NO313111B1 - Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul - Google Patents

Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul Download PDF

Info

Publication number
NO313111B1
NO313111B1 NO19992627A NO992627A NO313111B1 NO 313111 B1 NO313111 B1 NO 313111B1 NO 19992627 A NO19992627 A NO 19992627A NO 992627 A NO992627 A NO 992627A NO 313111 B1 NO313111 B1 NO 313111B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
pump
lubrication
cooling circuit
circuit
motor
Prior art date
Application number
NO19992627A
Other languages
English (en)
Other versions
NO992627D0 (no
NO992627L (no
Inventor
Kjell Olav Stinessen
Brede Thorkildsen
Original Assignee
Kvaerner Eureka As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kvaerner Eureka As filed Critical Kvaerner Eureka As
Priority to NO19992627A priority Critical patent/NO313111B1/no
Publication of NO992627D0 publication Critical patent/NO992627D0/no
Priority to PCT/NO2000/000183 priority patent/WO2000073621A1/en
Priority to AU49581/00A priority patent/AU4958100A/en
Priority to US09/980,015 priority patent/US6655932B1/en
Priority to BR0011048-5A priority patent/BR0011048A/pt
Priority to EP00931751A priority patent/EP1200707A1/en
Publication of NO992627L publication Critical patent/NO992627L/no
Priority to NO20015856A priority patent/NO20015856L/no
Publication of NO313111B1 publication Critical patent/NO313111B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/10Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/086Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use the pump and drive motor are both submerged
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/06Lubrication
    • F04D29/061Lubrication especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/586Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul som innbefatter et hus, en pumpe i huset og med et pumpeinnløp og et pumpeutløp, en pumpeaksel med mekaniske tetninger og lagre for opplagring av pumpeakselen i huset, en elektrisk pumpemotor anordnet i huset og forsynt med en motoraksel som er drivkoblet med pumpeakselen hvilken pumpemodul har en motorpumpe-smøre/kjølekrets som er eksponert mot det omgivende sjøvann, og hvor pumpeinnløpet befinner seg på den pumpeside som er hosliggende pumpemotoren.
For undervannsirtnretninger, eksempelvis en undervanns-pumpemodul som nevnt, er et krav om mest mulig lang levetid med full funksjonsdyktighet, også etter kortere eller lengere stillstand. I denne forbindelse vil smøre- og kjølesystemets integritet og funksjonsdyktighet være av avgjørende betydning.
Det foreligger derfor et klart behov for en undervannsinnretning av den nevnte type som er pålitelig og har lang operativ levetid.
Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning for kjøling og smøring av en undervannsinnretning som nevnt, og en særlig hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe barrierer og trykkforskjeller relativt fluidumtrykket i fluidum-rotasjonsmaskinen for derved å sikre at eventuelle lekkasjer skjer i retning mot fluidum-rotasjonsmaskinen. I tilfellet av en undervanns-pumpemodul hindrer man derved at pumpemediet kontaminerer smøre- og kjølemiddelet.
Nok en særlig hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning for kjøling og smøring av en undervannsinnretning i form av et autonomt, passivt smøre- og kjølesystem uten behov for eksterne reguleringssystemer eller instrumentering under normal drift utover tilstandsovervåkning som krever instrumentering, og midler for etterfylling av smøre/kjølemiddel.
Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul som innbefatter et hus, en pumpe i huset og med et pumpeinnløp og et pumpeutløp, en pumpeaksel med mekaniske tetninger og lagre for opplagring av pumpeakselen i huset, en elektrisk pumpemotor anordnet i huset og forsynt med en motoraksel som er drivkoblet med pumpeakselen hvilken pumpemodul har en motorpumpe-smøre/kjølekrets som er eksponert mot det omgivende sjøvann, og hvor pumpeinnløpet befinner seg på den pumpeside som er hosliggende pumpemotoren, kjennetgnet ved ai; smøre-kjølekretsen er trykkpådratt av pumpemediumtrykket foran pumpeinnløpet.
På denne måten oppnås det en gunstig trykkbalansering, og ved egnet utlegging av smøre-kjølekretsen med en impeller drivkoblet med den elektriske rotasjonsmaskin, kan det fordelaktig oppnås et visst overtrykk i smøre/kjølekretsen mot fluidum-rotasjonsmaskinen over de mekaniske tetningene.. Særlig fordelaktig ifølge oppfinnelsen kan smøre/kjølekretsen være trykkpåvirket med nevnte fluidumtrykk over en skillemembran.
En slik skillemembran vil gi et fysisk skille mellom smøre/kjølemiddel og fluidet i fluidum-rotasjonsmaskinen på det eksterne trykkpåvirloiingssted.
Den nevnte trykkpåvirkning kan særlig fordelaktig tilveiebringes/økes ved hjelp av en vektbelastning som virker i retning mot smøre/kjølekretsen.
En slik vektbelastning vil sikre/sørge for et overtrykk i smøre/kjølekretsen relativt fluidumtrykket.
Særlig hensiktsmessig kan vektbelastningen være i form av en væskesøyle.
En slik tyngre væskesøyle kan på enkel måte realiseres ved bruk av en tyngre, fortrinnsvis inert væske.
