[0001] Die Erfindung betrifft Pumpenstangenführungen für drehende Pumpenantriebe an Untertag-Rohrleitungen,
insbesondere für Rohölförderpumpen, bzw. zur Förderung von hochviskosen bis pastösen
Medien, die auf einem Pumpengestänge in gewissen Abständen angeordnet als Lager dienen,
wobei für den Mediumsdurchfluß gerade oder wendelförmig in Längsrichtung verlaufende
Ausnehmungen vorgesehen sind.
[0002] Pumpenstangenführungen sind erforderlich, um das Pumpengestänge in den Rohrleitungen
abzustützen, vor auftretenden Schwingungen zu schützen und vor Abnützung zu bewahren.
[0003] Es sind Ausführungen bekannt, die sowohl an oszillierend, als auch an drehend bewegten
Pumpengestängen solche Lagerstellen vorsehen, die aus einem aus Kunststoff gefertigten
und im Spritzverfahren erstellten Führungskörper bestehen. Für den Durchfluß des
Mediums sind zwei oder mehrere gerade oder spiralförmig angeordnete Nuten vorhanden.
Aus fertigungstechnischen Gründen sind die Nuten symmetrisch und nach außen hin leicht
erweitert, damit diese gut aus der Spritzform herausnehmbar sind. Dabei ist unvermeidbar,
daß die Nuten an der Außenseite zur Mantelfläche eine scharfe Kante aufweisen oder
eine zu geringe Abrundung enthalten.
[0004] Nachteilig ist, daß durch diese scharfkantige Form kein Flüssigkeitsfilm an der Lagerstelle
des Führungskörpers aufgebaut wird, was zu erhöhtem Verschleiß und somit zu geringer
Standzeit führt.
[0005] Ferner ist nach AT-PS 369 132 ein Pumpengestänge bekannt geworden, welches Führungen
aufweist, die Korrosion bzw. Erosion vermeiden sollen. Dies wird dadurch gelöst, daß
die Führungen einen dem Durchmesser der Bohrung angepaßten Hauptteil aufweisen, der
an seinen Enden je einen hülsenförmigen Fortsatz trägt. Diese Ausbildung dient aber
nur dazu, daß durch Verwirbelungen des Fördergutes dieses sich nicht am Metall des
Gestänges ablagern kann.
[0006] Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
Führungskörper zu schaffen, der ein Aufschwimmen auf einen Trag- und Flüssigkeitsfilm
ermöglicht und somit einen Kontakt zwischen Führungskörper und Rohrinnenwand vermeidet.
Erfindungsgemäß wird das Ziel dadurch erreicht, daß am Führungskörper im Querschnitt
gesehen, wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete Ausnehmungen vorgesehen sind,
deren entgegen dem Drehsinn liegende Seitenflanken sich bogenförmig zur Bildung eines
Trag- und Schmierkeils an den als Lagerstelle verbleibenden Rest der Mantelfläche
nähern.
[0007] Durch diese besondere Ausbildung des Führungskörpers wird erreicht, daß sich der
Verschleiß vermindert, da sich keine metallische Berührung zur Innenwandung durch
die Trag- und Schmierkeilbildung ergibt.
[0008] Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der bogenförmige Teil der Ausnehmungen
als archimedische Spirale ausgebildet ist und sich über einen Winkel α von 120° erstreckt,
während der Winkel der Lagerstelle 30° beträgt. Der Rest verbleibt für den Nutgrund.
[0009] Eine gute Lagerung des Führungskörpers wird dann er reicht, wenn das Verhältnis
des Durchmessers zur Länge des Führungskörpers 1 : 1,5 bis 1 : 2,5, vorzugsweise 1
: 2 beträgt, während die Steigung der Ausnehmung eine gleichmäßig am Umfang verlaufende
Lagerstelle über die Länge des Führungskörpers bezogen, ergibt.
[0010] Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Ansicht eines Führungskörpers
Fig. 2 Draufsicht mit Ausbildung der Ausnehmungen.
