RU2421635C1

RU2421635C1 - Still liquid extraction plant

Info

Publication number: RU2421635C1
Application number: RU2010124179/06A
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: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-06-20
Also published as: WO2011159188A1

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: downhole displacement pump has working chambers connected in turns to HP source made up of compressor and waste gas pipeline communicated with atmosphere. Each pump incorporates additionally central tube to discharge waster gas that makes an integral part of through pipeline to discharge used gas jointed via load-bearing flange fitted tightly on casing pipe to compressor. Load-bearing flange is provided with compressed gas feed branch pipe connected to compressor outlet. Extracted liquid built-up pipeline comprises intake section, pump working chambers, intermediate section and extracted liquid branch pipe jointed via load-bearing flange to main line and fitted on load-bearing flange tightly fitted on casing pipe flange.

EFFECT: lift of still liquid with increased content of mechanical impurities and associated gas in one-stage liquid lift, simple design and servicing.

1 cl, 7 dwg

Description

Установка для добычи негазированной жидкости относится к техническим средствам для подъема жидкостей, предназначена для работы в среде газа повышенного давления и может быть использована в любых отраслях хозяйственной деятельности для подъема воды и любой другой негазированной жидкости из буровых скважин.Installation for the production of non-carbonated liquid refers to technical means for lifting liquids, is designed to work in a gas environment of high pressure and can be used in any industry for lifting water and any other non-carbonated liquid from boreholes.

Известен «Насос» по патенту RU 2295065 от 2005.02.07, опубликован 2007.03.10, МПК F04F 1/04, который содержит цилиндр с днищем, снабженным всасывающим клапаном, фильтром и головкой с входным патрубком, связанным с воздушным трубопроводом, а также выходным патрубком, который герметично связан посредством сварки или резьбового соединения с жидкостным трубопроводом и снабжен обратным клапаном. Трубопроводы размещены в обсадной трубе, свободный конец жидкостного трубопровода сообщен с емкостью регулятора частоты циклов. Насос снабжен компрессором и вакуумным насосом. Цилиндр выполнен в виде отрезка обсадной трубы, жестко связанного с торцевой поверхностью нижнего конца обсадной трубы, в которой размещены трубопроводы. Свободный конец воздушного трубопровода герметично связан с выходным патрубком компрессора и параллельно - с входным патрубком вакуумного насоса. Имеются датчики с возможностью взаимодействия с регулятором частоты циклов, а также передачи сигналов включения и выключения компрессора и вакуумного насоса на пульт управления.The well-known "Pump" according to patent RU 2295065 dated 2005.02.07, published 2007.03.10, IPC F04F 1/04, which contains a cylinder with a bottom equipped with a suction valve, a filter and a head with an inlet pipe connected to the air pipe and an outlet pipe which is hermetically connected by welding or threaded connection to the liquid pipe and is equipped with a check valve. Pipelines are placed in the casing, the free end of the liquid pipe is in communication with the capacity of the cycle frequency controller. The pump is equipped with a compressor and a vacuum pump. The cylinder is made in the form of a piece of casing, rigidly connected with the end surface of the lower end of the casing, in which the pipelines are placed. The free end of the air pipe is hermetically connected to the compressor outlet pipe and in parallel to the vacuum pump inlet pipe. There are sensors with the ability to interact with the cycle frequency controller, as well as transmit signals to turn on and off the compressor and the vacuum pump to the control panel.

Данный насос может быть использован только при подъеме воды с небольших глубин. Он сложен в изготовлении и обслуживании, так как рабочие элементы изготовлены и смонтированы как единое целое с обсадной трубой. Он обладает малой производительностью из-за наличия только одной рабочей камеры, поэтому подача жидкости на поверхность будет не непрерывная, а циклическая. Его невозможно применить при многоступенчатом подъеме жидкости из скважины.This pump can only be used when lifting water from shallow depths. It is difficult to manufacture and maintain, as the working elements are made and mounted as a unit with the casing. It has low productivity due to the presence of only one working chamber, so the supply of liquid to the surface will not be continuous, but cyclic. It cannot be used for multi-stage lifting of fluid from a well.

Известны также штанговые глубинные насосы (ШГН) (Справочник по добыче нефти. Авторы: В.В.Андреев, К.Р.Уразаков, В.У.Далимов и др. Под ред. К.Р.Уразакова, М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000, глава 5).Also known are deep-well sucker-rod pumps (SHG) (Oil production reference book. Authors: V.V.Andreev, K.R. Urazakov, V.U.Dalimov and others. Edited by K.R. Urazakov, M .: LLC “ Nedra-Business Center ”, 2000, chapter 5).

