RU77651U1

RU77651U1 - CENTRIFUGAL-VORTEX STEP OF SUBMERSIBLE PUMP

Info

Publication number: RU77651U1
Application number: RU2008127736/222008127736/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Анохин
Original assignee: Владимир Дмитриевич Анохин
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2008-10-27

Abstract

Изобретение относится к области насосостроения и касается конструкции центробежно-вихревой ступени погружного многоступенчатого насоса, используемого при добыче нефти и других текучих сред из скважин. Центробежно-вихревая ступень насоса содержит ротор в виде диска и статор. В диске выполнены всасывающее отверстие, лопатки и межлопаточные каналы центробежного колеса закрытого типа и кольцевое углубление с установленными в нем лопатками. Статор имеет вход и выход и свободный кольцевой канал, расположенный напротив кольцевого углубления с лопатками с образованием вихревой части ступени, имеющей всасывающее и нагнетательное окна. В статоре также выполнена сборная камера, сообщающая зону нагнетания центробежной части ступени, образованной центробежным колесом и статором, и всасывающее окно вихревой части ступени. Свободный кольцевой канал снабжен разделителем. Сборная камера и выход ступени выполнены кольцевыми, нагнетательное окно - осевым, а всасывающее окно вихревой части ступени и выход ориентированы от периферии к центру. Изобретение направлено на создание компактной эффективной ступени, имеющей высокий КПД и создающей высокий напор. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the field of pump engineering and for the design of a centrifugal-vortex stage submersible multi-stage pump used in the extraction of oil and other fluids from wells. The centrifugal vortex stage of the pump contains a rotor in the form of a disk and a stator. The disk has a suction hole, vanes and interscapular channels of a closed-type centrifugal wheel and an annular recess with vanes installed in it. The stator has an inlet and an outlet and a free annular channel located opposite the annular recess with blades with the formation of the vortex part of the stage, with suction and discharge windows. The stator also has a prefabricated chamber communicating the discharge zone of the centrifugal part of the stage formed by the centrifugal wheel and the stator, and the suction window of the vortex part of the stage. The free annular channel is equipped with a separator. The prefabricated chamber and stage exit are circular, the injection window is axial, and the suction window of the vortex part of the stage and the exit are oriented from the periphery to the center. The invention is aimed at creating a compact effective stage with high efficiency and creating high pressure. 2 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области насосостроения и касается конструкции центробежно-вихревой ступени погружного многоступенчатого насоса, используемого при добыче нефти и других текучих сред из скважин.The utility model relates to the field of pump engineering and relates to the design of the centrifugal-vortex stage of a submersible multi-stage pump used in the extraction of oil and other fluids from wells.

Известна центробежная ступень скважинного насоса, содержащая ротор в виде центробежного колеса открытого типа, на периферии диска которого выполнены выемки, образующие подобие лопаток, и статор в виде направляющего аппарата с лопатками, на диске которого, обращенного к диску колеса, напротив выемок последнего, также выполнены аналогичные выемки (RU 2193692 С1, 27.11.2002). Выемки статора образуют с выемками ротора вихревое кольцо - тороидальный вихрь, способствующий повышению напора насоса на малых расходах и повышению эффективности перемешивания жидкости с газовыми включениями нефти и дробления газовых пузырей.A well-known centrifugal stage of a borehole pump containing a rotor in the form of an open-type centrifugal wheel, on the periphery of the disk of which there are recesses forming a similarity to the vanes, and a stator in the form of a guiding apparatus with vanes, on the disk of which is facing the wheel disk, opposite the recesses of the latter, similar recesses (RU 2193692 C1, 11/27/2002). The stator recesses form a vortex ring with a recess of the rotor - a toroidal vortex, which increases the pump head at low flow rates and increases the efficiency of mixing the liquid with gas inclusions of oil and crushing gas bubbles.

Однако известная ступень имеет недостаточно высокие показатели, т.к. напор вихревого кольца не распространяется на весь перекачиваемый поток.However, the known step has not high enough indicators, because the pressure of the vortex ring does not extend to the entire pumped stream.

