ВЕРТИКАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Предлагаемая полезная модель относится к области насосных установок, предназначенным для нагнетания жидкости под высоким давлением, которая в дальнейшем может использоваться для различных нужд потребителя, например, для поддержания пластового давления (ППД) или гидропривода различных механизмов.
Известна горизонтальная насосная установка, содержащая 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 [патент РФ №2162163, 2001].
Недостатками данной конструкции являются большая длина установки и необходимость ее обогрева или размещения в отапливаемом помещении.
Известна также вертикальная насосная установка, включающая нагнетательную скважину, электродвигатель, установленный над устьем скважины, погружной насос, соединенный валом через сальниковое уплотнение с электродвигателем, колонну насосно-компрессорных труб и пакер, установленный над пластом [патент РФ №2163661, 2001].
Недостатками этой конструкции является существенные ограничения по монтажу, так как такую насосную установку можно установить только в тот шурф, в который необходимо производить закачку жидкости.
Наличие паркера создает дополнительные сложности при сборке и дальнейшем обслуживании.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является вертикальная насосная установка, содержащая приводной электродвигатель, установленный на устье шурфа, секционный центробежный насос, всасывающий и нагнетательный патрубки, узел подвода и раму насоса, в которой жидкость под высоким давлением подается на поверхность по отдельному трубопроводу, состоящему из напорно-компрессорных тру6, расположенному параллельно насосу и прикрепленному к нему через выходной модуль [Свидетельство РФ на полезную модель №35389, 2004].
Недостатками данной конструкции является трудоемкость монтажа, сложности при ремонте, связанные с извлечением всего узла из шурфа и отсутствие унификации обвязки скважины.
Предлагаемая конструкция позволяет улучшить эксплуатационные качества насосной установки, повышает надежность и долговечность ее работы, расширяет область применения и упрощает процесс эксплуатации скважины.
Заявляемая вертикальная насосная установка, содержащая наземный электродвигатель, закрепленный на раме, насос, узел подвода с входным патрубком и напорный трубопровод с отводом, отличается тем, что насос размещен внутри напорного трубопровода, выполненного в виде обсадной трубы, расположенной ниже узла подвода и образующей с ним герметичную систему.
Размещение насоса внутри трубопровода, используемого в качестве напорного, существенно упрощает конструкцию и позволяет использовать конструкцию в любых скважинах соответствующих размеров.
Сущность предлагаемого насоса поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид в разрезе; на фиг.2 - напорный трубопровод.
Предлагаемая насосная установка содержит электродвигатель 1, укрепленный на раме 2 и соединенный через упругую муфту 3 с валом узла подвода 4, последний сообщается с насосом 5 и создает с ним герметичную систему (фиг.1). Насос 5 размещен в напорном трубопроводе, выполненном в виде обсадной колонны 6 с плоской заглушкой 7 на нижнем конце. Колонна 6 подвешена на фланце 8, сверху на фланец 8 установлена двухфланцевая колонная головка 9, имеющая переходный фланец 10 для крепления насоса 5 (фиг.2). Между насосом 5 и обсадной колонной 6 образован вертикальный кольцевой зазор 11 (фиг.1). Валы узла подвода 4 и насоса 5 соединены посредством шлицевой муфты 12. Вся конструкция устанавливается в эксплуатационной колонне 13 и опирается на ее колонную головку 14.
Монтаж предлагаемой насосной установки на скважине производят следующим образом. В эксплуатационную колонну 13, на которую предварительно устанавливается колонная головка 14, опускается (собирается в процессе установки) обсадная колонна 6 в форме трубы, закрытой герметичной заглушкой 7 снизу. В верхней части на наружной цилиндрической поверхности колонны 6 прикрепляется переходной фланец 8 (фиг.2). Обсадная колонна 6 может быть выполнена из отдельных стандартных элементов, жестко соединенных между собой, или в виде сплошной трубы, размеры которой (длина, диаметр и толщина стенки) выбираются в зависимости от эксплуатационных требований.
На фланец 8 сверху присоединяется двухфланцевая колонная головка 9, имеющая отвод для поступления жидкости с выхода насоса 5. После чего в обсадную колонну 6 опускается насос 5, который фиксируется на переходном фланце 10. На основании насоса 5 устанавливается узел подвода 4, вал которого соединяется посредством шлицевой муфты 12 с валом насоса 5. Затем над этой конструкцией монтируется рама 2, на которой закрепляется
электродвигатель 1 и соединяется с узлом подвода 4 через упругую муфту 3. Валы электродвигателя 1 и узла подвода 4 центрируются.
Насосная установка, размещенная в скважине, работает следующим образом. При включении электродвигателя 1, укрепленного на раме 2, вращение последовательно передается на вал узла подвода 4, а затем на вал центробежного многоступенчатого насоса 5. Через входной патрубок узла подвода 4 перекачиваемая жидкость, подаваемая с начальным давлением, необходимым для предотвращения срыва подачи, направляется в насос 5, из которого под давлением нагнетается в обсадную колонну 6 и далее по кольцевому зазору 11 поднимается вверх, откуда через отвод в двухфланцевой колонной головке 9 поступает потребителю.
Такой процесс подачи перекачиваемой среды на поверхность легко подается контролю и автоматизации, при этом перекачиваемую жидкость можно распределять сразу нескольким потребителям.
Таким образом, предлагаемая конструкция является более технологичной, так как шурф непосредственно оборудуется напорным трубопроводом, который нет необходимости извлекать в дальнейшем из шурфа и в который можно устанавливать насосы различных габаритов, упрощаются изготовление, монтаж (сборка) и ремонт, исчезает необходимость проводить какие-либо работы с трубопроводом высокого давления, расположенным в шурфе.
Предлагаемая установка является промышленно применимой, так как для его реализации используются стандартные конструктивные элементы, применяемые в качестве фонтанной арматуры.
Использование предлагаемой насосной установки сокращает материальные затраты на капитальное строительство, на монтаж и демонтаж насосных установок на скважине.