En særlig gunstig utførelsesform ifølge oppfinnelsen er en hvor væskesøylen er anordnet mellom en øvre og nedre skillemembran.
Dermed oppnås en dobbel barriere.
Særlig fordelaktig kan den enkelte skillemembran være tilordnet et dempestempel.
I en praktisk utførelse har dempestempelet en tilknyttet styrestang som går gjennom en tetning som vil samvirke med dempestempelet når membranen og derved dempestempelet eventuelt går mot en endestilling ved volumtap i skillemembran-innretningen. Bruk av et slikt dempestempel vil beskytte membranen ved et slikt eventuelt volumtap.
I en annen utførelsesform ifølge oppfinnelsen kan væskesøylen være skilt fra det nevnte fluidum og fra smøre/kjølemiddelet i smøre/kjølekretsen med en respektiv flottørventil. I denne forbindelse kan særlig fordelaktig væskesøylen være splittet i to væskesøyler som er innbyrdes adskilt med en smøre/kjølemiddelsøyle, som er avgrenset mot den ene væskesøylen med en flottørventil.
Særlig fordelaktig kan det være anordnet en tetningssmørekrets for fluidum-rotasj onsmaskinen.
Denne tetningssmørekrets kan fordelaktig være tilknyttet smøre/kjølekretsen på en slik måte at tetningssmørekretsen har et lavere trykk enn smøre/kjølekretsen, men høyere enn det nevnte fluidumtrykk.
En særlig gunstig utførelsesform er en hvor tetningssmørekretsen er tilknyttet smøre/kjølekretsen over en separator for utskilling av vann fra smøre/kjølemiddelet, idet separatoren er tilknyttet smøre/kjølekretsen etter eller et sted på kjøleren.
Ved en slik utførelse oppnås det et lite sugetrykk i retning mot tetningssmørekretsen, slik at den automatisk etterfylles fra smøre/kjølekretsen via separatoren.
I en utførelsesform kan tetningssmørekretsen være tilknyttet smøre/kjølekretsen over en skillemembran som er vektbelastet mot smøre/kjølekretsen.
Når det benyttes skillemembraner, kan den enkelte skillemembran ifølge oppfinnelsen fordelaktig være tilordnet en ekstern nivåføler.
Særlig fordelaktig kan smøre/kjølekretsen innbefatte en impeller i den elektriske rotasj onsmaskin.
Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor
Fig. 1 rent skjematisk viser et halvsnitt gjennom en undervanns-pumpemodul med en anordning ifølge oppfinnelsen,
fig. 2 rent skjematisk viser et halvsnitt gjennom en undervanns-pumpemodul ifølge oppfinnelsen,
fig. 3 rent skjematisk viser en delvis gjennomskåret undervanns-pumpemodul med en anordning ifølge oppfinnelsen,
fig. 4 viser en variant av vektbelastningssystemet i anordningen ifølge oppfinnelsen, fig. 5 viser nok en variant av vektbelastningssystemet i anordningen ifølge oppfinnelsen, og
fig. 6 viser no s. en delvis gjennomskåret undervanns-pumpemodul med en anordning ifølge oppfinn elsen.
Den i fig. 1 viste pumpemodul 1 har en pumpesats og en pumpemotor i et felles trykkskall. Pumpemotoren 4 er en elektrisk motor med en motoraksel 3, som med en fleksibel kobling 5 er drivkoblet med en pumpeaksel 6, som bærer tre pumpeimpellere 7. Pumpeinnløpet er betegnet med 9 og pumpeutløpet er betegnet med 10. Lagerne for motorakselen 3 er betegnet med 16 og 17.
For den elektriske motor er det anordnet en smøre/kjølekrets 2 som innbefatter en smøre/kjølemiddelimpeller 15 på motorakselen 3. Motorrommet, hvor kjølemiddelet sirkulerer (selve motorhuset virker som kjøler) er via en tverrboring 28 i motorakselen 3 forbundet med en ledning 14, som går til et membranhus 20, hvor det er antydet en skillemembran 21, slik at membranhuset 20 er delt i to rom. På fig.l er det øvre rom med en ledning 22 forbundet med rommet rundt den fleksible kobling 5, for trykkbalansering.
Smørekretsen 2 er tilkoblet pumpens inløpsledning 18 ved 19 via membranhuset 20 med ledningen 23, som munner i det nedre rom i membranhuset 20, dvs. her inne i membranenlbelgen 21.
For pumpens høytrykksende går det en balanseledning 24 til innløpsledningen 18.
Via skillemembranen 21 vil smøre/kjølekretsen være trykkpåvirket av fluidumtrykket ved pumpens innløp. Trykkpåvirkningen via skillemembranen sikrer en utbalansering, med en liten trykkdifferanse fra motoren mot pumpen via lagerne 25,26 og en mekanisk tetning 27. Trykkdifferansen fremkommer ved at trykket faller i pumpeinnløpet og ved at der er en impellerfunksjon i/ved tetningen 27.
Det i fig. 2 viste anlegg skiller seg i hovedsaken fra utførelsen i fig. 1 ved at det anvendes en ekstern kjøler 11. Det er derfor anvendt de samme henvisningstall for korresponderende deler.
