RU196510U1

RU196510U1 - Pump installation

Info

Publication number: RU196510U1
Application number: RU2019134717U
Authority: RU
Inventors: Денис Алексеевич Меркушев; Алексей Николаевич Паньков; Алексей Александрович Попов; Александр Вячеславович Голубцов
Original assignee: Денис Алексеевич Меркушев; Алексей Николаевич Паньков; Алексей Александрович Попов
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-03-03

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для перекачки жидкостей, предназначена для поднятия давления в трубопроводах, для закачки жидкостей в скважины, для перекачки жидкостей по трубопроводу. Повышение ремонтопригодности насосной установки и удобство ее обслуживания достигается тем, что корпус с установленным погружным электродвигателем, корпус соединен фланцевым соединением с корпусом секции центробежного насоса. На боковой поверхности корпуса расположен герметичный кабельный ввод погружного электродвигателя. Корпус соединен фланцевым соединением с входным переходным патрубком. Корпус секции центробежного насоса соединен фланцевым соединением с выходным переходным патрубком. Входной и выходной переходные патрубки снабжены фланцами для соединения с трубопроводом.The utility model relates to devices for pumping liquids, designed to increase pressure in pipelines, for pumping liquids into wells, for pumping liquids through a pipeline. Improving the maintainability of the pumping unit and the convenience of its maintenance is achieved by the fact that the housing is equipped with a submersible electric motor, the housing is connected by a flange connection to the housing of the centrifugal pump section. A sealed cable entry of the submersible motor is located on the side surface of the housing. The housing is connected by a flange connection to the inlet adapter pipe. The casing of the centrifugal pump section is connected by a flange connection to the outlet adapter pipe. The inlet and outlet adapter pipes are provided with flanges for connection to the pipeline.

Description

Полезная модель относится к устройствам для перекачки жидкостей, в частности, к насосным установкам для горизонтальных, наклонных и вертикальных трубопроводов, и предназначена для поднятия давления в трубопроводах, для закачки жидкостей в скважины, для перекачки жидкостей по трубопроводу. Может использоваться в нефтедобывающей промышленности, в удаленных местах расположения трубопровода, на скважинах.The utility model relates to devices for pumping liquids, in particular, to pumping units for horizontal, inclined and vertical pipelines, and is intended for raising pressure in pipelines, for pumping liquids into wells, for pumping liquids through a pipeline. It can be used in the oil industry, in remote locations of the pipeline, in wells.

Известна кустовая дожимная мультифазная насосная установка по патенту РФ на полезную модель №176789, F04D 13/08, 2018, включающая в себя корпус в виде толстостенной трубы, смонтированной на раме или свайном основании. Корпус расположен под углом к горизонту и подключен к системе нефтепроводов фланцевым соединением и устьевой арматурой. Внутри корпуса на центраторах размещен погружной электродвигатель с гидрозащитой, система телеметрии, электроцентробежный насос, скомплектованный с мультифазной насосной секцией. Насосная секция осуществляет перекачку продукции добывающих нефтегазовых скважин, поступающей от входного к выходному нефтепроводам. Недостатком является сложность монтажа, трудоемкость обслуживания и ремонта установки. Сложности при ремонте связаны с необходимостью удаления устьевой арматуры, со сложностью извлечения электроцентробежного насоса из корпуса, с нарушением герметичности ввода кабеля погружного электродвигателя.Known cluster booster multiphase pumping unit according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 176789, F04D 13/08, 2018, which includes a housing in the form of a thick-walled pipe mounted on a frame or pile base. The housing is located at an angle to the horizon and is connected to the oil pipeline system by a flange connection and wellhead fittings. Inside the housing on the centralizers there is a submersible electric motor with hydroprotection, a telemetry system, an electric centrifugal pump, equipped with a multiphase pump section. The pump section carries out the pumping of production of oil and gas wells from the input to output pipelines. The disadvantage is the complexity of installation, the complexity of maintenance and repair of the installation. Difficulties during the repair are associated with the need to remove wellhead fittings, with the difficulty of removing the electric centrifugal pump from the housing, with a violation of the tightness of the cable entry of the submersible motor.

