RU2429382C1 - Downhole pump plant - Google Patents

Downhole pump plant Download PDF

Info

Publication number
RU2429382C1
RU2429382C1 RU2009149064/06A RU2009149064A RU2429382C1 RU 2429382 C1 RU2429382 C1 RU 2429382C1 RU 2009149064/06 A RU2009149064/06 A RU 2009149064/06A RU 2009149064 A RU2009149064 A RU 2009149064A RU 2429382 C1 RU2429382 C1 RU 2429382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pump
section
additional
centrifugal pump
pressure
Prior art date
Application number
RU2009149064/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009149064A (en
Inventor
Александр Александрович Иванов (RU)
Александр Александрович Иванов
Николай Владимирович Шенгур (RU)
Николай Владимирович Шенгур
Олег Александрович Оводков (RU)
Олег Александрович Оводков
Вадим Юрьевич Баталов (RU)
Вадим Юрьевич Баталов
Евгений Модестович Черемисинов (RU)
Евгений Модестович Черемисинов
Original Assignee
Александр Александрович Иванов
Николай Владимирович Шенгур
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Александрович Иванов, Николай Владимирович Шенгур filed Critical Александр Александрович Иванов
Priority to RU2009149064/06A priority Critical patent/RU2429382C1/en
Publication of RU2009149064A publication Critical patent/RU2009149064A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2429382C1 publication Critical patent/RU2429382C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed plant comprises motor connected via downhole cable line to surface control station with frequency converter, radial-flow pump a with inlet 1 and at least one pump section c. Said section features lower delivery compared with that of pump a at zero head and is arranged in series with radial-flow pump a. Additional section inlet 2 and outlet 3 are communicated with hydraulic channel accommodating at least one check valve b with operating pressure threshold not exceeding preset adjustment accuracy.
EFFECT: higher efficiency in wells with major variations of local water inflows.
2 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к погружному оборудованию для нефтедобычи, в частности к погружным центробежным насосным установкам, используемым для скважин с большими колебаниями притока пластовой жидкости.The invention relates to the oil industry, and in particular to submersible equipment for oil production, in particular to submersible centrifugal pumping units used for wells with large fluctuations in the flow of formation fluid.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время для повышения эффективности нефтедобычи все более широко используются различные методы воздействия на нефтяной пласт, например гидроразрыв. Повышается проницаемость пласта и, как следствие, возрастает приток добывающих скважин.Currently, to increase the efficiency of oil production, various methods of influencing the oil reservoir, such as hydraulic fracturing, are increasingly being used. The permeability of the formation increases and, as a result, the influx of production wells increases.

Вместе с тем, с течением времени, перенос потоком пластовой жидкости механических примесей приводит к снижению проницаемости пласта, и продуктивность скважин снижается. Таким образом, имеет место колебание притока скважины, которое может быть весьма значительным, например от 500 м3/сут до 150 м3/сут.At the same time, over time, the transfer of mechanical impurities by the flow of the formation fluid leads to a decrease in the permeability of the formation, and the productivity of the wells decreases. Thus, there is a fluctuation in the inflow of the well, which can be very significant, for example, from 500 m 3 / day to 150 m 3 / day.

Погружных электронасосов - для добычи нефти, со столь широкой рабочей зоной, не существует. Подтверждением этого обстоятельства являются данные каталогов по погружным насосам крупнейших российских производителей, например "Алнас". Узость рабочей зоны центробежных насосов обуславливает значительное количество ПРС, связанных с заменой типоразмера установки по причине неправильного подбора. Согласно данным диссертационной работы Шмидта (см. Шмидт С.А. Исследование нестационарной работы системы "пласт-скважина-УЭЦН". Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Самара, 2000 г.), количество таких подъемов установок составляет 15% от общего количества ПРС. Если при подачах, меньших левой границы рабочей зоны, напорно-расходная характеристика носит монотонно убывающий характер, то при работе насоса на однофазной жидкости существует возможность расширения рабочей зоны насоса в левую сторону за счет снижения требований к КПД и ресурсным показателям, что в ряде случаев могло бы иметь экономическую целесообразность.Submersible electric pumps - for oil production, with such a wide working area, does not exist. This circumstance is confirmed by the catalog data for submersible pumps of the largest Russian manufacturers, for example, Alnas. The narrowness of the working area of centrifugal pumps leads to a significant number of ORS associated with the replacement of the unit size due to improper selection. According to Schmidt's dissertation work (see Shmidt S. A. Research of unsteady operation of the “reservoir-well-ESP” system. Thesis for the degree of candidate of technical sciences, Samara, 2000), the number of such plant lifts is 15% of the total the amount of ORS. If, at feeds lower than the left boundary of the working zone, the discharge flow characteristic is monotonously decreasing, then when the pump is operating on a single-phase liquid, it is possible to expand the pump working zone to the left side by reducing the requirements for efficiency and resource indicators, which in some cases could would have economic feasibility.

