RU2692873C2

RU2692873C2 - Horizontal pump unit

Info

Publication number: RU2692873C2
Application number: RU2017138022A
Authority: RU
Inventors: Олег Михайлович Перельман; Анатолий Васильевич Сергиенко; Максим Олегович Перельман; Юрий Валентинович Данченко; Евгений Вячеславович Пошвин; Ольга Владимировна Князева
Original assignee: ООО "Новобур"
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-06-28
Also published as: RU2017138022A3; RU2017138022A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to pumping units for pumping water into injection wells in reservoir pressure maintenance system, and can also be used to raise pressure in main oil pipelines and water ducts. Horizontal pump unit includes inlet branch pipe, hydraulic protection with flow channels, valve electric motor with tubular shaft, which is kinematically connected by means of splined coupling with pump shaft. Flow channels in the hydraulic protection hydraulically communicate the inlet branch pipe with the tubular shaft, the other end of which is interconnected via the holes in the splined coupling with the pump.

EFFECT: invention is aimed at simplifying the design of a horizontal pump unit, improving its reliability, ease of installation and maintenance.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосным установкам для закачки воды в нагнетательные скважины в системе поддержания пластового давления, а также может использоваться для поднятия давления в магистральных нефтепроводах и водоводах.The invention relates to pumping installations for pumping water into injection wells in the system for maintaining reservoir pressure, and can also be used to raise the pressure in the main oil pipelines and conduits.

Известна горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, последовательно расположенные на одном валу вспомогательный малопроизводительный центробежный насос с узлом всасывания на входе и основной высокопроизводительный центробежный насос, имеющий узел всасывания на входе, совмещенный с узлом нагнетания вспомогательного малопроизводительного центробежного насоса (Патент №2380577 РФ, F04D 13/06, 2010). Известна также горизонтальная насосная установка, содержащая опорную раму, электродвигатель, секционный центробежный насос, первая секция которого совмещена с входным модулем и расположена с ним на общем валу с торцевыми уплотнениями, узел всасывания, узел нагнетания и упорный узел насоса, размещенный в узле входного модуля с дополнительными радиальными подшипниками (Патент №2162163 РФ, F04D 13/06, 2001). Наряду с описанными, известна горизонтальная насосная установка, содержащая трубчатый контейнер, в котором установлены посредством центраторов насосные секции, патрубки первой и последней из которых соединены трубопроводами с вентилятором, входной узел, включающий корпус с тангенциальным патрубком, вал, торцевое уплотнение и подшипник скольжения с опорой, периферийная часть которой снабжена осевой направляющей в виде наклонных лопаток, выкидной патрубок, муфту, электродвигатель (Патент №2338093 РФ, F04D 1/06, 2008).A horizontal pumping unit is known, comprising a support frame, an electric motor, an auxiliary low-capacity centrifugal pump with a suction unit at the inlet and a main high-capacity centrifugal pump having a suction unit at the inlet, combined with a pressure node of an auxiliary low-capacity centrifugal pump (Patent No. 2380577 RF) , F04D 13/06, 2010). Also known is a horizontal pumping unit comprising a support frame, an electric motor, a sectional centrifugal pump, the first section of which is aligned with the input module and located on the common shaft with mechanical seals on it, the suction unit, the discharge unit and the thrust unit of the pump located in the input module unit with additional radial bearings (Patent No. 2162163 of the Russian Federation, F04D 13/06, 2001). Along with the above, a horizontal pumping installation is known, comprising a tubular container in which pumping sections are installed by means of centralizers, the first and last of which are connected by pipes to a fan, an inlet assembly including a housing with a tangential nozzle, a shaft, a mechanical seal and a sliding bearing with a support , the peripheral part of which is provided with an axial guide in the form of inclined blades, discharge pipe, coupling, electric motor (Patent No. 2338093 of the Russian Federation, F04D 1/06, 2008).

Перечисленные горизонтальные насосные установки имеют значительную длину, обусловливающую использование большого числа радиальных и осевых подшипников, что в свою очередь усложняет монтаж и эксплуатацию. Кроме того, эти установки характеризуются излишне высокими стоимостными показателями.The listed horizontal pumping units are of considerable length, stipulating the use of a large number of radial and axial bearings, which in turn complicates installation and operation. In addition, these installations are characterized by excessively high cost indicators.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является смонтированная на опорной раме горизонтальная насосная установка, содержащая герметичную колонну с размещенными в ней на центраторах электродвигателем, гидрозащитой и входным модулем, валы которых соединены между собой, при этом колонна со стороны электродвигателя сообщена с входным патрубком, а со стороны входного модуля - с секционным центробежным насосом (Патент на ПМ №84074 РФ, F04D 13/06, 2009).The closest in technical essence to the claimed is a horizontal pumping unit mounted on the base frame, containing a hermetic column with an electric motor, hydroprotection and an input module placed in it on centralizers, the shafts of which are interconnected, and the column is connected to the inlet side of the electric motor and from the input module - with a sectional centrifugal pump (Patent for PM No. 84074 of the Russian Federation, F04D 13/06, 2009).

