RU2105202C1

RU2105202C1 - Pumping unit for handling gas-water-oil mixture

Info

Publication number: RU2105202C1
Application number: RU96101826A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Баринов
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: handling gas-water-oil mixtures in systems of interfield gathering of oil in oil wells. SUBSTANCE: hydraulic cylinders are provided with water disposal system made in form of flow regulator connected with level sensors through automatic control unit. Flow selector is made in form of two three-way ball cocks combined by single electric drive. Level sensors made in form of pressure differential converters are connected to hydraulic cylinders by means of tubes filled with standard nonfreezing liquid. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для перекачки газоводонефтяной смеси в системе внутрипромыслового сбора продукции нефтяных скважин. The invention relates to a pump engineering industry and can be used for pumping a gas-oil mixture in an infield system for collecting oil well products.

Известна насосная установка для перекачивания газожидкостной смеси, содержащая две емкости, трубопровод подачи рабочей жидкости с установленным на нем насосом, насосная установка снабжена размещенными в емкостях вертикальными перфорированными трубами с поплавковыми клапанами в верхней части, четырехходовым краном, установленным на трубопроводе подачи рабочей жидкости (авторское свидетельство СССР N 1590687, кл. F 04 F 1/02, 1990). Known pumping unit for pumping a gas-liquid mixture containing two containers, the working fluid supply pipe with a pump installed on it, the pumping unit is equipped with vertical perforated pipes located in the tanks with float valves in the upper part, a four-way valve installed on the working fluid supply pipe (copyright certificate USSR N 1590687, class F 04 F 1/02, 1990).

Известна насосная установка для перекачивания высоковязкой многокомпонентной смеси, содержащая две рабочие камеры, снабженные датчиком уровня, подключенными к блоку управления, связанному с переключателями потока рабочего агента, подводящие и нагнетательные трубопроводы, имеющие обратные клапаны, соединенные, соответственно, с источником перекачиваемой смеси и потребителем, центробежный насос, соединенный с рабочими камерами посредством трубопроводов с переключателями потока, причем нагнетательный трубопровод дополнительной снабжен блоком дозировки агента для снижения вязкости смеси (авторское свидетельство СССР N 1250733, кл. F 04 F 1/04, 1986). Known pumping unit for pumping a highly viscous multicomponent mixture, containing two working chambers, equipped with a level sensor connected to a control unit connected to the flow switches of the working agent, supply and discharge pipelines having check valves connected, respectively, with the source of the pumped mixture and the consumer, a centrifugal pump connected to the working chambers by means of pipelines with flow switches, the discharge pipe of additional sleep wives unit dosage agent to reduce the viscosity of the mixture (the USSR Inventor's Certificate N 1250733, cl. F 04 F 1/04, 1986).

Известна также насосная установка, содержащая насос замещения с двумя цилиндрическими рабочими камерами и датчиками уровня, подключенными к блоку управления, и центробежный насос, подсоединенный через запорно-регулирующее устройство к рабочим камерам (акцептованная заявка Великобритании N 1280121, кл. F 1 A, 1972). Also known is a pump installation containing a replacement pump with two cylindrical working chambers and level sensors connected to the control unit, and a centrifugal pump connected through a locking and regulating device to the working chambers (accepted application of Great Britain N 1280121, class F 1 A, 1972) .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является насосная установка, содержащая два гидравлических цилиндра, подсоединенные подводящими и нагнетательными патрубками с обратными клапанами к источнику перекачиваемой среды и потребителю, снабженные датчиками уровня, подключенными к блоку автоматики, и центробежный насос, всасывающий и нагнетательный патрубки которого через переключатель потока подсоединены к гидравлическим цилиндрам (авторское свидетельство СССР N 1059278, кл. F 04 F 1/02, 1983). Closest to the invention in technical essence is a pump installation containing two hydraulic cylinders connected by inlet and discharge nozzles with check valves to the source of the pumped medium and the consumer, equipped with level sensors connected to the automation unit, and a centrifugal pump, the suction and discharge nozzles of which are the flow switch is connected to hydraulic cylinders (USSR copyright certificate N 1059278, class F 04 F 1/02, 1983).

