(19)
(11) EP 0 307 387 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
15.03.1989  Patentblatt  1989/11

(21) Anmeldenummer: 88890214.5

(22) Anmeldetag:  22.08.1988
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4E21B 17/10, E21B 17/22, F04B 21/04
(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB

(30) Priorität: 10.09.1987 AT 2295/87

(71) Anmelder: SCHOELLER-BLECKMANN Gesellschaft m.b.H.
A-2630 Ternitz (AT)

(72) Erfinder:
  • Hamedinger, Günter, Dipl.-Ing.
    A-8700 Leoben (AT)

(74) Vertreter: Haffner, Thomas M., Dr. et al
Patentanwalt Schottengasse 3a
1014 Wien
1014 Wien (AT)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Pumpenstangenführungen für drehende Pumpenantriebe


    (57) Die Erfindung befaßt sich mit 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 die Mantelflä­che an die Innenwandung der Rohrleitung abstützend als Lager dienen, wobei für den Mediumsdurchfluß in Längs­richtung gerade oder wendelförmig verlaufende Ausnehmun­gen vorgesehen sind. Hierfür ist ein Führungskörper vor­gesehen, der ein Aufschwimmen auf einen Trag- und Flüs­sigkeitsfilm ermöglicht und somit einen Kontakt zwischen Führungskörper und Rohrinnenwand vermeidet. Dies wird da­durch erreicht, daß die Ausnehmungen (5) des Führungs­körpers (3) im Querschnitt gesehen von der Mantelfläche (4) entgegen dem Drehsinn (Pfeil 9) kreisförmig nach innen verlaufen und vom Tiefpunkt aus konvex als bogen­förmiger Teil (6) zur Bildung eines Trag- und Schmier­keils an die nächste Mantelfläche (4) sich nähern.




    Beschreibung


    [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.


    Ansprüche

    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.
     




    Zeichnung







    Recherchenbericht