RU2684049C1

RU2684049C1 - Installation horizontal pump

Info

Publication number: RU2684049C1
Application number: RU2018116800A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Алексеевич Петров; Дмитрий Геннадьевич Конюхов; Дмитрий Алексеевич Лысков; Дмитрий Андреевич Таланов
Original assignee: Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-04-03

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: invention relates to horizontal pumping units designed to discharge fluid under high pressure, for example, to maintain reservoir pressure. Installation includes a support frame, an electric motor with a shaft connected to the pump shaft, bearings that receive radial and axial loads, and a suction chamber. As an electric motor, an electric motor with an elongated shaft has been selected, inside which bearings are installed that accept radial and axial loads. Electric motor is made with an elongated shaft; spacers mounted on the end of the electric motor are coupled to the suction chamber body. Elongated shaft is passed through the spacers, connected to the pump shaft inside the suction chamber by means of a coupling with an elastic element and provided with an end seal resting on the end surface of the spacer.EFFECT: invention provides simplicity of design, ease of installation and maintenance of the installation by eliminating unnecessary connecting elements, as well as higher reliability and longer life.1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области насосных установок, предназначенных для нагнетания жидкости под высоким давлением, которая в дальнейшем может использоваться для различных нужд потребителя, например, для поддержания пластового давления (ППД).The present invention relates to the field of pumping units designed to pump liquid under high pressure, which can then be used for various consumer needs, for example, to maintain reservoir pressure (RPM).

Из существующего уровня техники известна горизонтальная насосная установка для закачки в пласт технологической жидкости [патент №2162163 RU, F04D 13/06, 2001], используемая в системе поддержания пластового давления. Установка содержит размещенные на опорной раме электродвигатель, входной модуль и горизонтальный центробежный насос, сочлененный с узлами всасывания и нагнетания. Горизонтальный центробежный насос выполнен секционным с возможностью подбора ступеней на требуемый напор. Первая секция насоса выполнена совмещенной с узлом входного модуля и расположена с ним на общем валу, уплотненном со стороны электродвигателя торцевым уплотнением. В узле входного модуля размещен упорный узел. Входной модуль содержит два дополнительных радиальных подшипника. Подшипники жестко фиксируют вал в радиальном направлении и предотвращают его биение, а устранение лишних соединительных элементов повышает эксплуатационную надежность и долговечность установки.From the existing level of technology, a horizontal pumping unit for pumping technological fluid into the formation [patent No. 2162163 RU, F04D 13/06, 2001] used in the system for maintaining reservoir pressure is known. The installation comprises an electric motor, an input module and a horizontal centrifugal pump, coupled to the suction and discharge units, located on the support frame. The horizontal centrifugal pump is made sectional with the possibility of selecting stages to the required pressure. The first section of the pump is made combined with the node of the input module and is located with it on a common shaft, sealed on the motor side by a mechanical seal. A thrust unit is located in the input module assembly. The input module contains two additional radial bearings. Bearings rigidly fix the shaft in the radial direction and prevent its runout, and the elimination of unnecessary connecting elements increases the operational reliability and durability of the installation.

Недостатками данной конструкции является то, что входной модуль, совмещенный с насосом, не позволяет производить быструю замену насоса при его выходе из строя, а также замену торцового уплотнения при износе без демонтажа электродвигателя.The disadvantages of this design is that the input module, combined with the pump, does not allow for quick replacement of the pump when it fails, as well as the replacement of the mechanical seal during wear without dismantling the motor.

Наиболее близкой к заявляемой является горизонтальная насосная установка [патент №2320896 RU, F04D 13/06, F04D 29/58, 2008] для поддержания пластового давления при нефтедобыче, содержащая опорную раму, электродвигатель, секционный центробежный насос, узел всасывания, узел нагнетания, уплотненную заполненную маслом упорную камеру, в которой установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, и систему охлаждения масла. Система охлаждения содержит трубу с радиатором, размещенную в масляной ванне упорной камеры и соединенную с узлом всасывания, и крыльчатку для создания циркуляции перекачиваемой жидкости в трубе, зафиксированную на валу и размещенную в узле всасывания, отделенном от упорной камеры торцовым уплотнением. В данной установке охлаждение масла осуществляется перекачиваемой жидкостью.Closest to the claimed is a horizontal pumping unit [patent No. 2320896 RU, F04D 13/06, F04D 29/58, 2008] for maintaining reservoir pressure during oil production, comprising a support frame, an electric motor, a sectional centrifugal pump, a suction assembly, a discharge assembly, sealed a thrust chamber filled with oil, in which bearings are installed that absorb radial and axial loads, and an oil cooling system. The cooling system comprises a pipe with a radiator located in the oil bath of the thrust chamber and connected to the suction unit, and an impeller for circulating the pumped liquid in the pipe, fixed on the shaft and placed in the suction unit, separated from the thrust chamber by a mechanical seal. In this installation, the oil is cooled by the pumped liquid.

