Rotational Locking for Submersible Electric Pumps Design Evaluation with Production Considerations

Abstract

Denne rapporten undersøker oppdatering av design og produksjon av Framos nedsenkbare elektriske pumper sin statormontasje. I dag krympes statorpakken inn i statorhuset. Det bores hull gjennom statorhuset og inn i statorpakken, der låsepinner settes inn og sveises til huset for å motvirke rotasjon og aksial bevegelse forårsaket av motortorsjon. Denne designløsningen er tidkrevende og kostbar, i tillegg til at den penetrerer en trykkbeholder.

I jakten på en ny designløsning for å redusere kostnader, redusere antall arbeidstimer og sikre designintegritet, ble flere designkandidater vurdert. Kandidaten som bruker flere mindre kiler, fremstod som en klar favoritt og ble undersøkt videre ved bruk av Ansys. Både sylindriske og rektangulære kiler ble undersøkt.

Analysen viser at begge kilegeometrier er egnet for å låse statoren fra rotasjon og sannsynligvis vil redusere tid og logistikk i produksjonen. Imidlertid gjenstår det enda arbeid før designet kan brukes.

This report looks into updating the design and production of Framo's submersible electric pumps' stator assembly. Currently, the stator package is shrink-fitted into the stator casing. Holes are drilled through the stator casing and into the stator package, with locking pins inserted and welded to the casing to counteract rotation and axial movement resulting from motor torque. This design solution is time-consuming and expensive, in addition to penetrating a pressure vessel.

In the search for a new design solution to reduce costs, reduce man hours, and ensure design integrity, several design candidates were considered. The candidate using several smaller keys emerged as a clear favorite and was investigated further using Ansys. Both cylindrical and rectangular keys were examined.

It was found that both key geometries are suitable for locking the stator from rotation and are likely to reduce time and logistics in production. However, there is still work remaining before the design can be implemented.