RU217266U1 - LOW-POWER ROTARY ENERGY SOURCE MOUNTED IN A PIPELINE - Google Patents

LOW-POWER ROTARY ENERGY SOURCE MOUNTED IN A PIPELINE Download PDF

Info

Publication number
RU217266U1
RU217266U1 RU2022131055U RU2022131055U RU217266U1 RU 217266 U1 RU217266 U1 RU 217266U1 RU 2022131055 U RU2022131055 U RU 2022131055U RU 2022131055 U RU2022131055 U RU 2022131055U RU 217266 U1 RU217266 U1 RU 217266U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
utility
model
housing
flow
Prior art date
Application number
RU2022131055U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Георгиевич Георгияди
Анатолий Андреевич Агапов
Евгений Валерьевич Зенков
Кирилл Владимирович Золотухин
Юлия Валерьевна Кузнецова
Игорь Юрьевич Локтионов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НК "Роснефть" - Научно-Технический Центр"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НК "Роснефть" - Научно-Технический Центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НК "Роснефть" - Научно-Технический Центр"
Application granted granted Critical
Publication of RU217266U1 publication Critical patent/RU217266U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам для преобразования кинетической энергии потока добываемой/нагнетаемой жидкости внутри трубопровода в электроэнергию. Используется для обеспечения бесперебойной подачи энергии на кустовых площадках. Целью данной полезной модели является - обеспечение бесперебойной подачи электроэнергии и сокращение издержек на дополнительное обеспечение электрическими мощностями кустовых площадок, выполнение регламентных работ и оперативного ремонта без остановки перетока флюида. Поставленная цель достигается путем врезки в трубопровод устройства, включающего в себя немагнитный медный корпус, байпасную линию, соединенную с корпусом при помощи специальных втулок, байпасный клапан, соединительные и обслуживающие муфты, запорную задвижку, фильтр крупных дисперсных частиц, закрепленную роторную турбину, соединенную с валом генератора, служащую приводом для генератора энергии, соединенного с потребителем энергии электрической цепью. Преимуществами данной полезной модели являются немагнитный материал изготовления корпуса, фильтрующее устройство для безаварийной работы роторной турбины, простота эксплуатации и ремонта, возможность работы устройства без изменения технологического процесса добычи углеводородного сырья. 1 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of electric power industry, namely to devices for converting the kinetic energy of the flow of produced/injected fluid inside the pipeline into electricity. It is used to ensure uninterrupted power supply at well pads. The purpose of this utility model is to ensure an uninterrupted supply of electricity and reduce the cost of additional provision of electrical power to well pads, performing routine maintenance and prompt repairs without stopping the flow of fluid. This goal is achieved by inserting a device into the pipeline, which includes a non-magnetic copper housing, a bypass line connected to the housing using special bushings, a bypass valve, connecting and servicing couplings, a shut-off valve, a filter for large dispersed particles, a fixed rotary turbine connected to the shaft generator, which serves as a drive for the energy generator connected to the energy consumer by an electrical circuit. The advantages of this utility model are non-magnetic material for the manufacture of the casing, a filtering device for trouble-free operation of a rotary turbine, ease of operation and repair, and the ability to operate the device without changing the technological process of hydrocarbon production. 1 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам для преобразования кинетической энергии потока добываемой/нагнетаемой жидкости внутри трубопровода в электроэнергию. Используется для обеспечения бесперебойной подачи энергии на кустовых площадках.The utility model relates to the field of electric power industry, namely to devices for converting the kinetic energy of the flow of produced/injected fluid inside the pipeline into electricity. It is used to ensure uninterrupted power supply at well pads.

Известно устройство роторный турбогенератор (Патент RU 2746349 С1 МПК F25B 11/00, F01D 15/10, F01D 1/02, B01D 45/12, B01D 45/16, опубл. 12.04.2020 г.). Турбогенератор содержит смонтированные внутри основного трубопровода с газом высокого давления турбину и генератор. Перед турбиной внутри основного трубопровода установлены последовательно и аксиально завихритель, секция сепарации жидкости и секция отбора газожидкостного потока. Секция отбора газожидкостного потока соединена дополнительным трубопроводом с основным потоком после турбины, а в дополнительном трубопроводе установлен регулирующий клапан. Изобретение позволяет обеспечить автономное электроснабжение объектов нефтегазодобычи, а также обеспечивать работоспособность турбогенератора при наличии жидкости в газовом потоке, поступающем на вход турбогенератора, и при изменении условий работы турбогенератора, таких как расход входного потока и электрическая нагрузка, подключенная к турбогенератору.A rotary turbogenerator device is known (Patent RU 2746349 C1 IPC F25B 11/00, F01D 15/10, F01D 1/02, B01D 45/12, B01D 45/16, publ. 12.04.2020). The turbogenerator contains a turbine and a generator mounted inside the main pipeline with high pressure gas. Before the turbine inside the main pipeline, a swirler, a liquid separation section and a gas-liquid flow selection section are installed in series and axially. The gas-liquid flow selection section is connected by an additional pipeline to the main flow after the turbine, and a control valve is installed in the additional pipeline. The invention makes it possible to provide an autonomous power supply to oil and gas production facilities, as well as to ensure the operability of the turbogenerator in the presence of liquid in the gas flow entering the turbogenerator inlet, and when the operating conditions of the turbogenerator change, such as the input flow rate and the electrical load connected to the turbogenerator.