ШГН дороги в изготовлении из-за применения высоколегированных сталей и высокоточной обработки при изготовлении. Достаточно жесткие требования к насосно-компрессорным трубам (НКТ), применяемым при добыче штанговыми насосами, делают производство и эксплуатацию ШГН дорогими. У ШГН достаточно строгие требования к содержанию механических примесей в добываемой жидкости (до 3,5 г/л). Прочность штанг и их деформации ограничивают глубину применения ШГН до 3200 м.SHGN is expensive in manufacturing due to the use of high alloy steels and high-precision machining in manufacturing. Rather stringent requirements for tubing used in the extraction of sucker rod pumps make the production and operation of SHGN expensive. SHGN has rather stringent requirements for the content of mechanical impurities in the produced fluid (up to 3.5 g / l). The strength of the rods and their deformation limit the depth of application of the SHGN to 3200 m.

В результате добычи жидкости у ШГН наблюдается повышенный износ деталей глубинного насоса, а также обрыв штанг, поэтому приходится проводить частые ремонты.As a result of fluid production at the SHGN, increased wear of the parts of the downhole pump, as well as the breakage of the rods, is observed, so frequent repairs are necessary.

Наиболее близким техническим решением является «Пневматический насос замещения» по патенту RU 2016258 от 1991.07.01, опубликованному 1994.07.15, МПК 5 F04F 1/02. Он содержит рабочие камеры, попеременно подключаемые посредством механизма распределения к источникам высокого и низкого давления рабочего газа и снабженные всасывающими и нагнетательными трубами с всасывающими и нагнетательными клапанами. При этом нагнетательный клапан поплавковый и отличается тем, что источник высокого и низкого давления выполнен в виде вакуум-компрессорного агрегата с воздухораспределительными коробками, связанными с механизмом распределения электрического типа. Одна из камер снабжена двухпоплавковым замыкателем контакта механизма распределения, при этом вакуум-компрессорный агрегат сообщен с каждой из рабочих камер через клапанные коробки посредством двух трубопроводов. Всасывающий клапан также поплавковый, а всасывающий и нагнетательный клапаны выполнены с изменяющейся величиной плавучести.The closest technical solution is the "Pneumatic replacement pump" according to patent RU 2016258 of 1991.07.01, published 1994.07.15, IPC 5 F04F 1/02. It contains working chambers, alternately connected by means of a distribution mechanism to sources of high and low pressure of the working gas and equipped with suction and discharge pipes with suction and discharge valves. At the same time, the discharge valve is float-operated and differs in that the source of high and low pressure is made in the form of a vacuum compressor unit with air distribution boxes associated with an electric type distribution mechanism. One of the chambers is equipped with a double-fused contact closure of the distribution mechanism contact, while the vacuum-compressor unit is in communication with each of the working chambers through valve boxes through two pipelines. The suction valve is also float-operated, and the suction and discharge valves are made with a variable buoyancy value.

Насос предназначен только для перекачки жидкости на поверхности и не может применяться при подъеме жидкости из скважин, он имеет громоздкую и ненадежную систему управления.The pump is intended only for pumping liquid on the surface and cannot be used when lifting liquid from wells, it has a bulky and unreliable control system.

Задачей предлагаемого технического решения является создание простой в изготовлении и обслуживании, надежной в работе, электрически безопасной скважинной насосной установки с максимальным рабочим давлением не более 1,0 МПа, обеспечивающей подъем негазированной жидкости с повышенным содержанием механических примесей при многоступенчатом подъеме жидкости.The objective of the proposed technical solution is to create an easy to manufacture and maintain, reliable in operation, electrically safe borehole pumping unit with a maximum working pressure of not more than 1.0 MPa, which provides the rise of non-carbonated liquid with a high content of solids during multi-stage lifting of the liquid.

Задача решена за счет установки для добычи негазированной жидкости, выполненной на базе скважинных пневматических насосов замещения, имеющих рабочие камеры, попеременно подключаемые к источнику высокого давления в виде компрессора и к трубопроводу отработавшего газа, связанного с атмосферой, при этом каждый насос дополнительно оснащен центральной трубой отвода отработавшего газа, являющейся составной частью сквозного трубопровода для отвода отработавшего газа, соединенного с находящимся на несущем фланце несущим патрубком, имеющим выход в атмосферу; несущий фланец снабжен патрубком подачи сжатого газа, присоединенным к выходу компрессора; трубопровод добываемой жидкости выполнен составным и содержит приемную часть, рабочие камеры насосов, промежуточную часть и патрубок добываемой жидкости, присоединенный к магистральному трубопроводу, расположенный на несущем фланце, установленном герметично на фланце обсадной трубы.The problem is solved by the installation for the production of non-carbonated liquid, made on the basis of borehole pneumatic displacement pumps having working chambers alternately connected to a high pressure source in the form of a compressor and to an exhaust gas pipe connected to the atmosphere, with each pump being additionally equipped with a central exhaust pipe exhaust gas, which is an integral part of the through-pipe for exhaust gas, connected to the carrier pipe located on the carrier flange, having exit to the atmosphere; the bearing flange is equipped with a compressed gas supply pipe connected to the compressor outlet; the pipeline of the produced fluid is made integral and contains a receiving part, working chambers of the pumps, an intermediate part and a branch pipe of the produced fluid, connected to the main pipeline, located on the supporting flange mounted tightly on the casing flange.

