BRPI1004227A2

BRPI1004227A2 - centrifugal pump with thrust compensation holes in diffuser

Info

Publication number: BRPI1004227A2
Authority: BR
Inventors: Ketankumar K Sheth; Brown Lyle Wilson
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2013-02-26
Also published as: CA2715953A1; BRPI1004227B1; CA2715953C

Abstract

BOMBA CENTRÍFUGA COM FUROS DE COMPENSAÇçO DE EMPUXO NO DIFUSOR Uma bomba centrífuga tem impulsores e difusores alternados. Um ou mais furos de ventilação se estendem através de uma ou mais aletas de um ou mais difusores. Em uma condição de empuxo ascendente, o fluido de produção de alta pressão a partir de um impulsor superior é capaz de passar através de um ou mais furos de ventilação, e desse modo exercer força sobre o impulsor precedente. A força exercida sobre o impulsor precedente compensa a força de empuxo ascendente atuando contra o impulsor precedente.CENTRIFUGAL PUMP WITH DIFFUSER PUSH COMPENSATION HOLES A centrifugal pump has alternating impellers and diffusers. One or more ventilation holes extend through one or more fins of one or more diffusers. In an upward thrust condition, the high pressure producing fluid from an upper impeller is capable of passing through one or more vent holes, and thereby exerting force on the preceding impeller. The force exerted on the preceding impeller offsets the upward thrusting force acting against the preceding impeller.

Description

ΒΟΜΒΑ CENTRÍFUGA COM FUROS DE COMPENSAÇÃO DE EMPUXO NOΒΟΜΒΑ CENTRIFUG WITH PUSH COMPENSATION HOLES IN

DIFUSORDIFFUSER

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Referência Remissiva a Pedido CorrelatoBACKGROUND OF THE INVENTION Related Reference on Request

Esse pedido reivindica prioridade para o PedidoThis order claims priority for Order

Provisional 61/240.901, depositado em 9 de setembro de 2009, aqui incorporado mediante referência.Provisional 61 / 240,901, filed September 9, 2009, incorporated herein by reference.

Campo da Invenção A presente invenção se refere a um equipamento e método para fabricação de uma bomba centrífuga que alivia os efeitos do empuxo ascendente. Mais especificamente, a invenção se refere a uma bomba centrífuga submergível tendo uma ou mais passagens através de uma ou mais aletas difusoras para comunicar pressão e assim reduzir os efeitos da força de empuxo ascendente.Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a centrifugal pump that relieves the effects of upward thrust. More specifically, the invention relates to a submersible centrifugal pump having one or more passages through one or more diffuser fins to communicate pressure and thereby reduce the effects of the upward thrust force.

Descrição da Técnica Relacionada Bombas centrífugas podem incluir uma série de impulsores e difusores alternados. Os impulsores podem girar em conjunto, por exemplo, pelo fato de seremRelated Art Description Centrifugal pumps may include a series of reciprocating impellers and diffusers. Impellers can rotate together, for example because they are

2 0 conectados a um eixo comum. 0 fluido entra na base de cada2 0 connected to a common axis. Fluid enters the base of each

impulsor e se desloca radialmente no sentido para fora através de uma passagem definida pelas aletas dentro do impulsor. A força centrífuga a partir da rotação do impulsor acelera o fluido através das passagens de impulsor. 0 fluido sai do impulsor e entra no difusor.impeller and moves radially outwards through a passage defined by the fins within the impeller. Centrifugal force from impeller rotation accelerates fluid through impeller passages. Fluid exits the impeller and enters the diffuser.

Cada difusor é estacionário em relação ao impulsor adjacente. 0 fluido se desloca através de passagens de difusor, que são passagens definidas pelas aletas dentro do difusor. À medida que o fluido se desloca através doEach diffuser is stationary relative to the adjacent impeller. The fluid travels through diffuser passages, which are passages defined by the fins within the diffuser. As the fluid travels through the

3 0 difusor, a velocidade do fluido diminui à medida que aumenta a sua pressão. 0 fluido sai do difusor para entrar em um impulsor subsequente.At the diffuser, the velocity of the fluid decreases as its pressure increases. Fluid exits the diffuser to enter a subsequent impeller.

Forças de empuxo ascendente e de empuxo descendente podem atuar sobre cada impulsor durante operação. As forças de empuxo ascendente, sendo aquelas que atuam na direção do fluxo de fluido, podem ocorrer a partir da pressão do fluido abaixo do impulsor. As forças de empuxo descendente podem ocorrer a partir da pressão de recalque do fluido acima do impulsor. Em algumas condições de operação, as forças de empuxo ascendente podem exceder as forças de empuxo descendentes, desse modo fazendo com que o impulsor se desloque axialmente em uma direção a jusante. As condições de operação podem ser, por exemplo, quando existir pouca pressão de recalque. A pressão de recalque pode ser baixa ao se dar partida primeiramente na bomba ou em uma condição de fluxo máximo. É desejável reduzir as forças de empuxo ascendentes durante os momentos quando a força de empuxo ascendente exceder a força de empuxo descendente.Upward and downward thrust forces can act on each impeller during operation. Upward thrust forces, being those acting in the direction of fluid flow, can occur from the fluid pressure below the impeller. The downward thrust forces can occur from the fluid pressure above the impeller. Under some operating conditions, the upward thrust forces may exceed the downward thrust forces, thereby causing the impeller to move axially in a downstream direction. Operating conditions may be, for example, when there is little pressure to settle. The discharge pressure may be low when the pump is first started or in a full flow condition. It is desirable to reduce the upward buoyant forces during times when the upward buoyant force exceeds the downward buoyant force.

2 0 Sumário da Invenção2 0 Summary of the Invention

Uma bomba centrífuga é usada para bombear fluido. Ela pode ser usada, por exemplo, para bombear o fluido a partir de um furo de poço. Em uma modalidade, a bomba inclui um alojamento de bomba e um primeiro e um segundo difusor localizados dentro do alojamento de bomba, cada difusor tendo uma pluralidade de passagens de difusor definidas por uma pluralidade de aletas. A bomba também pode incluir impulsores localizados adjacentes ao difusor ou radialmente dentro de cada difusor. Uma superfície superior de umA centrifugal pump is used to pump fluid. It can be used, for example, to pump fluid from a wellbore. In one embodiment, the pump includes a pump housing and a first and second diffuser located within the pump housing, each diffuser having a plurality of diffuser passages defined by a plurality of fins. The pump may also include impellers located adjacent the diffuser or radially within each diffuser. An upper surface of a

3 0 difusor, e uma superfície inferior; de um impulsor adjacente; podem definir um recesso anular entre o difusor e o impulsor. Similarmente, um espaço vazio pode ser definido por uma superfície inferior de um difusor e uma superfície superior de um impulsor adjacente. Durante a operação, a pressão dentro do recesso anular pode aumentar, contribuindo para uma condição de empuxo ascendente.30 diffuser, and a lower surface; of an adjacent impeller; can define an annular recess between the diffuser and the impeller. Similarly, an empty space may be defined by a lower surface of a diffuser and an upper surface of an adjacent impeller. During operation, pressure within the annular recess may increase, contributing to an upward thrust condition.

