ПОГРУЖНОЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к электромашиностроению и может быть использована в установках погружных электронасосов для добычи нефти.
Известен погружной многоступенчатый насос, который состоит из пакета ступеней. В каждом пакете ступеней размещен радиально-упорный подшипник скольжения, который содержит корпус, внутреннюю и наружную втулки, выполненными кольцевыми буртами. Подшипник установлен таким образом, что торцевые втулки имеют возможность взаимодействия со ступицами рабочих колес верхней и нижней ступеней, собранных в пакеты, и буртом наружной втулки, которая жестко соединена с корпусом подшипника (см. Патент РФ №48375, МПК 7 F04D 1/06, F04D 13/00, опубл. 10.10.2005 г.).
Недостатком данного насоса является то, что радиально-упорный подшипник скольжения занимает дополнительное место, чем уменьшает количество ступней в насосе, создает сопротивление движению перекачиваемой жидкости, соответственно ухудшает напорные характеристики, КПД насосной установки. Это особенно ощутимо в условиях подъема пластовой жидкости с повышенной концентрацией твердых частиц, когда необходима частая установка промежуточных подшипников. Наличие бурта на наружной втулке увеличивает габариты втулки, приводит усложнению ее конструкции и технологичности, что приводит увеличению себестоимости насосной установки в целом.
Технической задачей полезной модели является повышение напорных характеристик, КПД, повышение надежности насосной установки и снижение ее себестоимости.
Данная техническая задача решается тем, что в погружном многоступенчатом центробежном насосе, содержащем основание с радиальным подшипником, отбойник, вал, корпус, ступени, включающие в себя направляющие аппараты и рабочие колеса, головку с радиальным подшипником и промежуточные радиально-упорные подшипники, промежуточные радиально-упорные подшипники расположены на определенном расчетном расстоянии в одном или нескольких направляющих аппаратах ступеней и состоят из коаксиально расположенных цилиндрических втулок, установленных неподвижно в направляющих аппаратах, имеющих ограничительный выступ на своей ступице, и защитных втулок, закрепленных на валу с возможностью вращения, причем, защитная втулка вала опирается буртом на торец с цилиндрической втулки и в ступицу рабочего колеса, нижний торец цилиндрической втулки опирается в ограничительный выступ направляющего аппарата, а наружная цилиндрическая поверхность защитной втулки взаимодействует с внутренней цилиндрической поверхностью цилиндрической втулки.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен продольный разрез заявляемого погружного многоступенчатого насоса.
На фиг.2 представлен элемент I фиг.1, на котором изображен фрагмент насоса со ступенью с промежуточным радиально-осевым подшипником и с соседними с ней ступенями без подшипников.
Погружной многоступенчатый насос содержит головку 1 с радиальным подшипником 2, корпус 3, вал 4, промежуточные радиально-упорные подшипники 5, отбойник 6, основание 7 с радиальным подшипником 2. Промежуточные радиально-упорные подшипники 5 расположены в направляющих аппаратах 8 ступеней, состоят из цилиндрических втулок 9 установленных неподвижно в направляющие аппараты 8, и защитных втулок 10 вала, закрепленных на валу 4 с возможностью вращения относительно корпуса 3 насоса. Защитная втулка 10 вала опирается буртом 11 в верхний торец 12 цилиндрической втулки 9, и входит во взаимодействие верхней поверхностью бурта 13 с расположенной выше ступицей 14 рабочего колеса 15 ступени. Нижний торец 16 цилиндрической втулки 9 опирается в верхний торец 17 ограничительного выступа 18 направляющего аппарата 8. Нижний торец 19 ограничительного выступа имеет возможность взаимодействия с шайбой 20, расположенного нише 21 рабочего колеса. Наружная цилиндрическая поверхность 22 защитной втулки взаимодействует с внутренней цилиндрической поверхностью 23 полой цилиндрической втулки 9, неподвижно установленной в направляющий аппарат 8 ступени. Шаг расположения радиально-упорных подшипников 5 определяется из условия обеспечения абразивной устойчивости насосной установки в зависимости от параметров пластовой жидкости. Оптимальный подбор шага позволяет без снижения характеристик насоса обеспечить устойчивость ротора насосной установки при повышенных износах радиальных опор в условиях добычи пластовой жидкости с предельным содержанием механических примесей с высокой твердостью микрочастиц.
В процессе работы насоса вследствие вращения расположенных на валу 4 рабочих колес 15 ступеней относительно неподвижных направляющих аппаратов 8 перекачиваемая жидкость поступает в основание 7 секции насоса, проходит через каналы подшипника 2 основания 7, отбойник 6 направляет поток в ступени насосы. Проходя через ступени насосов, радиальный подшипник 2 головки, головку 1 секции насоса перекачиваемая жидкость продолжает движение вверх. При работе насоса рабочие колеса 15 создают усилия, которые воспринимаются индивидуальными осевыми опорами 24 направляющих аппаратов 8 ступеней. При определенной выработке индивидуальных осевых опор 24 ступеней, возникающие при работе насоса нагрузки, действующие на рабочие колеса 15, воспринимаются радиально-упорным подшипником 5, расположенном в направляющем аппарате 8 ступени. При этом усилие от рабочего колеса 15 через ступицу колеса 14 посредством нижнего торца ступицы передается на бурт 11 защитной втулки 10, который в свою очередь передает эту нагрузку через неподвижную цилиндрическую втулку 9 радиально-упорного подшипника 5 на ограничительный выступ 18 направляющего аппарата 8, путем контакта верхнего торца 12 цилиндрической втулки 9 с буртом 11 защитной втулки 10, и вследствие того, что нижний торец 16 цилиндрической втулки 9 опирается в ограничительный выступ 18 направляющего аппарата 8.
Таким образом, при выработке в процессе работы насоса индивидуальных осевых опор рабочих колес осевые усилия, создаваемые рабочими колесами ступеней, расположенными между промежуточными подшипниками, воспринимаются радиально-упорным промежуточным подшипником, расположенном в нижнем направляющем аппарате данной группы ступеней. Далее через направляющие аппараты 8 ступеней осевые усилия передаются на основание 7, далее на корпус 3. Радиальные нагрузки при работе насоса воспринимаются от вала 4 радиальными подшипниками 2 основания 7 и головки 1, промежуточными радиально-упорными подшипниками 5 посредством взаимодействия наружной цилиндрической поверхности 22 защитной втулки 10 с внутренней цилиндрической поверхностью 23 неподвижно установленной в направляющий аппарат ступени полой цилиндрической втулки 9. Далее через направляющие аппараты 8 ступеней радиальные усилия передаются на корпус 3 насоса. При работе насоса в режиме "всплытия" рабочих колес осевые силы направлены снизу вверх. При этом осевое усилие от рабочего колеса 25, расположенного ниже промежуточного подшипника 5, передается ограничительному выступу 18 направляющего аппарата 8. Далее через направляющие аппараты ступеней осевые усилия передаются на головку 1, а затем на корпус насоса.
Выполнение таким образом насоса позволяет повысить напорные характеристики насосной установки за счет возможности размещения дополнительных ступеней с радиально-упорными подшипниками с цилиндрическими втулками, позволяющими воспринимать и передавать радиальные и осевые нагрузки от ступеней на корпус насоса, что приводит также к повышению коэффициента полезного действия, повышению надежности и снижению себестоимости.