RU2016266C1

RU2016266C1 - Pump-ejector plant

Info

Publication number: RU2016266C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Городивский; И.И. Рошак; Л.В. Городивский
Original assignee: Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: pump inlet is connected to a separator. A fluid-gas ejector is connected to the pump outlet by an active nozzle, to the separator - by a gas line and to a fluid-gas separator - by its outlet. The fluid pump is connected to the fluid-gas separator. An additional fluid-gas ejector is connected to the fluid pump and to the fluid-gas separator through a gas feed line. The inlet of a mixture pump is connected to the outlet of the additional separator, and the mixture pump outlet - to a pressure line which is connected to a bypass line which, in turn, communicates with a separator, and to a mixture line which is in communication with a mixture feed line. EFFECT: improved structure. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к установкам для утилизации нефтяного газа, по перекачке газожидкостной смеси. The invention relates to inkjet technology, mainly to installations for the utilization of oil gas, for pumping a gas-liquid mixture.

Известна насосно-эжекторная установка, содержащая сепаратор с линией продукции скважин с подключенным насосом, выходом подсоединенным к жидкостно-газовому эжектору, который связан линией газа с сепаратором, а выходом подключенным к сепаратору жидкостно-газовому [1]. Known pump-ejector installation containing a separator with a production line of wells with a connected pump, an output connected to a liquid-gas ejector, which is connected by a gas line to the separator, and an output connected to a liquid-gas separator [1].

Недостатком данной насосно-эжекторной установки является то, что при степенях сжатия газа свыше 4-6 значительно возрастают энергозатраты на сжатие газа. The disadvantage of this pump-ejector installation is that with gas compression ratios of more than 4-6, the energy consumption for gas compression increases significantly.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является насосно-эжекторная установка, содержащая сепаратор и жидкостно-газовый эжектор, подключенный активным соплом - к выходу насоса, линией газа - к сепаратору и выходом - к жидкостно-газовому сепаратору [2]. The closest in technical essence and the achieved result is a pump-ejector installation containing a separator and a liquid-gas ejector connected by an active nozzle to the pump outlet, a gas line to the separator and an output to the liquid-gas separator [2].

Однако данная насосная установка имеет невысокую надежность. Снижение надежности насосно-эжекторной установки происходит в случае, когда в линии подачи смеси повышается давление выше оптимального, соответствующего давлению, при котором газожидкостная смесь направляется потребителю. В результате повышения давления в линии подачи смеси через насос смеси это повышение передается на жидкостно-газовый эжектор, что приводит к прекращению откачки газа эжектором и снижению надежности насосно-эжекторной установки. However, this pumping unit has a low reliability. The reliability of the pump-ejector installation decreases when the pressure in the mixture supply line rises above the optimum pressure corresponding to the pressure at which the gas-liquid mixture is sent to the consumer. As a result of the increase in pressure in the mixture supply line through the mixture pump, this increase is transmitted to the liquid-gas ejector, which leads to the cessation of gas pumping by the ejector and a decrease in the reliability of the pump-ejector installation.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности насосно-эжекторной установки. The technical problem to which the invention is directed is to increase the reliability of the pump-ejector installation.

