размещены вал 2,, О, ЫОЗО62 А (51)5 F 04 Р !3/10, 29/04 а камера нижнего РУ вЂ” с зоной выше первого центробежного колеса насоса посредством канала в валу и полостью электродвигателя в нижней его части. На обращенных друг к другу поверхностях пят и подпятников выполнены кольцевые выступы и канавки, образующие три лабиринтных уплотнения, из которых первое расположено на периферии взаимодействующих пяты и подпятника нижнего РУ, а второе и третье соответственно на периферии и в центральной части пяты и подпятника верхнего РУ, при этом лабиринтные уплотнения выполнены с высотой выступов и глубиной канавок, увеличивающимися от первого уплотнения к третьему. Кроме того, на входе каждого из каналов вала может быть установлен центробежный лопаточный очисти- Я тель жидкости. При работе агрегата давление в рабочих камерах РУ поднимает пяты относительно подпятников до тех пор, пока не откроются первое и второе лабиринтные уплотнения, при этом вал будет вращаться на гидравлических подушках. Предложенное соотношение размеров элементов уплотнений и система каналов обеспечивают последо- р вательное открытие РУ, работу вала в режиме растяжения, проток жидкости через РУ охлаждение электродвигателя и РУ. 1 з. п, () ф-лы, 1 ил. CO с установленными на нем ротором 3 многоступенчатого насоса 4, включающим гидравлически неразгруженные центробежные колеса 5, и под ним ротором 6 электродвигателя 7, верхний и нижний разгрузочные узлы 8 и 9 ссютветственно, включающие размещенные в разгрузочных камерах 10 и 11 соответственно закрепленные на валу 2 пяты 12 и 13, взаимодействующие с установленными в корпусе 1 подпятниками 14 и 15, причем камера 10 верхнего разгрузоч1603062

Форлула изобретения ного узла 8 сообщена с зоной 16 нагнетания насоса 4 и затрубным пространством (не обозначено) скважины.

В валу 2 агрегата в зонах (не обозначены), примыкающих к месту расположения каждой пяты 12 и 13, выполнены каналы 17 и 18 соответственно, посредством которых камеры 10 и 11 разгрузочных узлов 8 и 9 ссюбщены соответственно верхнего — с зоной 16 нагнетания насоса 4, а нижнего — с зоной 19 выше первого центробежного колеса 5 насоса 4, на обращенных друг к другу поверхностях пят 12 и 13 и подпятников 14 и 15 выполнены кольцевые выступы 20 и канавки 21, образующие три лабиринтных уплотнения 22, 23 и 24, из которых первое 22 расположено на периферии взаимодействующих пяты 13 и подпятника 15 нижнего разгрузочного узла 9, а второе 23 и третье 24 — соответствен-. но на периферии и в центральной части пяты 12 и подпятника 14 верхнего разгрузочного узла 8, при этом уплотнения 22, 23 и 24 выполнены с высотой выступов 20 и глубиной канавок 21 увеличивающимися от первого уплотнения 22 к третьему 24.

Кроме того, агрегат может быть снабжен двумя центробежными лопаточными очистителями 25 н 26 жидкости, каждый из которых установлен на входе канала 17 и 18 вала 2.

Между обращенными друг к другу поверхностями пят 12 и 13 и подпятников

14 и 15 образованы рабочие камеры 27 и 28 соответственно.

Агрегат размещается в скважине на колонне подъемных труб (не показана), присоединяемой к напорному патрубку 29 насоса 4. Камера 10 верхнего разгрузочного узла сообщена с затрубным пространством скважины сверлением 30. Нижний разгрузочный узел 9 размещен во внутренней полости 31 электродвигателя 7 в нижней его части. Упомянутая полость 31 ссюбщена с затрубным пространством скважины через фильтр 32.

Вал 2 агрегата может быть выполнен составным, причем части вала в этом случае соединены полой муфтой (не обозначена . кважинный насосный агрегат работает следующим образом.

При подаче к электродвигателю 7 напряжения его ротор 6 посредством вала 2 приводит во вращение ротор 3 насоса 4 с закрепленными на нем центробежными колесами 5. Жидкость всасывается из скважины насосом 4 н подается на поверхность потребителю.