При работе погружного центробежного насоса на газожидкостной смеси, что имеет место в подавляющем большинстве случаев на промыслах, такое расширение не всегда возможно. Это обусловлено снижением плотности газожидкостной смеси в каналах рабочего колеса центробежного насоса, вызванным относительным движением фаз. Причиной относительного движение фаз является дрейф газовой фазы в направлении, противоположном направлению поля массовых сил, т.е. от периферии к центру колеса.When operating a submersible centrifugal pump in a gas-liquid mixture, which occurs in the vast majority of cases in the fields, this expansion is not always possible. This is due to a decrease in the density of the gas-liquid mixture in the channels of the impeller of the centrifugal pump, caused by the relative movement of the phases. The reason for the relative phase motion is the drift of the gas phase in the direction opposite to the direction of the field of mass forces, i.e. from the periphery to the center of the wheel.

Известна установка (см. Шенгур Н.В., Куликов А.Т. Погружная насосная установка. Патент РФ RU 2211379, опубликован 28.08.2003), которая содержит кинематически связанные между собой насосы. Первый из насосов выполнен в виде центробежного насоса, кинематически связан с валом общего приводного двигателя и соединен всасывающим патрубком с затрубным пространством скважины, а нагнетательным - с всасывающим патрубком второго одновинтового насоса. Одновинтовой насос соединен нагнетательным патрубком с напорным трубопроводом. Насосы соединены трубопроводом гидравлически последовательно. Номинальная подача центробежного насоса превышает номинальную подачу одновинтового насоса, по меньшей мере, на величину протечек в последнем. Существенным недостатком аналога является то, что при значительном различии номинальных подач одновинтового и центробежного насосов одновинтовой насос становится дросселем для центробежного.A known installation (see Shengur N.V., Kulikov A.T. Submersible pump installation. RF patent RU 2211379, published on 08.28.2003), which contains kinematically connected pumps. The first of the pumps is made in the form of a centrifugal pump, kinematically connected to the shaft of a common drive motor and connected by a suction pipe to the annulus of the well, and a discharge pipe to the suction pipe of a second single-screw pump. A single screw pump is connected by a discharge pipe to a pressure pipe. The pumps are hydraulically connected in a pipeline. The nominal feed of the centrifugal pump exceeds the nominal feed of the single-screw pump by at least the amount of leakage in the latter. A significant drawback of the analogue is that with a significant difference in the nominal flows of single-screw and centrifugal pumps, a single-screw pump becomes a throttle for a centrifugal pump.

В качестве прототипа выбрано техническое решение, описанное в научно-техническом журнале "Нефть России". - 2006. - №1. Стр.62-64 (Кудряшов С.И., Здольник С.Е., Сахно Н.В., Маркелов Д.В., Ивановский В.Н, Иванов А.А., Оводков О.А. Об эффективности применения интеллектуальных погружных высокооборотных установок с регулируемым электроприводом) - погружная насосная установка для добычи нефти, содержащая погружной электронасос, с возможностью изменения частоты вращения, содержащая последовательно соединенные на одной трансмиссии электродвигатель, подключенный через погружную кабельную линию к наземной станции управления с преобразователем частоты, гидрозащиту, входной модуль и центробежный насос. Такая установка имеет восходящую ветвь напорно-расходной характеристики центробежного насоса при подачах, меньших левой границы рабочей зоны насоса, что препятствует эффективной работе насоса в скважинах с большими колебаниями притока пластовой жидкости.As a prototype, the technical solution described in the scientific and technical journal "Oil of Russia" was selected. - 2006. - No. 1. Pages 62-64 (Kudryashov S.I., Zdolnik S.E., Sakhno N.V., Markelov D.V., Ivanovsky V.N., Ivanov A.A., Ovodkov O.A. submersible high-speed installations with an adjustable electric drive) - a submersible pumping unit for oil production, containing a submersible electric pump, with the possibility of changing the rotational speed, containing an electric motor connected in series on a single transmission, connected via a cable cable to a ground control station with a frequency converter, hydraulic protection, input bottom module and centrifugal pump. Such an installation has an ascending branch of the pressure-flow rate characteristic of a centrifugal pump at feeds lower than the left boundary of the pump working zone, which impedes efficient operation of the pump in wells with large fluctuations in the flow of formation fluid.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Основной технический результат изобретения состоит в разработке насосных установок для скважин с большими колебаниями притока пластовой жидкости за счет устранения восходящей ветви напорно-расходной характеристики центробежного насоса при подачах, меньших левой границы рабочей зоны насоса, причем независимо от физических причин, порождающих наличие указанной ветви («горба») на напорно-расходной характеристике насоса.The main technical result of the invention consists in the development of pumping units for wells with large fluctuations in the flow of formation fluid by eliminating the ascending branch of the discharge flow characteristic of the centrifugal pump at feeds lower than the left boundary of the pump working zone, and regardless of the physical reasons giving rise to the indicated branch (" hump ”) on the discharge flow characteristic of the pump.

