RU2403443C1

RU2403443C1 - Method for production of bed non-gassed fluid

Info

Publication number: RU2403443C1
Application number: RU2009137080/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Данч (RU); Анатолий Михайлович Данч; Василий Алексеевич Новаев (RU); Василий Алексеевич Новаев; Владимир Денисович Романов (RU); Владимир Денисович Романов; Денис Владимирович Романов (RU); Денис Владимирович Романов; Елена Владимировна Романова (RU); Елена Владимировна Романова
Original assignee: Анатолий Михайлович Данч; Василий Алексеевич Новаев; Владимир Денисович Романов
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2010-11-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method of multistage fluid lift, realised by means of continuous fluid lift by mutually replaceable pneumatic double-chamber displacement pumps connected by through channels of vacuum, spent gas, compressed has and through wire of electric circuit, with level sensors in each working chamber, three-stroke valve, electric double-sided pneumatic distributor and control unit in each stage; as fluid is sucked into one of working chambers of lower stage, three-stroke valve of which is installed when assembled into "vacuum" position, simultaneously the other chamber of this stage is filled with compressed air. By signals from level sensor, control unit generates a command to switch double-sided pneumatic distributor. Afterwards compressed air is supplied into filled chamber of lower stage. Then fluid is sucked into one of working chambers of upper stage, three-stroke valve of which is installed when assembled into "spent gas" position, atmospheric air from which is displaced into annular space. As one of working chambers of upper and lower stages is being filled, by signals from level sensors of upper and lower stages, their control units generate command to switch double-sided pneumatic distributors.

EFFECT: simplified process of producing non-gassed fluid with mechanical admixtures from depths.

4 dwg

Description

Способ добычи пластовой негазированной жидкости относится к области добычи воды и может быть использован для добычи пластовой воды и других негазированных жидкостей из глубоких скважин.A method of producing formation non-carbonated liquid relates to the field of water production and can be used to produce formation water and other non-carbonated liquids from deep wells.

Известен способ добычи пластовой жидкости с помощью насоса по патенту 2293886 «Насос» от 07.02.2005; опубликован 20.02.2007, МПК F04F 1/04, F24J 2/42, при котором, при включении компрессора в работу, воздух поступает по воздушному трубопроводу в цилиндр, заполненный жидкостью через входной клапан от естественного давления толщины нефтеносного слоя, или с помощью вакуумного насоса, и создает давление на жидкость, которая через зазор между торцевой поверхностью патрубка и днища, преодолевая сопротивление выходного клапана, поступает в специальную емкость, которая по мере заполнения жидкостью определенного количества, автоматически поворачивается, выключая компрессор, и выливает жидкость в емкость с определенной скоростью, соответствующей притоку заполнения жидкостью рабочего объема цилиндра через входной клапан, а по истечении жидкости из емкости последняя возвращается в исходное положение, для приема жидкости следующего цикла, при этом закрывает один клапан, выключая вакуумный насос, и одновременно открывает другой клапан и включает компрессор, и процесс повторяется.A known method of producing reservoir fluid using a pump according to patent 2293886 "Pump" from 02/07/2005; published 02/20/2007, IPC F04F 1/04, F24J 2/42, in which, when the compressor is turned on, air enters through an air pipe into a cylinder filled with liquid through an inlet valve from the natural pressure of the thickness of the oil layer, or using a vacuum pump , and creates pressure on the liquid, which through the gap between the end surface of the nozzle and the bottom, overcoming the resistance of the outlet valve, enters a special container, which, as a certain amount is filled with liquid, automatically rotates, you turning on the compressor, and pours the liquid into the tank at a certain speed, corresponding to the inflow of liquid from the cylinder working volume through the inlet valve, and after the liquid has expired from the tank, the latter returns to its original position to receive the next cycle of fluid, closing one valve, turning off the vacuum pump , and simultaneously opens another valve and turns on the compressor, and the process repeats.

Способ не обеспечивает достаточную производительность из-за цикличной подачи жидкости, что обусловлено наличием всего одного рабочего цилиндра. Если при включении компрессора заполнение емкости цилиндра жидкостью прекратилось, и уровень жидкости еще не достиг определенной отметки, а компрессор работает, вместо жидкости идет воздух, необходимо произвести балансировку емкости с помощью противовеса до уверенного ее возвращения в исходное положение, хотя и после такой регулировки насос будет работать не с полным объемом заполнения жидкостью его цилиндра.The method does not provide sufficient performance due to the cyclical fluid supply, due to the presence of only one working cylinder. If, when the compressor is turned on, the filling of the cylinder capacity with the liquid has stopped and the liquid level has not yet reached a certain level, and the compressor is working, air is flowing instead of the liquid, it is necessary to balance the container using a counterweight until it returns to its original position, although after such adjustment the pump will not working with the full volume of liquid filling its cylinder.

Данный способ неприменим для добычи жидкости с больших глубин. Наиболее близким по технической сути является способ по патенту RU 2325553 «Способ и устройство для подъема жидкостей из скважин» от 07.11.2006, опублик. 27.05.2008, МПК F04B 47/00, включающий подъем жидкости в нижней и верхней ступени разными насосами, в нижней ступени - погружным электрическим насосом, и в верхней ступени - глубинным штанговым насосом (ГШН), отделение жидкости от газа, направление газа в затрубное пространство.This method is not applicable for liquid extraction from great depths. The closest in technical essence is the method according to patent RU 2325553 "Method and device for lifting fluids from wells" from 11/7/2006, published. 05/27/2008, IPC F04B 47/00, including lifting the liquid in the lower and upper stages by different pumps, in the lower stage by a submersible electric pump, and in the upper stage by a deep-well sucker rod pump (GSN), separating the liquid from the gas, the direction of the gas in the annulus space.

Подача жидкости на поверхность происходит прерывисто за счет чередования в ГШН процессов всасывания и выталкивания на поверхность, что влияет на производительность способа.The supply of liquid to the surface occurs intermittently due to the alternation in the GHSN of the processes of absorption and pushing to the surface, which affects the performance of the method.

Производительность погружного электрического насоса выше производительности ГШН, это приводит повышенному износу первого.The performance of the submersible electric pump is higher than the performance of the main compressor, this leads to increased wear of the first.

Давление в трубах остается достаточно высокой, что требует повышенной их прочности, это влияет на вес всей конструкции.The pressure in the pipes remains high enough, which requires their increased strength, this affects the weight of the entire structure.

Насос плохо приспособлен для добычи жидкости с повышенным содержанием механических примесей.The pump is poorly suited for fluid production with a high content of solids.

Для питания погружного электронасоса требуется подвод электрического напряжения, опасного для людей и животных, что предъявляет повышенные требования по электробезопасности к данному устройству.To supply a submersible electric pump, an electrical voltage is required, which is dangerous for people and animals, which imposes increased electrical safety requirements for this device.

Задачей предлагаемого технического решения является создание надежного и легко встраиваемого в существующую систему добычи воды из скважин, простого в эксплуатации электробезопасного способа, позволяющего осуществить добычу с больших глубин негазированной жидкости с механическими примесями и из скважин с малым дебетом в том числе.The objective of the proposed technical solution is to create a reliable and easily integrated into the existing system for extracting water from wells, an easy-to-use electrically safe method that allows production of non-carbonated liquid with mechanical impurities and from wells with low debit from large depths.

Задача решена за счет способа добычи пластовой негазированной жидкости, включающего подъем жидкости насосами в нескольких ступенях, при этом способ осуществляют во всех ступенях путем непрерывного подъема жидкости взаимозаменяемыми пневматическими двухкамерными насосами замещения, соединенными трубопроводами добываемой жидкости, вакуума, сжатого воздуха, кабелем электропитания и снабженными нагнетательным и всасывающим каналами и сквозными каналами вакуума, отработавшего газа, сжатого газа и сквозным проводом электрической цепи, с датчиками уровня в каждой рабочей камере, трехходовым краном, электрическим двусторонним пневмораспределителем и блоком управления в каждой ступени; при всасывании жидкости в одну из рабочих камер нижней ступени, трехходовой кран которой установлен при монтаже в положение «вакуум», одновременно заполняют сжатым воздухом другую камеру этой ступени; по сигналам от датчика уровня блок управления формирует команду на переключение двустороннего пневмораспределителя, после чего в заполненную камеру нижней ступени подают сжатый воздух, вытесняют жидкость в одну из рабочих камер верхней ступени, трехходовой кран которой установлен при монтаже в положение «отработавший газ», атмосферный воздух из которой вытесняют в затрубное пространство через трехходовой кран и сквозной канал отработавшего газа; при заполнении одной из рабочих камер верхней и нижней ступеней, по сигналам от датчиков уровня нижней и верхней ступеней, их блоки управления формируют команду на переключение двусторонних пневмораспределителей.The problem is solved by the method of producing still non-carbonated liquid, including raising the liquid by pumps in several stages, the method being carried out in all stages by continuously lifting the liquid by interchangeable pneumatic two-chamber displacement pumps connected by pipelines of the produced liquid, vacuum, compressed air, power cable and equipped with a discharge and suction channels and through channels of vacuum, exhaust gas, compressed gas and a through wire of an electrical circuit, with level sensors in each working chamber, a three-way valve, an electric two-way pneumatic distributor and a control unit in each stage; when liquid is sucked into one of the working chambers of the lower stage, the three-way valve of which is installed during installation in the “vacuum” position, at the same time fill another chamber of this stage with compressed air; based on the signals from the level sensor, the control unit generates a command to switch the double-sided pneumatic distributor, after which compressed air is supplied to the filled chamber of the lower stage, liquid is forced out into one of the working chambers of the upper stage, the three-way valve of which is installed in the “exhaust gas” position during installation, atmospheric air from which they are forced into the annulus through a three-way valve and through-channel exhaust gas; when one of the working chambers of the upper and lower stages is filled, according to the signals from the level sensors of the lower and upper stages, their control units form a command to switch bilateral pneumatic valves.

Осуществление способа во всех ступенях, взаимозаменяемыми пневматическими двухкамерными насосами замещения, с датчиками уровня в каждой рабочей камере, трехходовым краном, электрическим двусторонним пневмораспределителем и блоком управления в каждой ступени позволяет каждой из рабочих камер всех насосов-модулей работать попеременно, если одна из камер работает на всасывание жидкости по всасывающему каналу, вторая камера в это время работает на вытеснение жидкости по нагнетательному каналу, и наоборот. За счет этого создают непрерывный поток жидкости в трубопроводе продукта.The implementation of the method in all stages, interchangeable with pneumatic two-chamber displacement pumps, with level sensors in each working chamber, a three-way valve, an electric two-way pneumatic distributor and a control unit in each stage allows each of the working chambers of all pump-modules to work alternately if one of the chambers works on liquid suction through the suction channel, the second chamber at this time works to displace the liquid through the discharge channel, and vice versa. Due to this, a continuous fluid flow is created in the product line.

Установка трехходового крана любой из ступеней при монтаже в положение «вакуум» или «отработавший газ» делает насосы взаимозаменяемыми, пригодными к работе в любой, как нижней, так и верхней ступени, в зависимости от положения трехходового крана, заданного при монтаже, а также позволяет осуществлять способ, соединяя несколько насосов.The installation of a three-way valve of any of the stages during installation in the “vacuum” or “exhaust gas” position makes the pumps interchangeable, suitable for operation in any, both lower and upper stages, depending on the position of the three-way valve specified during installation, and also allows implement the method by connecting several pumps.

Насосы-модули всех ступеней находятся в ждущем режиме до попадания жидкости в одну из рабочих камер. При заполнении жидкостью одной из камер насоса-модуля верхней ступени одновременно работают все 4 камеры обеих ступеней. При заполнении жидкостью одной из камер насоса-модуля каждой последующей ступени работают все камеры задействованных ступеней.Pump modules of all stages are in standby mode until liquid enters one of the working chambers. When filling one of the chambers of the pump module of the upper stage with liquid, all 4 chambers of both stages simultaneously work. When filling with liquid one of the chambers of the pump module of each subsequent stage, all chambers of the involved stages work.

Производительность многоступенчатой системы, применяемой при данном способе добычи жидкости, может варьироваться в широком диапазоне, для этого достаточно менять давление сжатого воздуха и степень разреженности вакуума. Это делает возможным подстроить производительность способа под дебет скважины.The performance of the multi-stage system used in this method of fluid production can vary in a wide range, for this it is enough to change the pressure of compressed air and the degree of vacuum vacuum. This makes it possible to adjust the performance of the method to the debit of the well.

Способ добычи пластовой негазированной жидкости пояснен чертежами, где на фиг.1 изображена схема добычи негазированной жидкости, на фиг.2 изображен начальный этап работы нижней ступени, на фиг.3 изображен второй этап работы нижней ступени и начальный этап работы второй ступени, на фиг.4 изображен последующий этап работы ступеней.The method of producing reservoir non-carbonated liquid is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of the production of non-carbonated fluid, in Fig. 2 shows the initial stage of operation of the lower stage, in Fig. 3 shows the second stage of operation of the lower stage and the initial stage of operation of the second stage, in Fig. 4 shows the next stage of the steps.

На фиг.1, 2, 3 и 4 изображены насос-модуль 1 нижней ступени, насос-модуль 2 второй ступени, насос-модуль 3 третьей ступени, насос-модуль 4 N-1-й ступени, насос-модуль 5 верхней ступени, шкаф 6 электропитания и управления, компрессор 7 для подачи сжатого воздуха, насос вакуумный 8, резервуар 9 для добываемой жидкости, трос 10 подвесной промежуточный, трубопровод 11 добываемой жидкости, добываемая жидкость 12, труба 13 приемная нижней ступени, заглушки 14, трубопровод 15 вакуума, кабель 16 электропитания насосов-модулей, трос 17 подвесной многоступенчатой системы, трубопровод 18 сжатого воздуха, фланец 19 опорный, серьга 20 верхняя, серьга 21 нижняя, линия 22 электроснабжения, задвижка 23, патрубок 24 для перекачивания жидкости, кабель 25 электропитания компрессора, кабель 26 электропитания вакуумного насоса, пневмораспределитель 27 электрический двусторонний, блок управления 28, кран 29 трехходовой, камера рабочая 30 первая, камера рабочая 31 вторая, камера поплавковая 32 первой рабочей камеры, камера поплавковая 33 второй рабочей камеры, клапан поплавковый 34 со встроенным постоянным магнитом первой рабочей камеры, клапан поплавковый 35 со встроенным постоянным магнитом второй рабочей камеры, седло 36 нижнее первой рабочей камеры, седло 37 нижнее второй рабочей камеры, седло 38 верхнее первой рабочей камеры, седло 39 верхнее второй рабочей камеры, герконовый датчик уровня 40 первой рабочей камеры, герконовый датчик уровня 41 второй рабочей камеры, клапан 42 всасывающий первой рабочей камеры, клапан 43 всасывающий второй рабочей камеры, клапан 44 нагнетательный первой рабочей камеры, клапан 45 нагнетательный второй рабочей камеры, канал 46 всасывающий, канал 47 нагнетательный, канал 48 пневмо-вакуумный первой рабочей камеры, канал 49 пневмовакуумный второй рабочей камеры, канал 50 вакуумный и отработавшего сжатого газа, провод 51 электропитания сквозной, канал 52 сжатого газа сквозной, канал 53 вакуума сквозной, канал 54 отработавшего газа сквозной.1, 2, 3, and 4 show the pump module 1 of the lower stage, the pump module 2 of the second stage, the pump module 3 of the third stage, the pump module 4 of the N-1st stage, the pump module 5 of the upper stage, power supply and control cabinet 6, a compressor 7 for supplying compressed air, a vacuum pump 8, a reservoir 9 for the produced fluid, an intermediate suspension cable 10, a produced fluid conduit 11, a produced fluid 12, a lower receiving pipe 13, plugs 14, a vacuum conduit 15, cable 16 for power supply of pump modules, cable 17 for suspended multi-stage systems , compressed air pipe 18, supporting flange 19, earring 20 upper, earring 21 lower, power supply line 22, valve 23, pipe 24 for pumping liquid, compressor power cable 25, vacuum pump power cable 26, two-way air valve 27, control unit 28 , three-way valve 29, working chamber 30 first, working chamber 31 second, float chamber 32 of the first working chamber, float chamber 33 of the second working chamber, float valve 34 with a built-in permanent magnet of the first working chamber ery, float valve 35 with built-in permanent magnet of the second working chamber, seat 36 lower than the first working chamber, seat 37 lower than the second working chamber, seat 38 upper of the first working chamber, seat 39 upper of the second working chamber, reed level sensor 40 of the first working chamber, reed a level sensor 41 of the second working chamber, a suction valve 42 of the first working chamber, a suction valve 43 of the second working chamber, a pressure valve 44 of the first working chamber, a pressure valve 45 of the second working chamber, a suction channel 46, kana 47 the discharge channel 48 of the first pneumatic vacuum working chamber channel 49 of the second pneumatic vacuum processing chamber, a vacuum channel 50 and the exhaust of pressurized gas, vacuum supply wire 51 through the channel 52 of compressed gas through the channel 53 through the channel 54 through the exhaust gas.

Способ добычи пластовой негазированной жидкости осуществляют многоступенчатой системой, которая состоит из полностью взаимозаменяемых насосов-модулей отдельно взятых ступеней (фиг.1), скважинных пневматических двухкамерных насосов замещения: насос-модуль нижней ступени 1, насос-модуль второй ступени 2, насос-модуль третей ступени 3, насос-модуль N-1-й ступени 4, насос-модуль верхней ступени 5, которые соединены между собой трубопроводами, вакуума 15, сжатого воздуха 18, добываемой жидкости 11, а также кабелем электропитания 16.The method of producing reservoir non-carbonated liquid is carried out by a multi-stage system, which consists of completely interchangeable individual pump modules-stages (Fig. 1), borehole pneumatic two-chamber replacement pumps: lower-stage pump module 1, second-stage pump module 2, and third-stage pump module stage 3, the pump module N-1st stage 4, the pump module of the upper stage 5, which are interconnected by pipelines, vacuum 15, compressed air 18, produced fluid 11, as well as the power cable 16.

Система подвешена в скважине за опорный фланец 19 тросом 17 за верхнюю серьгу 20 верхнего насоса-модуля 5, все остальные насосы-модули подвешены друг под другом за нижние серьги 21 верхних насосов-модулей и верхние серьги 20 нижних насосов-модулей промежуточными тросами 10.The system is suspended in the well by the support flange 19 with a cable 17 from the upper earring 20 of the upper pump module 5, all other pump modules are suspended under each other by the lower earrings 21 of the upper pump modules and the upper earrings 20 of the lower pump modules by intermediate cables 10.

В каждом насосе-модуле выполнены сквозные каналы: линии сжатого газа 52, линии вакуума 53 и линии отработавшего и попутного газов 54, а также сквозной провод электрической цепи 51.Through channels are made in each pump module: compressed gas lines 52, vacuum lines 53 and exhaust and associated gas lines 54, as well as a through wire of the electric circuit 51.

Количество ступеней многоступенчатой системы может быть любым, это зависит только от высоты подъема жидкости, оно определяется по формуле:The number of stages of a multi-stage system can be any, it depends only on the height of the liquid, it is determined by the formula:

N=H/L,N = H / L,

где N - количество ступеней многоступенчатой системы;where N is the number of stages of a multistage system;

Н - высота подъема жидкости;H is the height of the liquid;

L - расстояние между насосами-модулями (L=от 3 до 50 м).L is the distance between the pump modules (L = from 3 to 50 m).

Рабочее давление в любом насосе-модуле многоступенчатой системы не превышает 1,0 МПа. Каждый насос-модуль системы предназначен для подъема жидкости только на одну ступень, на высоту до 50 метров, то есть до следующего насоса-модуля.The operating pressure in any pump module of a multistage system does not exceed 1.0 MPa. Each pump module of the system is designed to lift the fluid only one step, to a height of up to 50 meters, that is, until the next pump module.

При применении рабочего давления, превышающего 1,0 МПа, расстояние между насосами, с усиленными корпусами и деталями, может быть увеличено и превышать 50 м.When applying a working pressure in excess of 1.0 MPa, the distance between the pumps, with reinforced housings and parts, can be increased and exceed 50 m.

К насосу-модулю нижней ступени 1 присоединена приемная труба 13 для всасывания жидкости, а к последнему насосу-модулю 5 присоединен трубопровод добываемой жидкости 11, который соединен с резервуаром для добываемой жидкости 9 (фиг.1).A receiving pipe 13 for suctioning liquid is connected to the pump module of the lower stage 1, and a pipe of the produced liquid 11 is connected to the last pump module 5, which is connected to the reservoir for the produced liquid 9 (Fig. 1).

На нижние выходы сквозных каналов насоса-модуля 1 нижней ступени: вакуума 53, сжатого воздуха 52, отработавшего газа 54 и разъем электропитания 51 и на верхний вход отработанного газа 54, а также на нижние выходы отработавшего газа 54 насосов-модулей остальных ступеней устанавливают герметичные заглушки 14 (фиг.1, 2, 3 и 4).At the lower outputs of the through channels of the pump module 1 of the lower stage: vacuum 53, compressed air 52, exhaust gas 54 and the power supply connector 51 and at the upper exhaust gas inlet 54, as well as at the lower exhaust gas outputs 54 of the pump modules of the remaining stages, sealed plugs are installed 14 (figures 1, 2, 3 and 4).

Насосы-модули, начиная со второй ступени, соединяют между собой одинаково. К верхнему входу сквозного канала сжатого воздуха 52 последнего насоса-модуля 5 присоединяют трубопровод 18, другой конец которого соединен с выходным патрубком компрессора 7. К верхнему входу сквозного канала вакуума 53 последнего насоса-модуля 5 присоединен трубопровод 15, другой конец которого соединен с вакуумным насосом 8. К верхнему разъему (на чертеже не показан) сквозного провода электропитания 51 последнего насоса-модуля 5 подключен кабель 16 электропитания насосов-модулей, другим концом подключен к шкафу 6 электропитания и управления. Электропитание и управление компрессором 7 осуществляют по линии 25, по линии 26 вакуумным насосом 8.Pump modules, starting from the second stage, are interconnected equally. A pipe 18 is connected to the upper inlet of the compressed air channel 52 of the last pump module 5, the other end of which is connected to the outlet pipe of the compressor 7. A pipe 15 is connected to the upper inlet of the vacuum channel 53 of the last pump module 5, the other end of which is connected to the vacuum pump 8. To the upper connector (not shown) of the through-wire power supply 51 of the last pump-module 5, the cable 16 of the power supply of the pump-modules 5 is connected, the other end is connected to the power supply and control cabinet 6. Power supply and control of the compressor 7 is carried out on line 25, on line 26 by a vacuum pump 8.

Способ добычи пластовой негазированной жидкости из буровых скважин осуществляют следующим образом.The method of producing reservoir non-carbonated fluid from boreholes is as follows.

На насосе-модуле нижней ступени 1 системы трехходовой кран 29 (фиг.2, 3 и 4) при монтаже системы устанавливают в положение «вакуум», при этом канал 50 соединяется со сквозным вакуумным каналом 53 для создания разрежения в рабочих камерах 30 и 31. На насосах-модулях остальных ступеней трехходовой кран 29 устанавливают в положение «отработавший газ», при этом канал 50 соединяется со сквозным каналом отработавшего и попутного газов 54.On the pump module of the lower stage 1 of the system, the three-way valve 29 (Figs. 2, 3 and 4) is installed in the “vacuum” position when the system is installed, while the channel 50 is connected to the through vacuum channel 53 to create a vacuum in the working chambers 30 and 31. On the pump modules of the remaining stages, the three-way valve 29 is set to the "exhaust gas" position, while the channel 50 is connected to the through channel of the exhaust and associated gases 54.

Каждая из рабочих камер 30, 31 всех насосов-модулей работает попеременно, если одна из камер работает на всасывание жидкости по всасывающему каналу 46, вторая камера в это время работает на вытеснение жидкости по нагнетательному каналу 47, и наоборот. За счет этого создают непрерывный поток жидкости в трубопроводе продукта 11.Each of the working chambers 30, 31 of all pump modules operates alternately, if one of the chambers works to absorb liquid through the suction channel 46, the second chamber at this time works to displace the fluid through the discharge channel 47, and vice versa. Due to this create a continuous flow of fluid in the pipe product 11.

Насосы-модули всех ступеней находятся в ждущем режиме до попадания жидкости в одну из рабочих камер. При заполнении жидкостью одной из камер насоса-модуля второй ступени 2 одновременно работают все 4 камеры обеих ступеней. При заполнении жидкостью одной из камер насоса-модуля каждой последующей ступени работают все камеры задействованных ступеней.Pump modules of all stages are in standby mode until liquid enters one of the working chambers. When filling one of the chambers of the pump module of the second stage 2 with liquid, all 4 chambers of both stages work simultaneously. When filling with liquid one of the chambers of the pump module of each subsequent stage, all chambers of the involved stages work.

Насос-модуль 1 нижней ступени многоступенчатой системы, при данном способе добычи пластовой негазированной жидкости, предназначен для всасывания жидкости в одну из рабочих камер 30 или 31 под действием вакуума, одновременно с этим вытеснения, из другой, под действием сжатого воздуха, для создания непрерывного подъема жидкости по трубопроводу продукта 11 к насосу-модулю 2 второй ступени. На насосах-модулях второй и последующих ступеней поступление жидкости в рабочие камеры 30 и 31 обеспечивается за счет давления, создаваемого нижними насосами-модулями, и это обеспечивает удаление отработавшего сжатого воздуха по каналам насосов-модулей, через пневмораспределитель и трехходовой кран 29, который установлен в положение «отработавший газ», в сквозной канал отработавшего газа 54 и далее, в затрубное пространство.The pump module 1 of the lower stage of a multistage system, with this method of producing still non-carbonated liquid, is designed to suck the fluid into one of the working chambers 30 or 31 under the action of vacuum, while also displacing it from the other, under the action of compressed air, to create a continuous rise fluid through the product pipe 11 to the pump module 2 of the second stage. On the pump-modules of the second and subsequent stages, the flow of fluid into the working chambers 30 and 31 is ensured by the pressure created by the lower pump-modules, and this ensures the removal of spent compressed air through the channels of the pump-modules, through a pneumatic distributor and a three-way valve 29, which is installed in the “exhaust gas” position, into the exhaust gas through passage 54 and further into the annulus.

Рассмотрим подробнее работу системы при данном способе.Let us consider in more detail the operation of the system with this method.

При включении системы многоступенчатого подъема негазированной жидкости (фиг.1) путем нажатия кнопки «ПУСК» на шкафе электропитания и управления 6 включается компрессор 7 и вакуумный насос 8, и происходит подача электропитания по кабелю 16 одновременно на все насосы-модули. Происходит подача сжатого воздуха одновременно на все насосы-модули системы по трубопроводу 18. Вакуумный насос 8 создает разрежение в трубопроводе 15 и насосе-модуле нижней ступени 1.When you turn on the multi-stage lifting system of non-carbonated liquid (Fig. 1) by pressing the "START" button on the power supply and control cabinet 6, the compressor 7 and the vacuum pump 8 are turned on, and power is supplied via cable 16 to all module pumps simultaneously. Compressed air is supplied simultaneously to all the pump-modules of the system through the pipe 18. The vacuum pump 8 creates a vacuum in the pipe 15 and the pump module of the lower stage 1.

При подаче давления по трубопроводу 18 сжатого воздуха в каналы 52 насосов-модулей 1, 2 и 3 (фиг.2) сначала наполняется сжатым воздухом одна из рабочих камер 30 или 31 всех насосов-модулей, до достижения максимального значения рабочего давления, равного давлению в трубопроводе сжатого воздуха 18. Какая из камер насосов-модулей будет заполняться сжатым воздухом, зависит от положения пневмораспределителя 27 на момент начала работы системы. При этом магнитные поплавковые клапаны 34 или 35, находясь в нижнем положении, перекроют седла 36 или 37 и будут препятствовать утечке сжатого воздуха. Одновременно с подачей сжатого воздуха по каналу 49 в одну из камер, допустим это камера 31, насоса-модуля нижней ступени 1 в другой камере 30 по каналу 48 создается вакуум. В камере 30 создается разрежение, в результате чего в нее по приемной трубе 13, погруженной в жидкость 12, всасывающему каналу 46 и через всасывающий клапан 42 начинает поступать жидкость. По мере поступления жидкости всплывает магнитный поплавковый клапан 34 до тех пор, пока не достигнет герконового датчика уровня 40, после чего датчик дает сигнал на блок управления 28, который формирует команду на переключение двухходового пневмораспределителя 27.When applying pressure through the pipeline 18 of compressed air to the channels 52 of the pump modules 1, 2 and 3 (figure 2), one of the working chambers 30 or 31 of all pump modules is first filled with compressed air until the maximum value of the working pressure equal to the pressure in compressed air pipeline 18. Which of the chambers of the pump-modules will be filled with compressed air depends on the position of the air distributor 27 at the time the system starts to work. In this case, the magnetic float valves 34 or 35, being in the lower position, block the seats 36 or 37 and will prevent the leakage of compressed air. Simultaneously with the supply of compressed air through channel 49 to one of the chambers, let's say this is chamber 31, of the lower stage pump module 1 in another chamber 30, a vacuum is created through channel 48. In the chamber 30, a vacuum is created, as a result of which, through the intake pipe 13 immersed in the liquid 12, suction channel 46 is introduced into it and liquid begins to flow through the suction valve 42. As fluid arrives, the magnetic float valve 34 pops up until it reaches the reed level sensor 40, after which the sensor gives a signal to the control unit 28, which generates a command to switch the two-way valve 27.