Недостаток данной установки в том, что она имеет невысокую производительность и низкую надежность работы, что связано с отсутствием сброса свободной воды, а также несовершенством системы управления установкой
Для повышения производительности и надежности работы насосная установка для перекачки газоводонефтяной смеси выполнена содержащей два гидравлических цилиндра, подсоединенные подводящими и нагнетательными патрубками с обратными клапанами к источнику перекачиваемой среды и потребителю и снабженные датчиками уровня, подключенными к блоку автоматики, и центробежный насос, всасывающий и нагнетательный патрубки которого через переключатель потока подсоединены к гидравлическим цилиндрам, при этом гидравлические цилиндры снабжены системой сброса выделяющейся воды, выполненной в виде регулятора расхода, связанного через блок автоматики с датчиками уровня, переключатель потока выполнен в виде спаренных единым электроприводом двух трехходовых шаровых кранов, а датчики уровня выполнены в виде преобразователей перепада давления, подсоединенных к гидравлическим цилиндрам трубками, заполненными эталонной незамерзающей жидкостью. На чертеже представлена принципиальная схема насосной установки. Она включает в себя два гидравлических цилиндра 1 и 2, которые подключены подводящими и нагнетательными патрубками через обратные клапаны 3-6 к источнику и потребителю и снабжены датчиками 7 и 8 нижнего и верхнего уровня воды. Центробежный насос 9 сообщен через переключатель 10 потока с гидравлическими цилиндрами 1, 2, а через регулятор 11 расхода с потребителем сбрасываемой воды. Датчик 7, 8 уровня, переключатель 10 потока, регулятор 11 расхода и центробежный насос 9 подключены к блоку 12 автоматики.The disadvantage of this installation is that it has low productivity and low reliability, which is associated with the lack of free water discharge, as well as the imperfection of the control system of the installation
To increase productivity and reliability, the pumping unit for pumping the gas-oil mixture is made up of two hydraulic cylinders connected by inlet and discharge nozzles with check valves to the source of the pumped medium and to the consumer and equipped with level sensors connected to the automation unit, and a centrifugal pump, the suction and discharge nozzles which through a flow switch are connected to hydraulic cylinders, while the hydraulic cylinders are equipped with flow discharge, made in the form of a flow controller connected through an automation unit with level sensors, the flow switch is made in the form of two three-way ball valves paired with a single electric drive, and the level sensors are made in the form of differential pressure transducers connected to hydraulic cylinders by tubes filled with a reference non-freezing fluid. The drawing shows a schematic diagram of a pumping unit. It includes two hydraulic cylinders 1 and 2, which are connected by inlet and discharge pipes through check valves 3-6 to the source and consumer and are equipped with sensors 7 and 8 of the lower and upper water level. The centrifugal pump 9 is communicated through a flow switch 10 with hydraulic cylinders 1, 2, and through a flow regulator 11 with a consumer of discharged water. The level sensor 7, 8, the flow switch 10, the flow controller 11 and the centrifugal pump 9 are connected to the automation unit 12.

Насосная установка имеет два рабочих положения. При первом положении гидравлический цилиндр 1 заполнен водой до верхней предельной отметки, а гидравлический цилиндр - до нижней предельной отметки газожидкостной смесью. Вода из гидравлического цилиндра 1 через переключатель 10 потока поступает на вход центробежного насоса 9, а затем через переключатель 10 потока в гидравлический цилиндр 2. При снижении уровня воды в гидравлическом цилиндре 1 снижается давление, открывается обратный клапан 3, и в него поступает газоводонефтяная смесь. При повышении уровня воды в гидравлическом цилиндре 2 повышается давление, открывается обратный клапан 6 и из него к потребителю поступает газонефтяная смесь. В процессе поступления и вытеснения из газоводонефтяной смеси выделяется вода, увеличивая объем рабочей жидкости. Как только уровень воды достигает в гидравлическом цилиндре 2 верхней предельной отметки с блока 12 автоматики, по сигналу датчика 8 уровня, поступает команда на регулятор 11 расхода для увеличения сброса воды ее потребителю, в частности, в систему поддержания пластового давления. Как только уровень воды в гидравлическом цилиндре 1 достигнет нижней заданной отметки, по сигналу с датчика 7 уровня, поступает команда на переключатель 10 потока для изменения направления движения воды. Во втором положении насосная установка работает аналогично, с тем лишь изменением, что гидравлический цилиндр 2 работает в режиме приема газоводонефтяной смеси, а гидравлический цилиндр 1 - в режиме приема воды и вытеснения газонефтяной смеси. Таким образом, в процессе работы установки циклы приема и вытеснения газожидкостной смеси периодически повторяются в аналогичной последовательности, а сброс воды ведется постоянно с изменением расхода. The pump unit has two operating positions. In the first position, the hydraulic cylinder 1 is filled with water to the upper limit mark, and the hydraulic cylinder is filled to the lower limit mark with a gas-liquid mixture. Water from the hydraulic cylinder 1 through the flow switch 10 enters the inlet of the centrifugal pump 9, and then through the flow switch 10 to the hydraulic cylinder 2. When the water level in the hydraulic cylinder 1 decreases, the pressure decreases, the check valve 3 opens, and the gas-oil mixture enters it. When the water level in the hydraulic cylinder 2 rises, the pressure rises, the check valve 6 opens, and the gas-oil mixture flows from it to the consumer. In the process of admission and displacement from the gas-oil mixture, water is released, increasing the volume of the working fluid. As soon as the water level in the hydraulic cylinder 2 reaches the upper limit mark from the automation unit 12, a signal is sent to the flow controller 11 to increase the water discharge to its consumer, in particular, to the reservoir pressure maintenance system, at the signal of the level sensor 8. As soon as the water level in the hydraulic cylinder 1 reaches the lower set point, a signal from the level sensor 7 gives a command to the flow switch 10 to change the direction of water movement. In the second position, the pumping unit works in a similar way, with the only change that the hydraulic cylinder 2 operates in the mode of receiving gas-oil mixture, and the hydraulic cylinder 1 operates in the mode of receiving water and displacing the gas-oil mixture. Thus, during the operation of the installation, the cycles of receiving and displacing the gas-liquid mixture are periodically repeated in the same sequence, and the discharge of water is carried out constantly with a change in flow.