Den i fig. 2 viste pumpemodul 1 har en pumpesats og en pumpemotor i et felles trykkskall. Pumpemotoren 4 er en elektrisk motor med en motoraksel 3, som med en fleksibel kobling 5 er drivkoblet med en pumpeaksel 6, som bærer en pumpeimpeller 7, 8. Pumpeinnløpet er betegnet med 9 og pumpeutløpet er betegnet med 10.
For den elektriske motor 3,4 er det anordnet en smøre/kjølekrets med en ekstern kjøler 11 som er tilknyttet motoren gjennom ledningen 12, koblet til motoren ved stussen 13 på trykkskallet 2, og en ledning 14, som går til den andre enden av den elektriske motor.
På motorakselen 3 sitter det en smøre/kjølemiddelimpeller 15. Denne impeller 15 sender smøre/kjølemiddelet ut gjennom stussen 13, gjennom ledningen 12, den mot det omgivende sjøvann (pumpemodulen 1 er en undervannsinnretning) eksponerte kjøler 11 og tilbake til motoren gjennom ledningen 14. Lageret for motorakselen 3 er betegnet med henholdsvis 16 og 17. Smøre/kjølemiddelet går på kjent måte gjennom hele motoren.
Smøre/kjølekretsen 12, 11, 14 er tilkoblet pumpens innløpsledning 18 ved 19, via et membrankammer 20, hvor det er antydet en skillemembran 21. Fra membrankammeret 20 går det som vist en ledning 22 til rommet rundt den fleksible kobling 5, for trykkbalansering.
Fra pumpens høytrykksende går det en ledning 23 til pumpens innløpsledning 18, ved 19. Fra enden av pumpeakslen 6 går det en ledning 24 som er tilknyttet ledningen 23.
Via skillemembranen 21 vil smøre/kjølekretsen være trykkpåvirket av fluidumtrykket ved pumpens innløp. Trykkpåvirkningen via skillemembranen 21 sikrer en utbalansering, med en liten trykkdifferanse fra motoren mot pumpen via lagrene 25, 26 og en mekanisk tetning 27. Trykkdifferansen fremkalles ved at trykket faller i pumpeinnløpet og ved at der er en impellerfunksjon i/ved tetningen.
Det i figur 3 viste anlegg innbefatter en pumpemodul 31 som har en pumpesats og en pumpemotor i et felles trykkskall 32. Trykkskallet 32 er her utformet som et i hovedsaken sylindrisk legeme med åpne ender og et indre'gjennomgående løp mellom disse ender. Løpet er utformet og dimensjonert for glidbart, tett opptak av henholdsvis en pumpesats 33 og en elektrisk pumpemotor 34 fra en respektiv ende. Det i hovedsaken sylindriske trykkskall 32 har en mantel med to åpninger 35, 36 tilordnet henholdsvis et innløp og et utløp i pumpesatsen. Pumpesatsens innløp er anordnet ved den ende av pumpes atsen 33 som vender mot pumpemotoren 34.
Den viste pumpesats 33 er en sentrifugalpumpe, med en rotor- eller pumpeaksel 37, mens pumpemotoren 34 som nevnt er en elektromotor, med en drivaksel 38. Motoraksel og pumpeaksel er drivkoblet på ikke nærmere vist måte ved 39.
Den i figur 3 viste pumpemodul 31 er beregnet for bruk som vannpumpe og er tilknyttet en vanninnløpsledning 40 og en vannutløpsledning 41 i henholdsvis innløpet 35 og utløpet 36.
Den viste pumpemodul 31 har et unikt smøre- og kjølesystem som nå skal forklares nærmere. Motorhi sets 32 innerrom inngår i en lagersmøre- og motorkjølekrets, og flensen i et trykklager 42 er på ikke nærmere vist måte utformet som en impeller som når motoren går, vil pumpe smøremiddel fra motorens innerrom ut gjennom stussløpet 43 og gjennom en ekstern kjøler 44 og derfra gjennom en ledning 45 tilbake til motorrommets andre ende. Her vil noe av smøremiddelet gå gjennom det for hånden-værende lager og videre gjennom motorrommet til det andre motorlager og tilbake til impelleren 42. Resten av smøremiddelet vil fordele seg radialt og kjøle viklingsendene i motoren.
Til pumpens aksellager ved høytrykksenden går det en egen smøremiddelførende ledning 46, som munner mellom en mekanisk tetning og lageret. Fra utsiden av lageret går det en smøremiddelførende ledning 47 til tilknytningsområdet mellom løpet 43, kjøleren 44 og ledningen 46, slik at det dannes en sirkulasjonskrets for smøremiddel til lageret ved høytrykksenden. Sirkulasjonen i den av ledningene 46, 47 dannede krets understøttes av er. på pumpeakselenden utformet, ikke vist impeller. Det skal nevnes at hovedimpelleren 42 og den ikke viste impeller ved høytrykks-akselenden er elementer som vil være velkjent for fagmannen, og slike impellere kan realiseres med enkle midler, eksempelvis ved hjelp av radielle boringer i flensen 42 og små skovleutrfesinger enden av akslen 37.