Для достижения указанного технического результата разработана установка погружная с регулируемым электроприводом, содержащая электродвигатель, подключенный через погружную кабельную линию к наземной станции управления с преобразователем частоты, центробежный насос, отличающаяся от известной тем, что она содержит, по меньшей мере, одну дополнительную насосную секцию с меньшей, чем у центробежного насоса, производительностью при нулевом напоре и расположенную последовательно с центробежным насосом, причем вход и выход дополнительной секции связан гидравлическим каналом, в котором установлен, по меньшей мере, один обратный клапан с порогом срабатывания по давлению, не превышающим заданную точность регулирования. Установка погружного электронасоса может содержать две или более дополнительные насосные секции, вход и выход каждой из которых связан соответствующим гидравлическим каналом, в котором установлен, по меньшей мере, один обратный клапан, причем каждая последующая дополнительная секция имеет меньшую, чем у предыдущей дополнительной секции, производительность при нулевом напоре.To achieve the technical result, a submersible installation with an adjustable electric drive has been developed, containing an electric motor connected through a cable line to a ground control station with a frequency converter, a centrifugal pump, different from the known one, that it contains at least one additional pump section with a smaller than that of a centrifugal pump, with a capacity at zero head and located in series with a centrifugal pump, the input and output additionally sections associated hydraulic channel, in which is set, at least one check valve with a threshold of pressure that does not exceed a predetermined control accuracy. The installation of a submersible electric pump may contain two or more additional pump sections, the input and output of each of which is connected by a corresponding hydraulic channel in which at least one non-return valve is installed, and each subsequent additional section has a lower productivity than the previous additional section at zero pressure.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг 1 иллюстрирует известный в насосном погружном оборудовании эффект появления "горба" на НРХ (напорно-расходной характеристике) на примере серийного насоса 2 ВННП5-50.Fig 1 illustrates the effect of the appearance of a "hump" on the HPX (pressure-flow characteristic), known in pump submersible equipment, using the example of a serial pump 2 VNNP5-50.

Фиг.2 - приведена схема погружной установки согласно заявляемому изобретению.Figure 2 is a diagram of a submersible installation according to the claimed invention.

Фиг.3 - рассмотрены напорно-расходные характеристики центробежного насоса дополнительной насосной секции и суммарная.Figure 3 - considered the discharge characteristics of the centrifugal pump of the additional pump section and the total.

Фиг.4 иллюстрирует особенности поддержания критического динамического уровня в процессе эксплуатации скважины.Figure 4 illustrates the features of maintaining a critical dynamic level during the operation of the well.

Фиг.5 показывает, как порог срабатывания обратного клапана по давлению определяет точность регулирования давления.Figure 5 shows how the pressure threshold of the check valve determines the accuracy of pressure control.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Влияние относительного движения фаз на «негативную» деформацию напорно-расходной характеристики насоса при подачах, меньших левой границы рабочей зоны насоса, хорошо иллюстрируется, например, результатами экспериментального исследования, проведенного в диссертационной работе Игревского Л.В. (см. Игревский Л.В. Повышение эффективности эксплуатации погружных насосно-эжекторных систем для добычи нефти. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, РГУ Нефти и Газа им. И.М.Губкина, 2002 г.). Фиг.1. Опыты проводились при различных величинах газосодержания на приеме 22- ступенчатого насоса 2ВННП5-50.The influence of the relative phase movement on the “negative” deformation of the pressure-discharge characteristic of the pump at feeds lower than the left boundary of the pump working zone is well illustrated, for example, by the results of an experimental study conducted in the dissertation work of L. Igrevsky (see Igrevsky L.V. Improving the operational efficiency of submersible pump-ejector systems for oil production. The dissertation for the degree of candidate of technical sciences, Moscow, Russian State University of Oil and Gas named after IM Gubkin, 2002). Figure 1. The experiments were carried out at various gas contents at the intake of a 22-stage pump 2VNNP5-50.