Em uma modalidade, uma passagem de ventilação passa através do difusor para prover comunicação entre o recesso anular e o espaço vazio. A passagem de ventilação, por exemplo, pode passar através de uma aleta do difusor e, assim, não obstruir o fluxo dentro da passagem difusora. Em uma condição de empuxo ascendente, a medida que a pressão aumenta no recesso anular sob o impulsor, o fluido pode passar através da passagem de ventilação do difusor precedente para dentro do espaço vazio abaixo do difusor. A passagem de fluido pode reduzir a pressão no recesso anular e, assim, reduzir a pressão atuando contra o lado inferior do primeiro impulsor. A passagem de fluido também pode aumentar a pressão no espaço vazio e, assim, aumentar aIn one embodiment, a vent passage passes through the diffuser to provide communication between the annular recess and the void space. The ventilation passage, for example, may pass through a diffuser fin and thus not obstruct the flow within the diffuser passage. In an upward thrust condition, as pressure increases in the annular recess under the impeller, fluid may pass through the venting passage of the preceding diffuser into the void space below the diffuser. Fluid passage can reduce pressure in the annular recess and thus reduce pressure by acting against the underside of the first impeller. Fluid passage can also increase the pressure in the void and thus increase the

2 0 força atuando contra o topo do impulsor precedente. A força20 The force acting against the top of the preceding impeller. The power

de empuxo ascendente, assim, é reduzida ou deslocada para ambos os impulsores em qualquer lado do difusor tendo a passagem de ventilação. Em algumas modalidades, uma vedação giratória pode estar localizada entre a superfície inferior do difusor e a superfície superior do impulsor para conter fluido dentro do espaço vazio.upward thrust is thus reduced or shifted to both impellers on either side of the diffuser having the ventilation passage. In some embodiments, a rotary seal may be located between the lower surface of the diffuser and the upper surface of the impeller to contain fluid within the void space.

Breve Descrição dos Desenhos Para que a forma na qual as características, aspectos e vantagens mencionados acima da invenção, assim comoBrief Description of the Drawings In order for the form in which the features, aspects and advantages mentioned above of the invention as well as

3 0 outros que se tornarão evidentes, seja realizada e possa ser entendida em detalhe, descrição mais específica da invenção resumida brevemente acima pode ser obtida mediante referência às suas modalidades que são ilustradas nos desenhos que formam uma parte desse relatório descritivo.30 others which will become apparent if realized and can be understood in detail, more specific description of the invention briefly summarized above can be obtained by reference to its embodiments which are illustrated in the drawings which form part of this specification.

Deve-se observar, contudo, que os desenhos anexos ilustram apenas modalidades preferidas da invenção e, portanto, não devem ser considerados como limitadores do escopo da invenção, uma vez que a invenção pode admitir outras modalidades igualmente efetivas. A Figura 1 é uma vista lateral de um conjunto de bombaIt should be noted, however, that the accompanying drawings illustrate only preferred embodiments of the invention and therefore should not be construed as limiting the scope of the invention, as the invention may allow other equally effective embodiments. Figure 1 is a side view of a pump assembly.

submergível elétrica construída de acordo com a invenção e em um furo de poço.electric submersible built in accordance with the invention and in a wellbore.

A Figura 2 é uma vista secional parcial da bomba submergível elétrica da Figura 1. A Figura 3 é uma vista superior de um difusor da bombaFigure 2 is a partial sectional view of the electric submersible pump of Figure 1. Figure 3 is a top view of a pump diffuser

submergível elétrica da Figura 1.electric submersible in Figure 1.

A Figura 4 é uma vista secional lateral do difusor da Figura 3.Figure 4 is a side sectional view of the diffuser of Figure 3.

A Figura 5 é uma modalidade alternativa da bomba submergível elétrica da Figura 1.Figure 5 is an alternative embodiment of the electric submersible pump of Figure 1.

A Figura 6 é uma vista detalhada secional lateral de uma vedação cursiva da modalidade alternativa da bomba submergível elétrica da Figura 5.Figure 6 is a detailed side sectional view of a cursive seal of the alternative embodiment of the electric submersible pump of Figure 5.

A Figura 7 é outra modalidade alternativa da bomba submergível elétrica da Figura 5.Figure 7 is another alternative embodiment of the electric submersible pump of Figure 5.

A Figura 8 é uma vista secional parcial de um impulsor do conjunto de bomba submergível da Figura 1.Figure 8 is a partial sectional view of a submersible pump assembly impeller of Figure 1.

Descrição Detalhada das Modalidades ExemplaresDetailed Description of Exemplary Modalities

Com referência à Figura 1, uma modalidade exemplar de uma bomba submergível elétrica ("ESP") 100 é mostrada localizada no furo de poço 102. Revestimento pode ser usado no furo de poço 102. ESP 100 compreende o conjunto de bomba 104, seção de vedação 106, e motor 108. ESP 100 pode ser suspensa a partir da tubulação 110 no furo de poço 102, em que ela é submersa no fluido de furo de poço. O fluido de furo de poço é puxado para dentro da entrada de bomba 102 na bomba 104 e então bombeado para a superfície através da tubulação 110. O fluido de furo de poço pode ser qualquer tipo de fluido incluindo, por exemplo, fluido de produto tal como óleo, fluido de acionamento de água natural, ou fluido de acionamento injetado.Referring to Figure 1, an exemplary embodiment of an electric submersible pump ("ESP") 100 is shown located in well bore 102. Casing may be used in well bore 102. ESP 100 comprises pump assembly 104, section of seal 106, and motor 108. ESP 100 may be suspended from the pipeline 110 in wellbore 102, where it is submerged in wellbore fluid. The wellbore fluid is drawn into the pump inlet 102 at the pump 104 and then pumped to the surface through the pipe 110. The wellbore fluid can be any type of fluid including, for example, product fluid such as such as oil, natural water drive fluid, or injected drive fluid.