Оснащение каждого насоса дополнительно центральной трубой отвода отработавшего и попутного газов, являющейся составной частью сквозного трубопровода для отвода отработавшего газа, соединенного с несущим патрубком несущего фланца, имеющим выход в атмосферу, позволяет удалять отработавший воздух в атмосферу и поддерживать в трубопроводе отработавшего газа пониженное давление, позволяет также увеличивать глубину добычи жидкости за счет увеличения количества насосов, подвешенных через определенное расстояние.Equipping each pump with an additional central exhaust pipe and associated gas pipe, which is an integral part of the through pipe for exhaust gas, connected to the carrier pipe of the carrier flange with an outlet to the atmosphere, allows you to remove the exhaust air into the atmosphere and maintain a reduced pressure in the exhaust gas pipe, allows also increase the depth of fluid production by increasing the number of pumps suspended over a certain distance.

Выполнение трубопровода добываемой жидкости составным из приемной части, рабочих камер насосов, промежуточной части и верхней части с патрубком добываемой жидкости, расположенным на несущем фланце, установленном герметично на фланце обсадной трубы и снабженном дополнительно патрубком подачи сжатого воздуха, позволяет осуществить прием жидкости в рабочие камеры нижнего насоса с последующим вытеснением к насосу соседней верхней ступени по промежуточной части трубопровода, который в свою очередь вытесняет дальше вверх, таким образом, до верхнего насоса, который в свою очередь вытесняет в верхнюю часть трубопровода и далее через патрубок добываемой жидкости на поверхность, поддерживать высокое давление воздуха в затрубном пространстве путем его закачивания компрессором.The execution of the pipeline of the produced fluid with a composite of the receiving part, the working chambers of the pumps, the intermediate part and the upper part with a nozzle of the produced fluid located on the supporting flange mounted tightly on the casing flange and equipped with an additional compressed air supply pipe allows fluid to be received into the working chambers of the lower pump with subsequent displacement of the adjacent upper stage to the pump through the intermediate part of the pipeline, which in turn displaces further upwards, thus on top of the pump, which in turn displaces the upper part of the pipeline and further through the pipe produced fluid to the surface, to maintain a high air pressure in the annulus by pumping it compressor.

Установка для добычи негазированной жидкости на базе скважинных насосов замещения изображена на чертежах, где фиг.1 - схема многоступенчатой установки, фиг.2 - внешний вид скважинного насоса замещения, фиг.3 - принципиальная схема скважинного насоса замещения, фиг.4 - схема несущего фланца скважинного насоса, фиг.5, 6 и 7 - порядок работы скважинных насосов замещения.Installation for the production of non-carbonated liquid based on borehole displacement pumps is shown in the drawings, where Fig. 1 is a diagram of a multi-stage installation, Fig. 2 is an external view of a borehole displacement pump, Fig. 3 is a schematic diagram of a borehole displacement pump, and Fig. 4 is a diagram of a bearing flange borehole pump, figure 5, 6 and 7 - the order of operation of borehole replacement pumps.

