RU2142067C1

RU2142067C1 - Horizontal pump plant

Info

Publication number: RU2142067C1
Application number: RU97113768/06A
Authority: RU
Inventors: М.Т. Козлов; Ш.Ф. Тахаутдинов; Е.П. Жеребцов; М.М. Загиров; И.Ф. Калачев; В.Н. Окин; А.Е. Стародубский; А.К. Кашапов; В.М. Лашманов
Original assignee: Общество "Финэкс"
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1999-11-27

Abstract

FIELD: high-pressure multistage centrifugal pumps mainly used at pumping water down the oil pool in oil fields. SUBSTANCE: the horizontal pump plant comprises two pumps secured on pedestals that are installed on a frame. Located between the pumps on the frame is an electric motor with two shaft extensions connected to the pump shafts with the aid of couplings. The pumps are furnished with end packings. The delivery branch of one pump is connected to the inlet branch of the other pump. The couplings are furnished with centering mounts made of two tapered members engageable with each other by the concave and convex surfaces. One of the centering mounts is installed for movement along the shaft. EFFECT: enhanced service life of the pump plant due to balancing of axial thrusts and reduced maintenance costs due to reduction of time for shaft alignment. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области насосостроения, в частности, к многоступенчатым центробежным насосам высокого давления и найдет применение преимущественно при закачке воды в пласт на нефтяных промыслах. The invention relates to the field of pump engineering, in particular, to multi-stage high-pressure centrifugal pumps and will find application mainly when pumping water into the reservoir in the oil fields.

Известны насосные установки, в которых осевые силы уравновешены. Одна из них включает в себя электродвигатель, насос с рабочими колесами, имеющими двухсторонний вход жидкости (1). Pumping units are known in which axial forces are balanced. One of them includes an electric motor, a pump with impellers having a two-way liquid inlet (1).

Известен также насос, у которого рабочие колеса установлены на общем валу группами, обращенными своими входными отверстиями в противоположные стороны. Причем жидкость из последнего рабочего колеса одной группы перетекает в первое колесо из другой группы (2). A pump is also known in which the impellers are mounted on a common shaft in groups facing their inlets in opposite directions. Moreover, the liquid from the last impeller of one group flows into the first wheel from another group (2).

Основными недостатками этих установок являются:
- сложность конструкции, обусловленная конструкцией рабочих колес, корпуса, уплотнительных элементов и подшипниковых узлов;
- высокая металлоемкость;
- значительные затраты времени на центровку валов насоса и электродвигателя;
- невозможность применения валов малого диаметра для многоступенчатых насосов высокого давления по условиям прочности.The main disadvantages of these installations are:
- design complexity due to the design of the impellers, housing, sealing elements and bearing assemblies;
- high metal consumption;
- significant time spent on alignment of the pump and motor shafts;
- the impossibility of using shafts of small diameter for multi-stage high pressure pumps according to the strength conditions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является насосный агрегат, выпускаемый Ясногорским машзаводом (3). Он содержит электродвигатель, соединенный с центробежным насосом посредством соединительной муфты, торцовые уплотнения, всасывающий и нагнетательный патрубки, опорную раму с тумбами. The closest in technical essence to the proposed one is a pumping unit manufactured by the Yasnogorsk Machine-Building Plant (3). It contains an electric motor connected to a centrifugal pump by means of a coupling, mechanical seals, suction and discharge pipes, and a supporting frame with curbstones.

Существенными недостатками насоса является:
- сложность конструкции, обусловленная конструкцией крышек нагнетения и всасывания и узла разгрузки;
- высокая металлоемкость;
- относительно низкий КПД за счет перетока жидкости из полости подпятника в полость всасывания (до 6% жидкости от номинальной подачи перетекает в полость всасывания);
- значительные затраты времени на центровку валов насоса и электродвигателя;
- невозможность применения валов малого диаметра для многоступенчатых насосов высокого давления.Significant disadvantages of the pump are:
- design complexity due to the design of the discharge and suction caps and the discharge unit;
- high metal consumption;
- a relatively low efficiency due to the flow of fluid from the thrust bearing cavity into the suction cavity (up to 6% of the liquid from the nominal supply flows into the suction cavity);
- significant time spent on alignment of the pump and motor shafts;
- the impossibility of using small diameter shafts for multi-stage high pressure pumps.

Цель изобретения: упрощение конструкции, увеличение срока службы, повышение КПД, снижение металлоемкости и эксплуатационных расходов. The purpose of the invention: simplifying the design, increasing the service life, increasing efficiency, reducing metal consumption and operating costs.

