JPH01310200A - ガスリフトポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスリフトポンプ設備の制御装置に係り、特に
起動時における高圧力および高動力の低減に好適なよう
に改良したガスリフトポンプの制御装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第２図は従来例のガスリフトポンプ設備を模式的に描い
た説明図である。

ガス圧縮機１から供給される圧縮ガスを、ガス導入管２
によって井戸３の底部に導き、井戸底に近い深部Ｃから
噴出させて気泡を発生させる。

これにより、気泡の浮力を利用して井戸水が汲み上げら
れる。

汲み上げられた井戸水は、ガス・水分離槽４でガス（本
例では天然メタンガス）を分離採取する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術（第２図）においては、起動時の水頭ヘッ
ドｂｚ（すなわち圧縮ガス噴出口Ｃから自然水位Ａとの
水頭）が大きいため、起動時に高圧力（ｈｚのヘッド分
）が必要である。また、運転時においては図示の水頭ヘ
ッドｈ＋　（すなわち圧縮ガス噴出口Ｃから運転水位Ｂ
との水頭）が小さいため、−殻内には起動時の圧力の約
６０〜７０％と運転圧力は小さくなっている。このため
、定常運転時の所要動力は、起動時の所要動力に比して
約２０〜ｂ 動時の動力低減の点について配慮されておらず。

ガス圧縮機１の駆動用として大出力の電動機を設置しな
ければならない事、および高圧力に対する設計をしなけ
ればならない事、といった問題点があった。

本発明の目的は、起動時の圧力および動力を低減せしめ
得る。ガスリフトポンプの制御装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な
原理について、第２図（従来例）を援用して説明すると
次の如くである。

従来例においては、自然水位Ａよりも深さ寸法りまたけ
深部のガス吹き込み点Ｃから圧縮ガスを噴出させたので
、水頭ヘッドｈ、に相当する吹き込み圧力を必要とした
。

こうした現象を勘考して、自然水位Ａよりも若干下方に
圧縮ガスを吹きこめば、吹き込み所要圧力は僅少で足り
る。

汲み上げ作用が始まったら、吹き込み点を次第に下げて
ゆき、最後に底部の吹き込み点Ｃに到達すれば良い。

〔作用〕

上記の手段によれば、井戸水の水面下の浅い個所に圧縮
ガスを吹き込むので、吹き込み所要圧力が小さくて足り
る。

従って、ガス圧縮機の動力消費も少なく、ガス圧縮、圧
送用の構成部分の耐圧性が低くても良い。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係る制御装置の一実施例を設けたガ
スリフトポンプ設備を模式的に描いた説明図である。

Ａは、第２図（従来例）について述べた自然水位である
。

Ｂは、定常運転時の平均水位（運転水位）である。

Ｃは、第２図（従来例）におけると同様の、井戸底付近
の圧縮ガス吹き込み点（深部吹き込み点）である。

Ｅは、前記の運転水位Ｂよりも若干下方に設定した。定
常運転用の圧縮ガス吹き込み点（中部吹き込み点）であ
る。

Ｄは、前記の自然水位Ａよりも若干下方に設定した、起
動操作用の圧縮ガス吹き込み点（浅部吹き込み点）であ
る。

前記の深部吹き込み点Ｃに達する深部ガス導入管２′を
設け、電磁弁７を介してガス圧縮機１に接続する。

前記の中部吹き込み点Ｅに達する中部ガス導入管６を設
け、電磁弁８を介してガス圧縮機１に接続する。

前記の浅部吹き込み点りに達する浅部ガス導入管５を設
け、ｆｆｉ磁弁９を介してガス圧縮機１に接続する。

１０は、ガス圧縮機１の吐出圧を検出する圧力センサで
ある。

次に、上記のように構成した本例の制御装置（第１図）
の使用方法と作用とを説明する。

最初の起動時は、ガス圧縮機１から供給される圧縮ガス
を、浅部ガス導入管５に導くため電磁弁９を開弁すると
共に、同８．同７を閉弁して、浅部噴出口りから圧縮ガ
スを噴出させる。この時の吐出圧力は水頭ヘッドｈｓ（
自然水位へと噴出口りとの水頭ヘッド）となり従来装置
（第２図）の水頭ヘッドｈ２に比してｈｚ＜ｈｚとかな
り小さくなり、低い圧力で揚水を開始できる。