O motor 108 pode ser qualquer tipo de motor incluindo, por exemplo, um motor elétrico. A seção de vedação 106 tem um alojamento, um eixo de seção de vedação (não mostrado) , e dispositivo para equalizar a pressão (não mostrado) do lubrificante no motor 108 com o fluido hidrostático no poço 102. O motor 108 tem um eixo (não mostrado) que se conecta ao eixo de seção de vedação. O eixo de seção de vedação passa através da seção de vedação 106 para a base do conjunto de bomba 104. Com referência à Figura 2, uma modalidade exemplar do conjunto de bomba 104 da Figura 1 é mostrada com um alojamento de bomba externo 114, impulsores 116, e difusores 120 localizados dentro do alojamento de bomba 114.Motor 108 may be any type of motor including, for example, an electric motor. The sealing section 106 has a housing, a sealing section shaft (not shown), and a device for equalizing the pressure (not shown) of the lubricant in motor 108 with hydrostatic fluid in well 102. Motor 108 has a shaft ( not shown) that connects to the sealing section shaft. The sealing section shaft passes through the sealing section 106 to the base of the pump assembly 104. Referring to Figure 2, an exemplary embodiment of the pump assembly 104 of Figure 1 is shown with an external pump housing 114, impellers. 116, and diffusers 120 located within the pump housing 114.

Com referência à Figura 2, o alojamento de bomba 114 éReferring to Figure 2, the pump housing 114 is

um membro tubular que forma um exterior do conjunto de bomba 104. 0 alojamento 114 pode ser feito de metal, plástico, ou qualquer outro material adequadamente rígido. O alojamento de bomba 114 pode conter e proteger os 3 0 componentes do conjunto de bomba 104. Com a finalidade de clareza na descrição de uma modalidade de uma bomba centrífuga com furos de compensação de empuxo ascendente, algumas referências se referem a "superior" e "inferior", como se a ESP 100 estivesse em uma posição substancialmente vertical. Essas referências de posição são apenas para descrição, e não devem ser consideradas como limitando a invenção a uma aplicação em que a bomba submergível elétrica 100 está em uma orientação vertical. Na realidade, a ESP 100 pode estar em uma orientação horizontal ou em qualquer outra orientação.a tubular member forming an exterior of the pump assembly 104. Housing 114 may be made of metal, plastic, or any other suitably rigid material. Pump housing 114 may contain and protect the 30 components of pump assembly 104. For the sake of clarity in describing one embodiment of a centrifugal pump with upward thrust compensation holes, some references refer to "upper" and "bottom", as if ESP 100 were in a substantially vertical position. These position references are for description only, and should not be construed as limiting the invention to an application wherein the electric submersible pump 100 is in a vertical orientation. In fact, the ESP 100 may be in a horizontal orientation or any other orientation.

Difusores 120 podem estar localizadosDiffusers 120 may be located

estacionariamente dentro do alojamento de bomba 114. Um ou mais difusores 120 podem ter um modelo diferente do que um ou mais difusores diferentes 120 ou podem ter um modelo substancialmente semelhante. Os difusores 120 podem ser de modelos de voluta, radial, de fluxo misto, ou axial. Cada difusor 120 tem uma superfície externa geralmente curva e um diâmetro externo dimensionado para ajuste dentro do diâmetro interno do alojamento de bomba 114. 0 difusor 120 tem um furo central 124 definido pelo seu diâmetro interno. 0 diâmetro externo do difusor 12 0 é definido pela parede lateral de difusor 126. Cada difusor 120 contém uma pluralidade de passagens 128 que se estendem através do difusor 120. Em uma modalidade (não mostrada), em que um alojamento de bomba 114 não é usado, uma pilha de difusores 120 pode ser conectada mediante, por exemplo, parafusos para criar um corpo de bomba. Nessa modalidade, a parede lateral de difusor 26 pode ser a superfície exterior do conjunto de bomba 104. 3 0 Com referência à Figura 3, cada passagem 128 é definida por aletas 130 que se estendem helicoidalmente no sentido para fora. 0 difusor 120 pode ser de um tipo de f Iixxo radial, conforme mostrado, com as passagens se estendendo no sentido para fora em um plano radial ou um tipo de fluxo misto (não mostrado) , com as passagens se estendendo axialmente e radialmente. As passagens 128 geralmente fluem a partir de uma localização radial externa 132 próximo ã porção inferior, ou base, do difusor 120 e então se deslocam no sentido para dentro, mais próximo ao centro do difusor 120, quando a passagem 128 se desloca ao longo da extensão axial do difusor 120. Em algumas modalidades, a área em seção transversal das passagens 128 também tende a aumentar à medida que a passagem 128 se desloca a partir da base do difusor 120 para o topo do difusor 120. Desse modo, o fluido entrando na passagem 128 próximo à periferia do difusor 120 em alta velocidade é reduzido a uma velocidade inferior, mas pressão superior, à medida que o fluido se desloca radialmente, ou ambos, axialmente e radialmente, através da passagem 128. As aletas 130 formam as paredes laterais das passagens 128.stationary within the pump housing 114. One or more diffusers 120 may have a different design than one or more different diffusers 120 or may have a substantially similar design. Diffusers 120 may be of volute, radial, mixed flow, or axial designs. Each diffuser 120 has a generally curved outer surface and an outside diameter sized to fit within the inner diameter of the pump housing 114. The diffuser 120 has a central bore 124 defined by its inner diameter. The outside diameter of diffuser 120 is defined by diffuser sidewall 126. Each diffuser 120 contains a plurality of passages 128 extending through diffuser 120. In one embodiment (not shown), wherein a pump housing 114 is not provided. In use, a diffuser stack 120 may be connected by, for example, screws to create a pump body. In such an embodiment, the diffuser sidewall 26 may be the outer surface of the pump assembly 104. Referring to Figure 3, each passageway 128 is defined by helically extending fins 130 in an outward direction. Diffuser 120 may be of a radial beam type, as shown, with the passages extending outwards in a radial plane or a mixed flow type (not shown), with the passages extending axially and radially. The passages 128 generally flow from an outer radial location 132 near the bottom, or base, of the diffuser 120 and then move inwardly closer to the center of the diffuser 120 as the passage 128 travels along the axial extension of diffuser 120. In some embodiments, the cross-sectional area of passages 128 also tends to increase as passage 128 travels from the base of diffuser 120 to the top of diffuser 120. Thus, fluid entering at passage 128 near the periphery of the high-speed diffuser 120 is reduced at a slower rate but higher pressure as fluid moves radially or both axially and radially through passage 128. The fins 130 form the walls side passages 128.

Com referência de volta à Figura 2, a coberta superior 134 define o topo da passagem 128. A coberta inferior de difusor 136 define a parte inferior da passagem 128. A superfície inferior da coberta inferior de difusor 136 pode ter ranhura anular 138 para engatar a arruela de empuxo ascendente 140, a qual poderia ser, por exemplo, uma arruela de mancai de empuxo. A coberta superior 134 do difusor pode ter arruela de olhai 142 para engatar o impulsor 116. 0 perfil da coberta superior 134 pode criar um recesso anular 144 em relação à parede lateral de difusor 126 e arruela de olhai 142. 0 recesso anular 144 é um espaço vazio que pode ser preenchido com fluido durante operação.Referring back to Figure 2, the upper cover 134 defines the top of the passage 128. The lower diffuser cover 136 defines the lower part of the passage 128. The lower surface of the lower diffuser cover 136 may have annular groove 138 to engage the upward thrust washer 140 which could be, for example, a thrust bearing washer. Diffuser top cover 134 may have eye washer 142 for engaging impeller 116. Top cover profile 134 may create an annular recess 144 relative to diffuser side wall 126 and eye washer 142. Annular recess 144 is a Empty space that can be filled with fluid during operation.