К недостаткам известного устройства следует отнести отсутствие возможности оперативного ремонта за счет остановки потока так как присутствующий в устройстве дополнительный канал может быть использован только для регулирования скорости вращения и не может быть использован для перетока флюида в период ремонта.The disadvantages of the known device include the lack of the possibility of prompt repair by stopping the flow, since the additional channel present in the device can only be used to control the rotation speed and cannot be used for fluid flow during the repair period.

Так же известно устройство для нагрева теплоносителя (Патент RU 49960 U1 МПК F24H 4/00, F24D 3/02 опубл. 10.12.2005 г.). Устройство, содержащее приводимый в действие источником механической энергии агрегат для разгона и нагнетания теплоносителя и его подачи во внешний замкнутый трубопроводный контур, отличающееся тем, что в качестве источника механической энергии используется газовая турбина, работающая за счет излишков энергии газа (перепада давления газа) на газораспределительных пунктах, которая вместе с агрегатом для разгона и нагнетания теплоносителя размещена в трубопроводе, подключенном параллельно узлу регулирования давления газа основного газопровода (в байпасном трубопроводе).A device for heating a coolant is also known (Patent RU 49960 U1 IPC F24H 4/00, F24D 3/02 publ. 10.12.2005). A device containing a unit driven by a source of mechanical energy for accelerating and forcing a coolant and supplying it to an external closed pipeline circuit, characterized in that a gas turbine is used as a source of mechanical energy, operating at the expense of excess gas energy (gas pressure drop) at gas distribution points, which, together with the unit for acceleration and injection of the coolant, is located in the pipeline connected in parallel to the gas pressure control unit of the main gas pipeline (in the bypass pipeline).

К недостаткам известного устройства следует отнести отсутствие возможности врезки напрямую в трубопровод, что обусловлено большой площадью устройства, а также отсутствие фильтрующего устройства для предотвращения попадания дисперсных частиц в трубопровод.The disadvantages of the known device include the inability to insert directly into the pipeline, due to the large area of the device, as well as the lack of a filter device to prevent the ingress of dispersed particles into the pipeline.

Технической задачей предлагаемого устройства является создание устройства для выработки энергии за счет кинетической энергии потока флюида, протекающего по трубопроводу.The technical task of the proposed device is to create a device for generating energy due to the kinetic energy of the fluid flowing through the pipeline.

Техническим результатом заявленного устройства является обеспечение автономного и надежного энергоснабжения потребителей на объектах добычи и транспортировки углеводородов (кустовые площадки) и обеспечение непрерывности процесса добычи нефти в период проведения ремонтных и регламентных работ.The technical result of the claimed device is to provide an autonomous and reliable power supply to consumers at hydrocarbon production and transportation facilities (well pads) and to ensure the continuity of the oil production process during the period of repair and maintenance work.

Целью настоящей полезной модели является: The purpose of this utility model is:

1) обеспечение бесперебойной подачи электроэнергии на кустовых площадках, за счет применения фильтрующего элемента, задерживающего дисперсные частицы, вызывающие эрозионный износ лопаток ротора и корпуса генератора;1) ensuring uninterrupted power supply at well pads, through the use of a filter element that traps dispersed particles that cause erosive wear of the rotor blades and generator housing;

2) выполнение регламентных работ и оперативного ремонта без остановки перетока флюида;2) performance of routine maintenance and operational repairs without stopping the flow of fluid;

3) сокращение издержек на дополнительное обеспечение электрическими мощностями кустовой площадки.3) reduction of costs for additional provision of electric power to the well pad.

