RU188974U1

RU188974U1 - MULTI-PHASE SCREW PUMP UNIT

Info

Publication number: RU188974U1
Application number: RU2018118873U
Authority: RU
Inventors: Елена Ивановна Швецова
Original assignee: Елена Ивановна Швецова
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2019-04-30

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к объемным насосам и может быть использована для создания насосов для перекачки жидкостей в различный отраслях, в том числе нефтегазовой отрасли.Мультифазный винтовой насосный агрегат, содержащий мультифазный винтовой насос, сепаратор, трубопроводы для подачи жидкости от сепаратора к торцовым уплотнениям и областям всасывания винтового насоса, отличающийся тем, что сепаратор не входит в состав корпуса насоса, а подача отсепарированной жидкости происходит за счет разности давлений между свободной поверхностью в сепараторе, на которой давление соответствует давлению нагнетания мультифазного насоса, и точкой подачи жидкости в мультифазный насос, которая находится вблизи камеры всасывания.Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является недостаточная надежность и износостойкость мультифазных винтовых насосов.Техническим результатом, получаемым при решении поставленной технической проблемы и реализации полезной модели, является обеспечение возможности работы насоса длительное время при отсутствии жидкой фазы в перекачиваемой среде.The utility model relates to mechanical engineering, in particular, to volumetric pumps and can be used to create pumps for pumping liquids to various industries, including the oil and gas industry. A multiphase screw pump unit containing a multiphase screw pump, separator, pipelines for supplying liquid from the separator to mechanical seals and screw pump suction areas, characterized in that the separator is not included in the pump casing, and the flow of the separated liquid occurs due to the pressure difference between the free surface in the separator, where the pressure corresponds to the discharge pressure of the multiphase pump, and the point of fluid supply to the multiphase pump, which is near the suction chamber. A technical problem addressed by the claimed utility model is insufficient reliability and wear resistance of multiphase screw pumps. The technical result obtained when solving the technical problem and the implementation of the utility model is to ensure the operation of the pump for a long time in the absence of a liquid phase in the pumped medium.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к объемным насосам и может быть использована для создания насосов для перекачки жидкостей в различный отраслях, в том числе нефтегазовой отрасли.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to volumetric pumps and can be used to create pumps for pumping liquids in various industries, including the oil and gas industry.

Широко известны конструкции винтовых насосов, (например, Пыж О.А., Харитонов Е.С, Егорова П.Б. Судовые винтовые насосы - Л.: Судостроение, 1969. - 1944 с, стр. 121, 127; серийно выпускаемые насосы типа «2ВВ»). Конструктивной особенностью указанных насосов является наличие объемной камеры вокруг гильзы с винтами, необходимой для подвода перекачиваемой среды к винтам насоса, выполняющей функцию сепаратора, однако запаса жидкости в камере может быть недостаточно при продолжительном прохождении газовой фазы - так называемый «сухой ход», что является недостатком.Designs of screw pumps are widely known (for example, Pyzh OA, Kharitonov E.S., Egorova P.B. Ship’s screw pumps - L .: Shipbuilding, 1969. - 1944, pp. 121, 127; commercially available pumps of the type "2BB"). The design feature of these pumps is the presence of a volumetric chamber around the liner with screws necessary to supply the pumped medium to the screws of the pump acting as a separator, however, the fluid in the chamber may not be enough during the continuous passage of the gas phase - the so-called “dry run”, which is a drawback .

Известна мультифазная установка (патент RU 18088 U1), содержащая мультифазный насос, имеющий напорную и всасывающую магистрали с вентилями, последняя из которых соединена с магистралью подачи газоводонефтяной смеси, связанный с сепаратором, имеющим входные и выходные газовые и водонефтяные магистрали, отличающаяся тем, что сепаратор установлен на выходе мультифазной установки, одна из выходных магистралей которого через вентиль соединена с коллектором сбора нефти, а входная магистраль соединена через вентиль с напорной магистралью мультифазного насоса, установка снабжена смесителем с основным и дополнительным входами и выходом, основной вход которого соединен с магистралью подачи газо-водонефтяной смеси, а выход соединен со всасывающей магистралью мультифазного насоса, регулируемым дросселем, установленным на выходной газовой магистрали сепаратора, соединенной с дополнительным входом смесителя, подкачивающим насосом с электродвигателем, установленным на выходной магистрали подачи смазывающей и запирающей жидкости сепаратора, соединенной с дополнительным входом, выполненным на мультифазном насосе, и обратными клапанами, установленными на магистрали подачи газоводонефтяной смеси, и на выходной магистрали сепаратора, соединенной с коллектором сбора нефти. Недостатком указанной мультифазной установки является способ подачи жидкости, который требует наличия дополнительного подкачивающего насоса, что усложняет систему и снижает ее надежность и износостойкость.Known multiphase installation (patent RU 18088 U1), containing a multiphase pump having a pressure and suction line with valves, the latter of which is connected to the gas-oil mixture supply line associated with a separator having inlet and outlet gas and water-oil lines, characterized in that the separator installed at the outlet of a multiphase installation, one of the output lines of which is connected to the oil collector through a valve, and the input line is connected to the pressure pipe of a multi The unit is equipped with a mixer with the main and additional inputs and output, the main input of which is connected to the gas-water-oil mixture supply line, and the output is connected to the suction line of the multiphase pump, adjustable throttle, installed on the output gas line of the separator, connected to the additional input of the mixer , booster pump with an electric motor installed on the output line supplying the lubricant and locking fluid of the separator connected to an additional inlet performed on a multiphase pump, and non-return valves installed on the gas-oil supply line, and on the output line of the separator connected to the oil collection manifold. The disadvantage of this multiphase installation is a method of supplying liquid, which requires an additional booster pump, which complicates the system and reduces its reliability and durability.