Наиболее близкой к полезной модели является центробежно-вихревая ступень насоса, содержащая ротор в виде диска, в котором выполнены всасывающее отверстие, лопатки и межлопаточные каналы центробежного колеса закрытого типа и кольцевое углубление с установленными в нем лопатками, и статор с входом и выходом и свободным кольцевым каналом, расположенным напротив кольцевого углубления с лопатками с образованием вихревой части ступени, имеющей всасывающее и нагнетательное окна, при этом в статоре также выполнена сборная камера, сообщающая зону нагнетания центробежной части ступени, образованной центробежным колесом и статором, и всасывающее окно вихревой части ступени (US 1805765 А, 19.05.1931).Closest to the utility model is a centrifugal vortex pump stage containing a rotor in the form of a disk in which a suction hole, blades and interscapular channels of a centrifugal wheel of a closed type and an annular recess with vanes installed in it, and a stator with an inlet and an outlet and a free ring are made a channel located opposite the annular recess with the blades with the formation of the vortex part of the stage, with suction and discharge windows, while the stator also has a prefabricated chamber communicating ONU centrifugal pumping stage portion formed by a centrifugal impeller and the stator, and the suction box a vortex stage part (US 1805765 A, 19.05.1931).

Однако в известной ступени центробежная и вихревая части расположены коаксиально - ступень имеет увеличенный радиальный габарит, а потому насос, собранный из таких ступеней, не может быть использован для работы в скважинах.However, in the known stage, the centrifugal and vortex parts are located coaxially - the stage has an increased radial dimension, and therefore a pump assembled from such stages cannot be used for work in wells.

Задачей полезной модели является создание компактной эффективной ступени, имеющей высокий КПД и создающей высокий напор.The objective of the utility model is to create a compact effective stage with high efficiency and creating high pressure.

Технический результат достигается тем, что в центробежно-вихревой ступени насоса, содержащей ротор в виде диска, в котором выполнены всасывающее отверстие, лопатки и межлопаточные каналы центробежного колеса закрытого типа и кольцевое углубление с установленными в нем лопатками, и статор с входом и выходом и The technical result is achieved by the fact that in the centrifugal-vortex stage of the pump containing a rotor in the form of a disk in which there is a suction hole, blades and interscapular channels of a centrifugal wheel of a closed type and an annular recess with blades installed in it, and a stator with input and output and

свободным кольцевым каналом, расположенным напротив кольцевого углубления с лопатками с образованием вихревой части ступени, имеющей всасывающее и нагнетательное окна, при этом в статоре также выполнена сборная камера, сообщающая зону нагнетания центробежной части ступени, образованной центробежным колесом и статором, и всасывающее окно вихревой части ступени, согласно полезной модели, свободный кольцевой канал снабжен разделителем, сборная камера и выход ступени выполнены кольцевыми, нагнетательное окно - осевым, а всасывающее окно вихревой части ступени и выход ориентированы от периферии к центру.a free annular channel opposite the annular recess with blades with the formation of the vortex part of the stage having a suction and discharge windows, while the stator also has a prefabricated chamber communicating the discharge zone of the centrifugal part of the stage formed by the centrifugal wheel and the stator, and the suction window of the vortex part of the stage , according to the utility model, the free annular channel is equipped with a separator, the collection chamber and the stage exit are circular, the discharge window is axial, and the suction window the vortex part of the stage and the exit are oriented from the periphery to the center.

В статоре может быть выполнено дополнительное осевое нагнетательное окно вихревой части ступени, а свободный кольцевой канал снабжен дополнительным разделителем.An additional axial discharge window of the vortex part of the stage can be made in the stator, and a free annular channel is provided with an additional separator.

Статором и ротором со стороны центробежной части ступени может быть образована разгрузочная камера, сообщенная с зоной нагнетания вихревой части ступени посредством каналов, выполненных в лопатках центробежного колеса.The stator and rotor from the side of the centrifugal part of the stage can be formed unloading chamber in communication with the discharge zone of the vortex part of the stage through channels made in the blades of the centrifugal wheel.

На фиг.1 изображена центробежно-вихревая ступень насоса в сборе с другими ступенями.Figure 1 shows the centrifugal-vortex stage of the pump assembly with other stages.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 2 is a section aa in figure 1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1 с одним разделителем.Figure 3 is a section bB in figure 1 with one separator.

На фиг.4 - то же с двумя разделителями.In Fig.4 - the same with two separators.

