РАБОЧЕЕ КОЛЕСО И НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ СТУПЕНИ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
IMPELLER AND COMPRESSOR STAGE GUIDE OF THE SUBMERGED CENTRIFUGAL PUMP

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных центробежных насосов для добычи нефти.
Известен способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса, включающий ввод алюминия под поверхность расплава при температуре 1410-1480°С, последующий нагрев до температуры разлива и модифицирование в этом промежутке времени сплава введением лигатур, заливку расплава в литейную форму, выбивку отливки и обрубку литников отливок, термическую обработку отливок с нагревом до температуры 550-600°С с последующим охлаждением на воздухе, механическую обработку отливок рабочего колеса и направляющего аппарата, в том числе обработка пар трения с обеспечением точности и шероховатости, необходимых для поверхностей трения подшипников скольжения, низкотемпературное азотирование поверхностей полученных деталей при температуре не более 600°С на глубину 30-500 мкм (см. патент RU №2589566, МПК F04D 13/10).
Основным недостатком такого рабочего колеса является небольшой диаметр, ограниченный диаметром скважины. Также данная конструкция сложна в изготовлении и имеет высокую себестоимость.
Известно рабочее колесо погружного центробежного насоса, содержащее основной диск с рабочими лопатками, покрывной диск, металлический диск, размещенный между основным и покрывным диском и жестко соединенный с ними, при этом основной и покрывной диски выполнены из композиционного полимерного материала (см. патент RU №2352823, МПК F04D 29/22).
Недостатком данного способа является то, что диаметры ступеней определяются и ограничиваются диаметром скважины. Технологически сложное изготовление деталей ступени и соответственно высокая себестоимость.
Была поставлена задача на установку в скважине погружного центробежного насоса с рабочими колесами и направляющими аппаратами большего диаметра, чем диаметр скважины, расширяя рабочий диапазон, а также на упрощение конструкции и снижение себестоимости.
Указанная задача решается тем, что рабочее колесо и/или направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса выполнены из гибкого материала и внутри них сделаны каналы, заполненные жидкостью или газом под давлением.
Выполнение рабочего колеса и/или направляющего аппарата ступени погружного центробежного насоса из гибкого материала, сделав внутри них каналы, заполненные жидкостью или газом под давлением, позволяет установить в скважине погружной центробежный насос с рабочими колесами и направляющими аппаратами большего диаметра, чем диаметр скважины, расширяя рабочий диапазон, а также упрощается конструкция и снижается себестоимость.
На фиг. 1 схематично изображен погружной электроцентробежный насос;
На фиг. 2 схематично изображен продольный разрез А-А, повернуто на фиг. 1 ступени погружного центробежного насоса.
Ступень погружного центробежного насоса 1 содержит рабочее колесо 2, установленное на оси 3. Рабочее колесо 2 находится внутри направляющего аппарата 4. Рабочее колесо 2 и направляющий аппарат 4 изготовлены из гибкого материала. Внутри рабочего колеса 2 и направляющего аппарата 4 сделаны каналы 5, в которых находится под давлением жидкость или газ 6. В скважине, на месте установки ступеней погружного центробежного насоса 1, делается выемка 7 по диаметру. Сверху, над местом выемки 7, скважину можно укрепить, например, сделав перфорацию и залив отверстия бетоном (условно не показано).
При установке погружного насоса в скважину, жидкость или газ 6 в каналах 5 отсутствует или находится в свободном состоянии без давления, или при низком давлении. Рабочее колесо 2 и направляющий аппарат 4 находятся в сжатом, сдутом состоянии с диаметром, меньшим, чем диаметр скважины (условно не показано). После установки погружного центробежного насоса на необходимое рабочее место, в каналах 5, сделанных внутри рабочих колес 2 и направляющих аппаратов 4, создается давление через жидкость или газ 6 (способ создания давления условно не показан). Под давлением, рабочие колеса 2 и направляющие аппараты 4 распрямляются внутри выемки 7 в скважине, принимая рабочий вид. Далее, погружной центробежный насос включается в работу. При этом, чем диаметр рабочих колес 2 больше, тем выше напор, при малой производительности, тем самым расширяется рабочий диапазон погружного центробежного насоса. Количество ступеней погружного центробежного насоса уменьшается, тем самым упрощается конструкция и снижается себестоимость.
Газом 6, для создания давления внутри рабочих колес 2 и направляющих аппаратов 4, может являться воздух.
Также, для создания давления внутри рабочих колес 2 и направляющих аппаратов 4 можно использовать давление, создаваемое самим погружным центробежным насосом в перекачиваемой жидкости (условно не показано).
В определенных случаях, возможно изготовление только рабочего колеса 2 или направляющего аппарата 4 из гибкого материала (условно не показано).
Также, возможно изготовление рабочего колеса 2 с каналами 5, а лопатки рабочего колеса 2 могут не иметь каналов 5 (условно не показано).
Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, выражающегося в установке в скважине погружного центробежного насоса с рабочими колесами и направляющими аппаратами большего диаметра, чем диаметр скважины, расширяя рабочий диапазон, а также на упрощение конструкции и снижение себестоимости, подтверждена приведенными чертежами и описанием рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного центробежного насоса.