СТРУЙНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области производства и конструирования насосов и компрессоров в различных отраслях промышленности. В частности, заявляемое техническое решение может быть использовано в нефтяной промышленности при одновременно-раздельной эксплуатации нефтяных пластов, при создании мультифазных насосных установок для совместной перекачки нефти и газа и для водогазового воздействия на продуктивные пласты.
Известная струйная насосная установка, содержащая рабочую камеру, приемный канал перекачиваемой среды и сопло, установленное с возможностью осевого перемещения и гидравлически связанное с силовым насосом. Установка снабжена дополнительным силовым насосом с приемным каналом и размещенной между соплом и рабочей камерой соосно с ними диафрагмой с образованием двух радиальных кольцевых каналов, один из которых сообщен с приемным каналом перекачиваемой среды, а другой с приемным каналом дополнительного силового насоса. При этом, по крайней мере, один из силовых насосов снабжен регулятором подачи, и установка снабжена регулятором осевого перемещения сопла в виде винтовой пары с гайкой, выполненной на корпусе рабочей камеры и винтом на сопле (Патент на изобретение №2100659, F04F 5/02. Струйная насосная установка. Опубликовано: 27.12.1997.).
Недостатком известного устройства является относительно узкая область применения, поскольку не решена задача перекачки двух и более потоков от различных источников перекачиваемой среды с различными значениями давления.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является расширение области применения, за счет усовершенствования проточной части струйной насосной установки с обеспечением расширения диапазона регулирования рабочих параметров.
Техническим результатом является создание более универсальных насосных установок с широким диапазоном регулирования для одновременной перекачки сред от двух и более источников, что достигается за счет усовершенствования конструкции проточной части струйной насосной установки.
Указанный технический результат достигается тем, что струйная насосная установка содержит источник рабочей жидкости, источник перекачиваемой среды, струйный насос, оснащенный соплом, размещенным перед входом в рабочую камеру с образованием кольцевого канала между соплом и входом рабочей камеры. Источник рабочей жидкости гидравлически связан с входом сопла, а источник перекачиваемой среды гидравлически связан с кольцевым каналом. В кольцевом канале размещены направляющие лопатки с образованием между лопатками изолированных друг от друга подводящих каналов, которые гидравлически связывают рабочую камеру, по крайней мере, с одним дополнительным источником перекачиваемой (или рабочей) среды. Струйная насосная установка может быть оснащена диафрагмой, размещенной между соплом и входом в рабочую камеру с образованием двух кольцевых каналов, и, по крайней мере, в одном кольцевом канале размещены направляющие лопатки с образованием между лопатками изолированных друг от друга подводящих каналов, которые гидравлически связывают рабочую камеру, по крайней мере, с одним дополнительным источником перекачиваемой (или рабочей) среды.
На фигурах 1-4 для удобства описания заявляемого технического решения представлены дополнительные графические материалы.
На фигуре 1 представлена схема струйной насосной установки с продольным разрезом струйного насоса.
На фигуре 2 в изометрии, с применением приемов трехмерного моделирования, представлен поперечный разрез А-А кольцевого канала между соплом и входом в рабочую камеру насоса, где показаны направляющие лопатки и образованные между ними изолированные друг от друга подводящие каналы.
На фигуре 3 представлен продольный разрез участка струйного насоса между соплом и входом в рабочую камеру насоса, где показаны кольцевые каналы, образованные между диафрагмой и дисками, ограничивающими кольцевой канал для подвода перекачиваемых сред.
На фигуре 4 с применением приемов трехмерного моделирования, отдельно представлены направляющие лопатки и диафрагма, размещаемые между соплом и входом в рабочую камеру насоса.
