RU13241U1

RU13241U1 - AXIAL BRACKET OF ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU13241U1
Application number: RU99117448/20U
Authority: RU
Inventors: Е.П. Жеребцов; А.П. Котин; М.Т. Козлов; Г.А. Федотов; Г.П. Абражеев
Original assignee: Акционерное общество "Татнефть"
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2000-03-27

Abstract

1. Осевая опора электроцентробежного насоса, содержащая подвижную опору, жестко соединенную с валом насоса, неподвижную опору, соединенную с корпусом насоса штифтами и расположенную между ними шайбу, отличающаяся тем, что шайба состоит из двух частей: опорных шайб, выполненных в виде плоских отшлифованных колец с канавками на одной из плоскостей, закрепленных в теле опор фиксаторами, а эластичные прокладки, расположенные под опорными шайбами, являются амортизаторами.2. Осевая опора электроцентробежного насоса по п.1, отличающаяся тем, что обе опорные шайбы керамические, изготовлены из карбида кремния.1. Axial support of an electric centrifugal pump, comprising a movable support rigidly connected to the pump shaft, a fixed support connected by pins and a washer located between them, characterized in that the washer consists of two parts: support washers made in the form of flat, polished rings with grooves on one of the planes fixed in the body of the supports by clamps, and the elastic gaskets located under the support washers are shock absorbers. 2. The axial support of the electric centrifugal pump according to claim 1, characterized in that both of the supporting washers are ceramic, made of silicon carbide.

Description

ОСЕВАЯ ОПОРА Ш ЖТРОЦЕ1 ГРОЕЕЖЮГО AXIAL BRACKET W HIGHLAND 1 NARROW

Полезная модель относится к нефтедобывающей тфогшшленности, применяется при добыче пластовой зш.дкости, содеркащей механические примеси и предназначена .идя использования ее в электроцентробелашх насосах в качестве устройства для уравновеигавания осевой силы.The utility model relates to oil production and is used in the extraction of reservoir stiffness containing mechanical impurities and is intended for use in electric centrifugal pumps as a device for balancing axial force.

В погру}кных электроцентробежных насосах (УЭЦН) осевая нагрузка от веса вала и нагрузка от давления перекачиваемой жидкости на торец вала восцришшается специалышм устройством, называекшм осевой опорой.In submersible electric centrifugal pumps (ESPs), the axial load from the shaft weight and the load from the pressure of the pumped liquid onto the shaft end are reduced by a special device called an axial support.

Известны погружные электроцентробежные насосы, в которых рабочие колеса связаны с валом насоса гфизматической шпонкой и могут смещаться вдоль вала; при работе каждое колесо опирается на торцовый выступ раопололсенного под ним направляющего аппарата, осевые нагрузки от колес передаются на пап- равляющие аппараты и через них на основание насоса. Меж,ду колесами и направляющши аппаратами устанакпиваются текстолитовые шайбы запрессованные в колтщевой паз на ниш-юм торце колеса, и шайбы, надетые на его втулку сверху. Осевое усилие, возникающее вследствие давления жидкости на верхний торец вала, воспринимается сдаоенным радиально-упорьшм подшипником, а случайше осевые нагрузки, направленгше вверх, воспринимаются третыш радиально-ynopifflM подшгаником. НАСОСАSubmersible electric centrifugal pumps are known in which the impellers are connected to the pump shaft with a key and can be displaced along the shaft; during operation, each wheel rests on the frontal protrusion of the guide apparatus that has been crawled beneath it, axial loads from the wheels are transmitted to the guide machines and through them to the pump base. Between the wheels and the guiding devices, textolite washers are mounted pressed into the grooved groove on the niche-wheel end of the wheel, and washers put on its hub from above. The axial force resulting from the pressure of the liquid on the upper end of the shaft is perceived by a radially thrust bearing, and moreover, axial loads directed upward are perceived by a third radial bearing. PUMP

Верхняя опорная пята скольжения, состоящая из набора текстолитовых и бронзовых шайб, воспринимает часть осевой нагрузки и предотвращает продольный изгиб вала. Опорная пята так же как и опорные поверхности рабочих колес, смазываются жидкостью, откачиваемой насосом из скважины. (I)The upper bearing heel of sliding, consisting of a set of textolite and bronze washers, perceives part of the axial load and prevents longitudinal bending of the shaft. The supporting heel as well as the supporting surfaces of the impellers are lubricated by the fluid pumped out of the well by the pump. (I)

Известно устройство для уравновешивания осевой силы, содер:ка.щее разгрузочную камеру, образованную подвижной и неподаижной стешшми, закреплеш-шми соответственно на валу и корпусе, и кольцевьтш выступами, распололшшшми один относительно .другого с торцовым зазором, а на стенках со стороны камеры установлеьш с уплотнентщми торцовыми зазорами диски, имеющие возможность углового перемещения, а кольцевые выступы выполнены на последних. (2)A device is known for balancing axial force, comprising: an unloading chamber formed by a movable and non-stationary hitch, fixed on a shaft and a housing, respectively, and annular protrusions, one one relative to the other with an end gap, and mounted on the walls from the camera side with sealing end gaps, disks with the possibility of angular movement, and annular protrusions are made on the latter. (2)