Поставленная цель достигается путем врезки в трубопровод устройства, включающего в себя: немагнитный медный корпус, байпасную линию, соединенную с корпусом при помощи специальных втулок, байпасный клапан, соединительные и обслуживающие муфты, запорную задвижку, закрепленную роторную турбину, работающую в жидкостной среде и позволяющую кратковременную работу в газовой, соединённую с валом генератора, а также фильтр крупных дисперсных частиц, для препятствия их попадания в работающий элемент роторной турбины. Роторная турбина служит приводом для генератора энергии, который соединен с потребителем электрической цепью.This goal is achieved by inserting a device into the pipeline, which includes: a non-magnetic copper housing, a bypass line connected to the housing using special bushings, a bypass valve, connecting and servicing couplings, a shut-off valve, a fixed rotary turbine operating in a liquid medium and allowing short-term work in the gas, connected to the generator shaft, as well as a filter of large dispersed particles, to prevent them from entering the working element of the rotary turbine. The rotary turbine serves as a drive for the energy generator, which is connected to the consumer by an electrical circuit.

Полезная модель поясняется описанием и схемой на фиг.1.The utility model is illustrated by the description and diagram in Fig.1.

Представленное устройство состоит из немагнитного медного корпуса (2), врезаемого в трубопровод (1) и фиксируемого на нём соединительными муфтами (10), байпасного клапана (7), обслуживающих муфт (9), запорной задвижки (11), байпасной линии (8), соединенной с корпусом при помощи втулок (13), роторной турбины (4), зафиксированной в корпусе при помощи быстросъёмных креплений (3), фильтра (12), крепящегося на корпус (2) при помощи быстроразъёмного устройства (14), электрической цепи (5) и потребителя энергии (6).The presented device consists of a non-magnetic copper body (2) cut into the pipeline (1) and fixed on it with couplings (10), a bypass valve (7), service couplings (9), a shut-off valve (11), a bypass line (8) connected to the housing with bushings (13), a rotary turbine (4) fixed in the housing with quick-release fasteners (3), a filter (12) attached to the housing (2) with a quick-release device (14), an electrical circuit ( 5) and energy consumer (6).

Принцип работы заключается в следующем: в трубопровод (1) до начала эксплуатации врезается немагнитный медный корпус устройства (2) и фиксируется на нём при помощи соединительных муфт (10). При движении жидкой или кратковременно газовой фракции по трубопроводу (1) транспортируемая среда преобразует кинетическую энергию потока в электроэнергию, за счёт преобразования поступательного движения добываемой/нагнетаемой жидкости во вращательное движение ротора турбины в неподвижном статоре. Для предотвращения попадания в ротор турбины дисперсных частиц перед роторной турбиной (4), закреплённой в корпусе при помощи быстросъёмных креплений (3), устанавливается фильтр (12), закрепленный к корпусу (2) при помощи быстроразъёмного устройства (14). В корпусе (2) предусмотрен байпасный клапан (7), перенаправляющий движение потока жидкости в байпасную линию (8), соединённую с основным корпусом втулками (13), и запорная задвижка (11), перекрывающая возможность движения потока через роторную турбину (4), позволяющие осуществлять ремонт роторной турбины (4) и/или замену фильтра (12). Дополнительно с данной целью в корпусе (2) предусмотрены обслуживающие муфты (9), при помощи которых из корпуса (2) возможно вычленить участок с роторной турбиной (4) и фильтром (12), закрепленным к корпусу (2) при помощи быстроразъёмного устройства (14). После проведения ремонта и/или замены участок с роторной турбиной (4) и фильтром (12) вставляется в корпус (2), фиксируется при помощи обслуживающих муфт (9). Запорная задвижка (11) открывается и жидкость посредством байпасного клапана (7) перенаправляется через роторную турбину (4). Передача электрического тока осуществляется при помощи электрической цепи (5) к потребителю энергии (6).The principle of operation is as follows: before the start of operation, a non-magnetic copper body of the device (2) is cut into the pipeline (1) and fixed on it with the help of couplings (10). When the liquid or short-term gas fraction moves through the pipeline (1), the transported medium converts the kinetic energy of the flow into electricity, by converting the translational movement of the produced/injected fluid into the rotational movement of the turbine rotor in the stationary stator. To prevent dispersed particles from entering the turbine rotor, a filter (12) is installed in front of the rotor turbine (4), fixed in the housing with quick-release fasteners (3), fixed to the housing (2) with a quick-release device (14). A bypass valve (7) is provided in the body (2), which redirects the movement of the fluid flow to the bypass line (8), connected to the main body by bushings (13), and a shut-off valve (11), blocking the possibility of flow through the rotary turbine (4), allowing repair of the rotary turbine (4) and/or replacement of the filter (12). Additionally, for this purpose, service couplings (9) are provided in the housing (2), with the help of which it is possible to isolate from the housing (2) a section with a rotary turbine (4) and a filter (12) fixed to the housing (2) using a quick-release device ( 14). After repair and / or replacement, the section with the rotary turbine (4) and the filter (12) is inserted into the housing (2), fixed with the help of service couplings (9). The gate valve (11) opens and the liquid is diverted through the bypass valve (7) through the rotary turbine (4). The transmission of electric current is carried out by means of an electric circuit (5) to the energy consumer (6).

