RU2109985C1

RU2109985C1 - Method and device for pumping-over well production

Info

Publication number: RU2109985C1
Application number: RU93041580A
Authority: RU
Inventors: И.В. Белей; Р.Г. Карлов; Ю.С. Лопатин; С.П. Олейник
Original assignee: Белей Иван Васильевич
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: gas and oil producing industry; pumping-over well production in form of multi-phase, multi-component mixture. SUBSTANCE: method includes separation of mixture; before admitting the mixture to working chamber of pump, only part of it which was separated in course of separation of water is fed through suction valve of pump; remaining part of mixture together with oil and gas is directed to pump compression chamber through inlet valve. Device used for realization of this method includes piston or plunger pump with header and with at least one compression chamber with intake header; pump header is connected with liquid branch pipe of separator whose gas branch pipe is brought in communication with intake header of compression chamber of pump; fitted in between liquid branch pipe of separator and pump header is flow limiter for limiting the flow rate of water escaping from separator. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при перекачке продукции скважин, представляющей собой многофазную, многокомпонентную смесь. The invention relates to the oil and gas industry and can be used for pumping well products, which is a multiphase, multicomponent mixture.

Известен способ перекачки продукции нефтяных скважин, включающий ее сепарацию перед поступлением в насос [1]. A known method of pumping oil products, including its separation before entering the pump [1].

Недостатками этого способа являются:
- необходимость в полном удалении газа от жидкостной составляющей при сепарации;
- потеря газа и отрицательные экологические последствия при его сжигании в факельной установке или большие затраты на оборудование для подготовки и перекачки газа в случае использования газовых компрессоров, а также высокие энергозатраты и низкая надежность при перекачке газа струйными насосами.The disadvantages of this method are:
- the need for complete removal of gas from the liquid component during separation;
- gas loss and negative environmental consequences when it is burned in a flare unit or high costs for equipment for the preparation and pumping of gas in the case of gas compressors, as well as high energy costs and low reliability when pumping gas by jet pumps.

Известно также устройство для нагнетания газожидкостной смеси, включающее насос с приемным коллектором, имеющий по крайней мере одну компрессионную камеру с впускным коллектором [2]. It is also known a device for injecting a gas-liquid mixture, including a pump with a receiving manifold, having at least one compression chamber with an inlet manifold [2].

Недостаток известного устройства заключается в необходимости установки и эксплуатации подпорного насоса и таким образом в больших затратах энергии на его привод. A disadvantage of the known device is the need to install and operate a booster pump and thus the high energy costs of its drive.

Технической задачей изобретения является упрощение процесса перекачки продукции скважин и снижение энергозатрат. An object of the invention is to simplify the process of pumping wells and reducing energy costs.

Поставленная задача достигается в способе перекачки продукции скважин тем, что в рабочую полость насоса через его всасывающий клапан подают только часть отделенной в процессе сепарации воды, а остальную ее часть совместно с нефтью и газом направляют в компрессионную камеру насоса через ее впускной клапан. The problem is achieved in the method of pumping well products by the fact that only part of the water separated in the separation process is supplied to the pump cavity through its suction valve, and the rest of it, together with oil and gas, is sent to the pump compression chamber through its inlet valve.

В устройстве для осуществления способа перекачки продукции скважин указанная выше задача достигается за счет того, что устройство снабжено сепаратором с жидкостным и газовым патрубками и ограничителем расхода выходящей из сепаратора воды, при этом приемный коллектор насоса соединен с жидкостным патрубком сепаратора, газовый патрубок которого сообщен с впускным коллектором компрессионной камеры насоса, причем между жидкостным патрубком сепаратора и приемным коллектором насоса установлен ограничитель расхода выходящей из сепаратора воды, при этом насос выполнен поршневым или плунжерным. In the device for implementing the method for pumping production of wells, the above task is achieved due to the fact that the device is equipped with a separator with liquid and gas pipes and a flow limiter leaving the separator of water, while the receiving manifold of the pump is connected to a liquid pipe of the separator, the gas pipe of which is in communication with the inlet a collector of the pump compression chamber, and between the liquid branch of the separator and the receiving manifold of the pump a flow limiter is installed exiting the separator water, wherein the pump is a piston or plunger.

На чертеже представлена схема устройства для перекачки продукции скважин. The drawing shows a diagram of a device for pumping well products.

В состав устройства входят поршневой или плунжерный насос 1 и сепаратор 2. Насос 1 включает компрессионные камеры 3 (на чертеже показана одна камера, а их количество соответствует числу рабочих полостей насоса) с впускным 4 и нагнетательным 5 клапанами, поршень 6 в цилиндре 7, всасывающий клапан 8, а также приемный 9 и впускной 10 коллекторы, соединенные соответственно с жидкостным 11 и газовым 12 патрубками сепаратора 2. Приемный коллектор 9 насоса 1 имеет регулируемый ограничитель 13 расхода поступающей в коллектор жидкости. The device includes a piston or plunger pump 1 and a separator 2. Pump 1 includes compression chambers 3 (one chamber is shown in the drawing, and their number corresponds to the number of pump cavities) with inlet 4 and pressure 5 valves, piston 6 in cylinder 7, suction valve 8, as well as receiving 9 and inlet 10 manifolds, respectively connected to the liquid 11 and gas 12 nozzles of the separator 2. The receiving manifold 9 of the pump 1 has an adjustable flow restrictor 13 for the flow of liquid into the collector.

