СТУПЕНЬ ПОГРУЖНОГО НАСОСА

СТУПЕНЬ ПОГРУЖНОГО НАСОСА


RU (11) 2193115 (13) C2

(51) 7 F04D13/08, F04D29/02, C22C33/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000125737/06 
(22) Дата подачи заявки: 2000.10.12 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.10.12 
(45) Опубликовано: 2002.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ВИХМАН В.Г. и др. Погружные центробежные износостойкие насосы для добычи нефти. Экспресс-информация. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1989, № 6. RU 2116515 С1, 27.07.1998. RU 2031177 С1, 20.03.1995. RU 2119969 С1, 10.10.1998. GB 2150221 А, 26.06.1985. GB 2324803 А, 04.11.1998. FR 2370104 А1, 07.07.1978. 
(71) Заявитель(и): Рабинович Александр Исаакович 
(72) Автор(ы): Рабинович А.И.; Перельман О.М.; Безматерных Н.В.; Сюр Т.А.; Слепченко С.Д.; Мельников М.Ю.; Дорогокупец Г.Л.; Куприн П.Б.; Иванов О.Е.; Рабинович С.А.; Ощепков Д.А.; Артамонов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Рабинович Александр Исаакович 
Адрес для переписки: 614065, г.Пермь, ш. Космонавтов, 395, ЗАО "Новомет-Пермь", С.А.Рабиновичу 

(54) СТУПЕНЬ ПОГРУЖНОГО НАСОСА 

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для изготовления рабочих органов (ступеней) погружных центробежных и центробежно-вихревых насосов, предназначенных для откачки агрессивных пластовых вод (в частности, после кислотной обработки скважин) с высокой концентрацией абразивных частиц. Ступень насоса содержит направляющий аппарат и рабочее колесо. В случае одноопорной конструкции она включает и втулку защитную вала. Ступень изготовлена из порошкового материала следующего состава: С - 0-1,5%; Ni - 0,5-15,0%; Мо - 0-2,5%; Сu - 10,0-20,0%; Fe - остальное. При этом медь в состав сталей вводят методом пропитки (инфильтрации). Использование изобретения позволяет создать насосы, обладающие высокой стойкостью в условиях коррозионно-механического износа. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для изготовления ступеней (рабочих органов) погружных центробежных и центробежно-вихревых насосов, предназначенных для откачки агрессивных пластовых вод (в частности после кислотной обработки скважин) с высокой концентрацией абразивных частиц.

Известна радиальная пара трения в рабочих органах погружных насосов, работоспособная при повышенном содержании абразивных частиц, элементы которой выполнены из порошковой медистой стали с добавлением в любой элемент пары хрома и молибдена (Патент РФ на изобретение "Пара трения" 2114334, 27.06.98 г.).

К недостаткам ступеней из такого материала относится их низкая коррозионная стойкость в солянокислых растворах.

Известны коррозионностойкие рабочие органы, состоящие из направляющего аппарата и рабочего колеса, а в случае одноопорной конструкции и втулки защитной вала, изготавливаемые из материала типа нирезист состава: 3% С, 1-2,8% Si, 13,5-17,5% Ni, 1,5-2,5% Cr, 5,5-7,5% Сu, 0,012% S, ост. Fe (Вихман В.Г., Филиппов В.Н. Погружные центробежные износостойкие насосы для добычи нефти: Экспресс-информация. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 6, 1989; Отливки рабочих органов погружных центробежных насосов для добычи нефти из чугуна аустенитного модифицированного типа "Нирезист" ТУ 26-06-1305-81).

Недостатком ступеней из таких материалов является низкая износостойкость радиального узла трения в абразивной среде.

Настоящее изобретение решает задачу создания ступеней погружного насоса, как центробежного, так и и центробежно-вихревого, обеспечивающих откачку агрессивных пластовых вод (в том числе после кислотной обработки скважин) с высокой концентрацией абразивных частиц. При этом существенным является не форма ступени, а сочетание материалов, из которых изготовлены ее элементы.

Указанный технический результат достигается тем, что ступень погружного насоса изготавливается из порошкового материала на основе железа, содержащего углерод, никель, молибден, и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: С - 0-1,5; Ni - 0,5-15,0; Мо - 0-2,5; Сu - 10,0-20,0; Fe - остальное, при этом медь в состав сталей вводят методом пропитки (инфильтрации).

При стендовых испытаниях за показатель износостойкости радиальной пары трения ступени погружного насоса была принята величина абсолютного износа трущихся поверхностей. При этом узел трения был выполнен так, что нагрузка (150 Н) на ось вращения защитной втулки распределялась равномерно во всех направлениях с частотой прецессии 3 об/мин при длине пары 13 мм и начальном диаметре 21 мм. Среда испытаний - консистентная смазка с абразивом (5 мас.%) из дисперсного электрокорунда со средним размером частиц 2,6 мкм. Скорость подачи среды в зону трения - 6 см3/ч. Разброс величин износа не превышал 20%.

Коррозионные испытания в статических условиях проводили гравиметрическим методом в ультратермостате MWL UH-16 при температурах от (202)oС до (803)oС; время испытаний составляло 24 ч. В качестве рабочей среды использовали водный раствор NaCl (5%) + НСl (3%) в соответствии с ASTM В117-97. Скорость коррозии образцов рассчитывали согласно ГОСТ 9506-87. Динамические испытания проводили при 705oС в том же растворе, но с добавлением в него порошка кварца в количестве 0,1 г/л. Время испытаний составляло 6 ч. Погрешность оценки составляла не более 20%.

Скорости коррозии и износа ступеней из различных материалов представлены в таблице. Из анализа данных, приведенных в таблице, следует, что введение в порошковые стали, содержащие более 0,5% никеля, 15% меди существенно снижает их скорость коррозии. Добавка углерода несколько ухудшает коррозионные свойства в статических условиях, но при этом заметно увеличивается абразивная износостойкость пар трения. Легирование молибденом, повышая механические свойства, практически не оказывает влияния на скорости коррозии и износа.

В сравнении с аналогом предлагаемая ступень, например из материала ЖГр1Н4Д15, при одинаковой скорости износа имеет коррозионные свойства в 5-10 раз лучше, а в сравнении с прототипом - при сопоставимых скоростях коррозии имеет скорость износа в 9 раз меньше.

Согласно изобретению ступень погружного насоса изготавливают по следующей технологии: смешивание исходных порошков (углерод, железо, никель, молибден), прессование при давлении 600-800 МПа и спекание в защитной атмосфере, совмещенное с пропиткой медью, при (115030)oС.

В случае изготовления ступени из порошковой смеси, содержащей в своем составе 10-20% меди, коррозионная стойкость ступени снижается в 3-7 раз за счет появления пористости, при этом ее износостойкие свойства практически не изменяются. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Ступень погружного насоса для откачки агрессивных пластовых вод с высокой концентрацией абразивных частиц, содержащая направляющий аппарат и рабочее колесо, а в случае одноопорной конструкции и втулку защитную вала, отличающаяся тем, что она изготовлена из порошкового материала при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Углерод - 0 - 1,5

Никель - 0,5 - 15,0

Молибден - 0 - 2,5

Медь - 10,0 - 20,0

Железо - Остальное

при этом медь в материал вводят методом пропитки (инфильтрации).






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru