RU2303161C1 - Underwater pumping station for transfer of multicomponent gas-containing mixture - Google Patents
Underwater pumping station for transfer of multicomponent gas-containing mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303161C1 RU2303161C1 RU2006104650/06A RU2006104650A RU2303161C1 RU 2303161 C1 RU2303161 C1 RU 2303161C1 RU 2006104650/06 A RU2006104650/06 A RU 2006104650/06A RU 2006104650 A RU2006104650 A RU 2006104650A RU 2303161 C1 RU2303161 C1 RU 2303161C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- pumping
- pump
- station
- pumping station
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к насосным станциям подводного базирования для перекачки многокомпонентных газожидкостных смесей, преимущественно продукции морских нефтяных скважин.The present invention relates to underwater pumping stations for pumping multicomponent gas-liquid mixtures, mainly products of offshore oil wells.
Известен способ перекачки продукции нефтяных скважин, включающий сепарацию многокомпонентной газосодержащей смеси перед поступлением в насосную станцию [Нефтепромысловое оборудование. Справочник. Под ред. Е.И.Бухаленко. - М.: Недра, 1990, стр.425].A known method of pumping oil wells, including the separation of a multicomponent gas-containing mixture before entering the pumping station [Oilfield equipment. Directory. Ed. E.I. Bukhalenko. - M .: Nedra, 1990, p. 425].
Недостатком известного способа является необходимость в полном удалении газа от жидкой фракции при сепарации (сложность процесса), а также потеря газа и отрицательные экологические последствия при его сжигании в факельной установке.The disadvantage of this method is the need for complete removal of gas from the liquid fraction during separation (the complexity of the process), as well as the loss of gas and negative environmental consequences when it is burned in a flare unit.
Использование многофазных насосных станций имеет ряд преимуществ: 1) упрощенная и полностью герметичная система транспорта продукции скважин от места добычи до центрального пункта подготовки нефти (газа) независимо от его удаленности; 2) повышение дебита скважины (нефтеотдачи пласта) за счет снижения давления на устье скважины; при этом погружные скважинные насосы эксплуатируются в более выгодных технологических режимах; 3) уменьшение вредного воздействия на окружающую среду; 4) сокращение капитальных затрат на обустройство месторождения (отказ от строительства протяженных нефтесборных коллекторов и газопровода); 5) возможность эксплуатации скважин, а также месторождения в целом в экономически выгодных режимах за счет автоматического поддержания давления на входе насоса; 6) включение в общую систему обустройства месторождения зон или отдельных скважин (кустов), территориально удаленных или расположенных в труднодоступных местах; 7) возможность стопроцентной утилизации газа, начиная с первого дня эксплуатации месторождения.The use of multiphase pumping stations has several advantages: 1) a simplified and completely sealed system for transporting well products from the production site to the central oil (gas) treatment point, regardless of its distance; 2) increasing the flow rate of the well (oil recovery) by reducing pressure at the wellhead; at the same time submersible borehole pumps are operated in more favorable technological conditions; 3) reduction of harmful effects on the environment; 4) reduction of capital expenditures for the development of the field (abandonment of the construction of long oil collectors and a gas pipeline); 5) the ability to operate wells, as well as the field as a whole in economically profitable modes by automatically maintaining the pressure at the pump inlet; 6) inclusion in the general system of field development of zones or individual wells (clusters), geographically remote or located in remote places; 7) the possibility of one hundred percent gas utilization, starting from the first day of field operation.
Известны различные технические решения для нагнетания газожидкостной смеси: насосные установки, содержащие дозировочный и дожимной поршневые насосы, соединенные между собой посредством трубопровода и клапана [а.с. СССР №1339297, кл. F04В 23/00, опубл. 23.09.87; а.с. СССР №1585545, кл. F04В 23/00, опубл. 15.08.90], насосные станции с предварительным разделением продукции нефтяных скважин перед станцией на нефть, воду и газ с последующим раздельным нагнетанием и смешением после станции [а.с. СССР №623049, кл. F17D 1/00, опубл. 1978; а.с. СССР №653481, кл. F17D 1/00, опубл. 1979, пат. РФ №2007659, кл. F17D 1/00, опубл. 1994].There are various technical solutions for pumping a gas-liquid mixture: pumping units containing metering and booster piston pumps, interconnected by means of a pipeline and valve [a.s. USSR No. 1339297, class F04B 23/00, publ. 09/23/87; A.S. USSR No. 1585545, class F04B 23/00, publ. 08/15/90], pumping stations with preliminary separation of the production of oil wells in front of the station into oil, water and gas, followed by separate injection and mixing after the station [a.s. USSR No. 623049, class F17D 1/00, publ. 1978; A.S. USSR No. 653481, class F17D 1/00, publ. 1979, US Pat. RF №2007659, class F17D 1/00, publ. 1994].
Недостатками известных технических решений являются сложность конструкции, низкая надежность в работе и высокая стоимость насосных станций, реализующих указанные технические решения.The disadvantages of the known technical solutions are the design complexity, low reliability and high cost of pumping stations that implement these technical solutions.
Известна также насосная станция для перекачивания многофазных смесей, содержащая установленный на трубопроводе винтовой насос [П.Е.Амосов и др. Винтовые компрессорные машины. Л.: Машиностроение, 1977, стр.13].Also known is a pumping station for pumping multiphase mixtures, containing a screw pump mounted on the pipeline [P.E. Amosov and other screw compressor machines. L .: Engineering, 1977, p. 13].
Известная станция на основе винтового насоса проста по конструкции и в эксплуатации, надежна в работе, экономична (КПД до 75%). Однако при высоких газосодержаниях (60...100 об. %) и больших степенях повышения давления (5...10 раз и выше) ее КПД снижается до 20...30% и возникает недопустимо высокий перегрев винтового насоса из-за отсутствия жидкостного уплотнения и охлаждения в местах контакта винтов между собой и корпусом насоса.The well-known screw pump-based station is simple in design and operation, reliable in operation, and economical (efficiency up to 75%). However, at high gas contents (60 ... 100 vol.%) And large degrees of pressure increase (5 ... 10 times or more), its efficiency decreases to 20 ... 30% and an unacceptably high overheating of the screw pump occurs due to the lack of liquid sealing and cooling at the points of contact between the screws and the pump casing.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является выбранная в качестве прототипа насосная станция для перекачивания многофазных смесей, содержащая установленный на трубопроводе по крайней мере один винтовой насос, вход которого соединен магистралью с дополнительной емкостью зажижения, заполненной водонефтяной смесью, а на магистрали установлен регулируемый клапан, выполненный с возможностью открытия при попадании на вход насоса газовой пробки или смеси с высоким газосодержанием, например, выполненный в виде электромагнитного клапана, электрически связанного через блок управления с термопарой, установленной на выходе насоса [Патент РФ №2239122, кл. F17D 1/00, опубл. 27.10.2004].The closest in technical essence and the achieved result is the selected as a prototype pump station for pumping multiphase mixtures, containing at least one screw pump installed on the pipeline, the inlet of which is connected by a line with an additional liquefaction tank filled with a water-oil mixture, and an adjustable valve is installed on the line configured to open when a gas plug or mixture with a high gas content enters the pump inlet, for example, made in de electromagnetic valve electrically connected through the control unit with a thermocouple installed at the pump outlet [RF Patent No. 2239122, cl. F17D 1/00, publ. 10/27/2004].
Недостатками известной насосной станции являются сложность конструкции и ограниченные возможности применения (может быть использована только на малых глубинах шельфовой зоны моря).The disadvantages of the known pumping station are the design complexity and limited application possibilities (can only be used at shallow depths of the offshore zone of the sea).
Для устранения указанных недостатков предлагается подводная насосная станция для перекачки многокомпонентной газосодержащей смеси, содержащая по крайней мере один установленный на трубопроводе винтовой насос, вход которого соединен с магистралью зажижения через электромагнитный клапан, электрически связанный через блок управления с термопарой, установленной на выходе насоса, в которой согласно изобретению магистраль зажижения сообщена с окружающей станцию морской водой.To eliminate these drawbacks, an underwater pumping station for pumping a multicomponent gas-containing mixture is proposed, containing at least one screw pump installed on the pipeline, the input of which is connected to the liquefaction line through an electromagnetic valve electrically connected through a control unit to a thermocouple installed at the pump outlet, in which according to the invention, the liquefaction line is in communication with the seawater surrounding the station.
Для снижения коррозионного воздействия на рабочие органы винтового насоса магистраль зажижения может быть сообщена с морской водой через опреснительный блок, выполненный, например, в виде фильтра из ионообменных смол.To reduce the corrosive effects on the working parts of a screw pump, the liquefaction line can be communicated with sea water through a desalination unit made, for example, in the form of a filter of ion-exchange resins.
Сопоставительный анализ заявляемой насосной станции с прототипом и с другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о ее соответствии критерию изобретения «новизна».A comparative analysis of the inventive pumping station with the prototype and with other solutions in the art shows that the set of features set forth in the patent formula is unknown from the existing level of technology, on the basis of which it can be concluded that it meets the criteria of the invention of “novelty”.
По мнению заявителя и авторов, совокупность изложенных в патентной формуле существенных признаков не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не видно влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков патентной формулы, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения второму критерию «изобретательский уровень».According to the applicant and the authors, the totality of the essential features set forth in the patent formula does not follow explicitly from the prior art, as it does not show the effect on the technical result obtained - a new property of the object - the totality of the features of the patent formula, which allows us to conclude compliance of the proposed solution to the second criterion of "inventive step".
Соответствие предлагаемого решения критерию изобретения "промышленная применимость" видно из ниже приведенного примера конкретного выполнения подводной насосной станции.The compliance of the proposed solution with the criterion of the invention "industrial applicability" is evident from the following example of a specific embodiment of an underwater pump station.
Изобретение иллюстрировано чертежом, на котором представлена функциональная схема подводной насосной станции с опреснительным блоком (зависимый пункт 2 патентной формулы).The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of an underwater pumping station with desalination unit (dependent paragraph 2 of the patent formula).
Позиции, указанные на схеме:Items shown in the diagram:
1 - трубопровод;1 - pipeline;
2 - винтовой насос;2 - screw pump;
3 - магистраль зажижения;3 - liquefaction line;
4 - опреснительный блок;4 - desalination unit;
5 - регулируемый клапан;5 - adjustable valve;
6 - электромагнит;6 - electromagnet;
7 - электронный блок управления;7 - electronic control unit;
8 - термопара.8 - thermocouple.
Подводная насосная станция включает установленный на трубопроводе 1 винтовой насос 2, вход которого соединен с магистралью 3 зажижения через регулируемый (электромагнитный) клапан 5, электромагнит 6 которого через электронный блок управления 7 электрически связан с термопарой 8, размещенной на выходе насоса 2.The underwater pumping station includes a screw pump 2 mounted on the pipeline 1, the input of which is connected to the liquefaction line 3 through an adjustable (electromagnetic) valve 5, the electromagnet 6 of which is electrically connected via an electronic control unit 7 to a thermocouple 8 located at the output of pump 2.
Работа подводной насосной станции осуществляется следующим образом.The work of the underwater pump station is as follows.
При включении винтового насоса 2 происходит перекачка газонефтяной смеси по трубопроводу 1. В случае попадания на вход винтового насоса 2 газовой пробки или газонефтяной смеси с высоким (60...90 об.%) содержанием газа происходит нагрев смеси из-за адиабатического сжатия газа и снижения жидкостного охлаждения насоса 2. Этот нагрев регистрируется термопарой 8 на выходе из насоса 2 и приводит к срабатыванию электронного блока управления 7, электрический управляющий сигнал от которого подается на электромагнит 6 клапана 5. Клапан 5 открывается. Окружающая насосную станцию морская вода последовательно проходит через опреснительный блок 4 и далее через открытый электромагнитный клапан 5 по магистрали 3 поступает на вход винтового насоса 2. Это обеспечивает восстановление КПД насоса и устраняет его перегрев. Попадание относительно малого объема воды в трубопровод 1 существенно не влияет на качество перекачиваемой продукции подводной нефтяной скважины (в ее составе изначально присутствует определенный процент воды), а подача на вход насоса 2 зажижающей воды происходит только на сравнительно короткое время прохождения газовой пробки. После прохождения газовой пробки происходит срабатывание (от сигнала термопары 8) электронного блока управления 7, электрический управляющий сигнал от которого подается на электромагнит 6 клапана 5. Клапан 5 закрывается.When the screw pump 2 is turned on, the gas-oil mixture is pumped through pipeline 1. If a gas plug or gas-oil mixture with a high (60 ... 90 vol.%) Gas content gets to the inlet of the screw pump 2, the mixture is heated due to adiabatic gas compression and reduce liquid cooling of the pump 2. This heating is detected by a thermocouple 8 at the outlet of the pump 2 and leads to the operation of the electronic control unit 7, the electric control signal from which is supplied to the electromagnet 6 of valve 5. Valve 5 opens. Seawater surrounding the pumping station passes sequentially through the desalination unit 4 and then through the open solenoid valve 5 through line 3 to the inlet of the screw pump 2. This ensures the recovery of the pump efficiency and eliminates its overheating. The ingress of a relatively small volume of water into pipeline 1 does not significantly affect the quality of the pumped products of the subsea oil well (it initially contains a certain percentage of water), and the flow of fluidizing pump 2 to the inlet occurs only for a relatively short transit time of the gas plug. After passing the gas plug, the electronic control unit 7 is triggered (from the thermocouple signal 8), the electric control signal from which is supplied to the electromagnet 6 of valve 5. Valve 5 closes.
Использование заявляемого изобретения позволяет существенно упростить конструкцию подводной насосной станции, снизить энергозатраты на перекачивание многокомпонентных нефтегазовых смесей винтовыми насосными станциями (практически до уровня энергозатрат раздельного транспортирования газовой фракции), сохранив при этом преимущества винтовых насосов (простота, возможность перекачивания смесей с содержанием газообразной фракции от 0 до 100%, высокие надежность, долговечность и удобство в работе). Отличительными особенностями насосной станции являются низкие капитальные и эксплуатационные расходы.The use of the claimed invention allows to significantly simplify the design of an underwater pump station, reduce energy costs for pumping multicomponent oil and gas mixtures with screw pump stations (almost to the energy costs of separate transportation of the gas fraction), while retaining the advantages of screw pumps (simplicity, the ability to pump mixtures with a gaseous fraction from 0 up to 100%, high reliability, durability and ease of use). Distinctive features of the pumping station are low capital and operating costs.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006104650/06A RU2303161C1 (en) | 2006-02-14 | 2006-02-14 | Underwater pumping station for transfer of multicomponent gas-containing mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006104650/06A RU2303161C1 (en) | 2006-02-14 | 2006-02-14 | Underwater pumping station for transfer of multicomponent gas-containing mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2303161C1 true RU2303161C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38431147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006104650/06A RU2303161C1 (en) | 2006-02-14 | 2006-02-14 | Underwater pumping station for transfer of multicomponent gas-containing mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303161C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464483C1 (en) * | 2011-09-26 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Pump station for pumping of multi-component gas-containing medium |
RU2464481C1 (en) * | 2011-09-26 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Pump station for pumping of multi-component gas-containing medium |
