направляющий аппарат центробежного скважинного нефтяного насоса

Формула изобретения

Направляющий аппарат центробежного скважинного нефтяного насоса, включающий два диска, между которыми расположены радиальные каналы, образованные смежными радиальными лопатками, диск со стороны нагнетания соединен со стаканом и имеет в зоне стыка входной поворотный участок и приемный периферийный кольцевой канал, причем во входном поворотном участке установлены фигурные лопаточные элементы, сформированные поворотом образующей лопаточного элемента от параллельного продольной оси аппарата положения до перпендикулярного к ней положения, а приемный периферийный кольцевой канал размещен между предыдущим рабочим колесом и торцами фигурных лопаточных элементов, отличающийся тем, что каждый из лопаточных элементов на наружном диаметре диска со стороны предыдущего рабочего колеса расположен к поперечной плоскости под углом, равным углу между вектором абсолютной скорости выбрасываемой из каналов рабочего колеса жидкости и поперечной плоскостью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области насосостроения, а именно к рабочим органам скважинных нефтяных насосов, более конкретно, к конструкциям их направляющих аппаратов с малыми поперечными (диаметральными) размерами.

Известен радиальный направляющий аппарат, включающий в себя периферийные направляющие лопатки, ступенчато переходящие на тыльную сторону диска с последующим переходом в радиальные лопатки, образующие в свою очередь радиальные каналы (А.с. № 479399, МКИ F04D 29/44, 1976).

Недостатки устройства:

- значительные потери напора жидкости при входе ее в периферийные лопаточные каналы и на участке перехода жидкости из последних в радиальные каналы, особенно при высоких скоростях выхода жидкости из каналов рабочего колеса вследствие удара жидкости о языки лопаток и ступенчатого ее расширения на переходном участке;

- возникновение вибрации вследствие удара жидкости о языки лопаток;

- высокая трудоемкость изготовления, обусловленная сложностью формы каналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является направляющий аппарат центробежного скважинного нефтяного насоса, включающий два диска, между которыми расположены радиальные каналы, образованные смежными радиальными лопатками, диск со стороны нагнетания соединен со стаканом и имеет в зоне стыка входной поворотный участок и приемный периферийный кольцевой канал, причем во входном поворотном участке установлены фигурные лопаточные элементы, сформированные поворотом образующей лопаточного элемента от параллельного продольной оси аппарата положения до перпендикулярного ей положения, а приемный периферийный кольцевой канал ограничен предыдущим рабочим колесом и торцами фигурных лопаточных элементов (US 4278399A (KOBE JNC), 14.07.1981).

Существенным недостатком устройства является, то что оно создает недостаточный напор, развиваемый ступенью, вследствие резкого падения скорости выбрасываемой жидкости из-за удара последней о лопатки направляющего аппарата. Это приводит к потерям напора и снижению расхода жидкости.

Задачей изобретения является создание направляющего аппарата, обладающего низкой величиной потерь напора и повышенным расходом жидкости.

Указанная задача решается предлагаемым направляющим аппаратом, включающим два диска, между которыми расположены радиальные каналы, образованные смежными радиальными лопатками, диск со стороны нагнетания соединен со стаканом и имеет в зоне стыка входной поворотный участок и приемный периферийный кольцевой канал, причем во входном поворотном участке установлены фигурные лопаточные элементы, сформированные поворотом образующей лопаточного элемента от параллельного продольной оси аппарата положения до перпендикулярного ей положения, а приемный периферийный кольцевой канал размещен между предыдущим рабочим колесом и торцами фигурных лопаточных элементов.

Новым является то, что каждый из лопаточных элементов на наружном диаметре диска со стороны предыдущего рабочего колеса расположен к поперечной плоскости под углом, равным углу между вектором абсолютной скорости выбрасываемой из каналов рабочего колеса жидкости и поперечной плоскостью.

На фиг.1 изображен предлагаемый направляющий аппарат в сборе с рабочим колесом в разрезе.

На фиг.2 - вид на направляющий аппарат со стороны нагнетания при снятом покрывном диске 3.

На фиг.3 - вид по стрелке "А" на направляющий аппарат со снятой стеной стакана 2 в развернутом положении фиг.1.

На фиг.4 - вид по стрелке "Б" на рабочее колесо со снятой стенкой стакана 2 в развернутом положении фиг.1.

Направляющий аппарат состоит из диска 1 (фиг.1), соединенного со стаканом 2, покрывного диска 3, радиальных лопаток 4, образующих радиальные каналы 5 (фиг.2), приемного периферийного кольцевого канала 6, образованного внутренним диаметром "d" стакана 2 и наружным диаметром "D" покрывного диска 3, выходного кольцевого канала 7, направленного в сторону последующего рабочего колеса, фигурных элементов 8 и лопаток 4 (фиг.3), расположенных в поворотном участке 9, полученных поворотом образующей "h" (фиг.1) от положения "параллельно" с продольной осью аппарата до положения "перпендикулярно" ей с сохранением изгиба лопаток 4. Каждый фигурный лопаточный элемент 8 на диаметре "D" имеет угол между поперечной плоскостью I-I и направлением фигурного лопаточного элемента, равный углу между вектором абсолютной скорости "С₂" (фиг.4) выбрасываемой из каналов рабочего колеса жидкости и поперечной плоскостью I-I.

Работает устройство следующим образом.

Перекачиваемая жидкость из каналов рабочего колеса 10 выбрасывается в приемный периферийный кольцевой канал 6 направляющего аппарата под некоторым углом " " к поперечной плоскости. Здесь она приобретает вращательно-поступательное движение с плавным снижением ее скорости. Из приемного периферийного кольцевого канала 6 поток направляется в поворотный участок 9 канала 4. С этого момента формирование направления потока происходит под воздействием каналов поворотного участка 9 и радиальных каналов 5. Поток жидкости из выходного кольцевого канала 7 направляется во всасывающую полость последующего рабочего колеса. В дальнейшем процесс повторяется.

Выполнение лопаточных элементов на наружном диаметре диска под углом, равным углу между абсолютной скоростью жидкости, выбрасываемой из каналов рабочего колеса, и поперечной плоскостью ведет к плавному снижению скорости жидкости в зоне ее выхода.