После переключения пневмораспределителя 27 (фиг.3) сжатый воздух начинает поступать в камеру 30. Из камеры 30 происходит вытеснение жидкости через клапан 44 по нагнетательному каналу 47, по трубопроводу продукта 11, по всасывающему каналу 46 насоса-модуля второй ступени 2, через всасывающий клапан 43 в рабочую камеру 31. По мере поступления жидкости всплывает магнитный поплавковый клапан 35 до тех пор, пока не достигнет герконового датчика уровня 41 насоса-модуля 2, после чего датчик дает сигнал на блок управления 28, который формирует команду на переключение двухходового пневмораспределителя 27. Одновременно с поступлением сжатого воздуха в камеру 30 насоса-модуля 1 в камере 31 того же насоса-модуля создается вакуум, который засасывает жидкость в нее через приемную трубу 13, по всасывающему каналу 46 через клапан 43. А сжатый воздух, который находился в рабочей камере 31, удаляется из нее по трубопроводу вакуума 53 и через вакуумный насос 8 на поверхность. По мере поступления жидкости в рабочую камеру 31 всплывает магнитный поплавковый клапан 35 насоса-модуля 1 до тех пор, пока не достигнет герконового датчика уровня 41, после чего датчик дает сигнал на блок управления 28, который формирует команду на переключение двухходового пневмораспределителя 27.After switching the pneumatic distributor 27 (Fig. 3), compressed air begins to flow into the chamber 30. From the chamber 30, liquid is displaced through the valve 44 through the injection channel 47, through the product pipe 11, through the suction channel 46 of the pump module of the second stage 2, through the suction valve 43 into the working chamber 31. As the liquid enters, the magnetic float valve 35 pops up until it reaches the reed switch of the level sensor 41 of the pump module 2, after which the sensor gives a signal to the control unit 28, which generates a command for switching a two-way pneumatic distributor 27. Simultaneously with the flow of compressed air into the chamber 30 of the pump module 1, a vacuum is created in the chamber 31 of the same pump module, which draws liquid into it through the intake pipe 13, through the suction channel 46 through the valve 43. A compressed air, which was in the working chamber 31, is removed from it through a vacuum pipe 53 and through a vacuum pump 8 to the surface. As liquid enters the working chamber 31, the magnetic float valve 35 of the pump module 1 pops up until it reaches the reed level sensor 41, after which the sensor gives a signal to the control unit 28, which generates a command to switch the two-way valve 27.

После переключения пневмораспределителей 27 на насосе-модуле 1 и 2 (фиг.4) сжатый воздух начинает поступать в камеры 31 насосов-модулей 1 и 2. Из камеры 31 происходит вытеснение жидкости через клапаны 45 по нагнетательным каналам 47, по трубопроводу продукта 11, по всасывающим каналам 46 насосов-модулей 2 и 3, через всасывающие клапаны 42 в камеры 30. А сжатый воздух из этих камер вытесняется поступающей жидкостью по каналам 48, через пневмораспределители 27, трехходовые краны 29 в сквозные каналы отработавшего газа 54, дальше в затрубное пространство скважины. Сжатый воздух из камеры 30 насоса-модуля 1 отсасывается в трубопровод вакуума 15 по пневмовакуумному каналу 48 через пневмораспределитель 27, трехходовой кран 29 и сквозной канал вакуума 53 по трубопроводу вакуума и вакуумный насос 8 на поверхность, а создавшееся разрежение засасывает жидкость.After switching the pneumatic valves 27 on the pump module 1 and 2 (Fig. 4), compressed air begins to flow into the chambers 31 of the pump modules 1 and 2. From the chamber 31, liquid is displaced through the valves 45 through the discharge channels 47, through the product pipe 11, to the suction channels 46 of the pump modules 2 and 3, through the suction valves 42 into the chambers 30. And the compressed air from these chambers is displaced by the incoming fluid through the channels 48, through the pneumatic valves 27, three-way valves 29 into the through channels of the exhaust gas 54, then into the annulus us. Compressed air from the chamber 30 of the pump module 1 is sucked into the vacuum pipe 15 through the pneumatic vacuum channel 48 through the air distributor 27, the three-way valve 29 and the through vacuum channel 53 through the vacuum pipe and the vacuum pump 8 to the surface, and the resulting vacuum sucks in the liquid.

