УСТАНОВКА ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ
HORIZONTAL PUMP UNIT

Предлагаемое изобретение относится к области насосных установок, предназначенных для нагнетания жидкости под высоким давлением, которая в дальнейшем может использоваться для различных нужд потребителя, например, для поддержания пластового давления (ППД).
Из существующего уровня техники известна горизонтальная насосная установка [патент №2162163 RU, F04D 13/06, 2001], содержащая 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. В узле входного модуля размещен упорный узел. Входной модуль содержит два дополнительных радиальных подшипника, которые жестко фиксируют вал в радиальном направлении и предотвращают биение.
Недостатками данной конструкции является то, что входной модуль, совмещенный с насосом, не позволяет производить быструю замену насоса при его выходе из строя.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является горизонтальная насосная установка [патент №2320896 RU, F04D 13/06, F04D 29/58, 2008], 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. 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.
Недостатками данной конструкции является то, что для системы охлаждения масляной ванны упорной камеры применяется перекачиваемая жидкость, что в свою очередь делает охлаждение зависимым от температуры перекачиваемой жидкости. Другим недостатком является то, что теплопередача от подшипников, воспринимающих осевую нагрузку, осуществляется нижней частью осевого подшипника. Перечисленные недостатки снижают надежность установки.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и увеличение надежности установки.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке горизонтальной насосной, содержащей опорную раму, электродвигатель, соединенный посредством муфты с залитой маслом упорной камерой, которая снабжена осевым и радиальными подшипниками, секционный центробежный насос и систему охлаждения, согласно изобретению, упорная камера снабжена выносными масляным насосом и радиаторами с принудительным охлаждением, обеспечивающими циркуляцию масла, при этом масляный насос соединен с внутренней полостью упорной камеры посредством верхнего и нижнего штуцеров, внутри упорной камеры с помощью торцевых уплотнений отделена подшипниковая полость, в которой расположен осевой подшипник, полностью погруженный в масло и находящийся под положительным давлением, а упорная камера содержит два радиальных подшипника.
Осевой подшипник, воспринимающей осевую нагрузку от вала насоса, размещен в полностью заполненной маслом подшипниковой полости, что увеличивает теплопередачу.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемой установки в собранном виде; на фиг. 2 - схема упорной камеры и входного модуля в разрезе.
Установка горизонтальная насосная содержит опорную раму 1, электродвигатель 5, упорную камеру 6 и секции насоса 3, 4 (фиг. 1). Рама 1 состоит из опорной рамы 2 двигателя, опорной рамы для упорной камеры 6 и первой секции насоса 3, опорной рамы остальных секции насоса 4 (фиг. 1), которые соединены между собой с помощью разборного соединения, например, болтов и штифтов.
Электродвигатель 5 установлен на опорной раме 2 двигателя. Вал 12 упорной камеры 6 с одной стороны посредством компенсационной муфты 8 соединен с валом электродвигателя 5 и муфтой 7 с валом первой секции насоса 3 с другой стороны (фиг. 1). Секции насоса 3 закреплены на опорной раме 1 с помощью регулируемых опор 9, выполненных из двух разъемных в горизонтальной плоскости частей и соединенных между собой регулируемыми резьбовыми элементами 10. Регулируемые опоры 9 выполнены с внутренним призматическим профилем, который обеспечивает точную центровку секции насоса 3 независимо от ее габарита.
Монтаж установки производится в следующей последовательности.
Упорную камеру 6 размещают на раме насоса 1, затем на раму насоса устанавливают секции насоса 3, 4 с помощью опор 9, которые регулируются с помощью регулировочного механизма 10. Высоту секций насоса 3, 4 регулируют относительно высоты упорной камеры 6. На вал секционного насоса первой секции насоса 3 насаживают шлицевую муфту 7, которую соединяют с валом 12 упорной камеры 6. Затем на раму 2 устанавливают электродвигатель 5, после этого устанавливается компенсационная муфта 8, которая соединяет вал электродвигателя 5 с валом 12 упорной камеры 6. Выносные масляный насос и радиаторы с принудительным охлаждением (не показаны) подключают к упорной камере 6 с помощью верхнего 23 и нижнего 22 штуцеров.
Упорная камера (см. фиг. 2) состоит из корпуса 24, который установлен в креплении 11. В упорной камере 6 размещены подшипники 13 и 18, воспринимающие радиальные нагрузки, осевой подшипник 14, который воспринимает осевые нагрузки, пята 15, предназначенная для передачи осевой нагрузки с вала 12 на осевой подшипник 14, который, в свою очередь, передает нагрузку на корпус 24 упорной камеры. Внутри упорной камеры 6 со стороны электродвигателя 5 сформирована подшипниковая полость 26, заполненная маслом, поступающим из масляного насоса и радиаторов с дополнительным охлаждением, которые вынесены за приделы упорной камеры 6. Осевой подшипник 14 полностью погружен в масло, которое циркулирует через штуцера 23, 22, и находится под его положительным давлением. Для фиксации температуры упорной камеры 6 к корпусу 24 снаружи крепится датчик температуры 16. Кроме того, в корпусе 24 установлен подпятник 17, препятствующий осевому перемещению вала.
В корпусе 24 упорной камеры присутствует торцевое уплотнение вала 19, 20 для предотвращения утечек масла из подшипниковой полости 26.
Во входной модуль 25 установлено торцевое уплотнение 21 для предотвращения утечек перекачиваемой жидкости.
Установка горизонтальная насосная работает следующем образом.
Всасываемая жидкость из подводящего патрубка подается во входной модуль 25 далее поступает на рабочие ступени секционного насоса 3,4, где кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную энергию давления жидкости, при прохождении последней ступени насоса жидкость имеет необходимую потенциальную энергию давления для нагнетания в напорный трубопровод.
Момент от электродвигателя 5 передается на вал 12 упорной камеры 6, с помощью компенсационной муфты 8, далее вращающий момент передается на вал секций насоса с помощью шлицевой муфты 7, осевая нагрузка от вала насоса передается через шлицевую муфту 7 на вал 12 упорной камеры 6, далее воспринимаются пятой 15 и передается на осевой подшипник 14. Радиальные нагрузки воспринимаются радиальными подшипниками 13, 18. Выделяемая энергия от радиальных подшипников 13, 18 и осевого подшипника 14, накапливается в подшипниковой полости 26, разогревая масло, и отводится с помощью масляного насоса через штуцер 23 в радиаторы с принудительным охлаждением (не показано). После чего охлажденное масло нагнетается масляным насосом в подшипниковую полость 26 через штуцер 22, вытесняя оттуда нагретое масло.
Таким образом, предлагаемая конструкция является более технологичной за счет использования в конструкции осевого подшипника, который полностью погружен в масло и находится под положительным давлением, что гарантирует надежную работу установки за счет увеличения теплоотвода при больших осевых нагрузках.