Поставленная техническая задача решается тем, что в насосно-эжекторной установке, содержащей сепаратор с линией продукции скважин, насос, подключенный входом к сепаратору и жидкостно-газовый эжектор, подключенный активным соплом - к выходу насоса, линией газа - к сепаратору и выходом - к жидкостно-газовому сепаратору, дополнительно установлены жидкостной насос, дополнительный жидкостно-газовый эжектор, насос смеси, линия подвода газа, линия перепуска, нагнетательная линия, линия смеси с обратным клапаном и запорным органом и линия подачи смеси, при этом жидкостной насос подключен к жидкостно-газовому сепаратору, дополнительный жидкостно-газовый эжектор подключен к жидкостному насосу и, через линию подвода газа, к жидкостно-газовому сепаратору, а насос смеси подключен входом - к выходу дополнительного жидкостно-газового эжектора и выходом - к нагнетательной линии, которая подключена к линии перепуска, сообщенной с сепаратором и к линии смеси, сообщенной с линией подачи смеси. Кроме того, к линии перепуска подсоединена линия отвода смеси, которая сообщена с дожимным насосом, выход которого подключен к линии подачи смеси, установка снабжена регулятором давления, установленным на линии подачи смеси, при этом регулятор давления связан с управляемым запорным элементом, установленным на линии перепуска, на линии перепуска установлен запорный орган и на линии отвода смеси установлен запорный орган. The stated technical problem is solved in that in a pump-ejector installation containing a separator with a well production line, a pump connected to the separator by an inlet and a liquid-gas ejector connected by an active nozzle to the pump outlet, a gas line to the separator and an outlet to liquid -gas separator, additionally installed a liquid pump, an additional liquid-gas ejector, a mixture pump, a gas supply line, a bypass line, a discharge line, a mixture line with a non-return valve and a shut-off element and a supply line mixture, while the liquid pump is connected to the liquid-gas separator, the additional liquid-gas ejector is connected to the liquid pump and, through the gas supply line, to the liquid-gas separator, and the mixture pump is connected by an input to the output of the additional liquid-gas ejector and the output - to the discharge line, which is connected to the bypass line in communication with the separator and to the mixture line in communication with the supply line of the mixture. In addition, a mixture discharge line is connected to the bypass line, which is in communication with the booster pump, the output of which is connected to the mixture supply line, the installation is equipped with a pressure regulator installed on the mixture supply line, while the pressure regulator is connected to a controlled shut-off element installed on the bypass line , a shut-off element is installed on the bypass line and a shut-off element is installed on the discharge line of the mixture.

На чертеже представлена технологическая схема насосно-эжекторной установки. The drawing shows a process diagram of a pump-ejector installation.