Ledningen 47 er som vist tilknyttet en separator 48 for utseparering av vann som måtte ha trengt inn i smøremiddelet. Denne vannseparatoren 48 kan utformes som en sump hvor vann kan avsettes.
I hver ende har pumpen en kjent dobbelt mekanisk tetning. Det er anordnet en egen sirkulasjonskrets for smøring av disse to doble mekaniske tetninger. Den mekaniske tetning på lavtrykkssiden har et bare skjematisk antydet tilløp 49 som er tilknyttet en ekstern sirkulasjonsledning 50, og et likeledes bare skjematisk antydet utløp 51 som er tilknyttet en ekstern sirkulasjonsledning 52. På tilsvarende måte har en i høytrykksenden anordnet mekanisk tetning et tilløp og utløp (ikke vist) tilknyttet henholdsvis ledningen 52 og 50. Denne smørekrets for tetningene har en egen sirkulasjon som tilveiebringes ved hjelp av pumperinger som er inkorporert i de mekaniske tetninger, på i og for seg kjent måte.
Tetningssmørekretsen 50, 52 har noe lavere trykk under drift enn lagersmøre- og motorkjølekretsen fordi den er tilknyttet denne gjennom en ledning 53 og en skillemembraninnretning 54. Skillemembraninnretningen 54 består i hovedsaken av to halvkuleformede skall som er sammenboltet med en mellom dem innspent rullemembran 55. Rullemembranen 55 er vektbelastet 56 og har en styrestang 57 som går gjennom tetninger 58 i de to halvkuleformede skall. Styrestangen 57 er på ikke nærmere vist måte utformet som et dempestempel, beregnet for samvirke med pakningene 58 dersom membranen skulle synke ned mot bunnen av den av kuleskallene dannede beholder. Vektbelastningen 56 og impellerfunksjonen i/ved den mekaniske tetning i pumpens ender vil bidra til det nevnte lavere trykk i ledningen 59 og derved i sirkulasjonsledningene 50, 52.
Trykkbelastningen av smøre/kjølekretsen skjer via en ledning 60 fra kretsen, i utførelseseksempelet i figur 2 fra motorens innerrom. Ledningen 60 er tilknyttet pumpens innløpsledning 40 via et trykkompensasjonsarrangement som innbefatter to membranskilleinnretninger 61, 62, med en mellomkoblet vektsøyle 63, og en ledning 64 fra den øvre av de to membranskilleinnretninger. En balanseledning 65 går fra pumpens trykkside og til innløpssiden.
Den nedre membranskilleinnretning 61 innbefatter en i en todelt beholder innspent rullemembran 65 med et dempestempel/styrestang 66 som går gjennom en tetning 67. Den øvre skillemembraninnretning 62 har likeledes en i en todelt beholder innspent rullemembran 68 og et dempestempel/styrestang 69 som går gjennom en egnet tetning 70.
Eventuelt væsketap i kjølekretsen og tetningskretsen kan detekteres ved å avføle den respektive styrestangs stilling med en ekstern nivåmåler 71 henholdsvis 72. Hver styrestang 66' 57 kan eksempelvis ha en magnetisk eller radioaktiv anordning for dette formål.
Mellom de to skillemembraninnretninger 61, 62 går det et rør 63. Dette rør 63 er i utførelseseksempelet i figur 2 fylt med en inert olje med en tetthet som er vesentlig større enn pumpemediets (vann) tetthet. Som eksempel kan nevnes at vannets tetthet er ca. 1000 kg/m<3>. Som inert olje i røret 63 kan det da fordelaktig benyttes en olje som har en tetthet pa ca. 2000 kg/m<3.> Smøremiddelet har eksempelvis en tetthet på 870 kg/m<3>. Andre tunge medier og smøremidler enn olje kan naturligvis benyttes.
Har man eksempelvis et trykk på 90 bar i pumpeinnløpet 35 og et trykk i pumpeutløpet 36 på 140 bar, vil det viste og beskrevne anlegg kunne operere med et trykk på membranen 68 på litt under 90 bar. Trykket på membranen 65, i den nedre skillememt nininnretning 61, vil være litt over 90 bar. Ved 3600 rpm for motorakselen 38 vil det i utløpet 43 tilordnet impelleren 42 eksempelvis være et trykk på ca. 97 bar. I tetningssmarekretsen (ledningene 50, 52) vil det som følge av tilkoblingen til smøre/kjølekretsen via membranskilleinnretningen 54 herske et noe lavere trykk under drift, ca. 96 bar.
I pumpemodulens 31 installasjonstilstand vil det indre av pumpen ha kontakt med det omgivende trykk via innløpet 35 og utløpet 36. Det betyr at motoren og smøremidjdelkretsene er trykkbalansert mot omgivelsene. Det inerte oljesystemet (ledningen 63) vil sikre at det alltid foreligger et lite overtrykk mot pumpen, dvs. over de mekaniske tetninger ved pumpens drivende.
I pumpemodulens stasjonære tilstand, hvor pumpemodulen 31 er tilknyttet innløps- og utløpsledninger, har man tilsvarende trykkforhold. Motoren og smøremiddelkretsene er trykkbalansert mot prosessystemet, dvs. innløps- og utløpsledning. Kompensasjons-systemet med væskesøylen av inert olje i røret 63 vil sikre at det alltid vil være et lite overtrykK mot pumpen.
I pumpetilstanden, når motoren går, vil pumpen trykksettes i samsvar med pumpeinnløpstrykket. Hovedimpelleren 42 vil øke trykket mot de mekaniske tetninger i pumpen og sirkulere smøremiddelet (olje) gjennom kjøleren 44 og tilbake til motoren, dvs. motorens innerrom.
I
Pumpelageret ved pumpens høytrykksside tilføres smøremiddel ved hjelp av den virkning som pumpens akselende gir, da som nevnt denne akselende er utformet som en impeller.
Smørekretsen for tetningene vil ha et trykk som er lavere enn trykket rundt den mekaniske tetning ved pumpens ender. Dette skyldes innvirkningen til impellerfunksjonen i/ved den mekaniske tetning og kompensatorsystemet med skillemembran-innretningen 54.
Etterfylling av smøre/kjølesystemet kan skje ved hjelp av to ventiler 73, 74. Gjennom disse ventiler kan etterfylling skje fra en ekstern kilde, eksempelvis en oljefylt trykkbeholder tilknyttet pumpemodulen eller en såkalt navlestreng fra en plattform.
Pumpemediet, i utførelseseksempelet i figur 3 vann, særlig såkalt produsert vann, vil ved en lekkasje i membranen 68 ikke kunne trenge gjennom eller blande seg med den inerte oljen i røret 63.
Ved en lekkasje i den nærmest motoren anordnede membran 65, vil den inerte olje trenge inn i den nederste del av ledningen 60 som går til motoren. En egnet dimensjonering av denne ledningen ville hindre at den inerte oljen trenger inn i motoren.
En lekkasje i membranen 55 i skillemembraninnretningen 54 vil gi en lett trykkøkning, med tilhørende øket lekkasje. Tap av denne barriere vil kunne bety at motoren kontamineres med vann. Dette kan bare skje dersom vann trenger forbi tetningen som vender mot pumpemediet. Det vil normalt bare skje ved ugunstige trykktransienter eller vesentlig skade ved tetningen. Trenger vann inn i motorens smøre/kjølekrets så vil vannseparatoren 48 bevirke utskifting av slikt vann. Vannseparatoren, utført som en enkel sump, bør ha en kapasitet på noen liter. Vann som samles opp i vannseparatoren vil ikke ha noen følger for driften av pumpemodulen.
Lekkasjer over tetningene vil kreve etterfylling, men dette får ingen negative konsekvenser så lenge etterfyllingssystemet er dimensjonert og utført for slik etterfylling. Lekkasje innover i tetningene vil medføre etterfyllingsbehov i tetningenes smørekrets. Dette vil ikke påvirke driften av pumpemodulen så lenge etterfyllingssystemet (gjennom ventilene 74) er dimensjonert og utført for nødvendig etterfylling. Denne type tetninger har alltid en normal lekkasje som er meget liten. Det spesielle med arrangementet i dette tilfellet er at buffermediet som sirkulerer mellom tetningene blir kontinuerlig skiftet ut ved at det lekker inn i pumpen samtidig som motormediet alltid lekker inn i bufferkretsen.
Det vanlige er at buffermediet lekker i begge retninger. Dersom buffermediet har blitt kontaminert med vann, ville det da også lekke inn i motoren.
Figur 4 viser en annen mulig utførelse av vektbelastningssystemet i smøre/kjølekretsen. I figur 4 er bare selve undervannsinnretningen, her også i form av en pumpemodul, og vektbelastningssystemet vist. Det er benyttet de samme henvisningstall som i figur 3, for tilsvarende komponenter.
I den i figur 4 viste utførelsesform er det mellom ledningen 64 og ledningen 60 lagt inn et rørstrekk 75 mellom to flottørventiler 76 og 77. I dette rørstrekk 75 er det anordnet et tungt medium som således skiller motorkjølemiddelet (i ledningen 60) fra det pumpede medium (i ledningen 64). Da såvel motorkjølemediet som pumpemediet er lettere enn det tyngre medium i ledningstrekket 75, vil de flyte på toppen. I ledningstrekket 75 er det anordnet en gass- og væskefelle 78, omtrent midt i rørstrekket 75.
I figur 5 er det vist nok en variant av vektbelastningssystemet. Også her er det bare vist selve undervannsinnretningen (pumpemodulen) med vektbelastningssystemet, og det er benyttet de samme henvisningstall som i figur 3 for tilsvarende komponenter.
I utførelsen i figur 5 er det mellom ledningen 64, som fører pumpemedium, og ledningen 60, som fører kjølemedium, lagt inn et rørstrekk 79 med en omtrent midtveis anordnet flottørventil 80. I ledningen 60 befinner det seg kjøle/smøremiddel, helt til en beholder 81.1 det fra flottørens 80 øvre ende utgående rørledningstrekk er fylt kjølemiddel, helt til en andre beholder 82. Derfra er rørstrekket 83 fylt med et tungt medium, opp til en tredje beholder 84.