Струйная насосная установка, по фигурам 1-4, содержит источник рабочей жидкости 1 и источник перекачиваемой среды 2, струйный насос, содержащий сопло 3, размещенное перед входом 4 в рабочую камеру 5. Источник рабочей жидкости 1 гидравлически связан с входом 7 сопла 3, а источник перекачиваемой среды 2 гидравлически связан с кольцевым каналом 6. В кольцевом канале 6 размещены направляющие лопатки 8 с образованием между лопатками изолированных друг от друга подводящих каналов 9, которые гидравлически связывают рабочую камеру 5, по крайней мере, с одним дополнительным источником 10 перекачиваемой (или рабочей) среды. В качестве источника 10 может рассматриваться трубопровод, или продуктивный нефтяной пласт, или технологическая емкость, откуда поток направляется в струйный насос. Возможно рассматривать и дополнительный насос в качестве источника 10, который обеспечивает подачу рабочей среды в струйный насос. Варианты таких исполнений источника 10 в описании не представлены, поскольку достаточным было указать условное обозначение источников 10 на графических фигурах при описании полезной модели.
Струйная насосная установка может иметь исполнение, когда между соплом 3 и входом 4 в рабочую камеру 5 соосно с ними размещена диафрагма 11 с образованием двух кольцевых каналов 12 и 13 между диафрагмой 11 и дисками 14 и 15 соответственно, ограничивающими кольцевой канал 6, и, по крайней мере, в одном кольцевом канале 12 (или 13) размещены направляющие лопатки 8 с образованием между лопатками 8 изолированных друг от друга подводящих каналов 9, которые гидравлически связывают рабочую камеру 5, по крайней мере, с одним дополнительным источником 10 перекачиваемой (или рабочей) среды.
Предлагаемая струйная насосная установка работает следующим образом.
Источник рабочей среды 1 обеспечивает подачу рабочей среды через вход 7 в сопло 3. Сформированная в сопле 3 рабочая струя через отверстие сопла 3 попадает в кольцевой канал 6, ограниченный дисками 14 и 15, обеспечивая снижение давления в приемном канале 6. Перекачиваемые среды от источника 2 или от дополнительных источников 10 подводятся к струе рабочей жидкости, проходя через изолированные друг от друга подводящие каналы 9, образованные между лопатками 8. В том случае, когда кольцевой канал 6 оснащен дополнительно диафрагмой 11, перекачиваемые среды от источника 2 и от дополнительных источников 10 подводятся отдельно к струе рабочей жидкости через подводящие каналы 9, образованные между лопатками 8, по меньшей мере, в одном кольцевом канале 12 (или 13). Далее перекачиваемые среды направляются на вход 4 рабочей камеры 5 вместе со струей рабочей жидкости, идущей от сопла 3. В рабочей камере 5 осуществляется перемешивание рабочей и перекачиваемых сред, снижение скорости и повышение давления в диффузорной части рабочей камеры 5.Рабочей и перекачиваемыми средами может быть жидкость или газ, или газожидкостная смесь с различными соотношениями компонентов. С выхода 16 рабочей камеры 5 смесь рабочей среды и перекачиваемых сред поступает далее в технологическую линию на прием потребителя (на фигурах не показаны).
Дополнительные источники перекачиваемой (или рабочей) среды 10 подают среды в кольцевой канал 6. Радиальный поток перекачиваемых сред в канале 6 оказывает воздействие на условия истечения рабочей струи через сопло 3, и процессы перемешивания и стабилизации потоков рабочей и перекачиваемых сред в рабочей камере 5. При этом изменяются значения коэффициентов Кориолиса, Буссинеска и коэффициент сжатия. Соответственно, изменяется параметр количества движения рабочего потока и эпюра скоростей в поперечном сечении рабочей струи. Регулируя давления или расходы перекачиваемых сред, поступающих в кольцевой канал 6, можно управлять работой струйной насосной установки, поскольку режим ее работы зависит от значений названных коэффициентов. При использовании заявляемого технического решения струйный насос способен устойчиво работать при росте давления на выходе 16 диффузорной части рабочей камеры 5, что также расширяет область применения такого струйного насоса. Таким образом, решается задача по расширению области применения, за счет усовершенствования проточной части струйной насосной установки с обеспечением расширения диапазона регулирования рабочих параметров.