Указанная цель достигается описываемой насосной установкой, включающей электродвигатель, соединенный с центробежным насосом посредством соединительной муфты, торцовые уплотнения, всасывающий и нагнетательный патрубки, опорную раму и тумбы. This goal is achieved by the described pump installation, including an electric motor connected to a centrifugal pump by means of a coupling, mechanical seals, suction and discharge nozzles, a support frame and curbstones.

Новым является то, что она снабжена дополнительным центробежным насосом, соединенным через соединительную муфту с противоположным концом вала электродвигателя; направление каналов рабочих колес и направляющих аппаратов насосов выполнены противоположными, причем нагнетальный патрубок одного насоса соединен со всасывающим патрубком другого, а соединительные муфты снабжены центраторами, выполненными из двух конусных элементов, контактирующих друг с другом вогнутыми и выпуклыми поверхностями, установленных на валах насоса и электродвигателя, причем один из них посажен на вал с возможностью продольного перемещения. New is that it is equipped with an additional centrifugal pump connected through a coupling to the opposite end of the motor shaft; the direction of the channels of the impellers and the guide vanes of the pumps are opposite, and the discharge pipe of one pump is connected to the suction pipe of the other, and the couplings are equipped with centralizers made of two conical elements contacting each other with concave and convex surfaces mounted on the shafts of the pump and electric motor, moreover, one of them is mounted on a shaft with the possibility of longitudinal movement.

Новым является также и то, что насосы снабжены рубашками, представляющими собой два полухомута, обхватывающими корпус насоса по всей его поверхности с крепежными фланцами, причем контактирующий с тумбой полухомут выполнен с симметричными лысками относительно вертикальной оси; каждая тумба имеет ложеместо и одна тумба по отношению к другой является зеркальным отражением. Also new is the fact that the pumps are equipped with shirts, which are two half-clamps, wrapping the pump casing over its entire surface with mounting flanges, and the half-clamp in contact with the cabinet is made with symmetrical flats with respect to the vertical axis; each stand has a lodgement and one stand with respect to the other is a mirror image.

На фиг. 1 изображен общий вид насосной установки;
на фиг. 2 - сечение по АА фиг. 1;
на фиг. 3 - конструкция соединительной муфты.In FIG. 1 shows a General view of the pumping unit;
in FIG. 2 is a section along AA of FIG. 1;
in FIG. 3 - design of the coupling.

Установка (фиг. 1) состоит из двух насосов 1 и 2, закрепленных на тумбах 3 и 4, которые в свою очередь установлены на раме 5. Каждая тумба (фиг. 2) имеет по два ложеместа 6 и 7, выполненных в виде треугольника и приваренных к раме, причем одна тумба является зеркальным отображением другой. Каждый насос для прочности снабжен рубашкой 8 и 9, представляющей собой два полухомута 10 и 11 (фиг.2) с крепежными фланцами. На полухомуте, который контактирует с тумбой, выполнены лыски с углом " L ", что и угол ложеместа. The installation (Fig. 1) consists of two pumps 1 and 2, mounted on the pedestals 3 and 4, which in turn are mounted on the frame 5. Each pedestal (Fig. 2) has two lodges 6 and 7, made in the form of a triangle and welded to the frame, with one pedestal being a mirror image of another. Each pump for durability is equipped with a jacket 8 and 9, which is two half-clamps 10 and 11 (figure 2) with mounting flanges. On the half-clamp, which is in contact with the pedestal, flats are made with an angle "L", as well as the angle of the lodge.

Между насосами 1 и 2 на раме 5 расположен электродвигатель 12 с двумя выходными концами 13 и 14, которые в свою очередь соединены с приводными валами 15 и 16 (фиг.З) насосов 1 и 2 с помощью муфт 17 и 18. Насосы снабжены торцовыми уплотнениями 19 и 20. Between pumps 1 and 2, on the frame 5, an electric motor 12 is located with two output ends 13 and 14, which in turn are connected to the drive shafts 15 and 16 (Fig. 3) of pumps 1 and 2 using couplings 17 and 18. The pumps are equipped with mechanical seals 19 and 20.

Нагнетательный патрубок 21 насоса 1 соединен со всасывающим патрубком 22 насоса 2 трубопроводом 23. The discharge pipe 21 of the pump 1 is connected to the suction pipe 22 of the pump 2 by a pipe 23.