На фиг.1-7 изображены: обсадная труба 1 скважины, перфорационные отверстия 2 обсадной трубы, добываемая жидкость 3, скважинный насос замещения 4, несущий трубопровод 5 отвода отработавшего газа, трубопровод 6 подъема добываемой жидкости, приемная труба 7, электрический кабель 8 промежуточный, заглушка 9 нижнего разъема электропитания скважинного насоса замещения нижней ступени, фланец 10 обсадной трубы, несущий фланец 11 скважинного насоса, уплотнительная прокладка 12, несущий патрубок 13, патрубок 14 добываемой жидкости, патрубок 15 сжатого газа, компрессор 16 для подачи сжатого газа, электрический шкаф 17, выходной патрубок 18 компрессора, трубопровод 19 сжатого газа, электрический разъем 20, электрический разъем 21, магистральный трубопровод 22, центральная труба 23, электрический пневмораспределитель 24, приемный патрубок 25, нагнетательный патрубок 26, электрический разъем 27 нижний, электрический разъем 28 верхний, фильтрующая насадка 29, кабель 30 электропитания скважинного насоса, кабель 31 электропитания компрессора, линия 32 электропитания, входной патрубок 33 компрессора, электрический провод 34 промежуточный, вентиль 35 подачи сжатого воздуха, муфта 36, подвесной стержень 37 приемной трубы, сапун 38, управляющая секция 39 скважинного насоса, основная секция 40 скважинного насоса, клапанная секция 41 скважинного насоса, первая рабочая камера 42, вторая рабочая камера 43, поплавковая камера 44 первой рабочей камеры, поплавковая камера 45 второй рабочей камеры, первый магнитный поплавковый клапан 46 двойного действия, второй магнитный поплавковый клапан 47 двойного действия, седло 48 первой рабочей камеры, седло 49 второй рабочей камеры, верхнее седло 50 первой рабочей камеры, верхнее седло 51 второй рабочей камеры, герконовый датчик уровня 52 первой камеры, герконовый датчик уровня 53 второй камеры, приемный клапан 54 первой рабочей камеры, приемный клапан 55 второй рабочей камеры, нагнетательный клапан 56 первой рабочей камеры, нагнетательный клапан 57 второй рабочей камеры, канал 58 приемный, нагнетательный канал 59, сквозной провод 60 цепи электропитания, провод 61 электропитания блока управления, провод 62 управления пневмораспределителем, провод 63 управления пневмораспределителем, провод 64 герконового датчика первой рабочей камеры, провод 65 герконового датчика второй рабочей камеры, отверстие 66 для отвода отработавших газов, канал 67 для отвода отработавшего газа, канал 68 для подачи и отвода рабочего газа в первую рабочую камеру, канал 69 для подачи и отвода рабочего газа во вторую рабочую камеру, электронный блок управления 70, канал 71 сжатого газа.Figure 1-7 shows: casing 1 of the well, perforations 2 of the casing, produced fluid 3, borehole displacement pump 4, a carrier pipe 5 for exhaust gas, pipe 6 for lifting the produced fluid, receiving pipe 7, an electric cable 8 intermediate, a plug 9 of the lower socket of the downhole substitution pump power supply, a bottom casing flange 10, a bearing flange 11 of the borehole pump, a gasket 12, a supporting pipe 13, a pipe 14 for produced fluid, a pipe 15 for compressed gas, compressor 16 for supplying compressed gas, an electrical cabinet 17, an outlet pipe 18 of the compressor, a pipe 19 of compressed gas, an electrical connector 20, an electrical connector 21, a main pipe 22, a central pipe 23, an electric air distributor 24, a receiving pipe 25, a discharge pipe 26, an electric lower connector 27, upper electrical connector 28, filter nozzle 29, borehole pump power cable 30, compressor power cable 31, power line 32, compressor inlet 33, electrical intermediate gadget 34, compressed air supply valve 35, sleeve 36, suspension rod 37 of the intake pipe, breather 38, control section 39 of the well pump, main section 40 of the well pump, valve section 41 of the well pump, first working chamber 42, second working chamber 43, the float chamber 44 of the first working chamber, the float chamber 45 of the second working chamber, the first double-acting magnetic float valve 46, the second double-acting magnetic float valve 47, the seat 48 of the first working chamber, the seat 49 of the second working chamber, the reed seat 50 of the first working chamber, the top seat 51 of the second working chamber, the reed switch of the level 52 of the first chamber, the reed switch of the level 53 of the second chamber, the receiving valve 54 of the first working chamber, the receiving valve 55 of the second working chamber, the discharge valve 56 of the first working chamber, the discharge valve 57 of the second working chamber, channel 58 receiving, discharge channel 59, through-wire 60 of the power supply circuit, wire 61 of the power supply to the control unit, wire 62 of the control valve, valve 63 of the control valve , wire 64 reed sensor of the first working chamber, wire 65 reed sensor of the second working chamber, hole 66 for exhaust gas, channel 67 for exhaust gas, channel 68 for supplying and discharging working gas to the first working chamber, channel 69 for feeding and discharging working gas into the second working chamber, the electronic control unit 70, the channel 71 of compressed gas.