Недостатками данных конструтщий является недостаточная надежность и долговечность, особенно при загрязнениях, что приводит к преждевременному износу.The disadvantages of these constituents is the lack of reliability and durability, especially with dirt, which leads to premature wear.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели яв.яяется выбранная в качестве прототипа, осевая опора проглышленно выпускаемых электроцентробе;кных насосов, состоящая из .двух стальных шайб высокой твердости (Нр 50-55), между которыми располагается бельтинговая шайба. Стальная шайба,расположенная в электроцентробежном насосе со стороны нагнетания,жестко связана с валом. Вторая стальная шайба опирается на неподвижную опору электроцентробелшого насоса. Бельтинговая шайба имеет на двух торцовых поверхностях, углубления для смазки. (3) Недостатки данной конструЕЩии закщочаются в недостаточной термостойкости материала бельтршговой шайбы, малом сроке службы, особенно при наличии в перекачиваемой жидкости твер.дых частиц (песок и т.п.). Это обусловлено тем, чтоClosest to the proposed utility model is the axial support selected as a prototype of an industrial-produced electric centrifuge; of pumps, consisting of two steel washers of high hardness (No. 50-55), between which there is a belting washer. A steel washer located in the electric centrifugal pump on the discharge side is rigidly connected to the shaft. The second steel washer rests on the fixed support of the electric centrifugal pump. The belting washer has recesses for lubrication on two end surfaces. (3) The disadvantages of this design are the lack of thermal stability of the material of the Belt Washer, short service life, especially if there are solid particles in the pumped liquid (sand, etc.). This is because

частицы песка, увлекаемые потоком жидкости, попадают в зазор мел(ду стальной и бельтинговой niaiWaMii, вдавливаются в бельтинговую шайбу и начинают ишаТ овать поверхность стальной шайбы, т.е. изнашивают ее. Кроме того, из-оа перекачки жидкости с большим содерл анием твер.дых частиц происходят значительные потери на трение.sand particles, entrained by the fluid flow, fall into the chalk gap (niaiWaMii, steel and belting, are pressed into the belting washer and begin to wipe the surface of the steel washer, that is, wear it out. In addition, due to pumping liquid with a high content of hardness .breathing particles, significant friction losses occur.

Задачей полезной модели является повышение надежности и увеличение срока .The objective of the utility model is to increase reliability and increase the term.

Данная задача достигается применением конструкции из двух опорных карбидокремниевых керамических шайб (являющихся парой трения), с канавками, выполненными на одной из плоскостей, которые слухсат для создания в зазоре между шайбами прослойки перекачиваемой жидаости, являющейся смазкой, а роль амортизаторов, предохраняющих от ударных нагрузок опорные карбидокремниевые керамртческие шайбы, выполняют эластичгше прошгадки.This task is achieved by using a design of two supporting silicon carbide ceramic washers (which are a friction pair), with grooves made on one of the planes that are rumored to create a layer of pumped liquid in the gap between the washers, which is a lubricant, and the role of shock absorbers protecting against impact loads is basic silicon carbide keramrt washers, perform more elastic than the props.

На фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемой осевой опоры УЭЩ, общий вид; на пиг.П- опора с опорной карбидокремниевой керамической шайбой с эластичной проклад1 ой в разрезе.Figure 1 presents a structural diagram of the proposed axial support UESH, General view; on pig.P- support with a supporting silicon carbide ceramic washer with an elastic gasket in the section.

Осевая опора УЭДН содерлшт подвижную опору I, жестко соединенную с валом насоса (на рис. не указан), неподвижгую опору 2, жестко связанную с корпусом насоса (на рис. не указан) с помощью штифтов 3. Подвилшая опора I и непо,движная опора 2 контактируют через опорные карбидокремниевые керамические шайбы 4 и 5 (выполненные в виде плоских отшлифованных колец), которые закреплены в теле опор с помощью фиксаторов 6. В одной из опорных карбидокрег ниевых керамических шайб 4 или 5 (на одлой из плоскостей) выполнеьш радиальные канавки 7, служащие .для создания в зазоре мелс.ду шайбами прослойки изThe axial support of the UEDN includes a movable support I, rigidly connected to the pump shaft (not shown in the figure), a fixed support 2, rigidly connected to the pump housing (not shown in the figure) using pins 3. The supporting bearing I and the non-movable bearing 2 are contacted through supporting silicon carbide ceramic washers 4 and 5 (made in the form of polished flat rings), which are fixed in the body of the supports using clamps 6. In one of the supporting carbide ceramic ceramic washers 4 or 5 (on one of the planes) radial grooves 7 are made employees .for creating in the gap shallow.washers

перекачиваемой жидаости, являющейся смазкой и снижаю1дей коэффициент трения.pumped liquid, which is a lubricant and reduces the coefficient of friction.

