RU2116520C1

RU2116520C1 - Pumping unit for handling gas-water-oil mixture

Info

Publication number: RU2116520C1
Application number: RU96114381A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Баринов
Original assignee: Научно-производственный центр "СКП нефть"
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-07-27

Abstract

FIELD: oil industry; field oil and petroleum gas gathering system of oil wells. SUBSTANCE: pumping unit includes working chambers 1 and 2 whose supply and discharge branch pipes fitted with check valves 3-6 are connected to consumer; they are provided with level sensors 7,8; pumping unit includes also control unit 11 and working fluid discharge and change-over unit made in form of double- side screw pump 9 and reversible engine 10. EFFECT: reliable pumping equipment for small oil fields and reservoirs for delivery of entire product to central gathering station without separation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может использоваться в системе внутрипромыслового сбора продукции нефтяных скважин. The invention relates to the oil industry and can be used in a system of field gathering of oil well products.

Известна установка для перекачивания газожидкостной смеси (авт. св. СССР N 1590687, кл. F 04 F 1/02, 1988), содержащая две емкости, трубопроводы для подвода и отвода перекачиваемой смеси с клапанами, подключенными к емкостям в их верхней части, и трубопровод подачи рабочей жидкости с установленным в нем насосом, подключенным к емкостям в их нижней части с возможностью их сообщения между собой, снабженная размещенными в емкостях вертикальными перфорированными трубами с поплавковыми клапанами в верхней части, четырехходовым краном, установленным в трубопроводе подачи рабочей жидкости с возможностью поочередного сообщения одной из емкостей с входом насоса, а другой - с его выходом и мембранным приводом. A known installation for pumping a gas-liquid mixture (ed. St. USSR N 1590687, class F 04 F 1/02, 1988), containing two tanks, pipelines for supplying and discharging the pumped mixture with valves connected to the tanks in their upper part, and the working fluid supply pipeline with a pump installed in it, connected to the tanks in their lower part with the possibility of their communication with each other, equipped with vertical perforated pipes placed in the tanks with float valves in the upper part, a four-way valve installed in the pipe oprovode supplying the working fluid to be alternatively posts of one capacitor to the input of the pump, and the other - with its output and diaphragm actuator.

Недостатком этой установки является отсутствие у нее системы управления и регулирования при низкой надежности элементов, обеспечивающих ее работу в автономном режиме. The disadvantage of this installation is its lack of a control and regulation system with low reliability of the elements providing its autonomous operation.

Известна также насосная установка для перекачивания высоковязкой многокомпонентной смеси (авт. свид. СССР N 1250733, кл. F 04 F 1/04, 1985), содержащая две рабочие камеры, снабженные датчиками уровня, подключенными к блоку управления, связанному с переключателями потока рабочего агента, подводящие нагнетательные трубопроводы, имеющие обратные клапаны, соединенные соответственно с источником перекачиваемой смеси и потребителем, центробежный насос, соединенный с рабочими цилиндрами посредством трубопроводов с переключателями потока, линию, соединяющую центробежный насос с нагнетательным трубопроводом, датчик свойств перекачиваемой смеси, установленный на нагнетательном трубопроводе, блок управления подачи рабочего агента в нагнетательный трубопровод с отсекателем, расходомер и регулятор подачи рабочего агента, при этом регулятор подачи, расходомер и отсекатель размещены на линии, соединяющей центробежный насос с нагнетательным трубопроводом. Also known is a pumping unit for pumping a highly viscous multicomponent mixture (ed. Certificate of the USSR N 1250733, class F 04 F 1/04, 1985), containing two working chambers equipped with level sensors connected to a control unit connected to the flow switches of the working agent supply pressure pipelines having check valves connected respectively to the source of the pumped mixture and the consumer, a centrifugal pump connected to the working cylinders through pipelines with flow switches, a line, a connection a centrifugal pump with a discharge pipe, a sensor for the properties of the pumped mixture installed on the discharge pipe, a control unit for supplying the working agent to the discharge pipe with a shut-off device, a flow meter and a regulator for supplying the working agent, while the feed controller, flow meter and cut-off are placed on the line connecting the centrifugal pump with discharge pipe.