Установка для добычи негазированной жидкости на базе пневматических насосов замещения выполнена следующим образом. На фиг.1 в обсадной трубе 1 скважины, снабженной перфорационными отверстиями 2, погруженной в добываемую жидкость 3, расположены скважинные насосы замещения 4. К верхнему концу центральной трубы 23, нагнетательному патрубку 26 и к электрическому разъему 28 насоса нижней ступени соединены разъемно соответственно несущий трубопровод отвода отработавшего газа 5, трубопровод подъема добываемой жидкости 6 и электрический кабель 8. К приемному патрубку 25 также разъемно соединена приемная труба 7 с фильтрующей насадкой 29, которая закреплена к нижнему концу центральной трубы 23 скважинного насоса замещения посредством подвесного стержня 37 и муфты 36, закрывающей герметично трубопровод отвода отработавших газов 5. На нижний электрический разъем 27 насоса 4 установлена заглушка 9, которая устанавливается только на насосе нижней ступени. В многоступенчатой установке (фиг.1) трубопровод несущий 5 соединен разьемно с верхним концом центральной трубы 23 нижнего насоса 4 и нижним концом центральной трубы 23 следующего промежуточного насоса 4. Трубопровод подъема добываемой жидкости 6 соединен разьемно с нагнетательным патрубком 26 нижнего насоса 4 и приемным патрубком 25 следующего промежуточного насоса 4. Электрический кабель 8 соединен разьемно с верхним электрическим разъемом 28 нижнего насоса 4 и нижним электрическим разъемом 27 следующего промежуточного насоса 4. Аналогично соединены все насосы промежуточных ступеней при многоступенчатом подъеме. К верхнему концу центральной трубы 23, нагнетательному патрубку 26 и к электрическому разъему 28 насоса верхней ступени 4 соединены разъемно соответственно несущий трубопровод отвода отработавшего газа 5, трубопровод подъема добываемой жидкости 6 и электрический кабель 8. Несущий трубопровод 5, трубопровод подъема добываемой жидкости 6 и электрический кабель 8 соединены разьемно соответственно с несущим патрубком 13, патрубком добываемой жидкости 14 и электрическим разъемом 20, которые расположены на несущем фланце 11. Несущий фланец 11 установлен на фланец обсадной трубы 10 и стянут болтами (не показаны). Для предотвращения утечки сжатого воздуха из затрубного пространства скважины установлена прокладка 12. К разъему 21 подключен кабель 30 электропитания скважинного насоса замещения, другим концом подключенный к шкафу электрическому 17. К шкафу электрическому 17 подключен также компрессор 16 посредством кабеля 31. Подача электропитания к установке осуществляется по линии электропитания 32.Installation for the production of non-carbonated liquid based on pneumatic replacement pumps is as follows. Figure 1 in the casing 1 of the well, equipped with perforations 2, immersed in the produced fluid 3, are located borehole replacement pumps 4. To the upper end of the Central pipe 23, the discharge pipe 26 and to the electrical connector 28 of the lower stage pump are connected detachable respectively carrying pipeline exhaust gas 5, the pipeline for lifting the produced fluid 6 and the electric cable 8. To the receiving pipe 25 is also detachably connected to the receiving pipe 7 with a filter nozzle 29, which is fixed to the bottom end of the central tube 23 by means of a downhole pump substitution suspension bar 37 and coupling 36, sealingly closing the exhaust gas outlet pipe 5. On the bottom of the pump electrical connector plug set 27 April 9, which is installed only on the lower-stage pump. In the multi-stage installation (Fig. 1), the carrier pipe 5 is demountably connected to the upper end of the central pipe 23 of the lower pump 4 and the lower end of the central pipe 23 of the next intermediate pump 4. The pipeline for lifting the produced fluid 6 is demountably connected to the discharge pipe 26 of the lower pump 4 and the receiving pipe 25 of the next intermediate pump 4. The electric cable 8 is demountably connected to the upper electrical connector 28 of the lower pump 4 and the lower electrical connector 27 of the next intermediate pump 4. Similarly with dineny all pumps at intermediate stages multistage rise. To the upper end of the Central pipe 23, the discharge pipe 26 and to the electrical connector 28 of the pump of the upper stage 4 are connected detachably, respectively, the exhaust gas exhaust pipe 5, the produced fluid lifting pipe 6 and the electric cable 8. The supporting pipeline 5, the produced fluid lifting pipe 6 and electric the cable 8 is demountably connected respectively to the bearing pipe 13, the pipe of the produced fluid 14 and the electrical connector 20, which are located on the carrier flange 11. The carrier flange 11 installed yen to the casing flange 10 and tightened with bolts (not shown). To prevent leakage of compressed air from the annulus of the well, a gasket 12 is installed. A power cable 30 for the substitution pump is connected to the connector 21, and the compressor 16 is connected to the electric cabinet 17. The compressor 16 is also connected to the electric cabinet 17 via cable 31. The power supply to the installation is carried out by power lines 32.

Несущий фланец 11 установки для добычи негазированной жидкости на базе пневматических насосов замещения (фиг.4) представляет собой сборочную единицу, состоящую из фланца 11 и герметично собранных на нем: патрубка несущего 13, предназначенного для удерживания скважинных насосов замещения с трубопроводами и электрическим кабелем, одновременно служащего для отвода отработавшего газа в атмосферу, патрубка добываемой жидкости 14, соединенного разъемно с магистральным трубопроводом 22, патрубка сжатого газа 15, служащего для подачи сжатого воздуха в затрубное пространство скважины, соединенного разъемно с компрессором 16 посредством трубопровода сжатого газа 19. На фланце 11 расположены также электрические разъемы 20 и 21, которые соединены между собой промежуточным проводом 34, герметично заделанным в нем.The bearing flange 11 of the installation for the production of non-carbonated liquid based on pneumatic displacement pumps (Fig. 4) is an assembly unit consisting of a flange 11 and hermetically assembled on it: a supporting pipe 13, designed to hold downhole displacement pumps with pipelines and an electric cable, simultaneously serving to exhaust the exhaust gas into the atmosphere, a pipe of the produced fluid 14 connected detachably to the main pipe 22, a pipe of compressed gas 15, which serves to supply compressed air and in the well annulus which is connected releasably to the compressor 16 through a compressed gas conduit 19. On the flange 11 are disposed as the electrical connectors 20 and 21 which are interconnected by an intermediate conductor 34, sealingly embedded in it.