次に、揚水が始まると一旦圧力が下がり始めるため、こ
の圧力低下を圧力センサ１０で捉えて、電磁弁８を開き
、電磁弁９を閉じ、中部ガス導入管６に圧縮ガスを導い
て、浅部噴出口りよりも下方の中部噴出口Ｅに切換え、
引継ぎ揚水をする。この時の吐出圧力は水頭ヘッドｈ４
となる。このようにして、中部ガス導入管６による揚水
が始まると一旦、圧力が下がるため、この圧力低下を圧
力センサｌＯで捉え、電磁弁７を開弁すると共に電磁弁
８を閉弁し、圧縮ガスを深部ガス導入管２′に導いて、
深部噴出口Ｃから井戸３底に噴出させる。

この様に段階的に噴出口を変えることにより、圧縮機の
吐出圧力を低く押えることができるため、高圧力に対す
る各部（圧縮機本体、配管、オイルクーラ、オイルセパ
レータ、その他圧縮機の制御機器）の耐圧構造が不要と
なる。詳しくは、水頭ヘッドｈ２に対応する耐圧構造が
不要になる。また、これに伴って、所要軸動力も小さく
なるため電動機出力も小さくてすみ、省エネの効果があ
る。

図示を省略するが、前記と異なる実施例として、圧力セ
ンサ１０に代えてタイマを設けることも出来る。この実
施例（タイマ式）においては、予め設定したプログラム
に従って、所定時間の経過に伴って電磁弁７．同８．同
９を切り替える。

上記の所定時間は、実験により、若しくは作業実績に基
づいて適宜に定めれば良い。

図示を省略するが、前記と更に異なる実施例として、３
本のガス導入管２’、５．６の他に、１本以上のガス導
入管を設けることも出来る。

また、これら複数のガス導入管を結束して１個の組立部
材として準備しておけば、井戸３への取゛りつけ、調整
が迅速・容易に行われる。

図示を省略するが、前記各実施例と更に異なる実施例と
して、１本のガス導入管を用い、その下端開口部の位置
を上下に移動させるよう、該１本のガス導入管を上下に
案内し、上下に駆動する手段を設けても、前記と同様の
効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明の制御装置によれば、従来装置（第２図）におけ
るが如き、ガス圧縮機１の高圧力（一般的には１３〜１
５ｋｇｆ／ａ＃ｇ）は不要となり、圧縮機の吐出し圧力
は水頭ヘッドｈ３およびｈｌで足り、ｈ３〈ｈＩであれ
ば定常運転時のり、の水頭ヘッドの圧力（一般的には８
〜９　ｋｇｆ／ｃｄｇ）で良いこととなる。このため、
高圧力の１３〜１５ｋｇｆ／ｄｇに対応する各部（圧縮
機本体、配管、オイルクーラ、オイルセパレータ、その
他圧縮機の制御機器）の耐圧構造が不要となる。

その上、吐出し圧力が低くなめため、ガス圧縮機の所要
軸動力が約２０〜２５％低減でき、電動機出力にて１ラ
ンク下の電動機が使用可能となるので製品コストが安価
になる。

また、ガスリフトポンプは一旦起動した場合には連続運
転するのが、一般的で、２０００〜４０００時間連続運
転されるため、定常運転時の圧力、および軸動力が一定
となり、この点に合わせて動力を決められるので電動機
力率の高い点で稼働でき。

（従来技術における力率９０％に対し、本発明の適用時
は９２％）省エネとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る制御装置の一実施例を備えたガ
スポンプリフト設備を模式的に描いた説明図である。 第２図は従来例のガスリフトポンプ設備を模式的に描い
た説明図である。 １・・・ガス圧縮機、２・・・ガス導入管、２′・・・
深部ガス導入管、３・・・井戸、４・・・ガス・水分離
槽、５・・・浅部ガス導入管、６・・・中部ガス導入管
、７，８゜９・・・電磁弁、１０・・・圧力センサ。 代理人弁理士　　秋　　本　　正　　実察　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、井戸の水面下に挿入して用いられるガス導入管と、
   上記ガス導入管に圧縮ガスを供給するガス圧縮機と、井
   戸から汲み上げられた水とガスとを分離するガス・水分
   離槽とから成るガスリフトポンプ設備を制御する装置に
   おいて、 （ａ）井戸の自然水位よりも下方に、複数個所のガス吹
   き込み点を設定し、 （ｂ）上記複数個所のガス吹き込み点に対して、その最
   上位置のガス吹き込み点から順次に下方のガス吹き込み
   点に対して前記の圧縮ガスを導入するガス導入手段を設
   けたこと、 を特徴とする、ガスリフトポンプの制御装置。