Известна кустовая дожимная насосная установка для системы поддержания пластового давления по патенту РФ на полезную модель №121319, F04D 13/06, 2012. Установка состоит из корпуса в виде толстостенной трубы. Корпус смонтирован на раме или свайном основании, расположен под углом к горизонту, подключен к системе водовода фланцевым соединением и устьевой арматурой. Размещение корпуса под углом необходимо для нормальной работы гидрозащиты погружного электродвигателя. Внутри корпуса на центраторах размещен электроцентробежный насос с погружным электродвигателем, осуществляющей перекачку подготовленной воды, поступающей от входного к выходному водоводам. Недостатком является низкий КПД установки, трудоемкость монтажа, сложность ремонта и обслуживания из-за наклонной установки корпуса, сложности извлечения насоса и двигателя из длинномерного корпуса, необходимости снятия устьевой арматуры.Known cluster booster pump installation for maintaining reservoir pressure according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 121319, F04D 13/06, 2012. The installation consists of a housing in the form of a thick-walled pipe. The housing is mounted on a frame or pile base, located at an angle to the horizontal, connected to the water system by a flange connection and wellhead fittings. Placing the housing at an angle is necessary for the normal operation of the hydraulic protection of the submersible motor. An electric centrifugal pump with a submersible motor pumping the prepared water coming from the inlet to the outlet water ducts is located on the centralizers inside the case. The disadvantage is the low efficiency of the installation, the complexity of installation, the complexity of repair and maintenance due to the inclined installation of the housing, the difficulty of removing the pump and motor from the long housing, the need to remove wellhead valves.

В качестве ближайшего аналога заявляемой полезной модели выбран наклонный насос повышенного давления по патенту на изобретение US 5203682, F04D 13/08, 1993. Насосный агрегат установлен внутри корпуса. Корпус представляет собой цилиндрическую оболочку с закрытыми торцами и может быть выполнен из обсадной колонны скважины. Насосный агрегат содержит погружной электродвигатель переменного тока. Двигатель снабжен валом, который проходит через уплотнительную секцию, содержащую упорные подшипники. Уплотнительная секция содержит мембрану для выравнивания давления внутри двигателя и внутри корпуса. Центробежный насос имеет несколько ступеней. Каждая ступень содержит диффузор и вращающееся рабочее колесо. Силовой кабель проходит через герметичный ввод на торце выходного конца корпуса. Наружный диаметр центробежного насоса меньше внутреннего диаметра корпуса, между корпусом и насосом имеется зазор. Выпускной конец корпуса выше, чем впускной конец. Содержащийся в перекачиваемой жидкости газ мигрирует к выпускному концу и собирается в верхней части выпускного конца корпуса. Для отбора газа установлен выпускной клапан. Недостатком является низкая ремонтопригодность насосного агрегата, сложность его обслуживания, что обусловленно наличием закрытых торцов корпуса, наклонным расположением корпуса, большой длиной агрегата, ограничением его диаметра.As the closest analogue of the claimed utility model, an inclined high-pressure pump according to the invention patent US 5203682, F04D 13/08, 1993 is selected. The pump unit is installed inside the housing. The body is a cylindrical shell with closed ends and can be made of casing of the well. The pump unit contains a submersible AC motor. The engine is provided with a shaft that passes through a sealing section containing thrust bearings. The sealing section contains a membrane for balancing the pressure inside the engine and inside the housing. The centrifugal pump has several stages. Each stage contains a diffuser and a rotating impeller. The power cable passes through a sealed input at the end of the output end of the housing. The outer diameter of the centrifugal pump is less than the inner diameter of the housing; there is a gap between the housing and the pump. The outlet end of the housing is higher than the inlet end. The gas contained in the pumped liquid migrates to the outlet end and collects in the upper part of the outlet end of the housing. An exhaust valve is installed for gas sampling. The disadvantage is the low maintainability of the pump unit, the complexity of its maintenance, which is due to the presence of closed ends of the housing, the inclined location of the housing, the large length of the unit, the limitation of its diameter.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение ремонтопригодности насосной установки, повышение удобства ее обслуживания.The technical result of the claimed utility model is to increase the maintainability of the pumping unit, increasing the convenience of its maintenance.