Преимуществами данной полезной модели являются: немагнитный материал изготовления корпуса, фильтрующее устройство для безаварийной работы роторной турбины, простота эксплуатации и ремонта, возможность работы устройства без изменения технологического процесса добычи углеводородного сырья.The advantages of this utility model are: a non-magnetic material for the manufacture of the casing, a filtering device for trouble-free operation of a rotary turbine, ease of operation and repair, the ability to operate the device without changing the technological process of hydrocarbon production.

Claims (1)

Роторный источник энергии, содержащий медный немагнитный корпус, внутри которого размещена роторная турбина, соединенная с валом генератора, с установленным перед роторной турбиной фильтром дисперсных частиц с быстросъемными креплениями, байпасную линию, байпасный клапан и задвижку.Rotary power source containing a copper non-magnetic housing, inside which is placed a rotary turbine connected to the generator shaft, with a particulate filter with quick-release fasteners installed in front of the rotary turbine, a bypass line, a bypass valve and a gate valve.
RU2022131055U 2022-11-29 LOW-POWER ROTARY ENERGY SOURCE MOUNTED IN A PIPELINE RU217266U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU217266U1 true RU217266U1 (en) 2023-03-24

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU49960U1 (en) * 2005-06-16 2005-12-10 Черных Анатолий Петрович DEVICE FOR HEATING THE HEAT
RU2564173C2 (en) * 2013-12-23 2015-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научный Центр "Керамические Двигатели" им. А.М. Бойко" Turbo-expander generator unit and system for energy take-off of natural gas flow from gas pipeline
RU2746349C1 (en) * 2020-05-08 2021-04-12 Общество с ограниченной ответственностью "АЭРОГАЗ" (ООО "АЭРОГАЗ") Turbo-generator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU49960U1 (en) * 2005-06-16 2005-12-10 Черных Анатолий Петрович DEVICE FOR HEATING THE HEAT
RU2564173C2 (en) * 2013-12-23 2015-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научный Центр "Керамические Двигатели" им. А.М. Бойко" Turbo-expander generator unit and system for energy take-off of natural gas flow from gas pipeline
RU2746349C1 (en) * 2020-05-08 2021-04-12 Общество с ограниченной ответственностью "АЭРОГАЗ" (ООО "АЭРОГАЗ") Turbo-generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8839622B2 (en) Fluid flow in a fluid expansion system
US7638892B2 (en) Generating energy from fluid expansion
US9093871B2 (en) Bidirectional pumping and energy recovery system
EA030369B1 (en) In-pipe turbine and hydro-electric power generation system
JP4213862B2 (en) Steam turbine generator with steam turbine and driven machine for generating electric current
CN202560432U (en) Self-circulation lubricating system water turbine with bearing for cooling tower
CN101268282A (en) Air blower fo a motor-driven compressor
SE521955C2 (en) Integrated gas compressor
CN110242480A (en) A kind of pipe generator and its motor-driven valve
RU217266U1 (en) LOW-POWER ROTARY ENERGY SOURCE MOUNTED IN A PIPELINE
EA014944B1 (en) The tube for transforming the fluid flow power into the electrical power
KR20050074360A (en) Hydroelectric generator to preserve the flow rate and flow rate of water flowing through the pipe
RU2746822C2 (en) Turbogenerator device for electrical power generation, methods of its installation and operation
JP2007211597A (en) Plant facilities
KR20090011190A (en) Electrice hydraulic motor generator
CN210690009U (en) Superspeed blade test bed
NO329392B1 (en) Pressure reducing turbine with a current generator arranged in a well stream
CN110389030A (en) A kind of ultrahigh speed blade test bench
US20120039725A1 (en) Method, system and apparatus for powering a compressor via a dam
CN101988510A (en) Canned motor pump with check valve
CN219220746U (en) Centripetal turbine driven centrifugal working medium pump and organic Rankine cycle system
KR101686799B1 (en) Small hydro-power plant which is united rotor and driving turbine shaft
RU2767433C1 (en) Multi-flow vortex turbine
JP2010104189A (en) Turbo air pressure aid for starting motor
CN201535264U (en) Canned motor pump with check valve at water outlet