Количество ступеней установки при многоступенчатом подъеме жидкости зависит только от глубины, с которой необходимо поднять жидкость, и шага, с которым монтируют скважинные насосы замещения, и определяется по формуле:The number of installation steps for multi-stage lifting of the fluid depends only on the depth with which it is necessary to raise the fluid, and the step with which the borehole replacement pumps are mounted, and is determined by the formula:

n=H/h,n = H / h,

где n - количество ступеней установки;where n is the number of installation steps;

Н - глубина, с которой необходимо поднять жидкость;H - the depth with which it is necessary to raise the liquid;

h - шаг, с которым монтируются скважинные насосы замещения установки (5-50 м).h is the step with which the well substitution pumps of the installation are mounted (5-50 m).

При монтаже установки для добычи негазированной жидкости на базе пневматических насосов замещения опускают на необходимую глубину, при одноступенчатом подъеме до 50 м, при многоступенчатом до 5000 м и глубже, при этом необходимо соблюдать условие, чтобы глубина погружения скважинного насоса замещения нижней ступени в жидкость составляла 5-25 м ниже ее статического уровня в скважине. При этом длина приемной трубы может быть любой и зависит от того, с какой глубины от статического уровня жидкости в скважине ее необходимо поднять.When installing the installation for the production of non-carbonated liquid based on pneumatic pumps, the substitutions are lowered to the required depth, with a single-stage lift up to 50 m, with a multi-stage lift up to 5000 m and deeper, it is necessary to comply with the condition that the immersion depth of the downhole displacement pump in the lower stage is 5 -25 m below its static level in the well. Moreover, the length of the receiving pipe can be any and depends on how deep it is necessary to raise it from the static level of the liquid in the well.

Перед включением смонтированной установки для добычи негазированной жидкости на базе пневматических насосов замещения в затрубном пространстве скважины создают повышенное давление воздуха (фиг.1) компрессором 16, предварительно установив максимальное рабочее давление (до 1,0 МПа) на регуляторе давления компрессора (не показан); вентиль 35 при этом должен быть открыт. В этот момент в затрубном пространстве скважины создается повышенное давление воздуха, под действием которого статический уровень жидкости в скважине понижается, следовательно, насос нижней ступени 4 оказывается выше уровня жидкости. Соответственно, воздух, поступающий в одну из рабочих камер насоса (фиг.3) через сапун 38, канал сжатого газа 71, пневмораспределитель 24 и по каналам 68 или 69, в зависимости от положения пневмораспределителя 24 вытесняет жидкость из рабочей камеры 42 или 43. При этом поплавковый клапан 46 или 47 опускается и перекрывает седла 48 или 49, предотвращая тем самым утечку сжатого воздуха в трубопровод добываемой жидкости 6. Вторая рабочая камера в это время остается заполненной жидкостью. Жидкость в трубопроводе 6 добываемой жидкости при этом остается на прежнем уровне, так как давление в ней не меняется и равно атмосферному. Сжатый воздух также заполнит одну из рабочих камер насосов всех ступеней. После заполнения затрубного пространства сжатым воздухом скважинная насосная установка готова к работе.Before turning on the mounted installation for the production of non-carbonated liquid based on pneumatic displacement pumps in the annulus of the well, an increased air pressure (Fig. 1) is created by compressor 16, having previously set the maximum working pressure (up to 1.0 MPa) on the compressor pressure regulator (not shown); valve 35 should be open. At this moment, an increased air pressure is created in the annulus of the well, under the influence of which the static liquid level in the well decreases, therefore, the pump of the lower stage 4 is higher than the liquid level. Accordingly, the air entering one of the working chambers of the pump (Fig. 3) through the breather 38, the compressed gas channel 71, the air distributor 24 and through the channels 68 or 69, depending on the position of the air distributor 24, displaces the liquid from the working chamber 42 or 43. When this float valve 46 or 47 is lowered and closes the seats 48 or 49, thereby preventing leakage of compressed air into the pipeline produced fluid 6. The second working chamber at this time remains filled with liquid. The fluid in the pipeline 6 of the produced fluid remains at the same level, since the pressure in it does not change and is equal to atmospheric. Compressed air will also fill one of the working chambers of the pumps of all stages. After filling the annulus with compressed air, the downhole pumping unit is ready for operation.

Установка для добычи негазированной жидкости на базе пневматических насосов замещения работает следующим образом.Installation for the production of non-carbonated liquid based on pneumatic replacement pumps works as follows.