Входной патрубок 14 сепаратора 2 сообщен трубопроводом 15 со скважинами (на чертеже не показаны), а нагнетательный коллектор 16 насоса 1 трубопроводом 17 - с потребителем продукции скважин. The inlet pipe 14 of the separator 2 is connected by a pipe 15 to the wells (not shown in the drawing), and an injection manifold 16 of the pump 1 by a pipe 17 to the consumer of the well production.

Устройство работает следующим образом. Поступающая из скважины многофазная, многокомпонентная смесь по трубопроводу 15 через входной патрубок 14 попадает в сепаратор 2, где происходит ее разделение. Затем часть отделенной от смеси воды через жидкостной патрубок 11 сепаратора 2 во время всасывающего хода поршня 6 в цилиндре 7 направляют через приемный коллектор 9 в цилиндр 7 насоса 1 через его всасывающий клапан 8. The device operates as follows. The multiphase, multicomponent mixture coming from the well through the pipeline 15 through the inlet pipe 14 enters the separator 2, where it is separated. Then, part of the water separated from the mixture through the liquid pipe 11 of the separator 2 during the suction stroke of the piston 6 in the cylinder 7 is directed through the intake manifold 9 into the cylinder 7 of the pump 1 through its suction valve 8.

Величину объемного расхода этой части воды устанавливают ограничителем расхода 13. The volumetric flow rate of this part of the water is set by the flow limiter 13.

Одновременно при всасывающем ходе поршня всю остальную часть продукции скважин (газ, нефть и часть воды) из сепаратора 2 через его газовый патрубок 12 подают во впускной коллектор 10, а затем через впускной клапан 4 - в компрессионную камеру 3. At the same time, during the suction stroke of the piston, the entire remaining part of the well production (gas, oil, and part of the water) from the separator 2 is fed through the gas pipe 12 to the intake manifold 10, and then through the intake valve 4 to the compression chamber 3.

По окончании хода всасывания в компрессионной камере 3 под нагнетательным клапаном 5 находится газ, под ним нефть, а ниже и в цилиндре 7 - вода. At the end of the suction stroke, there is gas in the compression chamber 3 under the discharge valve 5, oil underneath, and water in the cylinder 7 below.

При нагнетательном ходе поршня 6 впускной 4 и всасывающий клапаны закрываются, вода, выталкиваемая поршнем 6 из цилиндра 7 в компрессионную камеру 3, сжимает в ней газ с последующим вытеснением его, а также нефти и всего объема, поступающего во время хода всасывания воды в нагнетательный коллектор 16 и далее по трубопроводу 17 потребителю через нагнетательный клапан 5, открывающийся при выравнивании давлений в камере 3 и нагнетательном коллекторе 16. С окончанием хода нагнетания и началом хода всасывания цикл повторяется. During the injection stroke of the piston 6, the inlet 4 and the suction valves are closed, the water pushed by the piston 6 from the cylinder 7 into the compression chamber 3 compresses the gas therein and then displaces it, as well as the oil and the entire volume that enters the discharge manifold during the course of the water intake 16 and further through the pipe 17 to the consumer through the discharge valve 5, which opens when the pressures in the chamber 3 and the discharge manifold equalize 16. With the end of the discharge stroke and the start of the suction stroke, the cycle repeats.

Такое решение выполнения процесса перекачки продукции скважин, содержащей нефть, газ и воду, позволяет упростить этот процесс, исключить необходимость в полном отделении газовой составляющей продукции скважин от жидкостной и наличии сложного компрессорного оборудования, снизить тем самым энергетические затраты и удешевить процесс перекачки. This decision to carry out the process of pumping well products containing oil, gas and water allows us to simplify this process, eliminate the need to completely separate the gas component of well products from the liquid and the presence of sophisticated compressor equipment, thereby reducing energy costs and reduce the cost of the pumping process.

Claims

1. The method of pumping well products, including its separation before entering the pump, characterized in that only part of the water separated in the separation process is supplied to the pump’s working cavity through its suction valve, and the rest, together with oil and gas, is sent to the pump’s compression chamber through her intake valve.

2. A device for implementing the method, comprising a pump with a receiving manifold, having at least one compression chamber with an inlet manifold, characterized in that the device is equipped with a separator with liquid and gas pipes and a flow restrictor leaving the water separator, while the liquid pipe is connected to the pump intake manifold, gas - with the inlet manifold of the compression chamber, and a flow limiter is installed between the liquid separator pipe and the pump intake manifold made piston or plunger.