Известна конструкция, описанная в патенте RU 2433306 C1. Сходством с аналогом является технология перекачивания жидкости. Однако более сложная у аналога система подвода жидкости к рабочим органам также является недостатком, влияющим на износостойкость и надежность.Known design, described in patent RU 2433306 C1. Similarity to the analog is the technology of pumping fluid. However, a more complex analog system for supplying fluid to the working bodies is also a disadvantage affecting wear resistance and reliability.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является конструкция, описанная в патенте RU 2366833 C1. Сходством аналога с заявляемой полезной моделью является наличие сепаратора, не входящего в состав корпуса насоса. Первым отличием заявляемой полезной модели является указание о подаче жидкой фазы из сепаратора в область всасывания винтов и в пары трения торцовых уплотнений, что является следствием более полной конструкторской проработки насосного агрегата. Вторым отличием является то, что в заявляемой полезной модели предусмотрена подача в сепаратор любой жидкости, совместимой с перекачиваемой, при длительном отсутствии жидкой фазы в перекачиваемой среде. Третьим отличием заявляемой полезной модели является то, что патент RU 2366833 С1 относится к двухвинтовым насосам, однако заявляемая полезная модель не регламентирует количество винтов в насосном агрегате.The closest analogue to the claimed utility model is the design described in the patent RU 2366833 C1. The similarity of the analogue with the claimed utility model is the presence of a separator, which is not part of the pump casing. The first difference of the claimed utility model is the indication of the flow of the liquid phase from the separator into the region of the screws intake and into the friction pairs of the mechanical seals, which is a consequence of a more complete design study of the pump unit. The second difference is that the claimed utility model provides for the supply to the separator of any liquid that is compatible with the pumped one, with a prolonged absence of the liquid phase in the pumped medium. The third difference of the claimed utility model is that patent RU 2366833 C1 refers to twin-screw pumps, however, the claimed utility model does not regulate the number of screws in the pump unit.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является недостаточная надежность и износостойкость мультифазных винтовых насосов.The technical problem that the claimed utility model addresses is the lack of reliability and durability of multiphase screw pumps.

Техническим результатом, получаемым при решении поставленной технической проблемы и реализации полезной модели, является обеспечение возможности работы насоса длительное время при отсутствии жидкой фазы в перекачиваемой среде.The technical result obtained by solving the technical problem and the implementation of the utility model is to ensure that the pump can work for a long time in the absence of a liquid phase in the pumped medium.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается тем, что в мультифазном винтовом насосным агрегате, содержащем мультифазный винтовой насос, сепаратор, трубопроводы для подачи жидкости от сепаратора к торцовым уплотнениям и областям всасывания винтового насоса, согласно полезной модели, сепаратор не входит в состав корпуса насоса, а подача отсепарированной жидкости происходит за счет разности давлений между свободной поверхностью в сепараторе, на которой давление соответствует давлению нагнетания мультифазного насоса, и точкой подачи жидкости в мультифазный насос, которая находится вблизи камеры всасывания.The technical problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in a multiphase screw pumping unit containing a multiphase screw pump, separator, pipelines for supplying liquid from the separator to the mechanical seals and suction areas of the screw pump, according to the utility model, the separator is not part of the pump casing , and the flow of the separated liquid occurs due to the pressure difference between the free surface in the separator, on which the pressure corresponds to the multiphase discharge pressure on wasp and a point in the liquid supply multiphase pump, which is near the suction chamber.

