Спосіб запуску та роботи насосної установки та система для його реалізації

1. Спосіб запуску та роботи насосної установки, що включає відкачку газорідинної суміші, відділення газу від рідини до виходу його з нагнітального трубопроводу насоса і подачу його знову на стиснення, а також подачу газорідинної суміші у проміжний ступінь насоса, який відрізняється тим, що попередньо задають діапазони величин тисків, які забезпечують впуск газорідинної суміші у відповідний кожному заданому діапазону проміжний ступінь насоса, з високонапірного газорідинного потоку, який надходить з нагнітального трубопроводу насоса, отримують високонапірний потік рідини та стиснений газ, який, в свою чергу, акумулюють і повторно подають у нагнітальний трубопровід насоса, при цьому дотискають відділений від рідини до виходу з нагнітального трубопроводу насоса газ до тиску, що забезпечує його надходження у складі газорідинної суміші, яку утворює дотиснутий газ з високонапірним потоком рідини, безпосередньо у проміжний ступінь насоса, під час запуску та роботи насосної установки 3 77629 4 нагнітальному трубопроводі насосної установки ступіні насоса і далі в нагнітальному трубопроводі при її роботі та ефективне гашення гідравлічного насоса, незалежно від об'ємної подачі стисненого удару при зупинці насоса. газу, істотне скорочення кількості проміжних Відомий пристрій для поповнення повітрям ступенів насоса, працюючих на газорідинній повітряно-гідравлічних ковпаків в гідравлічних сиссуміші, своєчасне гашення гідравлічного удару темах, що містить насос, електродвигун, всмоктуперед зупинкою насоса та загальне зниження тисвальний і нагнітальний трубопроводи, зворотній ку в нагнітальному трубопроводі насоса, виклюклапан, трубу, що з'єднує нижню частину чаючи зрив подачі насосом рідини та простої. повітряно-гідравлічного ковпака з всмоктувальним Поставлена задача розв'язується таким читрубопроводом, електрифіковану засувку, ном, що відомий спосіб запуску та роботи насосної повітряно-гідравлічний ежектор, патрубок для споустановки, що включає відкачку рідини у складі лучення камери змішення ежектора з атмосфегазорідинної суміші, відділення газу від рідини до рою, електромагнітний кран, електроди, реле конвиходу його з нагнітального трубопроводу насоса і тролю опору, електричну схему керування та подачу його знову на стиск, а також подачу джерело живлення. [А. с. СРСР №756075 кл. F 04 газорідинної суміші у проміжний ступінь насоса, В 11/00, F 16 L 55/00, 1980р.]. який відрізняється тим, що попередньо задають Недоліками відомого пристрою є вузький діапазони величин тисків, які забезпечують впуск діапазон впуску повітря (газу) у всмоктувальну газорідинної суміші у відповідний кожному задатрубу насоса - до 15% за об'ємом при атмосферному діапазону проміжний ступінь насоса, з ному тиску та необхідність роботи всіх ступенів високонапірного газорідинного потоку, надходячонасоса на водоповітряній (газорідинній) суміші. го з нагнітального трубопроводу насоса отримують Найбільш близьким технологічним рішенням є високонапірний потік рідини та стиснений газ, спосіб регулювання подачі насосом рідини, що який, в свою чергу, акумулюють і повторно подавключає відкачку рідини у складі газорідинної ють у нагнітальний трубопровід насоса, при цьому, суміші шляхом подачі стисненого газу в насос, високонапірний потік рідини подають в відділення газу від рідини до виходу його з газорідинний ежектор, який дотискає відділений нагнітального трубопроводу і подачу його знову на від рідини до виходу з нагнітального трубопроводу стиск у проміжний ступінь насоса, при цьому попенасоса газ, до тиску, що забезпечує його надходредньо задають величину подачі насосом рідини, ження у складі газорідинної суміші, яку утворює контролюють її під час роботи насоса, порівнюють дотиснутий газ з високонапірним потоком рідини, ці величини та досягають їх відповідності шляхом безпосередньо у проміжну ступінь насоса, під час регулювання величини витрати високонапірної запуску та роботи насосної установки контролюгазорідинної суміші, що впускається в проміжний ють тиск газорідинної суміші створеної ступінь насоса, [патент України № 64283А, кл. F 04 газорідинним ежектором та надходячої безпосеF 1/10, 1/20, Е 21 F 17/00, Офіційний вісник. Проредньо у проміжну ступінь насоса, визначають до мислова власність, 16 лютого 2004 p.]