Недостатком данной конструкции является то, что все модули установки (насосный, всасывающий и упорный) расположены на отдельных валах с сочленением между собой и валом электродвигателя посредством соединительных муфт. Такое исполнение часто ведет к несоосности валов установки, особенно при несоблюдении технологии монтажа, превышению допустимых пределов биений сочленяемых валов и, как следствие, износу подшипниковых опор насоса.The disadvantage of this design is that all the installation modules (pump, suction and thrust) are located on separate shafts with articulation between themselves and the motor shaft through couplings. This design often leads to misalignment of the shafts of the installation, especially if the installation technology is not followed, exceeding the permissible limits for the beating of the articulated shafts and, as a result, wear of the pump bearings.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение простоты конструкции, повышения удобство монтажа и обслуживания установки за счет устранения лишних соединительных элементов и повышение эксплуатационной надежности и долговечности.The objective of this utility model is to ensure simplicity of design, increase the convenience of installation and maintenance of the installation by eliminating unnecessary connecting elements and increase operational reliability and durability.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке горизонтальной насосной, содержащей опорную раму, электродвигатель с валом, связанным с валом насоса, подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, и камеру всасывания, согласно изобретению, в качестве электродвигателя выбран электродвигатель с удлиненным валом, внутри которого установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки, на торце электродвигателя установлен проставок, состыкованный с корпусом камеры всасывания, при этом удлиненный вал пропущен через проставок, соединен с валом насоса внутри камеры всасывания посредством муфты с упругим элементом и снабжен торцевым уплотнением, опирающимся на торцевую поверхность проставка.The specified technical result is achieved by the fact that in the installation of a horizontal pumping unit containing a support frame, an electric motor with a shaft connected to the pump shaft, bearings absorbing radial and axial loads, and a suction chamber, according to the invention, an electric motor with an elongated shaft is selected as an electric motor, inside which bearings are installed, which absorb radial and axial loads, a spacer is installed at the end of the electric motor, joined to the body of the suction chamber, while elongated in l passed through the spacer, connected to the pump shaft inside the suction chamber through a coupling with an elastic element and provided with a face seal, resting on the end face of the spacer.

Использование электродвигателя с удлиненным валом и подшипниками, воспринимающими радиальные и осевые нагрузки, позволяет исключить из конструкции насосной установки упорную камеру с осевыми и радиальными подшипниками, что упрощает монтаж оборудования и обеспечение соосности валов, а также приводит к повышению эксплуатационную надежность и долговечность.The use of an electric motor with an elongated shaft and bearings that absorb radial and axial loads eliminates the thrust chamber with axial and radial bearings from the design of the pump unit, which simplifies the installation of equipment and ensures shaft alignment, and also increases operational reliability and durability.

Корпус насоса в осевом положение соединяется с корпусом электродвигателя посредством установки проставка на корпусе электродвигателя, через который проходит вал электродвигателя с установленным на нем торцевым уплотнением и упирающимся в торцевую поверхность проставка.The pump casing in the axial position is connected to the motor casing by installing a spacer on the motor casing, through which the motor shaft passes with an end seal installed on it and the spacer abuts against the end surface.

На чертеже представлен общий вид предлагаемой установки в разрезе.The drawing shows a General view of the proposed installation in section.