Соединительные муфты (фиг. 3), состоящие из полумуфт 24 и 25, соединенных между собой через эластичные пальцы 26, снабжены центраторами, выполненными из двух конусных элементов 27 и 28, контактирующих друг с другом вогнутыми и выпуклыми поверхностями. Полумуфта 25 установлена с возможностью перемещения вдоль вала 16 с помощью регулировочной втулки 29, контргайки 30 и базовой втулки 31, следовательно, имеют возможность продольного перемещения с конусным элементом. Работают установки следующим образом. Couplings (Fig. 3), consisting of half-couplings 24 and 25, interconnected via elastic fingers 26, are equipped with centralizers made of two conical elements 27 and 28 contacting each other with concave and convex surfaces. The coupling half 25 is mounted to move along the shaft 16 with the help of the adjusting sleeve 29, the lock nut 30 and the base sleeve 31, therefore, have the possibility of longitudinal movement with a conical element. Installations work as follows.

Вращение вала электродвигателя 12 (фиг. 1) через муфты 17 и 18 передается приводным валам насосов 1 и 2. При этом жидкость поступает во всасывающий патрубок насоса 1, далее проходит через его ступени, находясь во вращательном движении одного направления, и выходит в полость нагнетательного парубка 21. Оттуда по трубопроводу 23 направляется во всасывающий патрубок 22 насоса 2. Далее она проходит ступени, находясь во вращательном движении противоположного первому направлению, и выходит в подающий трубопровод. При этом осевые усилия, возникающие в насосе 1, полностью уравновешиваются осевыми усилиями, возникающими в насосе 2. The rotation of the shaft of the electric motor 12 (Fig. 1) is transmitted through the couplings 17 and 18 to the drive shafts of the pumps 1 and 2. In this case, the fluid enters the suction pipe of the pump 1, then passes through its stages, being in the rotational movement of one direction, and enters the discharge cavity branch 21. From there, through the pipe 23 it is directed to the suction pipe 22 of the pump 2. Next, it passes the stages, being in the rotational movement opposite to the first direction, and goes into the supply pipe. In this case, the axial forces arising in the pump 1 are completely balanced by the axial forces arising in the pump 2.

Использование предлагаемых насосных установок позволит:
- увеличить срок службы на 20 - 30%, КПД - на 6%, снизить металлоемкость на 60% благодаря уравновешиванию осевых сил, что приводит к устранению потерь трения в подпятниках и исключает перетоки жидкости из полости высокого давления в полость низкого давления;
- снизить эксплуатационные расходы благодаря сокращению времени на центровку, на техническое обслуживание уплотнительных (подвижных) элементов и подшипников скольжения.Using the proposed pumping units will allow:
- increase the service life by 20 - 30%, efficiency - by 6%, reduce metal consumption by 60% due to balancing of axial forces, which eliminates friction losses in the thrust bearings and eliminates fluid flow from the high-pressure cavity to the low-pressure cavity;
- reduce operating costs by reducing the time for alignment, maintenance of sealing (moving) elements and bearings.

Литература. Literature.

1.) 2.) В.М.Черкасский "Насосы. Вентиляторы. Компрессоры.", М. "Энергия" 1977 рис.3 - 22 в рис.3 - 23, стр. 64. 1.) 2.) V.M. Cherkassky "Pumps. Fans. Compressors.", M. "Energy" 1977 fig. 3 - 22 in fig. 3 - 23, p. 64.

3.) Многоступенчатые центробежные насосы типа ЦНС, ГОСТ 10497 - 83. 3.) Multistage centrifugal pumps of the central nervous system type, GOST 10497 - 83.

Claims

1. A horizontal pump installation including an electric motor connected to a centrifugal pump by means of a coupling, mechanical seals, a suction and discharge nozzles, a support frame with curbstones, characterized in that it is equipped with an additional centrifugal pump connected through a coupling to the opposite end of the motor shaft, the direction of the channels of the impellers and the guide vanes of the pumps are opposite, and the discharge pipe of one pump is connected to the whole yvayuschim another pipe, and the couplings are provided with centralizers made of the two tapered elements in contact with each other by concave and convex surfaces, and mounted on the pump and motor shafts, one of which is seated on the shaft to move longitudinally.

2. The horizontal pump installation according to claim 1, characterized in that the pumps are equipped with shirts, which are two half-clamps, wrapping the pump body over its entire surface, with mounting flanges, and the half-clamp contacting the curbstone is equipped with symmetrical flats relative to the vertical axis, each curbstone has place and one pedestal in relation to another is a mirror image.