Во время работы насоса 4 часть откачиваемой из скважины жидкости, преодолевая сопротивление центробежных счистителей 25 и 26 и очищаясь при этом от мехпримесей, поступает в каналы 17 и 18 вала 2 агрегата и по ним — соответственно к верхнему н нижнему разгрузочным узлам 8 и 9.

Создаваемое в рабочих камерах 27 и 28 давление жидкости поднимает пяты 12 и 13 относительно подпятников 14 и 15 до тех пор, no,isa не откроются лабиринтные уплотнения

23 и 22, При этом давление в рабочих камерах 27 и 28 падает, дальнейший подъем прекращается и вал 2 агрегата вращается на гидравлических подушках.

Из верхней рабочей камеры 27, разгруз<яного узла 8 жидкость через открытое уплотнение 23 поступает в разгрузочную камеру 10 и далее через сверление 30 в скважину, а из нижней рабочей камеры 28 разгрузочного узла 11 — в нижнюю часть внутренней полости 31 электродвигателя 7, где, пройдя снизу вверх, поступает в верхнюю часть полости 31, и через фильтр

32 — в скважину.

Поскольку кольцевые выступы 20 и канавки 21 лабиринтного уплотнения 24 выше аналогичных элементов уплотнения 22, последнее откроется раньше и даст возможность верхнему разгрузочному узлу 8 принять на себя реактивное осевое усилие, создаваемое насосом 4, обеспечивая тем самым работу вала 2 в режиме растяжения, исключая его продольный изгиб, за счет чего достигается повышение надежности агрегата.

При этом лабиринтное уплотнение 23 обеспечивает постоянство рабочего зазора между пятой 12 и подпятником 14, а очистители 25, уменьшая концентрацию мехпрнмесей, существенно снижают износ элементов устройства и предупреждают преждевременный выход агрегата из строя прн откачке жидкости с повышенным содержанием мехпримесей.

Повышению надежности верхнего разгрузочного узла 8 способствует наличие лабиринтного уплотнения 24, постоянство закрытого благодаря большим по сравнению с употнением 23 геометрическим размерам кольцевых выступов 20 и канавок 21.

Нижний разгрузочный узел 9, поддерживая вал 3 на гидравлической подушке, обеспечивает в то же время постоянное поступление воды во внутреннюю полость элекгродвигателя 7 и интенсивное его охлаждение, исключая тем самым перегрев и преждевременный выход его из строя.

Таким образом, предложенный агрегат обеспечивает повышение надежности при высоких концентрациях мехпримесей и может быть изготовлен на повышенные напоры.

1. Скваж-инный насосный агрегат, содержащий корпус, в котором размещены вал с установленными на нем ротором многоступенчатого насоса, включащим гидравлически неразгруженные центробежные колеса, и под н и и — ротором электродвигателя, верхний и нижний разгрузочные узлы, включающие размещенные в разгрузочных 1603062

13

Ц

16 б

1f

Zf

ZZ

Составитель Г. Богомольный

Редактор И. Сегляник Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 3370 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 камерах закрепленные на валу пяты, взаимодействующие с закрепленными в корпусе подпятииками, причем камера верхнего разгрузочного узла сообщена с зоной нагнетания насоса и затрубным пространством скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при откачивании жидкости с мехпримесями, в валу агрегата, в зоне, примыкающей к месту расположения каждой пяты, выполнен канал, посредством которого камеры разгрузочных узлов сообщены соответственно: верхнего — с зоной

Магнетания насоса, а нижнего — с зоной

Выше первого центробежного колеса насоса, на обращенных одна к другой поверхностях пят и подпятников выполнены кольцевые выступы и канавки, образующие три лабиринтных уплотнения, из которых первое расположено на периферии взаимодействующих элементов нижнего разгрузочного узла, а второе и третье — ссютветственно на периферии и в центральной части элементов верхнего разгрузочного узла, при этом уплотнения выполнены с высотой вйступов и глубиной канавок, увеличивающимися от первого уплотненчя к третьему.

2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен двумя центробежными лопаточными очистителями жидкости, каждый из которых установлен на входе канала вала.