Технический результат достигается за счет того, что в насосной установке, содержащей корпус в виде трубы, погружной электродвигатель и центробежный насос, согласно полезной модели, в корпусе установлен погружной электродвигатель, корпус соединен фланцевым соединением с корпусом секции центробежного насоса, на боковой поверхности корпуса расположен герметичный кабельный ввод погружного электродвигателя, корпус соединен фланцевым соединением с входным переходным патрубком, корпус секции центробежного насоса соединен фланцевым соединением с выходным переходным патрубком, входной и выходной переходные патрубки снабжены фланцами для соединения с трубопроводом.The technical result is achieved due to the fact that in a pump installation containing a housing in the form of a pipe, a submersible motor and a centrifugal pump, according to a utility model, a submersible motor is installed in the housing, the housing is connected by a flange connection to the housing of the centrifugal pump section, and a sealed housing is located on the side surface cable entry of the submersible motor, the housing is connected by a flange connection to the inlet adapter, the housing of the centrifugal pump section is connected by a flange connection With an outlet adapter, the inlet and outlet adapter are equipped with flanges for connection to the pipeline.

Технический результат обеспечивается использованием секций центробежного насоса, расположенных в самостоятельных корпусах. Одна или несколько секций центробежного насоса установлены между корпусом насосной установки и выходным переходным патрубком, к которым присоединены с помощью фланцев. Это позволяет при необходимости быстро отсоединять секции центробежного насоса с целью их ремонта, обслуживания или замены. Монтаж насосной установки в трубопровод с помощью переходных патрубков, имеющих с обеих сторон фланцы, соответствующие диаметру трубопровода и диаметру корпуса или диаметру корпуса секции центробежного насоса, позволяют вставить и закрепить установку непосредственно в действующий трубопровод, который может быть связан со скважиной. Установка секций центробежного насоса, позволяет использовать корпус малой длины, избежать нахождения корпуса центробежного насоса внутри перекачиваемой жидкости, предотвратить скапливание газа в верхней части корпуса и позволяет располагать насосную установку горизонтально, либо под любым углом, что так же способствует повышению удобства ее монтажа и обслуживания. Кроме того, расположение герметичного кабельного ввода погружного электродвигателя на боковой поверхности корпуса позволяет беспрепятственно отсоединять от корпуса установки корпуса секций центробежного насоса, не нарушая герметичность ввода и не производя его демонтаж. Это так же повышает ремонтопригодность заявляемого устройства.The technical result is provided by using sections of a centrifugal pump located in independent housings. One or more sections of a centrifugal pump are installed between the pump casing and the outlet adapter pipe, to which are connected using flanges. This allows, if necessary, to quickly disconnect the sections of the centrifugal pump for the purpose of repair, maintenance or replacement. Installation of a pump installation in a pipeline using adapter pipes having flanges on both sides corresponding to the diameter of the pipeline and the diameter of the casing or the diameter of the casing of the centrifugal pump section, allows you to insert and fix the installation directly into the existing pipeline, which can be connected to the well. Installation of centrifugal pump sections allows using a small housing, avoiding the centrifugal pump housing inside the fluid being pumped, preventing gas accumulation in the upper part of the housing and allowing the pump unit to be installed horizontally or at any angle, which also improves the convenience of its installation and maintenance. In addition, the location of the sealed cable entry of the submersible motor on the side surface of the housing allows you to freely disconnect from the housing the installation of the housing of the sections of the centrifugal pump, without violating the tightness of the input and without dismantling it. This also increases the maintainability of the claimed device.

На фигуре 1 представлен разрез насосной установки с двумя секциями центробежного насоса.The figure 1 shows a section of a pumping unit with two sections of a centrifugal pump.

На фигуре 2 представлен внешний вид насосной установки с одной секцией центробежного насоса.The figure 2 presents the appearance of the pumping unit with one section of a centrifugal pump.