Væskespeilene er i beholderne 81, 82, 84 antydet med tverrstreker. Det tyngre medium er i samtlige tre utførelsesformer i figurene 3, 4 og 5 en inert væske som verken reagerer med kjølemiddelet eller med pumpemediet.
I figur 6 er det vist nok en variant av oppfinnelsen. Også her er det benyttet de samme henvisningstall som i figur 3 for tilsvarende komponenter.
Til forskjell fra utførelsen i figur 3 er det i stedet for den nedre membranskilleinnretning 61 benyttet en beholder 85 hvor det tyngre medium i ledningen 63 og smøre/kjølemiddelet i ledningen 60 møtes.
I utførelsen i figur 6 er membraninnretningen 54 i utførelsen i figur 3 utelatt. I stedet er referansetrykket tatt ut etter (eller et sted på) kjøleren 44, som vist med ledningene 86 og 87, og etterfyllingsledningen 59 er tilkoblet via en separator 88. I separatoren 88 skilles det ut vann. Arrangementet er slik at det blir et noe lavere trykk i ledningen 59, slik at det kan suges fra separatoren 88 gjennom ledningen 59. Vann som suges inn gjennom ledningen 59, vil forsvinne i pumpen. Dette gir en kontinuerlig rensing av systemet.
Det vil kunne være ønskelig med en lokal trykkøkning ved tetningene i pumpen ved hjelp av en impeller (ikke vist).
Membranskilleinnretningen 62 er forsynt med en varmeveksler 89. Varmen kommer fra en avgrening 90 fra drenasjerøret 65. Vannet der (pumpen forutsatt av pumpevann) vil kunne være noen få grader varmere enn temperaturen i innløpsledmngen 40 på grunn av hydrauliske tap i pumpen 33.
I et pumpemedium som inneholder hydrokarboner er det ofte mulighet for avsetning av vokslignende stoffer. En øket temperatur reduserer eller hindrer dette.
Fordelaktig isoleres membranskilleinnretningen 62 mot sjøen for å hindre for stort varmetap. Slik isolering er ikke vist.
Membranskilleinnretningen fylles med en inert olje med høy egenvekt. Oljen kan eksempelvis være en silikonolje. Kravet til dette medium er at det har en vesentlig høyere egenvekt enn det pumpede medium samt de stoffer dette medium inneholder og som vil kunne avsettes i membranskilleinnretningen 62. Mediet skal også være inert mot disse. Dette gir en ekstra barriere mot kjøle/smøremediet samt at eventuelle avleiringer ikke blokkerer membranbevegelsen, men vil flyte oppå det inerte medium.
Etterfylling av systemet i figur 6 kan skje gjennom ledningen 91.
I utførelseseksemplene i figurene 3 til 6 er det brukt væskesøyler som vektbelastning. Man kan i prinsippet oppnå samme virkning ved å veie ned membranene. Forspente membraner er også en mulighet. Det foretrekkes imidlertid å benytte et inert tyngre medium fordi dette gir den fordelen at det foreligger en ekstra barriere som vil bli lite berørt dersom det oppstår en lekkasje.
Oppfinnelsen er ikke bundet til den viste pumpemoduls utformning. Således er oppfinnelsen generelt anvendbar for alle undervannsinnretninger hvor man har en elektrisk maskin og en dermed drivkoblet fluidum-maskin.

Claims (14)

1. Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul (1) som innbefatter et hus, en pumpe (6, 7) i huset og med et pumpeinnløp (9) og et pumpeutløp (10), en pumpeaksel (6) med mekaniske tetninger (27) og lagre (25, 26) for opplagring av pumpeakselen (6) i huset, en elektrisk pumpemotor (4) anordnet i huset og forsynt med en motoraksel (3) som er drivkoblet med pumpeakselen (6) hvilken pumpemodul (1) har en motorpumpe-smøre/kjølekrets (12,11,14) som er eksponert mot det omgivende sjøvann, og hvor pumpeinnløpet (9) befinner seg på den pumpeside som er hosliggende pumpemotoren (4), karakterisert ved at smøre/kjølekretsen (12, 11,14) er trykkpådratt av pumpemediumtrykket foran pumpeinnløpet (9) via en skilleanordning (21) som er forspent mot pumpemotoren (4), og at en impeller (27) er anordnet på pumpeakselen (6) ved den ende som er hosliggende pumpeinnløpet (9).
2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at skilleanordningen er en skillemembran (21).
3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at smøre/kjølekretsen er trykkpåvirket med nevnte fluidumtrykk via en vektbelastning (63) i retning mot smøre/kjølekretsen (60,44).
4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at vektbelastningen er i form av en væskesøyle (63).
5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at væskesøylen (63) er anordnet mellom den øvre og nedre skillemembraninnretning (62, 61).
6. Anordning ifølge et av kravene 2-5, karakterisert v e d at den enkelte skillemembran (68, 65) er tilordnet et respektivt dempestempel (69, 66).
Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at væskesøylen (75) er skilt fra fluidumet og fra smøre/kjølemiddelet i smøre/kjølekretsen (60) med en respekti v flottørventil (76, 77).
8. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at væskesøylen er splittet i to væskesøyler (83, 79) som er innbyrdes adskilt med en smøre/kjølemiddelsøyle (60'), som er avgrenset mot den ene væskesøyle (79) med en flottørventil (80).
9. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d en tetningssmørekrets (50, 52) for fluidum-rotasjonsmaskinen (33). io.
Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at tetningssmørekretsen (50, 52) er tilknyttet smøre/kjølekretsen på en slik måte at tetningssmørekretsen (50, 52) har et lavere trykk enn smøre/kjølekretsen, men høyere enn det nevnte fluidumtrykk.
11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at tetningssmørekr|etsen (50, 52) er tilknyttet smøre/kjølekretsen etter eller i et sted i den eksterne kjøler (44) over en separator (88) for utskilling av vann fra smøre/kjølemiddelet.
12. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at tetningssmørelcretsen (50, 52) er tilknyttet smøre/kjølekretsen over en skillemembran (55) som er vektbelastet (56) mot smøre/kjølekretsen.
13. Anordning ifølge krav 2, 5 og/eller 12, karakterisert v e d at den enkelte skillemembran er tilordnet en nivåføler (71, 72).
14. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at smøre/kjølekretsen innbefatter en impeller (42) i den elektriske rotasj onsmaskinen.
NO19992627A 1999-06-01 1999-06-01 Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul NO313111B1 (no)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO19992627A NO313111B1 (no) 1999-06-01 1999-06-01 Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul
PCT/NO2000/000183 WO2000073621A1 (en) 1999-06-01 2000-05-30 Cooling and lubrication circuits for subsea pump moduls
AU49581/00A AU4958100A (en) 1999-06-01 2000-05-30 Cooling and lubrication circuits for subsea pump moduls
US09/980,015 US6655932B1 (en) 1999-06-01 2000-05-30 Pressure impacted cooling and lubrication unit
BR0011048-5A BR0011048A (pt) 1999-06-01 2000-05-30 Dispositivo para uso com um módulo de bomba submarino
EP00931751A EP1200707A1 (en) 1999-06-01 2000-05-30 Cooling and lubrication circuits for subsea pump moduls
NO20015856A NO20015856L (no) 1999-06-01 2001-11-30 Anordning ved en undervanns-pumpemodul

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO19992627A NO313111B1 (no) 1999-06-01 1999-06-01 Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO992627D0 NO992627D0 (no) 1999-06-01
NO992627L NO992627L (no) 2000-12-04
NO313111B1 true NO313111B1 (no) 2002-08-12

Family

ID=19903398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19992627A NO313111B1 (no) 1999-06-01 1999-06-01 Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6655932B1 (no)
EP (1) EP1200707A1 (no)
AU (1) AU4958100A (no)
BR (1) BR0011048A (no)
NO (1) NO313111B1 (no)
WO (1) WO2000073621A1 (no)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7460918B2 (en) * 2004-06-10 2008-12-02 Moteurs Leroy-Somer Devices and methods for updating the programming of a system for controlling an electric rotary machine
NO330192B1 (no) * 2007-04-12 2011-03-07 Framo Eng As Fluidpumpesystem.
ES2392189T3 (es) 2007-11-30 2012-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo compresor y dispositivo compresor correspondiente
NO332975B1 (no) * 2010-06-22 2013-02-11 Vetco Gray Scandinavia As Kombinert trykkreguleringssystem og -enhet for barriere- og smorefluider for en undersjoisk motor- og pumpemodul
NO332974B1 (no) 2010-06-22 2013-02-11 Vetco Gray Scandinavia As Trykkutligningsbasert reguleringssystem for barriere- og smorefluider for en undersjoisk motor- og pumpemodul
NO333696B1 (no) 2010-12-17 2013-08-26 Vetco Gray Scandinavia As System og fremgangsmate for momentan hydrostatisk drift av hydrodynamiske aksiallagre i en vertikal fluidfortregningsmodul
US9347458B2 (en) 2010-12-21 2016-05-24 Pentair Flow Technologies, Llc Pressure compensating wet seal chamber
EA027255B1 (ru) 2010-12-21 2017-07-31 ПЕНТЭЙР ФЛОУ ТЕКНОЛОДЖИС, ЭлЭлСи Устройство гидравлического уплотнения с компенсацией давления
NO20110786A1 (no) 2011-05-31 2012-12-03 Fmc Kongsberg Subsea As Subsea kompressor direkte drevet av en permanentmagnetmotor med en stator og rotor nedsunket i vaeske
NO335469B1 (no) * 2011-09-29 2014-12-15 Aker Subsea As Pumpesystem for vanninjeksjon ved høyt trykk
ITCO20120024A1 (it) 2012-05-09 2013-11-10 Nuovo Pignone Srl Equalizzatore di pressione
CN103511320B (zh) * 2012-06-28 2016-01-27 江苏核电有限公司 一种主泵径向止推轴承冷却润滑回路的稳压系统
CN103727140B (zh) * 2012-10-11 2016-07-06 中国核动力研究设计院 可缓解水润滑主泵轴承空化磨损的非能动增压稳压系统