Com referência à Figura 4, o furo de ventilação 150 é mostrado formado através da coberta inferior de difusor 136. Em algumas modalidades, o furo de ventilação 150 é uma passagem através da aleta difusora 130. Nessas modalidades, o furo de ventilação 150 tem abertura superior 152 através da coberta superior 134 e abertura inferior 154 através da coberta inferior de difusor 136, cada uma delas conectada pela passagem 156. Em algumas modalidades, o furo de ventilação 150 inclui um tubo 158. Nessas modalidades, a abertura superior 152 está em comunicação com o tubo 158. 0 tubo 158 passa através de uma porção da coberta inferior de difusor 136, ou está em comunicação com a passagem 160 que passa através da coberta inferior de difusor 13 6. O tubo 158 pode ocupar uma porção da passagem 128.Referring to Figure 4, the vent hole 150 is shown formed through the lower diffuser cover 136. In some embodiments, the vent hole 150 is a passageway through the diffuser fin 130. In such embodiments, the vent hole 150 has an aperture. 152 through the upper cover 134 and lower opening 154 through the lower diffuser cover 136, each connected by passage 156. In some embodiments, vent hole 150 includes a tube 158. In such embodiments, upper opening 152 is in communicating with tube 158. Tube 158 passes through a portion of the lower diffuser cover 136, or is in communication with passage 160 passing through the lower diffuser cover 13 6. Tube 158 may occupy a portion of passage 128 .

Cada abertura 152, 154 pode ser arredondada, quadrada, elíptica, ou de qualquer outro formato. Além disso, a abertura superior 152 e abertura inferior 154 não precisam ter o mesmo formato. A seção transversal da passagem 156, tubo 158, e passagem 160 pode ser arredondada, elíptica, ou de qualquer outro formato. As dimensões globais do furo de ventilação 150 podem ser de qualquer tamanho. Nas modalidades em que o furo de ventilação 150 é uma passagem através da aleta 130, o tamanho do furo de ventilação 150 pode ser limitado pelas dimensões da aleta 130 através das quais passa o furo de ventilação 150. Modalidades usando o tubo 158 não são assim limitadas, uma vez que o diâmetro 3 0 externo do tubo 158 pode ser maior do que a largura da passagem 128.Each aperture 152, 154 may be rounded, square, elliptical, or of any other shape. In addition, the upper aperture 152 and lower aperture 154 need not have the same shape. The cross section of passageway 156, tube 158, and passageway 160 may be rounded, elliptical, or of any other shape. The overall dimensions of vent hole 150 can be of any size. In embodiments where the vent hole 150 is a passage through the fin 130, the size of the vent hole 150 may be limited by the dimensions of the fin 130 through which the vent hole 150 passes. since the outer diameter 30 of the tube 158 may be greater than the width of the passageway 128.

Pode ser usado qualquer número de furos de ventilação 150. Algumas modalidades podem ter apenas um furo de ventilação 150 através de cada difusor 120. Outras modalidades podem ter múltiplos furos de ventilação 150 igualmente espaçados em torno do difusor 120 ou espaçados desigualmente em torno do difusor 120. Na realidade, algumas modalidades podem ter um ou mais furos de ventilação 150 através de cada aleta 130. Os furos de ventilação 150 podem ser espaçados a qualquer distância entre o furo 124 e a localização radial externa 132. Em algumas modalidades, a localização radial do furo de ventilação 150 pode ser diferente da localização radial de um furo de ventilação adjacente 150. O número, tamanho e localização dos furos de ventilação 150 podem ser calculados para permitir que uma quantidade predeterminada de fluido passe através da coberta inferior de difusor 136 em uma determinada pressão.Any number of vent holes 150 may be used. Some embodiments may have only one vent hole 150 through each diffuser 120. Other embodiments may have multiple vent holes 150 equally spaced around the diffuser 120 or unevenly spaced around the diffuser. 120. In fact, some embodiments may have one or more vent holes 150 through each fin 130. Vent holes 150 may be spaced at any distance between bore 124 and external radial location 132. In some embodiments, the location The radial location of the vent hole 150 may differ from the radial location of an adjacent vent hole 150. The number, size and location of the vent holes 150 may be calculated to allow a predetermined amount of fluid to pass through the lower diffuser cover 136. at a certain pressure.

Com referência de volta à Figura 2, as passagens 128 2 0 podem se abrir para a entrada de difusor 162, localizada próximo â coberta inferior de difusor 136, para receber o fluido a partir do impulsor 116. No exemplo da Figura 2, as passagens de difusor 128 terminam na saída de difusor 164. A saída de difusor 164 pode ser uma ranhura anular definida pelas porções superiores de diâmetro interno das aletas de difusor 130.Referring back to Figure 2, the passages 128 20 may open to the diffuser inlet 162, located near the lower diffuser cover 136, to receive fluid from the impeller 116. In the example of Figure 2, the passages The diffuser outlet 164 may be an annular groove defined by the upper inner diameter portions of the diffuser fins 130.

A coberta inferior de difusor 13 6 da parede lateral de difusor 126 pode ter um membro de travamento inferior voltado no sentido para baixo 166, tal como um ressalto ou rabeta, para receber um membro de travamento superior correspondente 168 na extremidade superior de um difusor adjacente 120.Diffuser lower cover 136 of diffuser side wall 126 may have a downwardly facing lower locking member 166, such as a shoulder or tail, to receive a corresponding upper locking member 168 at the upper end of an adjacent diffuser. 120

A parede lateral superior 170 do difusor 120 é um membro cilíndrico que tem um diâmetro interno maior do que o diâmetro externo maior do impulsor 116. O diâmetro interno da parede lateral superior 170 estreita no ponto de interface de impulsor 176. O diâmetro interno do ponto de interface de impulsor 176 é aproximadamente idêntico, ou ligeiramente maior do que o diâmetro externo do impulsor 116.The upper sidewall 170 of the diffuser 120 is a cylindrical member having a larger inner diameter than the larger outer diameter of the impeller 116. The inner diameter of the upper sidewall 170 narrows at the impeller interface point 176. The inner diameter of the point of impeller interface 176 is approximately identical, or slightly larger than the outside diameter of impeller 116.