Недостатком данной установки является сложность и, как следствие, низкая надежность имеющейся системы управления и регулирования. The disadvantage of this installation is the complexity and, as a consequence, the low reliability of the existing control and regulation system.

Наиболее близкой по технической сущности данному техническому решению является насосная установка (авт. свид. СССР N 1059278, кл. F 04 F 1/02, 1982), содержащая насос замещения с двумя цилиндрическими рабочими камерами, подсоединенными подводящими и нагнетательными патрубками с обратными клапанами к источнику перекачиваемой среды и потребителю, снабженными датчиками уровня, подключенными к блоку управления, и центробежный насос, всасывающий и нагнетательные патрубки которого через запорно-регулирующее устройство подсоединены к рабочим камерам. При этом узел откачки и переключения потока рабочей жидкости выполнен в виде подключенных к блоку управления датчиков уровня, переключателей потока и центробежного насоса, причем каждый из последних элементов имеет индивидуальный привод. The closest in technical essence to this technical solution is a pumping unit (ed. Certificate of the USSR N 1059278, class F 04 F 1/02, 1982), containing a replacement pump with two cylindrical working chambers connected to the supply and discharge nozzles with check valves to the source of the pumped medium and the consumer, equipped with level sensors connected to the control unit, and a centrifugal pump, the suction and discharge pipes of which are connected to the working chambers through a shut-off and control device. In this case, the pumping and switching unit of the working fluid flow is made in the form of level sensors, flow switches and a centrifugal pump connected to the control unit, each of the last elements having an individual drive.

Недостатком установки является ее сложность и низкая надежность, обусловленные присутствием как минимум двух, требующих синхронизации работы, приводов и наличием гидравлических ударов, возникающих при перекрытии сечения трубопровода в процессе изменения положения переключателя потока. The disadvantage of the installation is its complexity and low reliability due to the presence of at least two, requiring synchronization of operation, drives and the presence of hydraulic shocks that occur when the cross section of the pipeline is blocked in the process of changing the position of the flow switch.

В целях исключения отмеченных недостатков и повышения тем самым надежности работы насосной установки для перекачки газоводонефтяной смеси, включающей рабочие камеры, подсоединенные подводящими и нагнетательными патрубками с обратными клапанами к источнику и потребителю перекачиваемой смеси и снабженные датчиками уровня, блок управления и узел откачки и переключения потока рабочей жидкости, последний выполнен в виде подключенных к блоку управления датчиков уровня и двустороннего винтового насоса с реверсивным двигателем. In order to eliminate the noted drawbacks and thereby increase the reliability of the pumping unit for pumping gas-oil mixture, which includes working chambers connected to the supply and discharge pipes with check valves to the source and consumer of the pumped mixture and equipped with level sensors, a control unit and a pumping and switching unit for working flow liquid, the latter is made in the form of level sensors connected to the control unit and a two-way screw pump with a reversing engine.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема насосной установки. Она состоит из двух рабочих камер 1 и 2, которые подводящими и нагнетательными патрубками, через обратные клапаны 3 - 6, подключены к источнику и потребителю, а также узел откачки и переключения потока рабочей жидкости, включающего в себя двусторонний винтовой насос 9 с реверсивным двигателем 10 и датчики уровня 7, 8, которые подключены к блоку управления 11. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a pumping unit. It consists of two working chambers 1 and 2, which are connected to the source and consumer through the check valves 3 - 6 through the check valves 3 - 6, and also a pumping and switching unit for the flow of the working fluid, which includes a double-sided screw pump 9 with a reversing motor 10 and level sensors 7, 8, which are connected to the control unit 11.