US9239054B2 (en) * 2012-11-20 2016-01-19 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with oil-cooled motor
ES2709074T3 (es) 2013-03-15 2019-04-15 Onective Ag Comparación de una lista de contactos automatizada con una mejora de la privacidad
EP2986572B1 (en) * 2013-04-16 2021-02-24 Framo Engineering AS An oil filtration system for subsea oil-filled machines
NO339417B1 (no) * 2014-12-16 2016-12-12 Aker Solutions As Sentrifugaltrykkforsterker og fremgangsmåte for modifisering eller konstruksjon av en sentrifugaltrykkforsterker
ITUB20152564A1 (it) * 2015-07-28 2017-01-28 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Motocompressore e metodo per migliorare l’efficienza di un motocompressore
US20180216448A1 (en) * 2017-02-01 2018-08-02 General Electric Company Motor protector of an electric submersible pump and an associated method thereof
US11236648B2 (en) 2018-11-20 2022-02-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Climate-control system having oil cooling control system
CN109372792A (zh) * 2018-12-24 2019-02-22 淄博匠心防腐耐磨材料有限公司 自媒介润滑卧式泵
NO345592B1 (en) * 2020-02-06 2021-05-03 Waterise As Subsea motor and pump assembly and its use in a subsea desalination plant
US11808268B2 (en) 2020-10-19 2023-11-07 Milwaukee Electric Tool Corporation Stick pump assembly
US11566624B2 (en) 2020-10-21 2023-01-31 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having lubrication system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8102875A (nl) * 1980-06-26 1982-01-18 Toyo Denki Kogyosho Co Ltd Werkwijze en mechanisme voor het regelen van de druk bij as afdichtend gedeelte van een inrichting.
DE3120232C2 (de) * 1981-05-21 1985-03-21 Klein, Schanzlin & Becker Ag, 6710 Frankenthal Druckausgleichseinrichtung für den Elektromotor eines gekapselten Kreiselpumpen-Motor-Aggregates
US5336064A (en) * 1993-12-06 1994-08-09 Westinghouse Electric Corporation Electric motor driven pump
AU5495996A (en) * 1995-04-24 1996-11-18 Svanehoj International A/S A safety pumping system
US5795135A (en) * 1995-12-05 1998-08-18 Westinghouse Electric Corp. Sub-sea pumping system and an associated method including pressure compensating arrangement for cooling and lubricating fluid
US5957667A (en) * 1997-05-23 1999-09-28 Ballard Generation Systems Inc. Oilless compressor with a pressurizable crankcase and motor containment vessel
AU5321599A (en) * 1998-07-28 2000-02-21 James H Sexton Oil cooled motor and pump apparatus
US6422822B1 (en) * 2000-06-15 2002-07-23 Shell Oil Company Pressurized seal for submersible pumps
US6379127B1 (en) * 2000-09-29 2002-04-30 Lawrence Pumps, Inc. Submersible motor with shaft seals

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000073621A1 (en) 2000-12-07
NO992627D0 (no) 1999-06-01
EP1200707A1 (en) 2002-05-02
US6655932B1 (en) 2003-12-02
NO992627L (no) 2000-12-04
AU4958100A (en) 2000-12-18
BR0011048A (pt) 2002-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO313111B1 (no) Anordning for bruk i en undervanns-pumpemodul
EP2683944B1 (en) Subsea motor-turbomachine
US9103342B2 (en) Underwater delivery unit
EP1395486B9 (en) A ship&#39;s propulsion arrangement and method
NO20140542A1 (no) Pumpesystem for vanninjeksjon ved høyt trykk
NO330192B1 (no) Fluidpumpesystem.
NO339915B1 (no) Kompressorenhet og monteringsfremgangsmåte
NO20110786A1 (no) Subsea kompressor direkte drevet av en permanentmagnetmotor med en stator og rotor nedsunket i vaeske
NO172076B (no) Kompressoranlegg i en undervannstasjon for transport av en broennstroem
NO339510B1 (no) Motorkompressor
CN102753258A (zh) 具有绝热壳体的可竖直旋转的轴杆组件
CN101487471A (zh) 液压驱动离心液货泵
NO337176B1 (no) Forseglet pumpe
EP3286436B1 (en) Integrated turbomachine with an axial locking device
NO333696B1 (no) System og fremgangsmate for momentan hydrostatisk drift av hydrodynamiske aksiallagre i en vertikal fluidfortregningsmodul
NO163503B (no) Pumpeaggregat.
NO20141416A1 (no) Fremgangsmåte og system for regulering av fluid
NO326747B1 (no) Anordning og fremgangsmåte for å forhindre inntrenging av sjøvann i en kompressormodul under nedsenking til eller opphenting fra sjøbunnen
NO334979B1 (no) Tank med sentrifugalpumpe for tømming av tanken
JP3843312B2 (ja) 安全ポンプシステム
US4162137A (en) Submersible, hydraulically-driven pump rotating about a vertical axis
CN201363284Y (zh) 液压驱动离心液货泵
NO165736B (no) Anordning for tetning av oljesmurte lagre i vann.
NO162782B (no) Sentrifugalenhet og fremgangsmaate ved igangkjoering av en sentrifugalenhet.
CN207598925U (zh) 一种艉轴后密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees