RU2338928C2

RU2338928C2 - Borehole submerged pump

Info

Publication number: RU2338928C2
Application number: RU2003135866/06A
Authority: RU
Inventors: Йёрг АЙТЛЕР (DE); Йёрг АЙТЛЕР; Йохен ДИТТРИХ (DE); Йохен ДИТТРИХ
Original assignee: Нецш Ойлфилд Продактс Гмбх
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2008-11-20
Also published as: DE10258666A1; DE10258666B4; RU2003135866A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: submerged pump represents a screw or one-impeller pump coupled with the 250 to 300 rpm motor. For the aforesaid motor drive to be coupled with the pump, a bearing assembly is used to sustain radial and axial loads, arranged so that the pump and motor drive abuts on the said bearing assembly on opposite sides. The bearing assembly and pump diameters diameter do not exceed 100 mm.

EFFECT: pump operation in minor-diameter holes.

5 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к погружному насосу для использования в буровой скважине.The present invention relates to a submersible pump for use in a borehole.

Погружной насос для использования в буровой скважине, выполненный в виде червячного или одновинтового насоса, соединенного с приводом, известен из DE 19848792. В подобного рода насосах используются приводы, частота вращения выходного вала которых существенно превышает частоту вращения, с которой должен работать насос. По этой причине между приводом и насосом предусматривают редуктор, понижающий частоту вращения выходного вала привода до необходимой для работы насоса частоты вращения. При этом диаметр редуктора составляет 115 мм и более.A submersible pump for use in a borehole, made in the form of a worm or single screw pump connected to a drive, is known from DE 19848792. In such pumps, drives are used whose rotational speed of the output shaft significantly exceeds the rotational speed with which the pump must operate. For this reason, a gear is provided between the drive and the pump, which reduces the speed of the drive output shaft to the speed necessary for the pump to operate. Moreover, the diameter of the gearbox is 115 mm or more.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать погружной насос, который допускал бы возможность его эксплуатации в буровых скважинах, диаметр которых составляет 115 мм и менее.The present invention was based on the task of developing a submersible pump that would allow its operation in boreholes with a diameter of 115 mm or less.

Указанная задача решается согласно изобретению в погружном насосе для использования в буровой скважине, выполненном в виде червячного или одновинтового насоса, соединенного с приводом, за счет того, что в качестве привода применен электродвигатель с частотой вращения от 250 до 300 об/мин, а для соединения электродвигателя с насосом применен подшипниковый узел, воспринимающий осевые и радиальные усилия и установленный таким образом, что с одной стороны к нему примыкает насос, а с другой стороны - электродвигатель, причем диаметр подшипникового узла и насоса не превышает 100 мм.This problem is solved according to the invention in a submersible pump for use in a borehole made in the form of a worm or single screw pump connected to a drive due to the fact that an electric motor with a speed of 250 to 300 rpm is used as a drive, and for connection of an electric motor with a pump, a bearing assembly is used, which receives axial and radial forces and is installed in such a way that the pump is adjacent to it on one side and the electric motor is adjacent to it, and the diameter of the bearings th node and the pump does not exceed 100 mm.

Благодаря предлагаемой в изобретении компоновке появляется возможность использовать вместо центробежных насосов червячные и одновинтовые насосы, которые в большей степени пригодны для перекачивания продуктов с более высокой вязкостью, а также с более высоким содержанием в них песка и парафинов.Thanks to the arrangement proposed in the invention, it becomes possible to use worm and single-screw pumps instead of centrifugal pumps, which are more suitable for pumping products with a higher viscosity, as well as with a higher content of sand and paraffins.

Вклад изобретения в уровень техники ценен тем, что до настоящего времени червячные и одновинтовые насосы невозможно было использовать в уже имеющихся скважинах, диаметр которых обычно не превышает 115 мм. Применению подобных насосов в скважинах такого диаметра препятствовал тот факт, что при использовании приводов с частотой вращения, достигающей 3000 об/мин, редуктор необходимо устанавливать перед насосом. Однако такие редукторы имеют слишком большой диаметр для того, чтобы их можно было ввести в такие скважины диаметром менее 115 мм, поскольку для введения насоса в скважину и для его работы в ней между насосом и стенкой скважины должен оставаться боковой зазор, составляющий не менее 5-10 мм с каждой из диаметрально противоположных сторон насоса. В отличие от этого предусмотренное изобретением оснащение червячных и одновинтовых насосов низкооборотным приводом и подшипниковым узлом, воспринимающим осевые и радиальные усилия и выступающим в качестве соединительного звена, позволяет использовать их в скважинах такого диаметра. Таким образом, благодаря отказу от редуктора изобретение позволило применять одновинтовой или червячный насос в более узких скважинах.The contribution of the invention to the state of the art is valuable in that until now, worm and single-screw pumps could not be used in existing wells, the diameter of which usually does not exceed 115 mm. The use of such pumps in wells of this diameter was hindered by the fact that when using drives with a rotation speed of up to 3000 rpm, the gearbox must be installed in front of the pump. However, such gearboxes are too large in diameter to be able to be inserted into such wells with a diameter of less than 115 mm, since for the introduction of the pump into the well and for its operation in it, a side gap of at least 5- must remain between the pump and the wall of the well 10 mm on each of the diametrically opposite sides of the pump. In contrast, the equipment provided by the invention for worm and single-screw pumps with a low-speed drive and a bearing assembly that receives axial and radial forces and acts as a connecting link allows them to be used in wells of this diameter. Thus, due to the rejection of the gearbox, the invention allowed the use of a single-screw or worm pump in narrower wells.