Из фиг.1 видно, что при работе центробежного насоса на газожидкостной смеси в левой зоне напорно-расходной характеристики образуется «восходящая» ветвь даже для насоса, у которого при работе на однофазной жидкости «горб» на характеристике отсутствует.Figure 1 shows that when the centrifugal pump operates on a gas-liquid mixture in the left zone of the pressure-flow characteristic, an “ascending” branch is formed even for the pump, which does not have a “hump” on the characteristic when working on a single-phase fluid.

На Табл.1 и 2 представлены данные из каталога крупнейшего российского производителя погружных насосов - завода «АЛНАС», которые показывают, что современные погружные электронасосы - насосы для добычи нефти для эффективной работы в скважине с колебанием притока скважины, которое может быть весьма значительным, например от 500 м3/сут до 150 м3/сут.Tables 1 and 2 show data from the catalog of the largest Russian manufacturer of submersible pumps - the ALNAS plant, which show that modern submersible electric pumps are oil pumps for efficient operation in a well with fluctuations in well inflows, which can be very significant, for example from 500 m 3 / day to 150 m 3 / day.

Таблица 1Table 1 НасосPump Подача в раб. зоне, м3/сутSubmission to the slave. zone, m 3 / day Напор макс., мHead max., M Макс. потр. мощность, кВтMax. Cons. power, kWt КПД, %Efficiency% ЭЦНА(К)5-18ETSNA (C) 5-18 12-3012-30 26002600 20,720.7 2626 225(226)ЭЦНАК5-25225 (226) ETsNAK5-25 15-4515-45 34003400 34,6834.68 2828 225(226)ЭЦНАКИ5-25225 (226) ETSNAKI 5-25 15-4515-45 33503350 34,2034,20 2828 ЭЦНА(К)5-30ETSNA (C) 5-30 20-4020-40 25002500 23,923.9 3535 ЭЦНА(К)5-45ETSNA (C) 5-45 12-7012-70 26002600 35,435,4 39,739.7 225(226)ЭЦНАК5-45225 (226) ETsNAK5-45 15-7015-70 25002500 35,0835.08 3737 225(226)ЭЦНАКИ5-45225 (226) ETSNAKI 5-45 15-7015-70 24002400 33,3933.39 3737 ЭЦНА(К)5-60ETSNA (C) 5-60 35-8035-80 25502550 39,739.7 4444 225(226)ЭЦНАК5-60225 (226) ETsNAK5-60 35-8035-80 23502350 35,235,2 4646 225(226)ЭЦНАКИ5-60225 (226) ETSNAKI 5-60 35-8035-80 20002000 29,629.6 4646 ЭЦНА(К)5-80ETSNA (C) 5-80 60-11560-115 26002600 45,745.7 51,551.5 225(226)ЭЦНАК5-80225 (226) ETsNAK5-80 60-11560-115 25002500 46,546.5 50,050,0 225(226)ЭЦНАКИ5-80225 (226) ETSNAKI 5-80 60-11560-115 22002200 39,7839.78 50,050,0 ЭЦНА(К)5-125ETSNA (C) 5-125 102-165102-165 24002400 57,657.6 58,558.5 225(226)ЭЦНАК5-125225 (226) ETsNAK5-125 102-165102-165 23002300 60,160.1 5353 225(226)ЭЦНАКИ5-125225 (226) ETSNAKI 5-125 102-165102-165 19501950 51,8751.87 5353 ЭЦНА(К)5-200ETSNA (K) 5-200 150-265150-265 17501750 79,379.3 50fifty 225(226)ЭЦНАК5-200225 (226) ETsNAK5-200 150-265150-265 17501750 78,5978.59 50fifty 225(226)ЭЦНАКИ5-200225 (226) ETSNAKI 5-200 150-265150-265 17001700 107,09107.09 50fifty 225(226)ЭЦНАК5А-25225 (226) ETsNAK5A-25 10-5010-50 33003300 34,1234.12 27,527.5 225(226)ЭЦНАКИ5А-25225 (226) ETsNAKI 5A-25 10-5010-50 32503250 33,7733.77 27,527.5 ЭЦНА(К)5А-50ETSNA (K) 5A-50 25-8025-80 24502450 35,5235.52 39,539.5 225(226)ЭЦНАК5А-50225 (226) ETsNAK5A-50 25-8025-80 29502950 44,3844.38 3636