Центробежно-вихревая ступень погружного насоса содержит ротор в виде диска 1, в котором выполнены всасывающее отверстие 2, лопатки 3 и межлопаточные каналы центробежного колеса закрытого типа и кольцевое углубление 4 с установленными в нем лопатками 5, и статор 6. В статоре 6 выполнены вход 7 и выход 8 ступени и свободный кольцевой канал 9, расположенный напротив кольцевого углубления 4 с лопатками 5 с образованием вихревой части ступени. Вихревая часть ступени имеет всасывающее и нагнетательное окна 10, 11. В статоре 6 также выполнена сборная камера 12, сообщающая зону нагнетания 13 центробежной части ступени, образованной центробежным колесом и статором 6, и всасывающее окно 10 вихревой части ступени. Всасывающее отверстие 2 центробежной части ступени и кольцевое углубление 4 с установленными в нем лопатками 5 вихревой части ступени расположены с противоположных сторон диска 1. Свободный кольцевой канал 9 снабжен разделителем 14. Сборная камера 12 и выход 8 ступени выполнены кольцевыми, нагнетательное окно 11 - осевым, а всасывающее окно 10 вихревой части ступени и выход ориентированы от периферии к центру.The centrifugal-vortex stage of the submersible pump contains a rotor in the form of a disk 1, in which a suction hole 2, blades 3 and interscapular channels of a centrifugal wheel of a closed type and an annular recess 4 with blades 5 installed in it and a stator 6 are made. In the stator 6, the input 7 and the exit 8 of the stage and the free annular channel 9, located opposite the annular recess 4 with blades 5 with the formation of the vortex part of the stage. The vortex part of the stage has a suction and discharge windows 10, 11. The stator 6 also has a prefabricated chamber 12, which informs the discharge zone 13 of the centrifugal part of the stage formed by the centrifugal wheel and the stator 6, and the suction window 10 of the vortex part of the stage. The suction hole 2 of the centrifugal part of the stage and the annular recess 4 with the blades 5 installed in it of the vortex part of the stage are located on opposite sides of the disk 1. The free annular channel 9 is equipped with a separator 14. The collection chamber 12 and the outlet 8 of the stage are circular, the discharge window 11 is axial, and the suction window 10 of the vortex part of the stage and the output are oriented from the periphery to the center.

В статоре 6 выполнены дополнительные осевое нагнетательное окно 15 и всасывающее окно 16 вихревой части ступени, а свободный кольцевой канал снабжен дополнительным разделителем 17.In the stator 6, additional axial discharge window 15 and a suction window 16 of the vortex part of the stage are made, and the free annular channel is equipped with an additional separator 17.

Статором 6 и ротором со стороны центробежной части ступени образована разгрузочная камера 18, сообщенная с зоной нагнетания вихревой части ступени посредством каналов 19, выполненных в лопатках 3 центробежного колеса.The stator 6 and the rotor from the side of the centrifugal part of the stage formed a discharge chamber 18, in communication with the discharge zone of the vortex part of the stage through channels 19 made in the blades 3 of the centrifugal wheel.

При работе насоса перекачиваемая среда поступает на вход 7 ступени и лопатками 3 центробежного колеса нагнетается в зону нагнетания 13, откуда поступает в сборную камеру статора 6. Далее через всасывающее окно 10 или окна 10, 16 среда нагнетается в свободный кольцевой канал 9, в котором за счет взаимодействия с лопатками 5 вихревой части ступени получает дополнительное приращение энергии по мере перемещения по каналу 9. При подходе к разделителю 14 или разделителям 14, 17 среда тормозится, кинетическая энергия частично переходит в энергию давления, и среда под давлением через нагнетательное окно 11 или нагнетательные окна 11, 15 и кольцевой выход 8 поступает в следующую ступень.When the pump is running, the pumped medium enters the 7th stage inlet and is pumped by centrifugal wheel blades 3 into the discharge zone 13, from where it enters the stator assembly chamber 6. Then, through the suction window 10 or windows 10, 16, the medium is pumped into a free annular channel 9, in which due to the interaction with the blades 5 of the vortex part of the stage, it receives an additional energy increment as it moves along the channel 9. When approaching the separator 14 or the separators 14, 17, the medium is inhibited, the kinetic energy partially passes into pressure energy, and the medium under pressure through the discharge window 11 or the discharge window 11, 15 and the annular outlet 8 enters the next stage.

Claims

1. A centrifugal-vortex stage of a submersible pump containing a rotor in the form of a disk in which a suction hole, blades and interscapular channels of a centrifugal wheel of a closed type and an annular recess with blades installed in it, and a stator with an inlet and an outlet and a free annular channel located opposite the annular recess with the blades with the formation of the vortex of the stage, with suction and discharge windows, while the stator also has a prefabricated chamber communicating the discharge zone of the centrifugal chamber the stage formed by the centrifugal wheel and the stator, and the suction window of the vortex part of the stage, characterized in that the free annular channel is provided with a separator, the collection chamber and the output of the stage are circular, the discharge window is axial, and the suction window of the vortex part of the stage and the output are oriented from the periphery to the center.

2. The stage according to claim 1, characterized in that the stator has an additional axial discharge window of the vortex part of the stage, and the free annular channel is equipped with an additional separator.

3. The stage according to claim 1, characterized in that the stator and rotor from the side of the centrifugal part of the stage formed a discharge chamber in communication with the discharge zone of the vortex part of the stage through channels made in the blades of the centrifugal wheel.