НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2007 года по МПК F04B23/00 

Настоящее изобретение относится к насосным установкам, предназначенным преимущественно для поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях. Одним из основных требований к этим установкам является минимальная величина пульсаций давления и высокая равномерность подачи жидкости. Значительные величины пульсаций давления требуют повышенных капитальных вложений не только на насосную установку, но и на трубопроводы и трубопроводную арматуру. Пульсации давления часто являются причиной аварийности, связанной с разрывом труб.

Частичное уменьшение пульсаций может быть достигнуто увеличением числа цилиндров в насосе и использованием дополнительных приспособлений для выравнивания пульсаций. Однако это приводит к увеличению габаритов, массы и стоимости насосной установки.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является насосная установка, содержащая насосы, например плунжерного типа, с входами и выходами, электродвигатели к каждому из насосов, компенсаторы высокого давления и компенсатор низкого давления, всасывающий и нагнетательный трубопроводы к каждому из насосов и общие всасывающий и нагнетательный трубопроводы (см. ТУ 3666-011-00135786-2001 "Блочные кустовые насосные станции"), принятая в качестве прототипа.

К недостаткам известного решения следует отнести неполное удовлетворение эксплуатационных требований в части массогабаритных характеристики установки, а также наличие крупногабаритных узлов в виде двух напорных колпаков, не только существенно увеличивающих массу и габариты установки, но и понижающих ее надежность.

Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик и повышение надежности насосной установки за счет уменьшения неравномерности подачи и снижения пульсаций давления при одновременном снижении ее габаритов и массы.

Для достижения указанного технического результата в насосной установке, содержащей насосы преимущественно поршневого и плунжерного типа с входами и выходами, электродвигатель с выходным валом, соединенным с валом одного из насосов, компенсатор высокого давления, общие всасывающий и нагнетательный трубопроводы, электродвигатель выполнен со вторым выходным валом, соединенным с валом другого насоса, при этом насосы установлены с возможностью вращения с заданным сдвигом по фазе относительно друг друга, компенсатор высокого давления выполнен в виде резонатора, входы насосов соединены непосредственно с общим всасывающим трубопроводом, а выходы - с резонатором, к которому подключен общий нагнетательный трубопровод.

Признаки, отличающие предлагаемую насосную установку от указанной выше известной, характеризуют то, что электродвигатель выполнен со вторым выходным валом, соединенным с валом другого насоса, при этом насосы установлены с возможностью вращения с заданным сдвигом по фазе относительно друг друга, компенсатор высокого давления выполнен в виде резонатора, входы насосов соединены непосредственно с общим всасывающим трубопроводом, а выходы - с резонатором, к которому подключен общий нагнетательный трубопровод.

Изобретение поясняется чертежом, где схематически изображена насосная установка.

Насосная установка состоит из насосов 1 и 2, которые при помощи полумуфт 3, 4, 5 и 6 соединены с выходными валами 7 и 8 электродвигателя 9. Валы насосов 1 и 2 установлены с возможностью вращения с заданным сдвигом по фазе, который выполняют при сборке насоса. Входы насосов 1 и 2 соединены с всасывающим трубопроводом 10, который является общим для насосов 1 и 2. Выходы насосов 1 и 2 соединены с резонатором 11, к которому подключен общий нагнетательный трубопровод 12. Насосы в насосной установке используют преимущественно поршневого или плунжерного типа. Насосная установка работает следующим образом.

При включении электродвигателя 9 крутящий момент через полумуфты 3, 4, 5 и 6 передается насосам 1 и 2. Получая жидкость из общего всасывающего трубопровода 10, насосы качают ее в резонатор 11 и далее в общий нагнетательный трубопровод 12.

Уменьшение неравномерности подачи и снижение пульсаций давления насосной установки осуществляется в два этапа:

- сдвиг фаз вращения валов насосов 1 и 2 обеспечивает значительное снижение неравномерности подачи жидкости установки в целом, а следовательно, и пульсаций давления;

- нагнетание жидкости насосами производят в резонатор 11, который обеспечивает дальнейшее выравнивание потока и снижение пульсаций давления в общем нагнетательном трубопроводе 12. Резонатор 11 не содержит требующих систематической замены деталей (например, резиновой диафрагмы или разделителя другого типа) и не влияет на габариты установки.

Сдвиг фаз вращения валов насосов 1 и 2 осуществляется путем рассчитанного углового смещения положения полумуфт 3, 4, 5 и 6 относительно валов насосов 1 и 2, которое выполняется в процессе изготовления установки. Это обеспечивает снижение неравномерности подачи (по сравнению с индивидуальным насосом) на 40-60% в зависимости от типоразмера насоса. При этом пульсации давления понижаются на 60-80% от величины, создаваемой индивидуальным насосом. После прохождения жидкости через резонатор в общий нагнетательный трубопровод поступает практически равномерный поток жидкости.

Устройства предназначено для использования в насосных установках, предназначенных преимущественно для поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях. Насосная установка содержит насосы преимущественно поршневого и плунжерного типа с входами и выходами, электродвигатель, компенсатор высокого давления, общие всасывающий и нагнетательный трубопроводы. Электродвигатель выполнен с двумя выходными валами, соединенными с валами насосов, установленных с возможностью вращения с заданным сдвигом по фазе относительно друг друга. Компенсатор высокого давления выполнен в виде резонатора. Входы насосов соединены непосредственно с общим всасывающим трубопроводом, а выходы - с резонатором, к которому подключен общий нагнетательный трубопровод. Улучшаются эксплуатационные характеристики, повышается надежность насосной установки за счет уменьшения неравномерности подачи и снижения пульсаций давления при одновременном снижении ее габаритов и массы. 1 ил.

Насосная установка, содержащая насосы с входами и выходами, преимущественно поршневого и плунжерного типа, электродвигатель с выходным валом, соединенным с валом одного из насосов, компенсатор высокого давления, общие всасывающий и нагнетательный трубопроводы, отличающаяся тем, что электродвигатель выполнен со вторым выходным валом, соединенным с валом другого насоса, при этом насосы установлены с возможностью вращения с заданным сдвигом по фазе относительно друг друга, компенсатор высокого давления выполнен в виде резонатора, входы насосов соединены непосредственно с общим всасывающим трубопроводом, а выходы - с резонатором, к которому подключен общий нагнетательный трубопровод.