Насосная установка содержит корпус 1, выполненный в виде трубы, погружной электродвигатель 2, и протектор 3, размещенные в корпусе 1. Корпус 1 снабжен присоединительными фланцами 4. На боковой поверхности корпуса 1 расположен герметичный кабельный ввод 5 с устройством уплотнения кабеля типа «CABLE LOCK», через который к погружному электродвигателю 2 подведен кабель 6. К корпусу 1 присоединена одна, или несколько секций центробежного насоса. Каждая секция содержит корпус 7, в котором установлены ступени 8 центробежного насоса. Каждый корпус 7 снабжен фланцами 9, при помощи которых секция ступени 8 центробежного насоса присоединена к фланцу 4 корпуса 1. При наличии нескольких ступеней 8 центробежного насоса с помощью фланцев 9 соединены корпуса 7 секций центробежного насоса. Насосная установка снабжена входным переходным патрубком 10 и выходным переходным патрубком 11. Патрубки 10 и 11 снабжены фланцами 12 для присоединения к фланцу 4 корпуса 1 или к фланцу 9 секции центробежного насоса и снабжены фланцами 13 для присоединения к ответным фланцам трубопровода.The pump installation includes a housing 1, made in the form of a pipe, a submersible motor 2, and a protector 3, located in the housing 1. The housing 1 is equipped with connecting flanges 4. On the side surface of the housing 1 there is a sealed cable entry 5 with a cable sealing device of the type “CABLE LOCK” through which cable 6 is connected to the submersible motor 2. One or several sections of a centrifugal pump are connected to the housing 1. Each section contains a housing 7, in which stages 8 of a centrifugal pump are installed. Each housing 7 is equipped with flanges 9, by means of which a section of the centrifugal pump stage 8 is connected to the flange 4 of the housing 1. If there are several stages 8 of the centrifugal pump, the housings 7 of the centrifugal pump sections are connected using the flanges 9. The pump installation is equipped with an inlet adapter 10 and an outlet adapter 11. The nozzles 10 and 11 are equipped with flanges 12 for connecting to the flange 4 of the housing 1 or to the flange 9 of the centrifugal pump section and are equipped with flanges 13 for connecting to the pipeline mating flanges.

Насосная установка работает следующим образом.The pump installation operates as follows.