При попадании абразивных частиц в зазор между опорт-шми карбидокремниевыми керамическими шайбами 4 и 5, происходит их перемалмвание (т.к. частицы песка имеют твердость 7 ед. по шкале Мооса, а материал опорных шайб 9-9,5 ед.)When abrasive particles get into the gap between the optical shmi with silicon carbide ceramic washers 4 and 5, they are ground (since sand particles have a hardness of 7 units on the Mohs scale, and the material of the support washers 9-9.5 units)

Под опорные карбидокремниевые керамические шайбы 4 и 5 по.дложены эластичные прокладки 8, играрощие роль амортизаторов и позволяющие снизить ударные нагрузки на опорные шайбы 4 и 5. Осевая опора УЭ1Щ работает следующим образом: При вращении вала насоса его вращение передается на подаижную опору I, нагрузка, приходящаяся на торец вала насоса воздействует на опоргше карбидокремниевые керамические шайбы 4 и 5, и, преодолевая силы трения, возникающие между ними, продолжает свое вращательное движение, при этом из центральной зоны перекачиваемая ягждкость попадает в радиалыше канавки 7, и, смачивая поверхность контакта, выбрасывается в периферийную зону. Абразивные частицы, попавшие в радиальные канавки 7, перемалываются в процессе движения к периферии. Ударны.е нагрузки, которые неизбежтш при работе УЭЦН гасятся эластичными прокладками 8, что предохраняет опорные карбидокремниевые керамические шайбы 4 и 5 от преждевременшх поломок.Elastic gaskets 8 are under the supporting silicon carbide ceramic washers 4 and 5, playing a role of shock absorbers and allowing to reduce shock loads on the supporting washers 4 and 5. The axial support UE1SC works as follows: When the pump shaft rotates, its rotation is transmitted to the support I, load falling on the end face of the pump shaft affects the carbide-silicon ceramic washers 4 and 5 on the overshot, and, overcoming the friction forces arising between them, it continues its rotational movement, while the pumped i zhdkost radialyshe enters the grooves 7, and wetting the contact surface is released into the peripheral zone. Abrasive particles trapped in radial grooves 7 are ground during movement to the periphery. Impact loads that are inevitable during operation of the ESP are suppressed by elastic gaskets 8, which protects the silicon carbide ceramic washers 4 and 5 from premature breakdowns.

Пре1шуществами данной конструзщии являются значительное увеличение срока слук,сбы осевой опоры УЭЦН при работе с жидкостями, содержащшга большое количество абразив1-шх частиц (свыше 1% в массовом выражении),ввиду их перемалывания в попадания в зону контакта поверхностей, уменьшение потерь на трение по причине низкого коэффжщента тренияThe advantages of this construction are a significant increase in the term of tearing, the sale of the axial support of the ESP when working with liquids, containing a large number of abrasive particles (over 1% in mass terms), due to their grinding to get into the contact zone of surfaces, and a decrease in friction losses due to low friction coefficient

материала в смазывающей среде,material in a lubricating medium

Первый замес|й ь генерального |1|рШтора АО Татнефть, главный инже1%}:::,-,:The first batch of | the general | 1 | rShtora of JSC Tatneft, the main engineer 1%} :::, - ,:

МОТОРЫ:MOTORS:

ИСТОЧНИКИ ШЙОРМАЩИ:SOURCES OF SHYORMASCHI:

1.Эксплуатация нефтяных и газовых сквалсин. М.Не.дра 1973г. стр.258-259.1. Operation of oil and gas squalsins. M.Ne.dra 1973 pg. 258-259.

2.Авторское свидетельство СССР I 643671Р04Д 29/04 Гидравлическая пята центробежного насоса.2. Copyright certificate of the USSR I 643671R04D 29/04 Hydraulic heel of a centrifugal pump.

3.Паспорт Насос погружной центробежный 2 ЭЦП A5-I25 Изготовитель , Татарстан, п D о т о.т и п.3. Passport Submersible centrifugal pump 2 EDS A5-I25 Manufacturer, Tatarstan, p D o t o t and p

Ш.Ф.ТахаутдиновSh.F. Takhautdinov

Е.П.ЖеребцовE.P. Zherebtsov

А.П.КотинA.P. Kotin

М.Т.КозловM.T. Kozlov

А.Г.ФедотовA.G. Fedotov

Г.П.Абра.жеевG.P. Abra.zheev

Claims

1. Axial support of an electric centrifugal pump, comprising a movable support rigidly connected to the pump shaft, a fixed support connected by pins and a washer located between them, characterized in that the washer consists of two parts: support washers made in the form of flat, polished rings with grooves on one of the planes fixed in the body of the supports by clamps, and the elastic gaskets located under the support washers are shock absorbers.

2. The axial support of the electric centrifugal pump according to claim 1, characterized in that both support washers are ceramic, made of silicon carbide.