При изготовлении подшипникового узла, служащего соединительным звеном между насосом и приводом, могут использоваться, например, радиальные и упорные подшипники. Использование в подшипниковых узлах подшипников соответствующего диаметра позволяет получить насос диаметром 100 мм и менее. При этом подшипниковый узел может быть оснащен компенсатором, позволяющим компенсировать изменения давления, обусловленные колебаниями температуры при работе погружного насоса, и тем самым защищающим уплотнения, предусмотренные с обеих сторон подшипникового узла.In the manufacture of a bearing assembly serving as a connecting link between the pump and the drive, for example, radial and thrust bearings can be used. The use of bearings of the appropriate diameter in the bearing assemblies allows you to get a pump with a diameter of 100 mm or less. In this case, the bearing assembly can be equipped with a compensator, which allows compensating for pressure changes caused by temperature fluctuations during the operation of the submersible pump, and thereby protecting the seals provided on both sides of the bearing assembly.

В соответствии еще с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения в подшипниковом узле имеется смазочный контур с непрерывной циркуляцией смазочного материала, смазывающего упорные и радиальные подшипники.According to a further preferred embodiment of the invention, a bearing assembly has a lubricating circuit with continuous circulation of a lubricant lubricating thrust and radial bearings.

В качестве привода может использовать электродвигатель мощностью привода не выше 25 кВт.As a drive, it can use an electric motor with a drive power of no higher than 25 kW.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемый схематичный чертеж, на котором в продольном разрезе изображен предлагаемый в изобретении погружной насос для использования в буровой скважине.The invention is described in more detail below by way of example of one of its embodiments with reference to the attached schematic drawing, which shows in longitudinal section a submersible pump according to the invention for use in a borehole.

Подшипниковый узел 8 состоит из полого цилиндра 10, имеющего два отдельных участка. На первом участке размещены упорные подшипники 12 и радиальный подшипник 14. На втором участке расположен компенсатор 16. В начале и в конце подшипникового узла его входной вал 18 и выходной вал 20 снабжены уплотнениями 22 и 24.Bearing assembly 8 consists of a hollow cylinder 10 having two separate sections. In the first section there are thrust bearings 12 and a radial bearing 14. In the second section there is a compensator 16. At the beginning and at the end of the bearing unit, its input shaft 18 and output shaft 20 are equipped with seals 22 and 24.

Выходной вал 20 имеет осевое отверстие 26, проходящее от радиального отверстия 28 до радиального отверстия 30 в соединительном звене 32. Нагнетающий смазочный материал насос 34 расположен непосредственно за радиальным отверстием 28 и обеспечивает подачу смазочного материала к упорным и радиальным подшипникам 12 и 14 соответственно. Наружный диаметр полого цилиндра подшипникового узла 8 не превышает 100 мм. Со стороны уплотнения 22 к подшипниковому узлу 8 примыкает насосный узел, а со стороны уплотнения 24 - привод, представляющий собой электродвигатель с 30 частотой вращения от 250 до 300 об/мин.The output shaft 20 has an axial bore 26 extending from the radial bore 28 to the radial bore 30 in the connecting link 32. The lubricant pump 34 is located directly behind the radial bore 28 and provides lubricant to the thrust and radial bearings 12 and 14, respectively. The outer diameter of the hollow cylinder of the bearing assembly 8 does not exceed 100 mm. On the seal side 22, a pump unit is adjacent to the bearing assembly 8, and on the seal side 24, a drive is an electric motor with a rotation speed of 30 from 250 to 300 rpm.

Claims

1. A submersible pump for use in a borehole, made in the form of a worm or single screw pump connected to a drive, characterized in that an electric motor with a rotational speed of 250 to 300 rpm is used as a drive, and for connecting the electric motor to the pump it is used a bearing assembly that receives axial and radial forces and is mounted in such a way that a pump is adjacent to it on one side and an electric motor is adjacent to it, and the diameter of the bearing assembly and pump does not exceed 100 mm.

2. Submersible pump according to claim 1, characterized in that the bearing assembly (8) comprises a radial bearing (14) and thrust bearings (12).

3. Submersible pump according to claim 2, characterized in that the bearing assembly (8) is equipped with a compensator (16).

4. Submersible pump according to claim 3, characterized in that seals (22, 24) are provided on both sides of the bearing assembly (8).

5. The submersible pump according to claim 1, characterized in that the drive power does not exceed 25 kW.