Насосно-эжекторная установка состоит из линии продукции скважин 1, которая подсоединена к сепаратору 2. Сепаратор 2 связан с входом насоса 3. Выход насоса 3 подсоединен к активному соплу жидкостно-газового эжектора (ЖГЭ) 5, который линией газа 4 связан с сепаратором 2. Выход эжектора 5 подключен к жидкостно-газовому сепаратору (ЖГС) 6, к которому подсоединен жидкостной насос 7, который сообщен с дополнительным жидкостно-газовым эжектором (ДЖГЭ) 9. Последний линией подвода газа 8 соединен с сепаратором 6. Выход жидкостно-газового сепаратора 6 связан с насосом смеси 10, который соединен с нагнетательной линией 22. К линии 22 подсоединена линия смеси 11 с обратным клапаном 21 и запорным органом 20, соединенным с линией подачи смеси 12. К нагнетательной линии 2 подсоединена линия перепуска 13, которая сообщена с сепаратором 2. К линии перепуска 13 подключена линия отвода смеси 17, которая связана с дожимным насосом 14. Выход насоса 14 подключен к линии подачи смеси 12. На линии подачи смеси 12 установлен регулятор давления 16, который связан с управляемым запорным элементом 15, установленным на линии перепуска 13. На линии перепуска 13 установлен запорный орган 18, а на линии 17 - запорный орган 19. Продукция скважин (нефтеводяная смесь) по линии продукции скважин 1 поступает в сепаратор 2, где происходит разделение на жидкость и газ. Жидкость из сепаратора 2 откачивается насосом 3 и подается на эжектор 5, который по линии газа 4 откачивает газ из сепаратора 2. В эжекторе 5 происходит образование газожидкостной смеси и сжатие в ее составе газа. Из эжектора 5 газожидкостная смесь направляется в сепаратор 6, где происходит отделение сжатого газа от жидкости. Жидкость из сепаратора 6 откачивается насосом 7 и подается на дополнительный эжектор 9, который по линии 8 откачивает газ из сепаратора 6. Эжектор 9 дополнительно сжимает газ в составе газожидкостной смеси, которая образуется в ДЖГЭ 9. Из выхода ДЖГЭ газожидкостная смесь поступает на насос смеси 10, который осуществляет дальнейшее сжатие газа. Из насоса смеси 10 газожидкостная смесь поступает в нагнетательную линию 22, из которой по линии смеси 11 с открытым обратным клапаном 21 и запорным элементом 20 через линию подачи смеси 12 поступает потребителю. В НЭУ сжатие газа происходит в ЖГЭ 5 и ДЖГЭ 9. На входе в насос смеси 10 необходимо обеспечить газосодержание смеси менее 0,25-0,4. При повышении давления в линии подачи смеси 12 выше оптимального давления, при котором обеспечивается перекачка насосом смеси газожидкостной смеси потребителю вследствие уменьшения количества используемой смеси произойдет следующее. Повышение давления будет передаваться по линиям 11 и 22 через насос смеси 10 на выход ДЖГЭ. При достижении давления соответствующего срывному режиму произойдет прекращение откачки газа ДЖГЭ 9. Это приведет к повышению давления в ЖГС 6, поскольку в ЖГС поступает газожидкостная смесь, ЖШЭ 5. В результате повышения давления в ЖГС и достижения давления соответствующего срывному режиму произойдет прекращение откачки газа ЖГЭ 5. В сепараторе 2 будет повышаться давление, поскольку в сепаратор поступает продукция скважин. Для предупреждения повышения давления в сепараторе 2, газ из сепаратора сбрасывается на факел через предохранительный клапан, установленный на сепараторе 2 (на фигуре предохранительный клапан не пронумерован). В результате повышения давления в линии подачи смеси 12 выше оптимального НЭУ будет перекачивать потребителю только жидкость, со значительными энергозатратами (т.к. работают насосы 3,7,10), а газ при этом сбрасывается на факел. В результате этого снижается надежность работы НЭУ. Для повышения надежности работы при эксплуатации нефтяного месторождения используется предлагаемая НЭУ. При повышении давления в линии 12 выше оптимального поток из нагнетательной линии 22 направляется через линию перепуска 13 через сепаратор 2, при этом открывается запорный элемент 18. В сепаратор 2 поступает продукция скважин и газожидкостная смесь из насоса смеси 12. Учитывая, что на нефтяных промыслах в системе сбора и подготовки нефти, газа и воды используются в качестве сепараторов емкости объемом 80; 100; 200 м3, то в первоначальный момент (порядка 0,2-0,5 часа) существенного изменения давления не произойдет. В таком режиме работы НЭУ закрывается обратный клапан 21 и жидкость потребителю не поступает, а НЭУ перекачивает жидкость газ по схеме: сепаратор 2 - насос 3 - ЖГЭ 5 - ЖГС 6 - жидкостный насос 7 - ДЖГЭ 9 - насос смеси 10 - линия перепуска 13 - сепаратор 2. The pump-ejector installation consists of a production line of wells 1, which is connected to the separator 2. The separator 2 is connected to the inlet of the pump 3. The output of the pump 3 is connected to the active nozzle of the liquid-gas ejector (GGE) 5, which is connected by a gas line 4 to the separator 2. The output of the ejector 5 is connected to a liquid-gas separator (ZhGS) 6, to which a liquid pump 7 is connected, which is in communication with an additional liquid-gas ejector (ДЖГЭ) 9. The last gas supply line 8 is connected to the separator 6. The output of the liquid-gas separator 6 is bound the mixture pump 10, which is connected to the discharge line 22. To the line 22 is connected the mixture line 11 with a check valve 21 and a shut-off element 20 connected to the supply line of the mixture 12. To the discharge line 2 is connected the bypass line 13, which is in communication with the separator 2. K the bypass line 13 is connected to the discharge line of the mixture 17, which is connected to the booster pump 14. The output of the pump 14 is connected to the supply line of the mixture 12. A pressure regulator 16 is installed on the supply line of the mixture 12, which is connected with a controlled shut-off element 15 installed on the bypass line 13. At the bypass line 13 is shut-off body 18, and on line 17 - the blocking member 19. Production wells (oil-water mixture) in the direction of production wells 1 into the separator 2, where it is separated into liquid and gas. The liquid from the separator 2 is pumped out by the pump 3 and fed to the ejector 5, which pumps gas through the gas line 4 from the separator 2. In the ejector 5, a gas-liquid mixture is formed and gas is compressed in its composition. From the ejector 5, the gas-liquid mixture is sent to the separator 6, where the compressed gas is separated from the liquid. The liquid from the separator 6 is pumped out by the pump 7 and fed to an additional ejector 9, which pumps gas through the line 8 from the separator 6. The ejector 9 additionally compresses the gas in the gas-liquid mixture, which is formed in the JHE 9. From the JHE outlet, the gas-liquid mixture flows to the mixture pump 10 , which carries out further compression of the gas. From the mixture pump 10, the gas-liquid mixture enters the discharge line 22, from which, through the mixture line 11 with the open check valve 21 and the shut-off element 20, enters the consumer through the mixture supply line 12. In NEU, gas compression occurs in ZhGE 5 and DZHE 9. At the inlet to the pump of mixture 10, it is necessary to provide a gas content of the mixture of less than 0.25-0.4. When the pressure in the supply line of the mixture 12 increases above the optimum pressure at which the pump pumps the mixture of gas-liquid mixture to the consumer due to a decrease in the amount of mixture used, the following will happen. The increase in pressure will be transmitted along lines 11 and 22 through the mixture pump 10 to the output of the JGE. When the pressure corresponding to the stall mode is reached, the JHE 9 gas pump-off will stop. This will increase the pressure in the MES 6, since the gas-liquid mixture, JHE 5 enters the MHL. As a result of the increase in pressure in the MES and the pressure corresponding to the stall mode, the LHM 5 pump-off will be stopped The pressure in the separator 2 will increase as well production flows into the separator. To prevent an increase in pressure in the separator 2, gas from the separator is discharged to the flare through a safety valve installed on the separator 2 (the safety valve is not numbered in the figure). As a result of the increase in pressure in the supply line of the mixture 12 above the optimal NEC, only liquid will be pumped to the consumer with significant energy consumption (as pumps 3,7,10 work), and the gas is then dumped into the flare. As a result of this, the reliability of the NEU is reduced. To improve the reliability of the operation of the oil field, the proposed NEU is used. When the pressure in line 12 is increased above the optimum, the flow from the discharge line 22 is directed through the bypass line 13 through the separator 2, and the shut-off element 18 is opened. The well products and the gas-liquid mixture from the mixture pump 12 are received into the separator 2. Considering that in oil fields the system for the collection and treatment of oil, gas and water are used as separators with a capacity of 80; 100; 200 m3, then at the initial moment (of the order of 0.2-0.5 hours), a significant change in pressure will not occur. In this mode of operation of the NEU, the check valve 21 closes and the liquid does not flow to the consumer, and the NEU pumps liquid gas according to the following scheme: separator 2 - pump 3 - ZhGE 5 - ZhGS 6 - liquid pump 7 - DZHE 9 - mixture pump 10 - bypass line 13 - separator 2.

