ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2008 года по МПК F04D13/06 F04D29/58 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям центробежных насосов, используемым для поддержания пластового давления в нефтяной отрасли при нефтедобыче.

Известна горизонтальная насосная установка 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 торцовым 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. [Источник информации: патент на изобретение RU №2162163, кл. 7 F04D 13/06, 1999 (аналог)].

Недостатком данной установки является то, что входной модуль, совмещенный с насосом, не позволяет производить быструю замену насоса при его выходе из строя, а также производить замену торцового уплотнения при износе без демонтажа муфты и электродвигателя.

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°. Между узлом всасывания и электродвигателем расположена упорная камера, воспринимающая осевую нагрузку от давления перекачиваемой жидкости на вал. Упорная камера выполнена в виде двух заполненных маслом камер с подшипниковыми опорами. [Источник информации: промышленный каталог фирмы REDA (прототип)].

Недостатком выше предложенной установки является то, что необходимо постоянное охлаждение масла упорной камеры, необходим отдельный узел охлаждения масла, включающий масляный насос и радиаторы с принудительным охлаждением.

Задачей изобретения является увеличение эксплуатационной надежности горизонтальной насосной установки путем устранения системы охлаждения и радиаторов с принудительной циркуляцией масла упорной камеры, применив охлаждение масляной ванны упорной камеры перекачиваемой жидкостью.

Данная задача достигается тем, что горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, секционный центробежный насос, узел всасывания, узел нагнетания, уплотненную заполненную маслом упорную камеру, в которой установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, согласно изобретению для системы охлаждения масляной ванны упорной камеры применяется перекачиваемая жидкость, при этом система охлаждения содержит трубу с перекачиваемой жидкостью с радиатором, размещенную в масляной ванне упорной камеры и соединенную с узлом всасывания, а крыльчатка, размещенная на валу упорной камеры в узле всасывания, отделенном от упорной камеры торцовым уплотнением и зафиксированная на валу, создает при вращении циркуляцию перекачиваемой жидкости в трубе охлаждения. Предлагаемая горизонтальная насосная установка поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлен боковой общий вид горизонтальной насосной установки;

на фиг.2. представлен продольный разрез упорной камеры;

на фиг.3 представлен продольный разрез центробежного насоса.

Горизонтальная насосная установка состоит (см. фиг.1) из опорной рамы 1, размещенного на ней электродвигателя 2, соединительной муфты 3, упорной камеры 4 и секционного центробежного насоса 5. Упорная камера (см. фиг.2) состоит из корпусов 6 и 14, установленных в крышках 13 и 16, торцового уплотнения 11 для устранения перетечек всасываемой жидкости по валу 9, подшипников 7 и 8 воспринимающих радиальные и осевые нагрузки от входного давления перекачиваемой жидкости и от крутящего момента электродвигателя 2, трубы 10 с радиатором для охлаждения масляной ванны β, крыльчатки 17, сливной пробки 15 для слива отработанного масла, узла всасывания 12. Центробежный насос (см. фиг.3) состоит в зависимости от эксплуатационных требований из одной или нескольких секций, каждая из которых включает входной модуль 19, корпус 23, вал 26 и собранные на валу 26 рабочие ступени 21. Вал 25 зафиксирован по всей длине сборки радиальными подшипниковыми опорами 20, 22, 24 и осевыми опорами 20, 25. Головка 27 насосной секции сочленена с нагнетательным патрубком 28.

Горизонтальная насосная установка работает следующим образом.

Крутящий момент от электродвигателя 2 (см. фиг.1) к упорной камере 4 передается посредством соединительной муфты 3, например, втулочно-пальцевого типа, далее к насосной секции 5, через муфту 18 (см. фиг.3). Технологическая жидкость по трубопроводу или из стационарного резервуара поступает через присоединительный узел всасывания 12 в упорную камеру 4 горизонтальной насосной установки и далее со входного модуля 19 (см. фиг.3) насоса подается на рабочие ступени 21, где кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную энергию давления и, пройдя ступени всех насосных секций, приобретает необходимое давление нагнетания. А осевая нагрузка, действующая на вал 26 насоса, воспринимается осевыми опорами, верхними 25 и нижними 20. Радиальные подшипники 20, 22 и 24, размещенные соответственно в нижней, средней и верхней части насоса жестко фиксируют вал 26 в радиальном направлении, предотвращая биение. Подшипники 7, 8, размещенные в упорной камере (см. фиг.2) воспринимают осевые и радиальные нагрузки от входного давления перекачиваемой жидкости и от крутящего момента электродвигателя 2, а выделяемая при этом тепловая энергия накапливается в масляной ванне β. Накапливаемая тепловая энергия масляной ванны β отводится трубой 10 с радиатором, соединенной перекачиваемой жидкостью узла всасывания 12, а крыльчатка 17, размещенная в упорной камере 4 во всасывающей части центробежного насоса 5 за торцовым уплотнением 11 и зафиксированная на валу 9, создает при вращении циркуляцию перекачиваемой жидкости в трубе 10 охлаждения.

Горизонтальная насосная установка позволит повысить давление в пласте и увеличить нефтеотдачу нефтеносного пласта. Подобрав оптимальный режим работы горизонтальной насосной установки по напору и производительности, можно извлечь большой объем нефти из скважины. При безотказной работе горизонтальной насосной установки увеличится объем добычи нефти. Охлаждение масляной ванны приемной камеры перекачиваемой жидкостью позволит увеличить срок службы работы упорной камеры, увеличится срок замены масла, увеличится срок эксплуатации горизонтальной насосной установки, уменьшится себестоимость изготовления горизонтальной насосной установки.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к центробежным насосам для поддержания пластового давления при нефтедобыче. Горизонтальная насосная установка содержит опорную раму, электродвигатель, секционный центробежный насос, узел всасывания, узел нагнетания, уплотненную заполненную маслом упорную камеру, в которой установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, и систему охлаждения масла. Система охлаждения содержит трубу с радиатором, размещенную в масляной ванне упорной камеры и соединенную с узлом всасывания, и крыльчатку для создания циркуляции перекачиваемой жидкости в трубе, зафиксированную на валу и размещенную в узле всасывания, отделенном от упорной камеры торцовым уплотнением. Изобретение направлено на увеличение эксплуатационной надежности горизонтальной насосной установки путем устранения системы охлаждения и радиаторов с принудительной циркуляцией масла упорной камеры, применив охлаждение масла перекачиваемой жидкостью в упорной камере. 3 ил.

Горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, секционный центробежный насос, узел всасывания, узел нагнетания, уплотненную заполненную маслом упорную камеру, в которой установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, и систему охлаждения масла, отличающаяся тем, что система охлаждения содержит трубу с радиатором, размещенную в масляной ванне упорной камеры и соединенную с узлом всасывания, и крыльчатку для создания циркуляции перекачиваемой жидкости в трубе, зафиксированную на валу и размещенную в узле всасывания, отделенном от упорной камеры торцовым уплотнением.