. якого заданого діапазону величин тисків Недоліками найбільш близького відноситься контрольована величина та забезпетехнологічного рішення є складність чують впуск газорідинної суміші у проміжний технологічного процесу в цілому та значна ступінь насоса, номер якого відповідає визначенокількість проміжних ступенів насоса, працююча на му діапазону тисків. газорідинній суміші. В основу винаходу поставлена задача удоскоНайбільш близьким технологічним рішенням є налення системи запуску та роботи насосної устасистема для регулювання подачі насосом рідини, новки у якому шляхом інших з'єднань елементів яка містить багатоступінчастий насос з всмоктувідомої конструктивної схеми, забезпечується вальним і нагнітальним трубопроводами, акумуляможливість розширення діапазону подачі газу у тор, компресор, зливний трубопровід, зливний проміжний ступінь насоса, стабілізації резервуар, сигналізатори рівня рідини, що газорідинного потоку в проміжній ступіні насоса і розташовані в акумуляторі, датчики визначення далі в нагнітальному трубопроводі насоса, незатиску, витрати рідини та стисненого газу, при цьолежно від об'ємної подачі стисненого газу, істотне му акумулятор і нагнітальний трубопровід, в свою скорочення кількості проміжних ступенів насоса, чергу, з'єднані відповідними трубопроводами з працюючих на газорідинній суміші, своєчасне гапроміжним ступенем насоса, [патент України № шення гідравлічного удару перед зупинкою насоса 64283А, кл. F 04 F 1/10, 1/20, Е 21 F 17/00, та загального зниження тиску в нагнітальному Офіційний вісник. Промислова власність, 16 лютотрубопроводі насоса, виключаючи зрив подачі наго 2004 p.]. сосом рідини та простої, використовуючи, при Недоліками найбільш близького цьому, нагнітач стисненого газу низького тиску при технологічного рішення є значна кількість мінімальній конфігурації технічних засобів. проміжних ступенів насоса, працююча на Поставлена задача розв'язується таким чигазорідинній суміші. ном, що відома система, для запуску та роботи В основу винаходу поставлена задача удосконасосної установки, яка містить налення способу запуску та роботи насосної устабагатоступінчастий насос з всмоктувальним і обновки в якому, шляхом контролю величини тиску ладнаним керованою засувкою нагнітальним тругазорідинної суміші, надходячої у проміжну ступінь бопроводами, нагнітач стисненого газу, зливний насоса, забезпечується можливість розширення трубопровід з керованою засувкою, розташований діапазону подачі газу у проміжний ступінь насоса, у проміжному поперечному перерізі нагнітального стабілізації газорідинного потоку в проміжній трубопроводу газорідинний акумулятор з встанов 5 77629 6 леними в ньому сигналізаторами рівня рідини, проводу 3 відокремлену зворотнім клапаном 21 та зливний резервуар, додатковий трубопровід - байкерованою засувкою 22, необхідною кількістю попас, що має керовану засувку та з'єднай з передньо стисненим нагнітачем 4 газом, шляхом нагнітальним трубопроводом насоса, датчик вивідкриття керованої засувки 32 і подачі стисненого значення тиску - манометр, яка відрізняється тим, газу від нагнітача 4 в окремий трубопровід 28, при що байпас має ряд паралельних трубопроводів, цьому керовані засувки 6, 12, 17, 18, 22 та 30 кожний з яких має керовану засувку та з'єднай з повністю закриті. відповідним проміжним ступенем насоса, При надходженні від нагнітача 4 до системи нагнітальний трубопровід насоса з'єднай трубопотрібної кількості стисненого газу, яка проводом, що має зворотній клапан, з верхньою вимірюється певним часом роботи цього нагнітача, частиною додаткового акумулятора, який встановблок керування 35 повністю закриває керовану лено у проміжному поперечному перерізі байпаса, засувку 32 з подальшою зупинкою нагнітача 4. котрий також має зворотній клапан та Після цього блок керування запускає попередньо газорідинний ежектор, сполучений, в свою чергу, заповнений рідиною насос 1 і потік рідини по через окремий трубопровід, обладнаний зворотнім нагнітальному трубопроводу 3 через зворотній клапаном та керованою засувкою, з газорідинним клапан 21 рухається до газорідинного акумулятора акумулятором системи. 