Установка горизонтальная насосная содержит электродвигатель с удлиненным валом 1, насос 3, муфту с упругим элементом 2, соединяющую их валы, и камеру всасывания 4, входной патрубок которой может быть выполнен с поворотным фланцем 5 для удобства монтажа к питающему трубопроводу. Внутри электродвигателя 1 установлены подшипники, воспринимающие радиальные и осевые нагрузки (не показано). На торце электродвигателя 1 закреплен проставок 6, на торцевую поверхность которого упирается торцевой уплотнение 7, закрепленное на валу электродвигателя 1, пропущенном через проставок 6. К торцевой поверхности проставка 6 присоединяется камера всасывания 4, к которой крепится корпус первой секции насоса 3. Муфта 2, соединяющая валы электродвигателя 1 и насоса 3 размещена внутри камеры всасывания 4.The horizontal pump installation includes an electric motor with an elongated shaft 1, a pump 3, a coupling with an elastic element 2 connecting their shafts, and a suction chamber 4, the inlet of which can be made with a rotary flange 5 for ease of installation to the supply pipe. Inside the electric motor 1, bearings are installed that receive radial and axial loads (not shown). A spacer 6 is fixed at the end of the motor 1, an end seal 7 rests on its end surface, fixed to the shaft of the electric motor 1, passed through the spacers 6. A suction chamber 4 is attached to the end surface of the spacer 6, to which the casing of the first section of the pump 3 is attached. Coupling 2, connecting the shafts of the motor 1 and the pump 3 is located inside the suction chamber 4.

Электродвигатель 1 и насос 3 установлены на верхней площадке опорной рамы 8, при этом секции насоса 3 закреплены на опорной раме 8 с помощью регулируемой опоры 9, разъемной в горизонтальной плоскости, а на опорной раме электродвигателя 1 с четырех сторон выполнены подвижные упоры 10 для обеспечения соосности валов. Регулируемые опоры 9 выполнены с внутренним призматическим профилем, который обеспечивает точную центровку секции насоса 3 независимо от ее габарита.The electric motor 1 and the pump 3 are installed on the upper platform of the support frame 8, while the sections of the pump 3 are mounted on the support frame 8 using an adjustable support 9, detachable in the horizontal plane, and the movable stops 10 are made on the support frame of the electric motor 1 on four sides to ensure alignment shafts. Adjustable bearings 9 are made with an internal prismatic profile, which ensures accurate centering of the pump section 3, regardless of its size.

На выходе насоса может быть установлен выкидной адаптер 11 с поворотным фланцем 12 для удобства монтажа к трубопроводу заказчика.At the pump outlet, a flip adapter 11 with a rotary flange 12 can be installed for ease of installation to the customer’s pipeline.

Установка горизонтального насоса работает следующим образом.Installation of a horizontal pump works as follows.

На вход камеры всасывания 4 подается перекачиваемое сырье под начальным давлением, которое поступает через внутреннюю полость камеры всасывания 4 и далее в секцию насоса 3. Включается электродвигатель 1, крутящий момент которого к насосной секции 3 передается посредством муфты с упругим элементом 2. Под действием работы электродвигателя 1 кинетическая энергия потока перекачиваемого сырья на рабочих ступенях насоса 3 преобразуется в потенциальную энергию давления, в результате чего поток, пройдя все ступени, приобретает необходимое давление нагнетания и поступает с выхода насоса к потребителю.The pumped raw material is supplied to the input of the suction chamber 4 at an initial pressure, which enters through the internal cavity of the suction chamber 4 and then to the pump section 3. The motor 1 is turned on, the torque of which is transmitted to the pump section 3 by means of a coupling with an elastic element 2. Under the action of the electric motor 1 kinetic energy of the flow of the pumped raw material at the working stages of the pump 3 is converted into potential pressure energy, as a result of which the stream, having passed all stages, acquires the necessary pressure pressure and comes from the outlet of the pump to the consumer.

Таким образом, предлагаемая конструкция является более технологичной за счет обеспечения соосности валов установки, упрощения конструкции установки, что гарантирует надежную работу установки при высоких входных давлениях, и отличается простотой при монтаже и техническом обслуживании.Thus, the proposed design is more technologically advanced by ensuring alignment of the installation shafts, simplifying the design of the installation, which guarantees reliable operation of the installation at high inlet pressures, and is easy to install and maintain.

Предлагаемая установка является промышленно применимой, так как для его реализации используется стандартные конструктивные элементы, применяемые машиностроении.The proposed installation is industrially applicable, since its implementation uses standard structural elements used in mechanical engineering.

Claims

A horizontal pumping unit, comprising a support frame, an electric motor with a shaft connected to the pump shaft, bearings that absorb radial and axial loads, and a suction chamber, characterized in that an electric motor with an elongated shaft is installed as an electric motor; axial loads, the electric motor is made with an elongated shaft, spacers are installed at the end of the electric motor, coupled to the suction chamber body, while the elongated shaft skips n via spacers, coupled to the pump shaft inside the suction chamber through a coupling with an elastic element and provided with a face seal, resting on the end face of the spacer.