Таблица 2table 2 НасосPump Подача в раб. зоне, м3/сутSubmission to the slave. zone, m 3 / day Напор макс., мHead max., M Макс. потр. мощность, кВтMax. Cons. power, kWt КПД, %Efficiency% 225(226)ЭЦНАКИ5А-50225 (226) ETsNAKI 5A-50 25-8025-80 29002900 46,0546.05 3636 ЭЦНА(К)5А-80ETSNA (K) 5A-80 35-11035-110 22502250 43,1543.15 4848 225(226)ЭЦНАК5А-80225 (226) ETsNAK5A-80 35-11035-110 27502750 59,459,4 4242 225(226)ЭЦНАКИ5А-80225 (226) ETsNAKI 5A-80 35-11035-110 27002700 58,4058.40 4242 ЭЦНА(К)5А-125ETSNA (K) 5A-125 75-19075-190 20502050 57,7357.73 5454 ЭЦНА(К)5А-160ETSNA (K) 5A-160 125-205125-205 25002500 74,1674.16 6161 225(226)ЭЦНАК5А-160225 (226) ETsNAK5A-160 125-205125-205 26502650 79,7279.72 61,061.0 225(226)ЭЦНАКИ5А-160225 (226) ETsNAKI 5A-160 125-205125-205 26002600 77,7677.76 61,061.0 ЭЦНА(К)5А-200ETSNA (K) 5A-200 112-262112-262 22502250 94,8994.89 5454 ЭЦНА(К)5А-250ETSNA (K) 5A-250 195-340195-340 23502350 107,95107.95 61,561.5 225(226)ЭЦНАК5А-250225 (226) ETsNAK5A-250 195-340195-340 20502050 94,6394.63 61,561.5 225(226)ЭЦНАКИ5А-250225 (226) ETsNAKI5A-250 195-340195-340 23002300 105,42105.42 61,561.5 ЭЦНА(К)5А-400ETSNA (K) 5A-400 300-440300-440 15501550 119,12119.12 59,559.5 225(226)ЭЦНАК5А-400225 (226) ETsNAK5A-400 300-440300-440 14501450 109,59109.59 59,559.5 225(226)ЭЦНАКИ5А-400225 (226) ETsNAKI5A-400 300-440300-440 15501550 117,63117.63 59,559.5 ЭЦНА(К)5А-500ETSNA (K) 5A-500 430-570430-570 15001500 155,65155.65 54,554.5 225(226)ЭЦНАК5А-500225 (226) ETsNAK5A-500 430-570430-570 20502050 214,42214.42 54,554.5 225(226)ЭЦНАКИ5А-500225 (226) ETsNAKI 5A-500 430-570430-570 20002000 208,80208.80 54,554.5 ЭЦНА(К)6-800ETSNA (C) 6-800 550-925550-925 11001100 167,02167.02 6060 225(226)ЭЦНАК6-800225 (226) ETsNAK6-800 550-925550-925 950950 163,2163.2 5656 225(226)ЭЦНАКИ6-800225 (226) ETSNAKI 6-800 550-925550-925 950950 163,2163.2 5656 206ЭЦНАК6-1000206ETSNAK6-1000 840-1200840-1200 18501850 352,1352.1 6060 206ЭЦНАК6-1250206ETSNAK6-1250 1100-15401100-1540 14001400 361,2361.2 5656 205(206)ЭЦНАК8-2000205 (206) ETsNAK8-2000 1500-25001500-2500 15001500 579579 6060

Суть предлагаемого изобретения состоит в устранении восходящей ветви напорно-расходной характеристики центробежного насоса при подачах, меньших левой границы рабочей зоны насоса, причем независимо от физических причин, порождающих наличие «горба» на напорно-расходной характеристике насоса. На выходе центробежного насоса устанавливается дополнительная насосная секция с меньшей, чем у центробежного насоса, производительностью при нулевом напоре и крутопадающей напорно-расходной характеристикой при подачах, меньших левой границы рабочей зоны центробежного насоса. Вход и выход дополнительной насосной секции соединяются гидравлическим каналом, в котором устанавливается обратный клапан.The essence of the invention consists in eliminating the ascending branch of the discharge flow characteristic of a centrifugal pump at feeds lower than the left boundary of the pump working zone, and regardless of the physical reasons giving rise to a “hump” in the discharge flow characteristic of the pump. At the outlet of the centrifugal pump, an additional pump section is installed with a lower capacity than that of a centrifugal pump with a zero head and a steeply falling pressure-flow characteristic for feeds smaller than the left boundary of the centrifugal pump working zone. The inlet and outlet of the additional pump section are connected by a hydraulic channel in which a check valve is installed.