7, де рідина дожимає стиснений газ, що На фігурах 1 та 2 зображена схема системи зосереджується у верхній його частині. Після додля реалізації способу запуску та роботи насосної сягнення рідиною сигналізатора нижнього рівня установки. рідини 9, розташованого в газорідинному Система для запуску та роботи насосної устаакумуляторі 7, блок керування формує сигнал на новки містить багатоступінчастий насос 1 з всмокповільне відкриття керованої засувки 22 з умовою тувальним 2 і нагнітальним 3 трубопроводами, її повного відкриття при досягненні визначеного, нагнітач стисненого газу 4, зливний трубопровід 5 для газорідинного акумулятора 7 робочого тиску з керованою засувкою 6, розташований у газу, котрий визначається манометром 14, проміжному поперечному перерізі нагнітального з'єднаним з цим акумулятором. Таким чином трубопроводу 3 газорідинний акумулятор 7 з вставиключається можливість гідравлічного удару в новленими в ньому сигналізаторами верхнього 8 частині нагнітального трубопроводу 3, та нижнього 9 рівнів рідини, зливний резервуар 10, розташованій після газорідинного акумулятора 7. додатковий трубопровід - байпас 11, що має кероПаралельно з запуском насоса 1 блок керувану засувку 12, датчики визначення тиску - мановання відповідно частково та повністю відкриває метри 13 та 14, ряд паралельних трубопроводів керовані засувки 12 та 30 з подальшим відкриттям 15, 16, кожний з яких має керовану засувку 17, 18 керованої засувки 17. Після чого частина відповідно та з'єднай з відповідним проміжним високонапірного потока, що надходить з ступенем 19, 20 насоса 1, нагнітальний нагнітального трубопроводу 3 по байпасу 11 через трубопровід 3 має зворотній клапан 21 та керовачастково відкриту керовану засувку 12, додатковий ну засувку 22 та з'єднай трубопроводом 23, що акумулятор 25, газорідинний ежектор 27, зворотній має зворотній клапан 24, з верхньою частиною клапан 26 та повністю відкриту керовану засувку додаткового акумулятора 25, який встановлено у 17 потрапляє у проміжний ступінь 19 насоса 1, при проміжному поперчному перерізі байпаса 11, котцьому газ низького тиску, що потрапляє з рий також має зворотній клапан 26 та газорідинний газорідинного акумулятора 7, змішується в ежектор 27, сполучений, в свою чергу, через окрегазорідинному ежекторі 27 з проходячим крізь ньомий трубопровід 28, обладнаний зворотнім клапаго високонапірним потоком, який далі і дотискає ном 29 та керованою засувкою 30 з газорідинним цей газ до тиску, забезпечуючого його надходженакумулятором 7, при цьому нагнітач 4 сполучений ня у проміжний ступінь 19 насоса 1, в наслідок з окремим трубопроводом 28 через трубопровід чого забезпечується можливість стабілізації 31, що має керовану засувку 32 та зворотній клагазорідинного потоку в проміжній ступіні і далі в пан 33, а всмоктувальний трубопровід 2 має нагнітальному трубопроводі насоса, незалежно від зворотній клапан 34. Система додатково містить об'ємної подачі стисненого газу, своєчасне гашенблок керування 35. ня гідравлічного удару перед зупинкою насоса та Спосіб за допомоги системи для запуску та загального зниження тиску в нагнітальному роботи насосної установки реалізується наступтрубопроводі насоса. При цьому за допомогою ним чином. манометра 14, що сполучен з байпасом 11, блок Попередньо задають діапазони величин керування контролює тиск газорідинної суміші тисків, які забезпечують впуск газорідинної суміші надходячої безпосередньо у проміжну ступінь 19 у відповідний кожному заданому діапазону насоса 1, визначає до якого заданого діапазону проміжний ступінь насоса, як основний величин тисків відноситься контрольована велитехнологічний параметр та з врахуванням харакчина та забезпечує впуск газорідинної суміші у теристик використовуємого газу і параметрів сиспроміжний ступінь