Для поднятия давления в трубопроводе или для закачки жидкости в скважину производят монтаж насосной установки на трубопроводе. В зависимости от требуемой мощности установки определяют необходимое количество ступеней центробежного насоса и диаметр корпуса 1. К корпусу 1 с установленными в нем погружным электродвигателем 2 и протектором 3 присоединяют необходимое количество ступеней 8 центробежного насоса, расположенных в корпусах 7. Для этого соединяют фланец 4 корпуса 1 с фланцем 9 корпуса 7 первой секции центробежного насоса и, при необходимости, производят дальнейшее соединение корпусов 7 секций насоса. Соединяют выход протектора 3 со входом первой секции насоса. Далее через переходные патрубки 10, 11 присоединяют насосную установку к трубопроводу, соединяя между собой фланцы 4 корпуса 1 и фланцы 12 переходных патрубков 10 и 11. Соединяют фланец 9 последней секции насоса и фланец 12 выходного патрубка, и соединяют фланцы 13 переходных патрубков 10, 11 с фланцами трубопровода. По питающему кабелю 6 подают напряжение на погружной электродвигатель 2. Питающий кабель уплотняется устройством Кабель Лок с рабочим давлением 350 Атм. На вход насосной установки подают перекачиваемую жидкость, которая, огибая погружной электродвигатель 2 и протектор 3, попадает на вход первой ступени 8 центробежного насоса. При этом применение именно погружного электродвигателя в герметичном корпусе, позволяет использовать его внутри корпуса 1, заполненного перекачиваемой жидкостью. Установленный за погружным электродвигателем 2 протектор 3 позволяет выровнять давление внутри корпуса 1 и внутри двигателя. В насосной установке могут быть использованы иные устройства для выравнивания внутреннего давления. Поток перекачиваемой жидкости попадает на рабочие колеса одной или нескольких ступеней 8 центробежного насоса, разгоняется, за счет чего повышается давление жидкости на выходе из насосной установки. Характеристики центробежного насоса определяются необходимой мощностью погружного электродвигателя 2 и длиной насосной установки. В зависимости от требуемой мощности подбирается диаметр трубы корпуса 1. Данный диаметр, как правило, превышает диаметр обсадной трубы. При необходимости ремонта элементов какой-либо ступени центробежного насоса, или при необходимости полной замены ступени производят отсоединение фланцев данной ступени от смежных с ней элементов установки и удаление секции данной ступени 8 насоса. При необходимости демонтажа всей насосной установки производят отсоединение фланцев 13 от фланцев трубопровода. За счет возможности встраивания насосной установки в действующий трубопровод не требуется строительство отдельного здания для насосной установки. Ремонт оборудования может быть проведен в полевых условиях.To increase the pressure in the pipeline or to pump fluid into the well, a pump installation is installed on the pipeline. Depending on the required power of the installation, the required number of centrifugal pump stages and the diameter of the housing 1 are determined. The necessary number of centrifugal pump stages 8 located in the housings 7 are connected to the housing 1 with the submersible motor 2 and protector 3 installed in it 7. For this, the flange 4 of the housing 1 is connected with the flange 9 of the housing 7 of the first section of the centrifugal pump and, if necessary, further connecting the housings 7 of the pump sections. The output of the tread 3 is connected to the input of the first section of the pump. Then, through the adapter pipes 10, 11, the pump unit is connected to the pipeline, connecting the flanges 4 of the housing 1 and the flanges 12 of the adapter pipes 10 and 11. Connect the flange 9 of the last pump section and the flange 12 of the outlet pipe, and connect the flanges 13 of the adapter pipes 10, 11 with pipeline flanges. The supply cable 6 supplies voltage to the submersible motor 2. The supply cable is sealed with the Cable Lock device with a working pressure of 350 bar. The pumped liquid is fed to the inlet of the pumping unit, which, enveloping the submersible motor 2 and protector 3, enters the input of the first stage 8 of the centrifugal pump. Moreover, the use of a submersible motor in an airtight housing allows it to be used inside the housing 1 filled with the pumped liquid. The protector 3 installed behind the submersible motor 2 allows to equalize the pressure inside the housing 1 and inside the engine. In the pump installation, other devices can be used to equalize the internal pressure. The flow of the pumped liquid enters the impellers of one or more stages 8 of the centrifugal pump, accelerates, thereby increasing the pressure of the liquid at the outlet of the pump unit. The characteristics of the centrifugal pump are determined by the required power of the submersible motor 2 and the length of the pump unit. Depending on the required power, the diameter of the pipe 1 is selected. This diameter, as a rule, exceeds the diameter of the casing. If it is necessary to repair the elements of any stage of the centrifugal pump, or if it is necessary to completely replace the stage, disconnect the flanges of this stage from the adjacent installation elements and remove the section of this stage 8 of the pump. If it is necessary to dismantle the entire pumping unit, the flanges 13 are disconnected from the pipeline flanges. Due to the possibility of integrating the pumping unit into the existing pipeline, the construction of a separate building for the pumping unit is not required. Equipment repair can be carried out in the field.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить ремонтопригодность насосной установки и удобство ее обслуживания.Thus, the claimed utility model allows to increase the maintainability of the pumping unit and the convenience of its maintenance.

Claims

A pump installation comprising a tube-shaped housing, a submersible motor and a centrifugal pump, characterized in that a submersible motor is installed in the housing, a housing with a submersible motor installed in it is connected by a flange connection to a centrifugal pump section, and a sealed cable entry of the submersible motor is located on the side surface of the housing , the housing is connected by a flange connection to the inlet adapter, the centrifugal pump section is connected by a flange connection to the outlet the outlet pipe, the inlet and outlet adapter pipes are equipped with flanges for connection to the pipeline.