погружной многоступенчатый центробежный насос с радиально-опорными подшипниками

Формула изобретения

Погружной многоступенчатый центробежный насос, содержащий набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе и состоящих из рабочих колес с кольцевыми канавками и неподвижных направляющих аппаратов, имеющих опорные пояски и расточки, служащие радиальными опорами для ротора насоса, при этом в кольцевых канавках колес установлены прилегающие к опорным пояскам направляющих аппаратов опорные шайбы, отличающийся тем, что опорные шайбы и пояски выполнены сферической формы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к погружным многоступенчатым центробежным насосам для добычи нефти из скважин.

Известна конструкция погружного многоступенчатого центробежного насоса, содержащего набор ступеней, состоящих из направляющих аппаратов и рабочих колес, собранных на валу на шпонке и образующих ротор (АЙЗЕНШТЕЙН М.Д. Центробежные насосы для нефтяной промышленности. М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1957, с.266, рис.174, Насос типа Реда). Ступицы неподвижных направляющих аппаратов являются опорами скольжения ротора. В рабочих колесах имеются кольцевые канавки, в которых установлены опорные шайбы, прилегающие к опорным пояскам направляющих аппаратов, которые воспринимают осевые силы. Отверстия в ступицах направляющих аппаратов подвержены интенсивному износу при наличии абразивных частиц в перекачиваемой жидкости. Износ ступиц является слабым местом таких насосных установок и быстро приводит их в аварийное состояние.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является погружной многоступенчатый центробежный насос, содержащий набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе и состоящих из рабочих колес с кольцевыми канавками и неподвижных направляющих аппаратов, имеющих опорные пояски и расточки, служащие радиальными опорами для ротора насоса, при этом в кольцевых канавках колес установлены прилегающие к опорным пояскам направляющих аппаратов опорные шайбы (патент Великобритании №2145772, 16.04.1985). Однако известный насос также быстро приходит в аварийное состояние при перекачке жидкости с абразивными включениями из-за износа радиальных опор и соответственно нарушения центровки ротора.

Изобретение направлено на повышение ресурса погружного насоса при наличии в перекачиваемой жидкости абразивных частиц путем предохранения трущихся поверхностей ступиц направляющих аппаратов от износа, уменьшения вибрации ротора за счет центрирования его относительно направляющих аппаратов и разгрузки радиальных опор вала насоса независимо от изнашивания трущихся поверхностей радиально-опорных подшипников в осевом направлении.

Техническое решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в погружном многоступенчатом центробежном насосе, содержащем набор ступеней, собранных в цилиндрическом корпусе и состоящих из рабочих колес с кольцевыми канавками и неподвижных направляющих аппаратов, имеющих опорные пояски и расточки, служащие радиальными опорами для ротора насоса, при этом в кольцевых канавках колес установлены прилегающие к опорным пояскам направляющих аппаратов опорные шайбы, опорные шайбы и пояски согласно изобретению выполнены сферической формы.

На чертеже изображен погружной многоступенчатый центробежный насос с радиально-опорными подшипниками.

Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит набор ступеней, состоящих из рабочих колес 1 и направляющих аппаратов 2, собранных на валу 3 в цилиндрическом корпусе 4. Рабочие колеса установлены на валу на шпонке 5, а в ступицах неподвижных направляющих аппаратов 2 выполнены расточки, в которые входят защитные втулки 6, вращающиеся вместе с валом. Расточки направляющих аппаратов 2 с защитными втулками 6 образуют опоры скольжения. В рабочих колесах имеются кольцевые канавки, в которые устанавливаются шайбы 7 сферической формы, прилегающие к опорным пояскам 8 направляющих аппаратов 2, также имеющим сферическую форму.

Погружной центробежный насос работает следующим образом.

При вращении вала 3 ротора на него действуют радиальные силы, которые воспринимаются радиальными подшипниками скольжения, образованными защитными втулками 6 и расточками направляющих аппаратов 2. Одновременно подшипники скольжения выполняют роль уплотнений, отделяющих полость высокого давления от полости более низкого давления в предыдущей рабочей ступени. Сферические опорные шайбы 7, установленные в кольцевых канавках рабочих колес 1, упираются в опорные пояски 8 направляющих аппаратов 2, имеющих сферическую форму, и образуют с опорными поясками 8 радиально-опорные подшипники скольжения, которые воспринимают осевые силы, действующие на рабочие колеса 1, и одновременно радиальные силы, возникающие от дисбаланса ротора и других факторов. Радиально-опорный подшипник центрирует ротор насоса, разгружая радиальные опоры вала 3 насоса. Изнашивание трущихся поверхностей радиально-опорного подшипника в осевом направлении не нарушает центровки ротора, обеспечивает работу насоса с малым уровнем вибрации в течение длительного времени и повышает ресурс погружных насосов при наличии в перекачиваемой жидкости абразивных частиц.