Для подачи газожидкостной смеси в линию 12 используется дожимной насос 14, на который смесь поступает по линии отвода смеси 17, при этом запорный элемент 19 открыт, а запорный элемент 18 закрыт. Через выход дожимного насоса 14 газожидкостная смесь направляется в линию подачи смеси 12. В этом случае НЭУ перекачивает потребителю жидкость и газ по следующей схеме: сепаратор 2 - насос 3 - ЖГЭ 5 - ЖГС 6 - жидкостный насос 7 - ДЖГЭ 9 - насос смеси 10 - нагнетательная линия 22 - дожимной насос 14 - линия подачи смеси 12. To supply a gas-liquid mixture to line 12, a booster pump 14 is used, to which the mixture enters through the discharge line of the mixture 17, while the locking element 19 is open and the locking element 18 is closed. Through the output of the booster pump 14, the gas-liquid mixture is sent to the supply line of the mixture 12. In this case, the NEC pumps liquid and gas to the consumer according to the following scheme: separator 2 - pump 3 - ZhGE 5 - ZhGS 6 - liquid pump 7 - DZhGE 9 - mixture pump 10 - discharge line 22 - booster pump 14 - supply line of the mixture 12.

Работа НЭУ может осуществляться и в автоматическом режиме. The operation of the NEU can be carried out automatically.

В этом случае при превышении давления в линии 12 выше оптимального срабатывает регулятор давления 16 и открывается управляемый запорный элемент 15 и газожидкостная смесь поступает через линии 20, 13, 19 (запорный элемент 19 также открывается) на дожимной насос 14, который нагнетает газожидкостную смесь в линию 12. При этом обратный клапан 21 закрывается. При работе НЭУ в таком режиме запорный элемент 18 закрыт. In this case, when the pressure in line 12 is exceeded, the pressure regulator 16 is activated and the controlled locking element 15 opens and the gas-liquid mixture flows through lines 20, 13, 19 (the locking element 19 also opens) to the booster pump 14, which pumps the gas-liquid mixture into the line 12. The check valve 21 closes. When the NEC in this mode, the locking element 18 is closed.

