Направляющий аппарат центробежного скважинного многоступенчатого насоса

Направляющий аппарат цептробежного скважинного многоступепчатого насоса.
Полезная модель относится к нефтяному машиностроеншо, а именно, к конструкциям направляющих аппаратов многоступенчатых центробежных скважинных насосов. Такие насосы предназначены для откачки пластовой жидкости и используются на многих месторождениях.
Известен направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса в составе которого: кольцевой корпусный элемент (боковая стенка корпуса аппарата), верхний и нижний диски со сквозными осевыми отверстиями, направляющие ребра, заключенные между ними, которые образуют вместе с верхней поверхностью нижнего диска и нижней поверхностью верхнего диска направляющие каналы 1. Недостатком известного технического решения является неразъемное выполнение конструкции направляющего аппарата. В случае изнашивания отдельных элементов аппарата необходимо заменять весь направляющий аппарат.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является направляющий аппарат центробежного насоса 2, содержащий: кольцевой корпусный элемент, торцевой вкладьш со сквозным отверстием, нижний и верхний диски со сквозными осевыми отверстиями и направляющие ребра, формирующие направляющие каналы. Торцевой вкладьпп является отдельной деталью, а нижний и верхний диски с кольцевым корпусным элементом образуют стакан - неразъемную конструкцию. Такая конструкция содержит только два отдельных элемента. Недостатком известного технического решения является неразъемное выполнение указанного выше узла аппарата (стакана). В случае изнашивания узла его приходится заменять полностью. Кроме того, вьшолнение узла неразъемным затрудняет использование прогрессивных материалов и методов обработки поверхности для отдельных составляющих конструктивных элементов аппарата.
Настоящая полезная модель устраняет указанные вьппе недостатки известных технических решений. Она позволяет достичь технического результата, состоящего в повьппении ремонтопригодности направляющих аппаратов и в возможности применить для изготовления элементов направляющего аппарата более прогресси1внь1е материалы и технологии, улучшающие качественные характеристики направляющего аппарата, работающего в условиях интенсивного абразивного изнашивания рабочих поверхностей, при повьппенных температурах и в коррозионных средах.
;-.х
МГЖ- F04D29/44, F04D13/08, 13/10, F04D1/06
Указа1шый технический результат достигается за счет того, что в известном направляющем аппарате центробежного скважинного многоступенчатого насоса, содержащем верхний и нижний диски со сквозным осевым отверстием в каждом, ребра, формирующие направляющие каналы, кольцевой корпусный элемент и торцевой вкладыш использованы нижний диск с ребрами, кольцевой корпусный элемент с верхним диском и торцевой вкладыш, которые выполнены в виде трех отдельных деталей, причем торцевой вкладьш прилегает к нижней поверхности верхнего диска, каждое ребро вьшолнено непрерьюно переходяпщм с верхней на боковую и далее - на нижнюю части нрскнего диска, а направляюшде каналы формируют параболические линии тока жидкости, причем со стороны верхней поверхности верхнего диска, часть поверхности отверстия может быть образована поверхностью, имеющей форму боковой поверхности усеченного конуса, а с нижней стороны верхнего диска часть поверхности отверстия может быть образована поверхностью, имеющей форму боковой поверхности цилиндра. На нижней поверхности верхнего диска может быть вьшолнено углубление для сопряжения торцевого вкладыша с нижним диском. Такое углубление по высоте может быть сделано равным толщине торцевого вкладыша. Кроме того, на нижней поверхности верхнего диска может быть вьшолнена кольцевая канавка. Торцевой вкладыш может быть выполнен в форме диска, прилегающего своей верхней поверхностью к нижней поверхности верхнего диска. Нижняя поверхность торцевого вкладыша может выполняться гладкой. Она обращена к верхней поверхности нижнего диска, вложенного в стакан. Вкладыш может содержать вставное кольцо, выполненное из материала, отличного от материала вкладьппа. Например, может использоваться твердосплавный материал. На верхней стороне торцевого вкладьщ1а вставное кольцо может образовьюать выступ. Выступ по глубине может быть равным глубине той части отверстия верхнего диска, которое образовано поверхностью, имеющей форму боковых поверхностей цилиндра. Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами: Фиг 1. Направляющий аппарат в сборе.