По мере поступления жидкости в рабочие камеры 30 насосов-модулей 1, 2 и 3 всплывают магнитные поплавковые клапаны 34 до тех пор, пока не достигнут герконовых датчиков уровня 40, после чего датчики дают сигнал на блоки управления 28, которые формируют команду на переключение двухходовых пневмораспределителей 27. Таким образом цикл повторяется, что приводит к непрерывному подъему жидкости по трубопроводу продукта 11, пока не будет прекращена подача к насосам-модулям сжатого воздуха, электропитания или вакуума.As liquid enters the working chambers 30 of the pump modules 1, 2, and 3, magnetic float valves 34 pop up until the reed level sensors 40 are reached, after which the sensors give a signal to the control units 28, which form a command for switching two-way valve distributors 27. Thus, the cycle repeats, which leads to a continuous rise in the liquid through the product pipe 11 until the supply of compressed air, power supply or vacuum to the pump modules is stopped.

Техническая задача, добыча воды с больших глубин негазированной жидкости с механическими примесями, в том числе и из скважин с малым дебетом, решена за счет способа многоступенчатого подъема жидкости путем непрерывного подъема жидкости взаимозаменяемыми пневматическими двухкамерными насосами замещения, соединенными сквозными каналами вакуума, отработавшего газа, сжатого газа и сквозным проводом электрической цепи, с датчиками уровня в каждой рабочей камере, трехходовым краном, электрическим двусторонним пневмораспределителем и блоком управления в каждой ступени; при всасывании жидкости в одну из рабочих камер нижней ступени, трехходовой кран которой установлен при монтаже в положение «вакуум», одновременно заполняют сжатым воздухом другую камеру этой ступени; по сигналам от датчика уровня блок управления формирует команду на переключение двустороннего пневмораспределителя, после чего в заполненную камеру нижней ступени подают сжатый воздух, вытесняют жидкость в одну из рабочих камер верхней ступени, трехходовой кран которой установлен при монтаже в положение «отработавший газ», атмосферный воздух из которой вытесняют в затрубное пространство; при заполнении одной из рабочих камер верхней и нижней ступеней, по сигналам от датчиков уровня нижней и верхней ступеней, их блоки управления формируют команду на переключение двусторонних пневмораспределителей.The technical problem, the production of water from large depths of still water with mechanical impurities, including from wells with small debit, is solved by the method of multi-stage lifting of the liquid by continuously lifting the liquid by interchangeable pneumatic two-chamber displacement pumps connected through the channels of vacuum, exhaust gas, compressed gas and a through wire of an electric circuit, with level sensors in each working chamber, a three-way valve, an electric bilateral pneumatic distributor and com control in each step; when liquid is sucked into one of the working chambers of the lower stage, the three-way valve of which is installed during installation in the “vacuum” position, at the same time fill another chamber of this stage with compressed air; based on the signals from the level sensor, the control unit generates a command to switch the double-sided pneumatic distributor, after which compressed air is supplied to the filled chamber of the lower stage, liquid is forced out into one of the working chambers of the upper stage, the three-way valve of which is installed in the “exhaust gas” position during installation, atmospheric air from which they are forced into the annulus; when one of the working chambers of the upper and lower stages is filled, according to the signals from the level sensors of the lower and upper stages, their control units form a command to switch bilateral pneumatic valves.

Claims

A method for producing reservoir non-carbonated liquid, including raising the liquid with pumps in several stages, characterized in that the method is carried out in all stages by continuously lifting the liquid with interchangeable pneumatic two-chamber displacement pumps, connected by pipelines of the produced liquid, vacuum, compressed air, power cable and equipped with a discharge and suction channels and through channels of vacuum, exhaust gas, compressed gas and through wire of the electric circuit, with yes level sensors in each working chamber, a three-way valve, an electric two-way pneumatic distributor and a control unit in each stage; when liquid is sucked into one of the working chambers of the lower stage, the three-way valve of which is installed during installation in the “vacuum” position, at the same time fill another chamber of this stage with compressed air; based on the signals from the level sensor, the control unit generates a command to switch the double-sided pneumatic distributor, after which compressed air is supplied to the filled chamber of the lower stage, liquid is forced out into one of the working chambers of the upper stage, the three-way valve of which is installed in the “exhaust gas” position during installation, atmospheric air from which they are forced into the annulus; when one of the working chambers of the upper and lower stages is filled by signals from the level sensors of the lower and upper stages, their control units form a command to switch bilateral pneumatic valves.