Предлагаемая НЭУ позволяет обеспечить запуск установки при избыточном давлении в линии 12. Для этого открывается запорный элемент 18 на линии 13. Регулятор давления 16 в этом случае отключен. Запускается в работу насос 3, ЖГЭ 5 насос жидкостный 7, ДЖГЭ 9, насос смеси 10. Жидкость и газ циркулируют по схеме сепаратор 2 - насос 3 - ЖГЭ 5 - ЖГС 6 - жидкостный насос 7 - ЭЖГ 9 - насос смеси 10 - линия перепуска 13 - сепаратор 2. При работе НЭУ по такой схеме и обеспечении перекачки газожидкостной смеси по линии 13 закрывается запорный элемент 18. По мере закрытия запорного элемента 18 повышается давление в нагнетательной линии 22. При достижении в линии 22 давления выше, чем давление в линии 12 открывается обратный клапан 21 (запорный элемент 20 открыт предварительно) и газожидкостная смесь поступает в линию 12 потребителю. Затем закрывается полностью запорный элемент 18. The proposed NEC allows you to start the installation at an overpressure in line 12. For this, the shut-off element 18 on line 13 opens. The pressure regulator 16 is turned off in this case. Pump 3, ZhGE 5, liquid pump 7, DZhGE 9, mixture pump 10, are launched. Liquid and gas circulate according to the separator scheme 2 - pump 3 - ZhGE 5 - ZhGS 6 - liquid pump 7 - EZHG 9 - mixture pump 10 - bypass line 13 - separator 2. When the NEC operates according to this scheme and ensures the pumping of the gas-liquid mixture along line 13, the shut-off element 18 closes. As the shut-off element 18 closes, the pressure in the discharge line 22 increases. When the pressure in line 22 is higher than the pressure in line 12 check valve 21 opens (shut-off element 20 is open before specifically) and the gas-liquid mixture enters line 12 to the consumer. Then closes the fully locking element 18.

Таким образом, предлагаемая НЭУ позволяет повысить ее надежность в работе, за счет подачи газожидкостной смеси потребителю при превышении давления в линии подачи смеси выше оптимального, а также обеспечить запуск НЭУ при избыточном давлении в линии подачи смеси. Thus, the proposed NEU improves its reliability in operation by supplying a gas-liquid mixture to the consumer when the pressure in the mixture supply line is higher than optimal, as well as to ensure the launch of the NEU with excess pressure in the mixture supply line.

Предлагаемая НЭУ целесообразна и экономически выгодна. The proposed NEU is feasible and cost-effective.

Claims

1. PUMP-EJECTOR INSTALLATION, comprising a separator with a production line of wells, a pump connected to the separator by an inlet and a liquid-gas ejector connected by an active nozzle to a pump outlet, a gas line to a separator and an output to a liquid-gas separator, characterized in that it is additionally equipped with a liquid pump, an additional liquid-gas ejector, a mixture pump, a gas line, a bypass line, a discharge line, a mixture line with a check valve and a shut-off element and a mixture supply line, while the 1st pump is connected to the liquid-gas separator, the additional liquid-gas ejector is connected to the liquid pump and through the gas supply line to the liquid-gas separator, and the mixture pump is connected by an input to the output of the additional liquid-gas ejector and an output to the discharge line, which connected to the bypass line communicated with the separator, and to the mixture line communicated with the mixture supply line.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a discharge line of the mixture and a booster pump, while the line of discharge of the mixture is connected to the bypass line, which is in communication with the booster pump, the output of which is connected to the supply line of the mixture.

3. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a pressure regulator installed on the mixture supply line and controlled by a locking element, wherein the pressure regulator is connected to a controlled locking element installed on the bypass line.

4. Installation according to claim 1, characterized in that a shut-off element is installed on the bypass line.

5. Installation according to claim 1, characterized in that a shut-off element is installed on the discharge line of the mixture.