Com referência ainda à Figura 2, o impulsor 116 é um elemento de bomba giratório que utiliza força centrífuga para acelerar os fluidos. 0 impulsor 116 tem um furo central definido pelo diâmetro interno do cubo de impulsor 178. O eixo 180 passa através do furo central dos impulsores 116. Os impulsores 116 podem engatar o eixo 180 mediante qualquer meio incluindo, por exemplo, estrias (não mostradas) ou ranhuras (não mostradas) que fazem com que os impulsores 116 girem com o eixo. Uma extremidade do eixo 180 pode engatar o eixo (não mostrado) da seção de vedação 106 (Figura 1) ou de outro modo ser acoplada ao eixo (não mostrado) do motor 108. Em algumas modalidades, dois ou mais conjuntos de bomba 104 podem ser usados e assim o eixo 180 pode ser acoplado a um eixo (não mostrado) de um conjunto de bomba adjacente (não mostrado).Referring further to Figure 2, impeller 116 is a rotary pump element that uses centrifugal force to accelerate fluids. Impeller 116 has a center bore defined by the inside diameter of impeller hub 178. Axis 180 passes through the central bore of impellers 116. Impellers 116 may engage shaft 180 by any means including, for example, splines (not shown). or slots (not shown) that cause impellers 116 to rotate with the shaft. One end of the shaft 180 may engage the shaft (not shown) of sealing section 106 (Figure 1) or otherwise be coupled to the shaft (not shown) of motor 108. In some embodiments, two or more pump assemblies 104 may be shaft 180 can be coupled to an axis (not shown) of an adjacent pump assembly (not shown).

Aletas impulsoras 182 podem ser fixadas ou formadas integralmente com o cubo de impulsor 178. As aletas 182 podem se estender radialmente a partir do cubo de impulsor 178 e podem ser perpendiculares ao eixo 180, ou podem se estender em um ângulo. Em algumas modalidades, as aletas 182 são curvas à medida que elas se estendem a partir do cubo de impulsor 178. As passagens 184 são formadas entre as superfícies das aletas 182.Pusher fins 182 may be attached or formed integrally with pusher hub 178. Fins 182 may extend radially from pusher hub 178 and may be perpendicular to axis 180, or may extend at an angle. In some embodiments, the fins 182 are curved as they extend from the impeller hub 178. The passages 184 are formed between the surfaces of the fins 182.

A coberta inferior 186 forma uma borda externa do impulsor 116 e pode ser fixada a, ou se unir a uma borda das aletas 182. Em algumas modalidades, a coberta inferior 186 é fixada ao cubo de impulsor 178, seja diretamente ou por intermédio de aletas 182. Em algumas modalidades, o cubo de impulsor 178, aletas 182, e coberta inferior 186 são todos fundidos ou fabricados como uma única peça de material.The bottom cover 186 forms an outer edge of the impeller 116 and may be attached to or join to an edge of the fins 182. In some embodiments, the bottom cover 186 is attached to the impeller hub 178 either directly or by means of fins. 182. In some embodiments, the impeller hub 178, fins 182, and bottom cover 186 are all cast or fabricated as a single piece of material.

A borda de impulsor 188 é uma superfície em uma porção de diâmetro externo do impulsor 116. Em uma modalidade exemplar, a borda externa 188 é a porção mais externa da coberta inferior 186. A borda externa 188 não precisa ser a porção mais externa do impulsor 116. 0 diâmetro da borda 188 é ligeiramente menor do que o diâmetro interno do ponto de interface de impulsor 176.The impeller edge 188 is a surface on an outer diameter portion of the impeller 116. In an exemplary embodiment, the outer edge 188 is the outermost portion of the lower cover 186. The outer edge 188 need not be the outermost portion of the impeller. 116. Edge diameter 188 is slightly smaller than the inside diameter of impeller interface point 176.

A coberta inferior 186 pode ter uma virola inferior 2 0 190 para engatar a arruela de olhai de impulsor 142 no difusor 120. A virola inferior 190 pode ser formada na superfície inferior da coberta inferior 186. A coberta inferior 186 define a entrada de impulsor 192 a partir de baixo do impulsor 116 para dentro das passagens 184 formadas entre as aletas 182.The lower cover 186 may have a lower ferrule 20 190 for engaging the impeller eye washer 142 on the diffuser 120. The lower ferrule 190 may be formed on the lower surface of the lower cover 186. The lower cover 186 defines the impeller inlet 192. from below the impeller 116 into the passages 184 formed between the fins 182.

A coberta superior de impulsor 194 está localizada na extremidade oposta das aletas 182 a partir da coberta inferior 186. A coberta superior de impulsor 194 pode ser fixada ou se unir às aletas 182. A coberta superior de impulsor 194 define geralmente um limite superior das passagens 184 entre as aletas 182. A coberta superior 94 pode ter uma superfície de vedação 196 para vedar contra a arruela de empuxo ascendente 140 do difusor 120. A arruela de empuxo descendente 197 pode estar localizada entre uma superfície voltada no sentido para baixo do impulsor 116 e uma superfície voltada no sentido para cima do difusor 120.The impeller upper cover 194 is located at the opposite end of the fins 182 from the lower cover 186. The impeller upper cover 194 may be attached to or join to the fins 182. The impeller upper cover 194 generally defines an upper limit of the passages. 184 between fins 182. Top cover 94 may have a sealing surface 196 for sealing against upward thrust washer 140 of diffuser 120. Downward thrust washer 197 may be located between a downwardly facing surface of impeller 116 and an upwardly facing surface of the diffuser 120.

O espaço vazio 198 é um espaço limitado na parte inferior pela coberta superior de impulsor 194 e na parte superior pela coberta inferior de difusor 136. A arruela de empuxo ascendente 142 ou uma porção do cubo de impulsor 178 pode formar um limite em um lado do espaço vazio 198. Com referência à Figura 5, em algumas modalidades, a vedação giratória 200 pode formar um limite em um lado do espaço vazio 198. A vedação giratória 200 é uma vedação para reter o fluido e pressão no espaço vazio 198. A virola de vedação estacionária de coberta 202 (Figura 6) pode ser fixada na, ou ser formada com a superfície inferior da coberta inferior de difusor 13 6. Similarmente, a virola de vedação giratória de impulsor 204 (Figura 6) pode ser uma vedação formada com ou fixada à coberta superior de impulsor 194. Em algumas modalidades, uma ranhura de vedação giratória 205 está localizada na coberta inferior de difusor 136 (conforme mostrado na Figura 7) ou na coberta superior de impulsor 194 (não mostrada). Nessas modalidades, a virola de vedação giratória 202 ou 204 encaixa na ranhura de vedação giratória 205 para manter a pressão no espaço vazio 198. Outras configurações de vedação giratória 200 podem ser usadas. Em algumas modalidades, a vedação giratória 200 não é usada com espaço vazio 198. 3 0 Dentro de um único alojamento de bomba, um ou mais da pluralidade de impulsores 116 pode ter um modelo diferente de um ou mais dos outros impulsores, tal como, por exemplo, aletas impulsoras tendo um passo diferente.The void space 198 is a space limited at the bottom by the upper impeller cover 194 and at the top by the lower diffuser cover 136. The upward thrust washer 142 or a portion of the impeller hub 178 may form a boundary on one side of the void 198. With reference to Figure 5, in some embodiments, the rotary seal 200 may form a boundary on one side of the void 198. The rotary seal 200 is a seal for holding fluid and pressure in the void 198. The ferrule stationary sealing lip 202 (Figure 6) may be fixed to or formed with the lower surface of the lower diffuser cover 13 6. Similarly, the pusher rotary sealing lip 204 (Figure 6) may be a seal formed with or attached to the impeller upper cover 194. In some embodiments, a rotary sealing groove 205 is located in the lower diffuser cover 136 (as shown in Figure 7) or the upper cover. impeller end 194 (not shown). In such embodiments, the rotary seal ferrule 202 or 204 fits into the rotary seal groove 205 to maintain pressure in the void 198. Other rotary seal configurations 200 may be used. In some embodiments, the rotary seal 200 is not used with void space 198. Within a single pump housing, one or more of the plurality of impellers 116 may have a different design than one or more of the other impellers such as, for example pusher fins having a different pitch.