При включении установки по кабелю 8 к насосам 4 подается электрический ток напряжением в 24 В, в результате чего она начинает работать. На момент подачи электроэнергии для управления насосами в затрубном пространстве находится воздух под высоким давлением (фиг.5). Воздух также находится в рабочей камере 42, а другая рабочая камера 43 заполнена жидкостью. Поплавковый клапан 47, находясь в верхнем положении, перекрывает седло 51 и тем самым препятствует попаданию жидкости в трубопровод отработавшего газа 5, а магнит, встроенный в него, включает герконовый датчик 53. Давление в трубопроводе отработавшего газа 5 равно атмосферному. При подаче электроэнергии по кабелю 8 герконовый датчик 53 дает сигнал по проводу 65 на блок управления 70, который формирует команду и передает ее по проводу 63 на переключение пневмораспределителя 24. После переключения пневмораспределителя 24 (фиг.6) в камеру 43 начинает поступать сжатый воздух из затрубного пространства через сапун 38 по каналу 71 и 69 и вытеснять жидкость в трубопровод 6 через седло 49, нагнетательный клапан 57 и по каналу 59 в трубопровод добываемой жидкости 6 к насосу следующей промежуточной ступени. При завершении процесса вытеснения жидкости из камеры 43 поплавковый клапан 47 перекрывает седло 49, предотвращая утечку сжатого воздуха. В это же время из камеры 42 сжатый воздух удаляется в трубопровод отработавшего газа 5 по каналам 68 и 67 через пневмораспределитель 24, в результате понижения давления в камеру поступает жидкость под напором через седло 48, клапан 54 и по приемному каналу 58 из приемной трубы 7. В это время при заполнении камеры 42 поплавковый клапан 46, всплывая, перекрывает седло 50, одновременно замыкая герконовый датчик 52, в результате чего происходит переключение пневмораспределителя 24. После переключения пневмораспределителя 24 (фиг.7) в камеру 42 поступает сжатый воздух и вытесняет жидкость через седло 48 и клапан 56 в нагнетательный канал 59 и далее в трубопровод 6 к насосу следующей промежуточной ступени. В это время из камеры 43 сжатый воздух удаляется в трубопровод отработавшего газа 5, а в камеру поступает жидкость через седло 49, клапан 55 и по каналу 58 из приемной трубы 7. Добываемая жидкость по трубопроводу 6 поднимается на поверхность, а отработавший воздух уходит по трубопроводу отработавшего газа 5 в атмосферу. Аналогично работают все насосы промежуточных ступеней, как только одну из рабочих камер заполнит жидкость, поднятая насосом нижней ступени, до этого момента они находятся в режиме ожидания. Поддержание давления в затрубном пространстве осуществляется компрессором 16 автоматически.When the unit is turned on by cable 8, an electric current of 24 V is supplied to the pumps 4, as a result of which it starts to work. At the time of the supply of electricity to control the pumps in the annulus is air under high pressure (figure 5). Air is also located in the working chamber 42, and the other working chamber 43 is filled with liquid. The float valve 47, in the upper position, closes the seat 51 and thereby prevents liquid from entering the exhaust gas pipe 5, and the magnet built into it includes a reed switch 53. The pressure in the exhaust gas pipe 5 is atmospheric. When power is supplied via cable 8, the reed switch 53 gives a signal via wire 65 to control unit 70, which generates a command and transmits it via wire 63 to switch the air distributor 24. After switching the air distributor 24 (Fig. 6), compressed air starts to flow from the chamber 43 from annular space through the breather 38 through the channel 71 and 69 and displace the liquid into the pipeline 6 through the seat 49, the discharge valve 57 and through the channel 59 into the pipeline of the produced liquid 6 to the pump of the next intermediate stage. When the process of displacing the liquid from the chamber 43 is completed, the float valve 47 closes the seat 49, preventing the leakage of compressed air. At the same time, compressed air is removed from the chamber 42 into the exhaust gas pipe 5 through channels 68 and 67 through a pneumatic distributor 24, as a result of a decrease in pressure, a pressurized liquid enters the chamber through the seat 48, valve 54 and through the receiving channel 58 from the receiving pipe 7. At this time, when filling the chamber 42, the float valve 46, floating up, closes the seat 50, at the same time closing the reed switch 52, as a result of which the air distributor 24 switches. After switching the air distributor 24 (Fig. 7), a compressed valve enters the chamber 42 air and displaces the liquid through the seat 48 and valve 56 into the discharge channel 59 and then into the pipe 6 to the pump of the next intermediate stage. At this time, compressed air is removed from the chamber 43 into the exhaust gas pipe 5, and liquid enters the chamber through the seat 49, valve 55 and through the channel 58 from the receiving pipe 7. The produced liquid rises to the surface through the pipe 6, and the exhaust air leaves the pipe 5 exhaust gas to the atmosphere. All the pumps of the intermediate stages work similarly, as soon as one of the working chambers is filled with liquid raised by the lower stage pump, until this moment they are in standby mode. The pressure in the annulus is maintained by the compressor 16 automatically.

