ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2001 года по МПК F04D13/06 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям центробежных насосов, используемых в нефтедобыче для поддержания пластового давления.

Известна горизонтальная насосная установка, включающая электродвигатель, горизонтальный центробежный насос, выполненный секционным, причем его первая секция сочленена с узлом всасывания, а последняя с узлом нагнетания. Узел всасывания выполнен в виде отдельного модуля с возможностью поворота на 360^o. Между узлом всасывания и электродвигателем расположен упорный узел, воспринимающий осевую нагрузку от давления перекачиваемой жидкости на вал. Упорный узел выполнен в виде двух заполненных маслом камер с подшипниковыми опорами (Промышленный каталог фирмы РЭДА).

Недостатком данной конструкции является то, что все модули установки, насосный, всасывающий и упорный, расположены на отдельных валах с сочленением между собой и валом электродвигателя посредством соединительных муфт. Такое исполнение часто ведет к несоосности валов установки, особенно при несоблюдении технологии монтажа, превышению допустимых пределов биений сочленяемых валов и, как следствие, - износу подшипниковых опор насоса.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности и долговечности горизонтальной насосной установки путем устранения лишних соединительных элементов установки и минимизации биений сочленяемых валов.

Данная техническая задача достигается тем, что в горизонтальной насосной установке, содержащей электродвигатель и горизонтальный центробежный насос, первая секция которого совмещена с узлом всасывания, выполненным в виде входного модуля, а последняя с узлом нагнетания, узел входного модуля расположен на общем валу с первой насосной секцией и содержит торцевое уплотнение, например механического типа, а осевая нагрузка от давления перекачиваемой жидкости воспринимается осевыми опорами, выполненными в виде отдельных подшипниковых узлов с роторной и статорной частями и размещенных в каждой насосной секции, причем дополнительная осевая опора, компенсирующая давление всасываемой жидкости в приемной линии насоса, расположена в узле всасывания, совмещенном с первой насосной секцией, причем узел всасывания содержит два дополнительных радиальных подшипника.

На чертеже изображена горизонтальная насосная установка, продольный разрез.

Смонтированная на опорной раме 1 горизонтальная насосная установка 2 содержит электродвигатель 3, узел всасывания, выполненный в виде входного модуля 4 со всасывающим патрубком 5 и центробежный насос 6, состоящий в зависимости от эксплуатационных требований из 2 или нескольких секций, каждая из которых включает корпус 7, вал 8 и собранные на валу рабочие ступени 9. Вал 8 зафиксирован по всей длине сборки радиальными подшипниковыми опорами 10 и осевыми подшипниковыми опорами 11. Первая насосная секция 12 совмещена с входным модулем 4, расположенным с ней на общем валу 8, а последняя насосная секция 13 сочленена с нагнетательным патрубком 14. Для устранения перетечек всасываемой жидкости по валу 8 во входном модуле 4 установлено торцовое уплотнение, 15, например, механического типа. Крутящий момент от электродвигателя 3 к центробежному насосу 6 передается посредством соединительной муфты 16, например, втулочно-пальцевого типа. На валу 8 первой насосной секции 12 размещена дополнительная осевая опора 17, содержащая роторную часть 18 и статорную часть 19, выполненные из износостойкого материала. В узле входного модуля 4 размещены два дополнительных радиальных подшипника 20, 21.

Горизонтальная насосная установка работает следующим образом.

Всасываемая насосом из стационарного резервуара или трубопровода перекачиваемая жидкость, например технологическая, через входной патрубок 5 и далее входной модуль 4 подается на рабочие ступени 9, где кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную энергию давления и, пройдя ступени всех насосных секций, приобретает необходимое давление нагнетания. При этом вал 8, зафиксированный нижней осевой опорой 11 и дополнительной осевой опорой 17, не подвергается деформирующей нагрузке, действующей вдоль его оси, а исключение из сборки двух самостоятельных секций - всасывающей и компенсирующей, расположенных на отдельных валах, минимизирует возможную при несоблюдении технологии монтажа несоосность, так как вал 8 сочленен через муфту 16 непосредственно с валом электродвигателя 3, что существенно увеличивает ресурс работы подшипниковых опор 10, 11 и установки в целом. Радиальные подшипники 20, 21, размещенные соответственно в верхней и нижней части входного модуля 4, жестко фиксируют вал 8 в радиальном направлении, предотвращая биение.

Горизонтальная насосная установка предназначена для закачки в пласт технологической жидкости, используемой в системе поддержания пластового давления. Установка содержит размещенные на опорной раме электродвигатель, входной модуль и горизонтальный центробежный насос, сочлененный с узлами всасывания и нагнетания. Горизонтальный центробежный насос выполнен секционным с возможностью подбора ступеней на требуемый напор. Первая секция насоса выполнена совмещенной с узлом входного модуля и расположена с ним на общем валу, уплотненном со стороны электродвигателя торцевым уплотнением. В узле входного модуля размещен упорный узел. Входной модуль содержит два дополнительных радиальных подшипника. Подшипники жестко фиксируют вал в радиальном направлении и предотвращают его биение, а устранение лишних соединительных элементов повышает эксплуатационную надежность и долговечность установки. 1 ил.

Горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, входной модуль, секционный центробежный насос, узел всасывания, узел нагнетания и упорный узел насоса, отличающаяся тем, что первая секция секционного центробежного насоса совмещена с входным модулем и расположена с ним на общем валу, уплотненном торцевым уплотнением, а упорный узел насоса размещен в узле входного модуля, причем входной модуль содержит два дополнительных радиальных подшипника.