Vários impulsores 116 podem ser instalados no eixo 180. Vários difusores 120 são instalados, alternadamente, entre os impulsores 116. 0 conjunto tendo o eixo 180, impulsores 116, e difusores 120 é instalado no alojamento de bomba 114.Several impellers 116 may be installed on shaft 180. Several diffusers 120 are alternately installed between impellers 116. The assembly having shaft 180, impellers 116, and diffusers 120 is installed in pump housing 114.

Com referência à Figura 8, duas forças axiais atuam tipicamente sobre o impulsor 116 durante a operação - força de empuxo descendente 206 e força de empuxo ascendente 208. A força de empuxo descendente 206 é definida como uma força sobre os impulsores 116 atuando contra a direção de fluxo, desse modo impelindo os impulsores 116 em uma direção no sentido para cima (para longe da tubulação de descarga 110 (Figura 1) ) . A força de empuxo ascendente 208 é definida como a força atuando sobre os impulsores 116 na mesma direção que a direção de fluxo, desse modo impelindo os impulsores em uma direção a jusante (em direção à tubulação 2 0 de descarga 110 (Figura 1) ) . As forças de empuxo ascendente 208 ocorrem, por exemplo, quando o fluido de descarga a partir do primeiro impulsor 16' (Figura 2) exerce força contra o impulsor a jusante 116. A baixa pressão de recalque, tal como durante uma taxa de fluxo elevada, pode causar forças de empuxo ascendente significativas sobre o impulsor 116.Referring to Figure 8, two axial forces typically act on impeller 116 during operation - downward thrust force 206 and upward thrust force 208. The downward thrust force 206 is defined as a force on the impellers 116 acting against the direction. thereby impelling the impellers 116 in an upward direction (away from the discharge piping 110 (Figure 1)). Upward thrust force 208 is defined as the force acting on the impellers 116 in the same direction as the flow direction, thereby propelling the impellers in a downstream direction (toward discharge piping 20 (Figure 1)) . Upward thrust forces 208 occur, for example, when the discharge fluid from the first impeller 16 '(Figure 2) forces against the downstream impeller 116. The low set pressure, such as during a high flow rate , can cause significant upward thrust forces on impeller 116.

Forças de empuxo descendentes 206 ocorrem, por exemplo, quando a pressão de recalque exerce força sobre os impulsores 116, desse modo impelindo os impulsores 116 em uma direção oposta à direção de fluxo (isto é, para longe da tubulação 110) . Pressão de recalque superior, tal como em uma condição sem fluxo, pode exercer a maior quantidade de fluxo de empuxo descendente 206 sobre os impulsores.Downward buoyant forces 206 occur, for example, when the set pressure exerts force on the impellers 116, thereby propelling the impellers 116 in a direction opposite to the flow direction (i.e. away from the piping 110). Higher set pressure, as in a no flow condition, can exert the greatest amount of downward thrust flow 206 over the impellers.

As características de empuxo variam dependendo do modelo de estágio. Em uma modalidade exemplar, as características de empuxo atuando sobre o impulsor 116 podem variar de empuxo descendente de aproximadamente 4 0 libras por estágio quando o fluxo é zero até empuxo ascendente de aproximadamente 15 libras por estágio quando o fluxo se aproxima de aproximadamente 1.500 barris por dia. Um exemplo das características de empuxo é mostrado na Tabela A. Outros modelos de impulsor e bomba podem ter diferentes características de empuxo e fluxo.The thrust characteristics vary depending on the stage model. In an exemplary embodiment, thrust characteristics acting on impeller 116 may range from downward thrust of approximately 40 pounds per stage when flow is zero to upward thrust of approximately 15 pounds per stage when flow approaches approximately 1,500 barrels per stage. day. An example of thrust characteristics is shown in Table A. Other impeller and pump models may have different thrust and flow characteristics.

Tabela ATable A

1515

2020

Sob condições de operação normal, a força de empuxo descendente 206 excede a força de empuxo ascendente 208, desse modo impelindo os impulsores em uma direção à montante (isto é, em direção ao motor 108), em relação ao fluxo ("condições de empuxo descendente"). Em algumas circunstâncias, a força de empuxo ascendente 208 pode exceder a força de empuxo descendente 206. Essa "condiçãoUnder normal operating conditions, the downward thrust force 206 exceeds the upward thrust force 208, thereby propelling the impellers in an upstream direction (i.e. toward motor 108) relative to the flow ("thrust conditions"). downward"). In some circumstances upward thrust force 208 may exceed downward thrust force 206. This "condition"

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Fluxo (BPD) de empuxo ascendente" pode ocorrer durante a partida, antes de a bomba desenvolver pressão de recalque, ou durante uma condição de fluxo máximo quando há pouca ou nenhuma pressão de recalque.Upflow Thrust (BPD) "may occur during start-up, before the pump develops set pressure, or during a maximum flow condition when there is little or no set pressure.