насоса, номер якого відповідає теми визначають робочий тиск газу в визначеному діапазону тисків. газорідинному акумуляторі 7 та потрібну кількість Якщо контрольований тиск відповідає стисненого, використовуємим нагнітачем 4, газу в діапазону величин тисків, який забезпечує впуск системі, необхідну для її стабільної роботи. газорідинної суміші у відповідаючий йому Перед запуском насосної установки роблять проміжний ступінь 20 насоса 1, блок керування зарядку газорідинного акумулятора 7, окремого повністю закриває керовану засувку 17 та повністю трубопроводу 28 та ділянки нагнітального трубовідкриває керовану засувку 18. 7 77629 8 Якщо контрольований тиск відповідає акумуляторі 7 і система потребує зарядки. діапазону величин тисків, який забезпечує впуск Зарядка системи стисненим газом виконується газорідинної суміші у відповідаючий йому при повній її зупинці, шляхом повного відкриття проміжний ступінь 19 насоса 1, блок керування керованої засувки 6, що забезпечує злив рідини з повністю закриває керовану засувку 18 та повністю газорідинного акумулятора 7 та ділянки відкриває керовану засувку 17. нагнітального трубопроводу 3, відокремлену При подальшій роботі насосної системи у зворотнім клапаном 21 та повністю закритою, в нагнітальній трубопровід 3 від насоса 1 надходить разі зупинки системи, керованою засувкою 22, чепотік високонапірної газорідинної суміші частина рез зливний трубопровід 5. якого, в свою чергу, по байпасу 11 потрапляє у Коли тиск в газорідинному акумуляторі 7 додатковий акумулятор 25. Газ, що надходить у зменшиться до робочого тиску нагнітача 4 блок складі газорідинної суміші до додаткового акумукерування починає його запуск з одночасним лятора 25 локалізується у верхній його частині та відкриттям керованої засувки 32. За вичерпанням заповнює ділянку трубопроводу 23, що розташочасу роботи нагнітача, що дорівнює тривалості вана між зворотним клапаном 24 та додатковим зливу рідини з визначених вище ділянок системи, акумулятором 25. Тиск в точці А (див. фіг. 1) буде блок керування повністю закриває керовану засувнижче ніж тиск в точці В, який відповідає тиску в ку 6, а після досягнення в газорідинному додатковому акумуляторі 25, що і сприяє повторакумуляторі 7 тиску, що відповідає потрібної ному потраплянню акумульованого газу знову у кількості накопиченого в системі стисненого нагнітальний трубопровід 3, при цьому, в нагнітачем 4 газу, блок керування повністю газорідинний ежектор 27 з додаткового акумулязакриває керовану засувку 32 з послідуючою зутора 25 по байпасу 11 гарантовано буде надходипинкою нагнітача. ти тільки рідина, що забезпече стабільну його роЗапуск системи після її зарядки стисненим габоту. зом відрізняється від вище наведеного запуску Безпосередньо перед зупинкою системи блок тим, що керована засувка 22 нагнітального трубокерування цілком закриває всі керовані засувки проводу 3 відкривається після досягнення в системи 6, 12, 17, 18, 22, 30 та 31 з наступною зугазорідинному акумуляторі 7 визначеного, для пинкою насоса 1. нього, робочого тиску газу. При повторному використанні даної системи, Таким чином, застосування винаходу, що керована засувка 22 починає відкриватися при пропонується, дозволить істотно скоротити досягненні номінальної швидкості обертання вала кількість проміжних ступенів насоса, працюючих на насоса з послідуючою роботою системи наведегазорідинній суміші, своєчасне гашення ною вище. гідравлічного удару перед зупинкою насоса та заНа протязі певного часу роботи системи, у регальне зниження тиску в нагнітальному альних умовах, відбуваються неконтрольовані трубопроводі насоса, виключаючи зрив подачі наповільні витоки стисненого газу через ущільнення сосом рідини та простої, використовуючи, при з системи в атмосферу. цьому, нагнітач стисненого газу низького тиску. В разі певного витоку стисненого газу з систеДаний винахід також може знайти своє застоми, рідина досягає сигналізатора верхнього рівня сування і у нафтовидобувній промисловості. рідини 8, встановленого в газорідинному Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9 77629 10