Фиг 2. Верхняя и боковые поверхности нижнего диска (без втулки). Фиг. 3. Нижняя и боковые поверхности нижнего диска (без втулки).
Направляющий аппарат центробежного скважинного насоса включает три отдельных детали.
1.Кольцевой корпусный элемента 4 с верхний диском 1.
3. Нижний диск 3, верхняя новерхность которого обращена к нижней поверхности торцевого вкладыша.
В верхнем диске 1 выполнено сквозное отверстие, часть поверхности которого образована боковыми поверхностями, имеющими форму усеченного конуса 10. На нижней поверхности верхнего диска 1 выполнено углубление, глубиной равной толщине торцевого вкладыща и предназначенное для сопряжения торцевого вкладыща 2 и верхнего диска 1. С нижней стороны верхнего диска 1 часть поверхности отверстия образована поверхностями, имеющими форму боковых поверхностей цилиндра. Кроме того, нижняя поверхность верхнего диска стакана вьшолнена с кольцевой канавкой 7. Торцевой вкладыш содержит вставное кольцо 6 из твердосплавного материала. На верхней стороне торцевого вкладыша вставное кольцо образует выступ. Выступ по глубине равен глубине части отверстия верхнего диска 1, которое образовано поверхностью, имеющей форму боковых поверхностей цилиндра. Сам торцевой вкладыщ вьшолняется из титана. Нижняя поверхность торцевого вкладыща выполнена гладкой. Нижний диск имеет верхнюю поверхность (фиг. 2), на которой выполнены верхние направляющие ребра 8. Боковые поверхности верхних ребер 8, нижняя поверхность торцевого вкладыша 3, прилегающего к торцевым поверхностям ребер 8, верхняя поверхность нижнего диска образуют верхние направляющие каналы для пластовой жидкости 14. Ребра 8 переходят в боковые окружные ребра 12. Внутренние поверхности 13 боковых ребер 12, боковые поверхности нижнего диска 3 и внутренняя поверхность кольцевого элемента 4 образуют боковые направляющие каналы для пластовой жидкости. Боковые окружные ребра переходят в нижние направляющие ребра 5. Они образуют выходные отверстия 11 на нижней поверхности нижнего диска 3 (фиг. 3). Нижний диск 3 содержит втулку с буртиком 9. Втулка выполняется из твердосплавного материала. Формы поверхностей верхних, боковых, нижних ребер (соответственно 8, 12, 5), а также формы верхних, боковых и нижних поверхностей нижнего диска, направляющих поток пластовой жидкости, вьшолнены такими, что в рабочем режиме насоса они формируют параболические формы линий тока пластовой жидкости. Такие формы линий тока жидкости способствуют процессу эффективного отвода жидкости в направляющий аппарат следующей рабочей ступени.
Направ.1яюший аппарат работает следующим образом. Ноток пластовой жидкости (его направление показано стрелкой W) создается действием врашающихся лопастей рабочего колеса ступени (на чертеже не показано). Параболическая форма линий тока жидкости формируется внутренней поверхностью нижних ребер 5. Далее поток
поступает в отверстия 11. Далее жидкость проходит по боковым направляющим каналам для пластовой жидкости и попадает в верхние направляющие каналы для пластовой жидкости 14. Эти каналы также формируют параболические траектории линий тока жидкости. Далее поток пластовой жидкости проходит через отверстие в верхнем диске и поступает на следующую ступень.
В случае изнашивания поверхностей одного из элементов, например нижнего диска, он заменяется без замены направляющего аппарата целиком. Кроме того, облегчается применение эффективных технологий обработки материала (например, технологий упрочнения) и оптимальных материалов в случае формирования трехэлементной конструкщш направляющего аппарата. Данная конструкция аппарата прощла успешные испытания на испытательных стендах и может быть использована в серийном производстве.
Источники информации.
1. Патент РФ №2193692, класс МПК F04D7/04, опубликовано 27.11.2002 2 .Авторское свидетельство СССР 1810608, кл. F 04 D 13/10, опубликовано 23.04.1993, Бюл. №15