Com referência outra vez à Figura 2, em operação, oReferring again to Figure 2 in operation, the

fluido entra no impulsor na entrada de impulsor 192. 0 eixo 180 gira, fazendo com que o impulsor 116 gire, enquanto os difusores 120 permanecem estacionários em relação ao alojamento de bomba 114. O fluido do furo de poço entrando na entrada de bomba 112 (Figura 1) é puxado através da entrada de impulsor 192 e para dentro da passagem 184 do impulsor 116. A rotação do impulsor 116 acelera o fluido para fora da passagem 184 para dentro da passagem difusora 128. Na passagem difusora 128, a velocidade do fluido é diminuída e a pressão é aumentada. O fluido sai da passagem difusora 128, passando através da abertura definida pela coberta inferior 186 quando ele entra no próximo impulsor 116. O fluido de furo de poço continua a passar através de cada difusor subsequente 120 e impulsor 116 até atingir a tubulação 110, em que ele é propelido para cima através da tubulação 110.fluid enters the impeller at impeller inlet 192. Shaft 180 rotates causing impeller 116 to rotate while diffusers 120 remain stationary relative to pump housing 114. Well bore fluid entering pump inlet 112 ( Figure 1) is pulled through impeller inlet 192 and into impeller passage 184. Rotation of impeller 116 accelerates fluid out of passage 184 into diffuser passage 128. In diffuser passage 128, the fluid velocity is decreased and the pressure is increased. The fluid exits the diffuser passage 128, passing through the opening defined by the lower cover 186 as it enters the next impeller 116. Well bore fluid continues to pass through each subsequent diffuser 120 and impeller 116 until it reaches tubing 110, in particular. that it is propelled upward through the pipe 110.

O fluido pode girar em uma pluralidade de locais dentro do alojamento de bomba 114. No recesso 144, por exemplo, o fluido pode girar abaixo da coberta inferior 186. 0 fluido, estando localizado entre o impulsor giratório 116 e o difusor estacionário 120, pode girar em aproximadamente metade da velocidade rotacional do impulsor 116. Similarmente, o fluido no espaço vazio 198 pode girar entre a coberta superior de impulsor 194 e a coberta inferior de difusor 136. Como o fluido no recesso anular 144, o fluido no espaço vazio 198 pode girar em aproximadamente metade da velocidade rotacional do impulsor 116.The fluid may rotate in a plurality of locations within the pump housing 114. In recess 144, for example, the fluid may rotate below the lower cover 186. The fluid, being located between the rotary impeller 116 and the stationary diffuser 120, may rotate at approximately half the rotational speed of impeller 116. Similarly, void fluid 198 may rotate between impeller upper cover 194 and diffuser lower cover 136. Like annular recess fluid 144, void fluid 198 it can rotate at approximately half the rotational speed of impeller 116.

Em uma bomba de múltiplos estágios, exemplar, cada estágio (impulsor 116 e difusor 120) aumenta a pressão do fluido à medida que o fluido se desloca através do estágio. Como exemplo, suponha que cada estágio aumenta a pressão de fluido em (10 psi) 68,9 kPa. Se a pressão na entrada de impulsor 192' para de 50 psi (344,7 kPa), então a pressão na próxima entrada de impulsor 192 pode ser de 60 psi (413,6 kPa) . A pressão de fluido na saída de impulsor 110' pode ser de aproximadamente 58 psi (399,9 kPa) (399,9 kPa). A pressão de fluido no recesso anular 144' e no espaço vario 198', sendo de aproximadamente, e em comunicação, com a entrada de impulsor 210' também pode ser de aproximadamente 58 psi (399,9 kPa) ou ligeiramente diferente de 58 psi (399,9 kPa).In an exemplary multistage pump, each stage (impeller 116 and diffuser 120) increases fluid pressure as fluid moves through the stage. As an example, suppose each stage increases fluid pressure by (10 psi) 68.9 kPa. If the pressure at the impeller inlet 192 'stops at 50 psi (344.7 kPa), then the pressure at the next impeller inlet 192 may be 60 psi (413.6 kPa). The fluid pressure at the impeller outlet 110 'may be approximately 58 psi (399.9 kPa) (399.9 kPa). The fluid pressure in the annular recess 144 'and in the various space 198' being approximately and in communication with the impeller inlet 210 'may also be approximately 58 psi (399.9 kPa) or slightly different from 58 psi. (399.9 kPa).

Nesse exemplo, a pressão no próximo estado aumenta em aproximadamente (10 psi) 68,9 kPa, fazendo assim com que a pressão na saída de impulsor 210 seja de aproximadamente 68 psi (468,8 kPa). 0 fluido no recesso anular 144 e no espaço vazio 198 também terá uma pressão de aproximadamente 68 psi (468,8 kPa).In this example, the pressure in the next state increases by approximately (10 psi) 68.9 kPa, thus causing the pressure at the impeller outlet 210 to be approximately 68 psi (468.8 kPa). The fluid in annular recess 144 and void space 198 will also have a pressure of approximately 68 psi (468.8 kPa).

Um ou mais furos de ventilação 152 funcionam para comunicar a pressão do recesso anular 144 para o espaço vazio 198'. A comunicação de fluido, e pressão, reduz a pressão no recesso 144. A redução de pressão no recesso 144 reduz o efeito de empuxo ascendente sobre o impulsor 116. Além disso, o aumento de pressão no espaço vazio 198' atua 3 0 contra a coberta superior de impulsor 194' do impulsor 116', aumentando assim a força de empuxo descendente atuando sobre o impulsor 116'.One or more vent holes 152 function to communicate the pressure of the annular recess 144 to the void space 198 '. Fluid communication, and pressure, reduces pressure in recess 144. Pressure reduction in recess 144 reduces the upward thrust effect on impeller 116. In addition, pressure increase in void space 198 'acts 30 against pusher upper cover 194 'of pusher 116' thereby increasing downward thrust force acting on pusher 116 '.

Devido ao perfil de afilamento da parede lateral de difusor 126, em que o diâmetro interno da parede lateral de difusor 126 se torna menor no ponto de interface de impulsor 176, condições de empuxo descendente podem diminuir a folga entre a borda 188 do impulsor 116 e o diâmetro interno do difusor 120. Durante empuxo ascendente, contudo, o impulsor 116 é impelido para cima e para longe do difusor 116, desse modo causando um espaço livre maior entre o impulsor 116 e o difusor 120 no ponto de interface de impulsor 176. A folga pode permitir que uma porção maior da descarga a partir do impulsor 116 passe para dentro do recesso anular 144 entre o impulsor 116 e o difusor 12 0 abaixo do impulsor 116. O fluido adicional no recesso 144 pode contribuir adicionalmente par a condição de empuxo ascendente.Due to the taper profile of the diffuser sidewall 126, wherein the internal diameter of the diffuser sidewall 126 becomes smaller at the impeller interface point 176, downward thrust conditions may decrease the clearance between the edge 188 of the impeller 116 and the internal diameter of diffuser 120. During upward thrust, however, impeller 116 is pushed up and away from diffuser 116, thereby causing a larger clearance between impeller 116 and diffuser 120 at impeller interface point 176. The clearance may allow a larger portion of the discharge from impeller 116 to pass into annular recess 144 between impeller 116 and diffuser 120 below impeller 116. Additional fluid in recess 144 may additionally contribute to the thrust condition ascending.

