ПОГРУЖНОЙ ТУРБОГАЗЛИФТНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, более конкретно к конструкциям турбонасосных и газлифтных установок и агрегатов, и может быть использована в различных отраслях промышленности, в частности для шахтного водоотлива и осушение забоев шахт.
Уровень техники заключается в следующем.
Известен турбогазлифтный насос, содержащий газовую турбину с входным и выходным патрубками, насос с входным устройством и патрубком нагнетания транспортируемой жидкости, смесительную камеру газлифта сообщенную с патрубком нагнетания насоса и с источником энергетически активного газа(см. пол. модель. РФ №9027, МКИ 6 F 04 F 1/18, 1999).
Недостатком известного турбогазлифтного насоса является то, что при расположении нескольких смесительных камер в подъемном патрубке одного газлифта приводит к резкому повышению скорости перемещения газожидкостной смеси и, как следствие, к увеличению гидравлических потерь энергии, снижающих эффективность газлифта.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели: газовая турбина с входным и выходным патрубками; насос с входным устройством и патрубком нагнетания транспортируемой жидкости; смесительная камера газлифта сообщенная с патрубком нагнетания насоса и с источником энергетически активного газа.
Причиной, препятствующей получению в прототипе требуемого технического результата является применение одного газлифта, в котором сложно согласовать оптимальные режимы работы насоса, турбины и двух смесительных камер, расположенных в одном подъемном
патрубке, в котором из-за отмеченных причин возрастает скорость движения газожидкостной смеси и соответственно, повышаются гидродинамические потери энергии.
Сущность полезной модели.
Полезная модель направлена на решение задачи создания высокоэкономичного погружного турбогазлифтного насосного агрегата с оптимальным использованием и полной утилизацией энергии газа на выходе из турбины и высоконапорной транспортируемой жидкости на выходе из насоса.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в повышении КПД погружного турбогазлифтного насосного агрегата; оптимальные условия образования газожидкостной смеси в обоих газлифтах и, соответственно, минимальные потери энергии в каналах подъемных патрубков.
Полезная модель характеризуется следующими существенными признаками.
Ограничительные признаки: газовая турбина с входным и выходным патрубками; подшипниковый узел с, валом; насос с патрубками подвода и нагнетания; газлифт, сообщенный с выходным патрубком турбины и патрубком нагнетания насоса.
Отличительные признаки: дополнительный газлифт со смесительной камерой в виде выхлопного патрубка турбины, расположенного в погружной части подъемного патрубка.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной моделью и достигаемым техническим результатом заключается в том, что в независимых друг от друга газлифтах энергия газа, поступающего в турбину, утилизируется в их подъемных патрубках опосредованно. В первом газлифте происходит полная утилизация энергии высоконапорной транспортируемой жидкости из напорного патрубка турбины, а во втором газлифте - полная
утилизация оставшейся после турбины энергия газа. Таким образом, применение двух газлифтов и погружного турбонасоса позволяет создать оптимальные условия формирования газожидкостной среды в их смесительных камерах с минимальными гидродинамическими потерями энергии в их подъемных патрубках. Минимизация потерь энергии в газлифтах способствует повышению эффективности работы турбогазлифтного насосного агрегата в целом.
Заявляемое техническое решение пояснено рисунком, на котором схематично показана принципиальная схема погружного турбогазлифтного насосного агрегата с использованием независимых друг от друга двух газлифтных установок или газлифтов.
Погружной турбогазлифтный насосный агрегат содержит: насос 1 с входным 2 и напорным 3 патрубками; турбину 4 с входным 5 и выходным 6 патрубками подвода л отвода энергетически активного газа; подшипникового узла с валом 7; основной газлифт с подъемным патрубком 8 и смесительной камерой 9 с патрубками высоконапорной транспортируемой жидкости 10 и энергетически активного газа 11; дополнительный газлифт с подъемным патрубком 12 и смесительной камерой 13, которая снабжена патрубками 14 и 15 для подвода отработанного в турбине газа и низконапорной транспортируемой жидкости из резервуара и/или частично из наборного патрубка насоса.
Погружной турбогазлифтный насосный агрегат работает следующим образом.
Г
см
Г
ж
'
''
'
''
Энергетически активный газ с расходом G  поступает из магистрального трубопровода посредством входного патрубка 5 в турбину 4 и, отдавая часть энергии рабочим органам турбины 4, попадает из выхлопного патрубка 6 турбины 4 в патрубок 14 смесительной камеры 13, которая сообщена через патрубок 15 с низконапорной транспортируемой жидкостью. Образовавшаяся газожидкостная смесь расходом G =G +G  под действием Архимедовых сил по подъемному патрубку
ж
г
см
Г
ж
см
'
''
'
''
'
'
12 дополнительного газлифта достигает расчетной высоты, после чего удаляется в специальный приемник сбора транспортируемой жидкости. Механическая энергия вращения турбины 4 через вал 7 передается рабочим органам насоса 1. В результате разрежения создаваемого насосом 1, транспортируемая жидкость с расходом G  поступает в патрубок подвода 2 и, получая энергию от рабочих органов насоса 1, направляется в патрубок нагнетания 3, а затем через патрубок 10 в смесительную камеру 9, в которой при взаимодействии с энергетически активным газом с расходом G  из магистрального трубопровода образуется газожидкостная смесь расходом G =G +G . Под воздействием Архимедовых сил газожидкостная смесь с расходом G  по подъемному патрубку 8 основного газлифта достигает расчетной высоты, после чего удаляется в специальный приемник для сбора транспортируемой жидкости.
При недостаточном поступлении транспортируемой жидкости в дополнительный газлифт возможна частичная подача жидкости из напорного патрубка 3 насоса 1 в смесительную камеру 13 дополнительного газлифта.