В заявленной полезной модели отсутствует камера вокруг статора насоса для сбора и подвода перекачиваемой среды, а подвод среды осуществляется непосредственно из сепаратора, имеющего запас жидкой фазы. Камера вокруг статора насоса присутствует в упомянутых в описании полезной модели серийно выпускаемых насосов типа «2ВВ» и является совмещенным с корпусом насоса сепаратором.In the claimed utility model, there is no chamber around the pump stator for collecting and supplying the pumped medium, and the medium is supplied directly from a separator having a liquid phase reserve. The chamber around the pump stator is present in the commercially available 2BB type pumps mentioned in the description of the utility model and is a separator combined with the pump casing.

В места вблизи камеры всасывания жидкая фаза подается для обеспечения смазывания, охлаждения и герметизации зазора между вращающимся винтом и неподвижным корпусом насоса. В область торцовых уплотнений жидкая фаза подается для смазки и охлаждения пар трения торцовых уплотнений. И то, и другое мероприятие направлены на повышение надежности и износостойкости агрегата.The liquid phase is supplied to the places near the suction chamber to provide lubrication, cooling and sealing of the gap between the rotating screw and the stationary pump casing. In the area of the mechanical seals, the liquid phase is fed to lubricate and cool the friction pairs of the mechanical seals. Both events are aimed at improving the reliability and durability of the unit.

Подача отсепарированной жидкости происходит за счет разности давлений между свободной поверхностью в сепараторе, на которой давление соответствует высокому давлению нагнетания мультифазного насоса, и точкой подачи жидкости в мультифазный насос, которая находится вблизи камеры всасывания и имеет низкое давление. Давление на свободной поверхности сепаратора соответствует давлению на выходе насоса, а давление в местах подачи жидкой фазы из сепаратора соответствует давлению всасывания насоса. В результате разности давлений, которая равна напору насоса, происходит циркуляция жидкой фазы из сепаратора в указанные области.The separation of the separated liquid occurs due to the pressure difference between the free surface in the separator, on which the pressure corresponds to a high discharge pressure of the multiphase pump, and the point of fluid supply to the multiphase pump, which is near the suction chamber and has a low pressure. The pressure on the free surface of the separator corresponds to the pressure at the outlet of the pump, and the pressure at the places where the liquid phase is supplied from the separator corresponds to the suction pressure of the pump. As a result of the pressure difference, which is equal to the pressure of the pump, the liquid phase is circulated from the separator to the indicated areas.

Также происходит обеспечение возможности доступа к узлам насоса для их обслуживания на месте эксплуатации без демонтажа насоса. В мультифазном винтовом насосе сепаратор не входит в состав корпуса насоса, что для уменьшения габаритных размеров корпуса, унификации сепараторов, возможности комплектации агрегатов серийно выпускаемыми сепараторами, возможности подачи жидкости в сепаратор от постороннего источника для продления работы насоса при отсутствии жидкой фазы в перекачиваемой среде.It also enables access to the pump components for on-site service without dismantling the pump. In a multiphase screw pump, the separator is not part of the pump casing, which is to reduce the overall dimensions of the casing, unify the separators, the possibility of assembling the units with commercially available separators, and the possibility of supplying the liquid to the separator from an external source to prolong the operation of the pump in the absence of a liquid phase in the pumped medium.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

На чертеже показана схема подачи жидкости для смазки насоса в мультифазном режиме.The drawing shows the flow of fluid for lubrication of the pump in multiphase mode.

Часть перекачиваемой жидкости с выхода насоса 1 подводится к сепаратору 2, где происходит разделение на фракции - жидкую и газообразную. Жидкая фракция подается по трубопроводам через штуцеры 3 подачи жидкости в область торцовых уплотнений и через штуцеры 4 подачи жидкости в область всасывания винтового насоса, а газообразная поступает во всасывающий трубопровод. Дренаж насоса выполняется через штуцеры 5 для слива жидкости.Part of the pumped liquid from the outlet of the pump 1 is fed to the separator 2, where the separation into fractions - liquid and gaseous. The liquid fraction is supplied through pipelines through fittings 3 for supplying liquid to the area of mechanical seals and through fittings 4 for supplying liquid to the area of suction of the screw pump, and gaseous flows to the suction pipe. Drainage of the pump is performed through fittings 5 to drain the fluid.

Claims

Multiphase screw pumping unit containing a multiphase screw pump, separator, pipelines for supplying liquid from the separator to the mechanical seals and the suction areas of the screw pump, characterized in that the separator is not part of the pump housing, and the flow of the separated liquid occurs due to the pressure difference between the free the surface in the separator on which the pressure corresponds to the discharge pressure of the multiphase pump, and the point of fluid supply to the multiphase pump, which is located near the chamber suction.