Наличие герметичной колонны, работающей под внутренним давлением, придает громоздкость принятой за прототип горизонтальной насосной установке и делает ее неудобной в обслуживании из-за недоступности распложенных в колонне узлов. Кроме того, наличие входного модуля как самостоятельного узла со своим валом, подшипниками и соединительными элементами снижает эксплуатационную надежность и срок службы установки.The presence of an airtight column operating under internal pressure adds to the cumbersomeness of the horizontal pumping unit adopted as a prototype and makes it inconvenient to maintain due to the unavailability of the units located in the column. In addition, the presence of the input module as an independent unit with its shaft, bearings and connecting elements reduces the operational reliability and service life of the installation.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении настоящего изобретения, заключается в упрощении конструкции горизонтальной насосной установки, повышении ее надежности и ремонтопригодности, а также в снижении стоимости. Настоящее изобретение направлено на упрощение конструкции горизонтальной насосной установки, повышение ее надежности и ремонтопригодности, а также на снижение стоимости.The technical problem, the solution of which is provided in the implementation of the present invention, is to simplify the design of the horizontal pumping unit, increase its reliability and maintainability, as well as reduce the cost. The present invention is directed to simplifying the design of a horizontal pumping unit, increasing its reliability and maintainability, as well as reducing its cost.

Указанный технический результат достигается тем, что в горизонтальной насосной установке, содержащей входной патрубок, гидрозащиту, электродвигатель и насос, валы которых соединены между собой шлицевой муфтой, согласно изобретению, в качестве электродвигателя использован погружной вентильный электродвигатель, имеющий трубчатый вал, в гидрозащите сформированы проточные каналы, гидравлически соединяющие входной патрубок с трубчатым валом, другой конец которого через отверстия в щлицевой муфте сообщен с насосом.This technical result is achieved by the fact that in a horizontal pumping installation containing an inlet, hydraulic protection, an electric motor and a pump whose shafts are interconnected by a splined coupling according to the invention, a submersible valve electric motor having a tubular shaft is formed in the hydraulic shield with flow channels , hydraulically connecting the inlet to the tubular shaft, the other end of which through holes in the slot coupling is in communication with the pump.

На чертеже схематично изображен вариант осуществления предлагаемой горизонтальной насосной установки, общий вид. Представленное описание варианта осуществления служит лишь для понимания сути изобретения, но не ограничивает его объем в пределах формулы изобретения. По этой причине не все детали и узлы, входящие в состав горизонтальной насосной установки, приведены на чертеже.The drawing schematically shows an embodiment of the proposed horizontal pump installation, a general view. The presented description of an embodiment serves only to understand the essence of the invention, but does not limit its scope within the scope of the claims. For this reason, not all parts and assemblies that are part of a horizontal pump installation, shown in the drawing.

Горизонтальная насосная установка смонтирована на общей опорной раме (не показана) и содержит входной патрубок 1 и последовательно соединенные гидрозащиту 2 с проточными каналами 3, вентильный электродвигатель 4 (ВЭД), снабженный трубчатым валом 5, и насос 6 с узлом пяты 7. Насос 6 может быть, например, центробежным или винтовым. Гидрозащита 2 может быть поршневого типа и встроена в корпус ВЭД 4, при этом имеющиеся в ней проточные каналы 3 гидравлически сообщают входной патрубок 1 с началом трубчатого вала 5 ВЭД 4. Конец трубчатого вала 5 посредством шлицевой муфты 8 кинематически связан с валом 9 насоса 6, а через боковые отверстия 10 в муфте 8 он гидравлически сообщен с проточной частью насоса 6. Площади сечения входного патрубка 1, проточных каналов 3 и трубчатого вала 5 выбираются с учетом производительности насоса 6 с целью минимизации потери напора перекачиваемой жидкости. Кабельный пенетратор 11 герметизирует ввод электрического кабеля в корпус ВЭД 4. Трубчатый вал 5 ВЭД 4 уплотнен торцовыми уплотнениями 12 со стороны поршневой гидрозащиты 2 и насоса 6.Horizontal pump unit is mounted on a common support frame (not shown) and contains an inlet pipe 1 and hydro-protection system 2 connected in series with flow channels 3, a valve electric motor 4 (FEA) equipped with a tubular shaft 5, and a pump 6 with a heel unit 7. The pump 6 can be, for example, centrifugal or screw. Hydroprotection 2 can be of the piston type and is built into the housing of the FEA 4, while the flow channels 3 contained therein hydraulically communicate the inlet 1 with the beginning of the tubular shaft 5 of the FEA 4. The end of the tubular shaft 5 is connected kinematically to the shaft 9 of the pump 6, and through the side holes 10 in the coupling 8 it is hydraulically communicated with the flow-through part of the pump 6. The cross-sectional areas of the inlet pipe 1, the flow channels 3 and the tubular shaft 5 are selected taking into account the performance of the pump 6 to minimize the pressure loss of the pumped liquid sti. Cable penetrator 11 seals the input of the electric cable into the housing of the foreign economic activity 4. The tubular shaft 5 of the foreign economic activity 4 is sealed with mechanical seals 12 from the side of the piston hydraulic protection 2 and the pump 6.

Горизонтальная насосная установка работает следующим образом.Horizontal pump installation works as follows.

При подаче электропитания на ВЭД 4 приводится во вращение трубчатый вал 5, с которого через шлицевую муфту 8 вращающий момент передается на вал 9 насоса 6 с установленными на нем рабочими органами 13. Жидкость под начальным давлением, достаточным для функционирования насоса 6 без срыва подачи, засасывается через входной патрубок 1 в проточные каналы 3 гидрозащиты 2 и поступает в трубчатый вал 5 ВЭД 4. Пройдя по нему, жидкость через отверстия 10 в шлицевой муфте 8 попадает на прием насоса 6. После прохождения через рабочие органы 13 насоса 6 давление жидкости увеличивается до величины, необходимой, например, для ее закачки в нагнетательную скважину. Узел пяты 7 воспринимает действующие на вал 9 осевые и радиальные нагрузки насоса 6. Поршневая гидрозащита 2 обеспечивает надежную защиту ВЭД 4 от проникновения жидкости.When power is applied to the FEA 4, the tubular shaft 5 is rotated, from which, through the splined coupling 8, the torque is transmitted to the shaft 9 of the pump 6 with working elements 13 installed on it. The liquid under the initial pressure sufficient to operate the pump 6 without disrupting the flow is sucked through the inlet pipe 1 into the flow channels 3 of the hydroprotection 2 and enters the tubular shaft 5 of the FEA 4. After passing through it, the liquid through the holes 10 in the spline coupling 8 enters the pump 6 intake. After passing through the working parts 13 of the pump 6, the pressure is flow rate is increased to the value required, for example, for its injection into the injection well. The knot of the heel 7 perceives axial and radial loads of the pump 6 acting on the shaft 9. The piston hydraulic protection 2 provides reliable protection of the FEA 4 from the ingress of liquid.

Предлагаемая горизонтальная насосная установка по сравнению с прототипом имеет более простую и надежную конструкцию без использования габаритной колонны и входного модуля, поскольку подача жидкости в насос осуществляется по каналам в гидрозащите и трубчатому валу ВЭД. Кроме того, прокачиваемая по трубчатому валу жидкость уносит тепло, выделяемое ВЭД, что повышает его долговечность и надежность работы. Горизонтальная насосная установка значительно удобней в монтаже и обслуживании, так как все составляющие ее узлы открыты для манипуляций.The proposed horizontal pumping unit in comparison with the prototype has a simpler and more reliable design without the use of an overall column and an input module, since the flow of fluid into the pump is carried out through channels in hydraulic protection and a tubular shaft of foreign economic activity. In addition, the fluid pumped through the tubular shaft carries away the heat generated by foreign economic activity, which increases its durability and reliability of operation. Horizontal pump installation is much easier to install and maintain, since all its components are open for manipulation.

Специалисту в области насосостроения понятно, что рассмотренный вариант осуществления горизонтальной насосной установки не является единственным, и, например, возможно размещение входного патрубка со стороны насоса со всеми вытекающими изменениями в конструкции.It is clear to a specialist in the field of pump construction that the considered variant of the horizontal pumping unit is not the only one, and, for example, it is possible to place the inlet pipe on the pump side with all the resulting changes in design.

Claims

Horizontal pump installation containing inlet pipe, hydroprotection, electric motor and pump, whose shafts are interconnected by a slit coupling, characterized in that a valve electric motor having a tubular shaft is used in the hydraulic shield, flow channels are formed that hydraulically connect the inlet pipe to the tubular shaft The other end of which is communicated with the pump through the holes in the slot coupling.