Fluido em alta pressão no recesso anular 144 pode passar através do furo de ventilação 150 e sair abaixo do difusor 120. A pressão no recesso anular 144 é geralmente superior à pressão de fluido na descarga do impulsor precedente 116' porque o fluido no recesso anular 144 foi acelerado pelo impulsor 116. Desse modo o fluido é capaz de passar a partir da área de pressão superior, dentro do recesso anular 144, para a área de pressão inferior (espaço vazio 198'), abaixo do difusor 120. O movimento do fluido resulta em menos pressão atuando contra o lado inferior do impulsor 116. Adicionalmente, quando o fluido passa através do furo de ventilação 150 para dentro do espaço vazio 198', a pressão superior empurra o impulsor 116' no sentido para baixo. Uma condição de empuxo ascendente maior resulta em uma maior quantidade de fluxo passando para dentro do recesso anular 144, e assim uma quantidade maior de fluido e pressão está disponível para atuar contra o impulsor precedente 116'. Desse modo a pressão e o fluxo através do furo de ventilação 150 atuam para compensar as forças de empuxo ascendente atuando sobre o impulsor 116'.High pressure fluid in annular recess 144 may pass through vent hole 150 and exit below diffuser 120. Pressure in annular recess 144 is generally greater than the fluid pressure in the preceding impeller discharge 116 'because fluid in annular recess 144 was accelerated by the impeller 116. In this way the fluid is able to pass from the upper pressure area within the annular recess 144 to the lower pressure area (void space 198 ') below the diffuser 120. The movement of the fluid results in less pressure acting against the underside of impeller 116. Additionally, when fluid passes through vent hole 150 into the void space 198 ', the upper pressure pushes impeller 116' downwards. A larger upward thrust condition results in a greater amount of flow passing into the annular recess 144, and thus a greater amount of fluid and pressure is available to act against the preceding impeller 116 '. Thus pressure and flow through vent hole 150 act to compensate for upward thrust forces acting on impeller 116 '.

Quando cada impulsor 116 é impelido no sentido para baixo, a folga entre o impulsor 116 e o difusor 120 é diminuída, reduzindo assim o fluxo, e a pressão, a partir do impulsor 116 para o recesso anular 144. Assim, quando deixa de existir a condição de empuxo ascendente, o fluxo e a pressão através do furo de ventilação 105 estão em um mínimo e, portanto, a força atuando sobre o impulsor 116', a qual não é mais necessária, é grandemente reduzida ou eliminada.When each impeller 116 is pushed downwards, the clearance between impeller 116 and diffuser 120 is reduced, thereby reducing flow and pressure from impeller 116 to annular recess 144. Thus, when it ceases to exist the upward thrust condition, flow and pressure through vent hole 105 are at a minimum and therefore the force acting on impeller 116 ', which is no longer required, is greatly reduced or eliminated.

Embora a invenção tenha sido mostrada ou descrita em apenas alguma de suas formas, deve ser evidente para aqueles versados na técnica que ela não é assim limitada, mas está sujeita a diversas alterações sem se afastar do escopo da invenção.Although the invention has been shown or described in just one of its forms, it should be apparent to those skilled in the art that it is not thus limited, but is subject to various changes without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Electric submersible pump comprising: first and second coaxially stacked impellers; a diffuser coaxially located between the impellers; and an axially venting passage through a diffuser to equalize pressure above and below the diffuser.

Pump according to Claim 1, characterized in that it further comprises an annular recess defined by an upper surface of the diffuser and a lower surface of the first impeller.

Pump according to Claim 1, characterized in that it further comprises an empty space defined by a lower surface of the diffuser and an upper surface of the second impeller.

Pump according to claim 1, characterized in that it further comprises an annular seal located between the upper surface of the second impeller and the lower surface of the diffuser, the annular seal comprising a ferrule projected from the second impeller and a ferrule which protrudes from one another. designs from the diffuser.

Pump according to claim 1, further comprising an annular seal located between the upper surface of the second impeller and the lower surface of the diffuser, the annular seal comprising an annular groove and a ferrule.

Pump according to claim 1, characterized in that the ventilation passage comprises a hole through a solid portion of at least one of a plurality of fins in the diffuser.

Pump according to claim 1, characterized in that the ventilation passageway comprises a sleeve passing through at least one of a diffuser passageway in the diffuser, the ventilation passageway sealed from the diffuser passageway.

Pump according to Claim 1, characterized in that a shaft of the ventilation passage comprises a straight line.

Pump according to claim 1, characterized in that at least a portion of the ventilation passage is at an angle to at least the other portion of the ventilation passage.

A method for pumping fluid from a wellbore comprising: providing a submersible pump in the wellbore comprising: a pump housing, impellers stacked coaxially within the pump housing, a diffuser coaxially between each impeller, and a venting axially through a diffuser to equalize pressure above and below the diffuser; and rotating the impellers to force fluid into the wellbore through radial passages in the diffusers and to a downstream impeller.

A method according to claim 9, further comprising creating an annular recess between the lower surface of the first impeller and the upper surface of the diffuser; and flowing a portion of the fluid from the annular recess through the vent passage to the void where the pressure in the annular recess is greater than the pressure in the void and where the vent passage decreases the pressure. in the annular recess.

Method according to claim 11, characterized in that the decreased pressure reduces a buoyant force on the lower surface of the first impeller.

A method according to claim 9, further comprising providing an annular seal between an adjacent diffuser and an impeller, thereby maintaining fluid within the void space.

Method according to claim 9, characterized in that the ventilation passage increases the pressure in the void space.

Method according to claim 14, characterized in that the increased pressure in the void exerts a downward thrusting force on the upper surface of the second impeller.

Method according to claim 9, characterized in that the first impeller moves axially from a first position to a second position, the second position allowing more fluid to enter the annular recess through a clearance defined by first impeller and diffuser than the first position.

Method according to claim 16, characterized in that the vent passage reduces the pressure differential between the annular recess and the void space at a higher rate in the second position than in the first position.

18. Electric submersible pump system for pumping fluid from a wellbore, the system comprising: A pump comprising: a pump housing; first and second impellers coaxially stacked within the pump housing; a diffuser coaxially between the impellers; and an axially venting passage through a diffuser to equalize pressure above and below the diffuser. a sealing section connected to the pump; a motor connected to the sealing section; a shaft operably connected to the motor and pump, the shaft passing through the sealing section and operable to transfer torque from the motor to the impellers; and piping connected to the pump and in communication with the impellers.

The system of claim 17 further comprising an annular recess defined by an upper diffuser surface and a lower surface of the first impeller and an empty space defined by a lower surface of the diffuser and an upper surface of the second impeller. Therefore, the ventilation passage provides communication between the annular recess and the empty space.

System according to claim 17, characterized in that the vent passage decreases the pressure in an annular recess located between the first impeller and the diffuser, and wherein the decreased pressure reduces an upward thrusting force on the bottom surface of the first impeller.