ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА
HORIZONTAL PUMP UNIT

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.
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).
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
Горизонтальная насосная установка работает следующим образом.
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.
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.
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.