Таким образом, непрерывно чередуя циклы приема и вытеснения в рабочих камерах 42 и 43, скважинный насос замещения создает непрерывный поток жидкости в трубопроводе 6 до тех пор, пока не будет отключено электропитание установки.Thus, by continuously alternating the reception and displacement cycles in the working chambers 42 and 43, the downhole displacement pump creates a continuous flow of fluid in the pipe 6 until the power supply to the installation is turned off.

Скважинные насосы замещения любой ступени установки предназначены для приема от соседнего нижнего и подъема к соседнему верхнему скважинному насосу добываемой жидкости, начинают работать только тогда, когда одну из рабочих камер заполнит добываемая жидкость, поднятая нижним скважинным насосом, а до этого момента они находятся в режиме ожидания. Принцип работы скважинных насосов замещения всех ступеней установки многоступенчатого подъема жидкости одинаков. Все скважинные насосы замещения установки взаимозаменяемы.Borehole replacement pumps of any stage of the installation are designed to receive the produced fluid from the neighboring lower and rising to the neighboring upper well pump, they start to work only when one of the working chambers is filled with the produced fluid raised by the lower well pump, and until then they are in standby mode . The principle of operation of borehole pumps for replacing all stages of a multi-stage fluid lifting installation is the same. All downhole installation replacement pumps are interchangeable.

Рабочее давление газа, применяемого при работе установки, может превышать 1,0 МПа в случае, если скважинные насосы замещения, трубопроводы и другие его комплектующие элементы изготовлены в усиленном варианте.The working pressure of the gas used during the operation of the installation may exceed 1.0 MPa if the well substitution pumps, pipelines and other components are manufactured in a reinforced version.

Техническим эффектом предлагаемого технического решения является создание простой в изготовлении и обслуживании, надежной в работе, электрически безопасной скважинной насосной установки с максимальным рабочим давлением не более 1,0 МПа, обеспечивающей подъем негазированной жидкости с повышенным содержанием механических примесей при многоступенчатом подъеме жидкости за счет установки для добычи негазированной жидкости, выполненной на базе скважинных пневматических насосов замещения, имеющих рабочие камеры, попеременно подключаемые к источнику высокого давления в виде компрессора и к трубопроводу отработавшего газа, связанного с атмосферой, при этом каждый насос дополнительно оснащен центральной трубой отвода отработавшего газа, являющейся составной частью сквозного трубопровода для отвода отработавшего газа, соединенного с находящимся на несущем фланце несущим патрубком, имеющим выход в атмосферу; несущий фланец снабжен патрубком подачи сжатого газа, присоединенным к выходу компрессора; трубопровод добываемой жидкости выполнен составным и содержит приемную часть, рабочие камеры насосов, промежуточную часть и патрубок добываемой жидкости, присоединенный к магистральному трубопроводу, расположенный на несущем фланце, установленном герметично на фланце обсадной трубы.The technical effect of the proposed technical solution is the creation of an easy to manufacture and maintain, reliable in operation, electrically safe borehole pump unit with a maximum working pressure of not more than 1.0 MPa, which provides the lifting of non-carbonated liquid with a high content of solids during multi-stage lifting of the liquid due to the installation for production of non-carbonated liquid, made on the basis of borehole pneumatic displacement pumps having working chambers, are alternately connected e to a high pressure source in the form of a compressor and to an exhaust gas pipe connected to the atmosphere, wherein each pump is additionally equipped with a central exhaust gas pipe, which is an integral part of the exhaust gas exhaust pipe connected to a supporting pipe located on the carrier flange having exit to the atmosphere; the bearing flange is equipped with a compressed gas supply pipe connected to the compressor outlet; the pipeline of the produced fluid is made integral and contains a receiving part, working chambers of the pumps, an intermediate part and a branch pipe of the produced fluid, connected to the main pipeline, located on the supporting flange mounted tightly on the casing flange.

Claims

Installation for the production of non-carbonated liquid, made on the basis of borehole pneumatic displacement pumps having working chambers alternately connected to a high pressure source in the form of a compressor and to an exhaust gas pipe connected to the atmosphere, characterized in that each pump is additionally equipped with a central exhaust gas pipe , which is an integral part of the through pipe for exhaust gas, connected to, located on the bearing flange, the bearing pipe having an outlet in atmosphere; the bearing flange is equipped with a compressed gas supply pipe connected to the compressor outlet; the pipeline of the produced fluid is made integral and contains a receiving part, working chambers of the pumps, an intermediate part and a branch pipe of the produced fluid, located on a bearing flange mounted tightly on the casing flange.