За счет сброса свободной воды, используемой для поддержания пластового давления, уменьшается объем смеси, перекачиваемой на большое расстояние потребителю, что позволяет без дополнительных энергозатрат увеличить объем откачиваемой продукции скважин. Due to the discharge of free water used to maintain reservoir pressure, the volume of the mixture pumped over a long distance to the consumer is reduced, which allows to increase the volume of pumped out well products without additional energy costs.

Исполнение датчиков 7, 8 уровня в виде преобразователей перепада давления позволяет по изменению разницы давления между двумя фиксированными по высоте в гидравлических цилиндрах 1, 2 точками определять в столбе жидкости долю воды и очень четко, с точностью до нескольких миллиметров, определять ее уровень и подавать четкий сигнал на блок автоматики. Заполнение подводящих трубок эталонной незамерзающей жидкостью позволяет исключить возможное влияние на точность попадания в трубки газожидкостной смеси или рабочей жидкости и возможного ее замерзания при низких температурах. The design of level 7, 8 sensors in the form of differential pressure transducers allows to determine the proportion of water in a liquid column by changing the pressure difference between two points fixed in height in hydraulic cylinders 1, 2 and very clearly, with an accuracy of several millimeters, determine its level and give a clear signal to the automation unit. Filling the supply tubes with a reference non-freezing fluid eliminates the possible impact on the accuracy of the ingress of a gas-liquid mixture or a working fluid and its possible freezing at low temperatures.

Исполнение переключателя 10 потока в виде двух спаренных единым электроприводом трехходовых шаровых кранов обеспечивает надежное и четкое переключение потока. The design of the flow switch 10 in the form of two three-way ball valves coupled by a single electric drive ensures reliable and accurate flow switching.

Главной существенной особенностью данной насосной установки является использование серийно выпускаемых преобразователей перепада давления, регулятора расхода и трехходовых шаровых кранов, не уступающих по своей надежности лучшим мировым образцам. The main essential feature of this pump installation is the use of commercially available differential pressure transducers, a flow regulator and three-way ball valves, not inferior in their reliability to the best world standards.

Использование предлагаемого изобретения позволяет оснастить нефтяные промыслы высоконадежными насосными установками и снизить энергоемкость системы сбора нефти и газа. The use of the invention allows to equip the oil fields with highly reliable pumping units and reduce the energy intensity of the oil and gas collection system.

Claims

A gas-oil mixture pumping unit containing two hydraulic cylinders connected by inlet and discharge nozzles with check valves to the source of the pumped medium and to the consumer and equipped with level sensors connected to the automation unit, and a centrifugal pump, the suction and discharge nozzles of which are connected to the flow switch hydraulic cylinders, characterized in that the hydraulic cylinders are equipped with a discharge system of the released water, made in the form of p a flow regulator connected through an automation unit with level sensors, the flow switch is made in the form of two three-way ball valves paired by a single electric drive, and the level sensors are made in the form of differential pressure transducers connected to hydraulic cylinders by tubes filled with a reference non-freezing fluid.