[0011] Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Lagerstelle in einer Rohrleitung 1, wie sie bei
Rohölförderpumpen im Untertagbau einsetzbar ist. In dieser Rohrleitung 1 sind in
gewissen Abständen Führungskörper 3 auf dem Pumpengestänge 2 befestigt. Diese dienen
dazu, das Pumpengestänge 2 in Lage zu halten, damit dieses nicht die Innenwand der
Rohrleitung 1 berührt. Der Führungskörper 3 weist eine zweigängige Ausnehmung 5 auf,
wobei ein Rest der zylinderförmigen Mantelfläche 4 zur Führung des Pumpengestänges
2 verbleibt. Der Steigungswinkel γ ist so ausgelegt, daß jeweils die Mantelfläche
4 wendelartig an der Rohrinnenwandung zum Tragen kommt.
[0012] Aus Fig. 2 ist die Draufsicht des Führungskörpers 3 zu ersehen. Bei Anordnung von
zwei Ausnehmungen 5 sind diese jeweils gegenüberliegend, d.h. um 180° versetzt. Diese
beginnen mit der Rundung 7 der Ausnehmung 5 und führen an der anderen Seitenflanke
als bogenförmiger Teil 6 sich an die Mantelfläche 4 nähernd heran. Dabei wird der
als archimedische Spirale ausgelegte bogenförmige Teil 6 entgegen dem Drehsinn (Pfeil
9) angeordnet, damit bei Dre hung in den immer enger werdenden Spalt 8 ein Trag-
und Schmierkeil aufgebaut werden kann. Wesentlich ist, daß der Steigungswinkel γ der
Ausnehmungen 5 und die Länge des Führungskörpers 3 so aufeinander abgestimmt sind,
daß sich stets die verbleibende Mantelfläche 4 an der Innenwandung der Rohrleitung
abstützen kann. Durch die allmähliche Überführung der Seitenflanke an die Mantelfläche
4 ist die Gewähr gegeben, daß sich stets ein Trag- und Schmierkeil bildet und somit
einen frühzeitigen Verschleiß verhindert. Als weiterer Vorteil ist die Tatsache
anzusehen, daß bei Verschleiß des Führungskörpers der Winkel zwischen dem bogenförmigen
Teil 6 und der Rohrinnenwandung konstant bleibt. Darüberhinaus ist durch die Bildung
eines Schmierfilmes die Reibung stark vermindert, so daß ein Blockieren nicht eintreten
kann. Die Ausnehmungen 5 bzw. der Steigungswinkel γ sind weiters so ausgelegt, daß
eine geringe Pumpwirkung erzielt wird, die die Leistung der Förderpumpe zwar unterstützt
aber nicht übersteigt, damit kein Stau bzw. Schlupf einen erhöhten Reibungsverlust
verursacht.
1. Pumpenstangenführungen für drehende Pumpenantriebe an Untertag-Rohrleitungen, insbesondere
für Rohölförderpumpen, bzw. zur Förderung von hochviskosen bis pastösen Medien, die
auf einem Pumpengestänge in gewissen Abständen angeordnet als Lager dienen, wobei
für den Mediumsdurchfluß gerade oder wendelförmig in Längsrichtung verlaufende Ausnehmungen
vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Führungskörper (3) im Querschnitt
gesehen wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete Ausnehmungen (5) vorgesehen
sind, deren entgegen dem Drehsinn (Pfeil 9) liegenden Seitenflanken sich bogenförmig
zur Bildung eines Trag- und Schmierkeils an den als Lagerstelle verbleibenden Rest
der Mantelfläche (4) nähern.
2. Pumpenstangenführungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige
Teil (6) der Ausnehmungen (5) als archimedische Spirale ausgebildet ist und sich
über einen Winkel α von 120° erstreckt, während der Winkel der Lagerstelle 30° beträgt.
3. Pumpenstangenführungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis des Durchmessers zur Länge des Führungskörpers (3) 1 : 1,5 bis 1 : 2,5,
vorzugsweise 1 : 2 beträgt, während der Steigungswinkel γ der Ausnehmung (5) eine
gleichmäßig am Umfang verteilt verlaufende Lagerstelle über die Länge des Führungskörpers
(3) bezogen, ergibt.