RU2464482C1 (en) * | 2011-09-26 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Pump station for pumping of multi-component gas-containing medium |
RU2504693C1 (en) * | 2012-06-04 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Electrically driven pumping station on offshore platform |
RU2638492C2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-12-13 | ЭфЭмСи ТЕКНОЛОДЖИЗ, ИНК. | Underwater well hydraulic system |
US9954414B2 (en) | 2012-09-12 | 2018-04-24 | Fmc Technologies, Inc. | Subsea compressor or pump with hermetically sealed electric motor and with magnetic coupling |
US10161418B2 (en) | 2012-09-12 | 2018-12-25 | Fmc Technologies, Inc. | Coupling an electric machine and fluid-end |
US10393115B2 (en) | 2012-09-12 | 2019-08-27 | Fmc Technologies, Inc. | Subsea multiphase pump or compressor with magnetic coupling and cooling or lubrication by liquid or gas extracted from process fluid |
US10801309B2 (en) | 2012-09-12 | 2020-10-13 | Fmc Technologies, Inc. | Up-thrusting fluid system |
-
2006
- 2006-02-14 RU RU2006104650/06A patent/RU2303161C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464483C1 (en) * | 2011-09-26 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Pump station for pumping of multi-component gas-containing medium |
RU2464481C1 (en) * | 2011-09-26 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Pump station for pumping of multi-component gas-containing medium |
RU2464482C1 (en) * | 2011-09-26 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Pump station for pumping of multi-component gas-containing medium |
RU2504693C1 (en) * | 2012-06-04 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Electrically driven pumping station on offshore platform |
US9954414B2 (en) | 2012-09-12 | 2018-04-24 | Fmc Technologies, Inc. | Subsea compressor or pump with hermetically sealed electric motor and with magnetic coupling |
US10161418B2 (en) | 2012-09-12 | 2018-12-25 | Fmc Technologies, Inc. | Coupling an electric machine and fluid-end |
US10393115B2 (en) | 2012-09-12 | 2019-08-27 | Fmc Technologies, Inc. | Subsea multiphase pump or compressor with magnetic coupling and cooling or lubrication by liquid or gas extracted from process fluid |
US10801309B2 (en) | 2012-09-12 | 2020-10-13 | Fmc Technologies, Inc. | Up-thrusting fluid system |
RU2638492C2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-12-13 | ЭфЭмСи ТЕКНОЛОДЖИЗ, ИНК. | Underwater well hydraulic system |
US10221662B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-03-05 | Fmc Technologies, Inc. | Submersible well fluid system |
US11352863B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-06-07 | Fmc Technologies, Inc. | Submersible well fluid system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2303161C1 (en) | Underwater pumping station for transfer of multicomponent gas-containing mixture | |
RU2516093C1 (en) | Station for transfer and separation of multiphase mix | |
US9784080B2 (en) | Tubless proppant blending system for high and low pressure blending | |
WO2013154449A1 (en) | Set of equipment for extracting highly viscous oil | |
RU126802U1 (en) | MULTI-PHASE MIXTURE TRANSMISSION AND SEPARATION STATION | |
CN204646189U (en) | A kind of high-pressure spray formula associated gas reclaimer | |
RU136483U1 (en) | PUMPING INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE WORKING DOWNLOAD IN TWO LAYERS | |
RU2236639C1 (en) | System for collecting and transporting products of oil wells | |
WO2002092961A3 (en) | Fluid transportation system | |
RU2239122C2 (en) | Pump station for pumping multi-component gas containing mixture | |
RU2542059C2 (en) | Method of increase of reservoir recovery by injection of water-gas mixture | |
RU2046931C1 (en) | Apparatus for oil deposit development (versions) | |
RU2388905C1 (en) | Method of preparation and supply of liquid-gas mixture to bed | |
CN204646203U (en) | A kind of single pump injected system of applicable two-fluid process system | |
RU2102584C1 (en) | Oil production system | |
CN108868699A (en) | Synchronous revolving continuous gaslift equipment | |
CN203594606U (en) | Gas-liquid mixed transportation single-screw pump group provided with forced lubrication protection system | |
RU2160866C1 (en) | Plant for assembling and transportation of oil well production | |
RU2525563C1 (en) | Processing of wellbore zone of formation | |
RU2117752C1 (en) | Oil production device | |
RU2538140C1 (en) | Station for transfer and separation of multiphase mix | |
RU165135U1 (en) | SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION | |
US10927852B2 (en) | Fluid energizing device | |
RU63434U1 (en) | DEVICE FOR DOWNLOADING A GAS-FLUID MIXTURE IN A WELL | |
RU159692U1 (en) | SUBMERSIBLE BARBED ELECTRIC PUMP FOR PUMPING A CARBONED LIQUID FROM A WELL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080215 |