Насосная установка имеет два рабочих положения. При первом положении в камерах 1 и 2 рабочая жидкость находится выше нижних предельных отметок. При этом рабочая жидкость из камеры 1 откачивается насосом 9 в камеру 2. За счет снижения уровня камеры 1 давление оказывается ниже, чем давление в подводящем патрубке, обратный клапан 3 находится в открытом состоянии, и в камеру 1 поступает газоводонефтяная смесь. В камере 2 за счет подъема уровня рабочей жидкости давление поддерживается выше, чем давление в нагнетательном патрубке, обратный клапан 6 также находится в открытом состоянии и из камеры 2 происходит вытеснение газоводонефтяной смеси. Как только уровень рабочей жидкости в камере 1 опустится до предельной нижней отметки, при этом камера 2 будет полностью заполнена рабочей жидкостью, с блока управления 11 по сигналу датчика 7 поступает команда на изменение направления вращения двигателя 10. Во втором положении насосная установка работает аналогично, с той лишь разницей, что насос 9 перекачивает рабочую жидкость из камеры 2 в камеру 1 и камера 2 работает в режиме приема газоводонефтяной смеси, а камера 1 - в режиме приема рабочей жидкости и вытеснения газоводонефтяной смеси. Таким образом, в процессе работы установки циклы приема и вытеснения газоводонефтяной смеси периодически повторяются в аналогичной последовательности. The pump unit has two operating positions. In the first position in chambers 1 and 2, the working fluid is above the lower limit marks. In this case, the working fluid from the chamber 1 is pumped out by the pump 9 into the chamber 2. By lowering the level of the chamber 1, the pressure is lower than the pressure in the inlet pipe, the check valve 3 is in the open state, and the gas-oil mixture enters the chamber 1. In chamber 2, by raising the level of the working fluid, the pressure is maintained higher than the pressure in the discharge pipe, the check valve 6 is also in the open state and gas-oil mixture is displaced from the chamber 2. As soon as the level of the working fluid in the chamber 1 drops to the lowest possible mark, while the chamber 2 is completely filled with the working fluid, a command to change the direction of rotation of the engine 10 is received from the control unit 11 at the signal of the sensor 7. In the second position, the pump installation works similarly, with the only difference is that pump 9 pumps the working fluid from chamber 2 to chamber 1 and chamber 2 operates in the mode of receiving gas-oil mixture, and chamber 1 - in the mode of receiving working fluid and displacing the gas-oil mixture. Thus, during the operation of the installation, the cycles of receiving and displacing the gas-oil mixture are periodically repeated in the same sequence.

Исполнение узла откачки и переключения потока рабочей жидкости в виде подключенных к блоку управления датчиков уровня и двустороннего насоса с реверсивным двигателем позволяет производить откачку и переключение потока рабочей жидкости без гидравлических ударов с упрощенным блоком управления, когда отсутствует необходимость в синхронизации работы приводов, что значительно повышает надежность работы, технологичность монтажа, пуска, обслуживания и ремонта установки. The execution of the pumping and switching unit of the working fluid flow in the form of level sensors connected to the control unit and a two-way pump with a reversible engine allows pumping and switching of the working fluid flow without water hammer with a simplified control unit when there is no need to synchronize the operation of the drives, which significantly increases the reliability work, manufacturability of installation, start-up, maintenance and repair of the installation.

Использование изобретения даст возможность снабдить все мелкие нефтяные месторождения и залежи автономными насосными установками, которые обеспечивают подачу без разделения всей продукции скважин до центрального сборного пункта. The use of the invention will make it possible to supply all small oil fields and deposits with autonomous pumping units, which ensure the supply without separation of all the production of wells to the central assembly point.

Claims

A pumping unit for pumping a gas-oil mixture, including working chambers, connected by inlet and discharge nozzles with check valves to the source and consumer of the pumped mixture and equipped with level sensors, a control unit and a pumping and switching unit for the working fluid, characterized in that the pumping and switching unit the working fluid is made in the form of level sensors connected to the control unit and a two-way screw pump with a reversing engine.