Сказанное выше иллюстрируется Фиг.2 и 3. На Фиг.2:The above is illustrated in FIGS. 2 and 3. In FIG. 2:

a - центробежный насос; a - centrifugal pump;

b - обратный клапан с порогом срабатывания по давлению, не превышающим заданную точность регулирования;b - non-return valve with a pressure threshold that does not exceed a predetermined control accuracy;

c - дополнительная насосная секция с меньшей, чем у центробежного насоса, производительностью при нулевом напоре.c - an additional pump section with a lower capacity than a centrifugal pump at zero pressure.

Цифрами обозначены характерные точки потока пластовой жидкости:The numbers indicate the characteristic points of the flow of formation fluid:

1 - вход центробежного насоса;1 - input of a centrifugal pump;

2 - выход центробежного насоса и вход дополнительной насосной секции и вход в гидравлический канал, в котором установлен обратный клапан с порогом срабатывания по давлению, не превышающим заданную точность регулирования;2 - the output of the centrifugal pump and the input of the additional pump section and the entrance to the hydraulic channel, in which a check valve is installed with a pressure threshold that does not exceed the specified control accuracy;

3 - выход дополнительной насосной секции и выход в гидравлический канала.3 - output of the additional pump section and exit to the hydraulic channel.

На Фиг.3 приведены напорно-расходные характеристики центробежного насоса (линия A), дополнительной насосной секции (линия В) и суммарная характеристика (линия C).Figure 3 shows the discharge characteristics of the centrifugal pump (line A), the additional pump section (line B) and the total characteristic (line C).

Рассмотрим случай, когда подача на приеме центробежного насоса (точка 1) меньше подачи дополнительной секции при нулевом напоре. На Фиг.3 такая подача обозначена как Q1. Поскольку дополнительная секция создает напор, то давление в точке 3 будет выше, чем давление в точке 2 и, следовательно, обратный клапан в гидравлическом канале будет закрыт. Другими словами, при данной подаче на приеме центробежного насоса имеет место последовательная схема соединения центробежного насоса и дополнительной секции. При такой схеме соединения напоры, развиваемые центробежным насосом и дополнительной секцией, складываются.Consider the case where the feed at the intake of the centrifugal pump (point 1) is less than the feed of the additional section at zero pressure. 3, such a feed is designated as Q1. Since the additional section creates a pressure, the pressure at point 3 will be higher than the pressure at point 2 and, therefore, the check valve in the hydraulic channel will be closed. In other words, at a given feed, a centrifugal pump receives a serial connection between the centrifugal pump and the additional section. With this connection scheme, the pressures developed by the centrifugal pump and the additional section are added.

Увеличение подачи на приеме центробежного насоса до подачи дополнительной секции при нулевом напоре (Q2) приводит к равенству давлений в точках 2 и 3. Открывается обратный клапан в гидравлическом канале. После открытия обратного клапана между точками 2 и 3 имеет место параллельное соединение дополнительной секции и обратного клапана, при котором расход через каждый элемент обратно пропорционален гидравлическому сопротивлению элементов.An increase in the supply at the centrifugal pump intake before the additional section is supplied at zero pressure (Q2) leads to equal pressure at points 2 and 3. The check valve in the hydraulic channel opens. After opening the check valve between points 2 and 3, there is a parallel connection of the additional section and the check valve, in which the flow through each element is inversely proportional to the hydraulic resistance of the elements.

Следовательно, в том случае, когда сопротивление гидравлического канала значительно меньше сопротивления дополнительной секции, дальнейшее увеличение подачи на приеме центробежного насоса (точка Q3 на Фиг.3) приводит к тому, что напорно-расходная характеристика сборки «центробежный насос - дополнительная секция» совпадает с напорно-расходной характеристикой центробежного насоса. (Н - напор насосной сборки).Therefore, in the case when the resistance of the hydraulic channel is much less than the resistance of the additional section, a further increase in the feed rate at the intake of the centrifugal pump (point Q3 in FIG. 3) leads to the fact that the pressure-flow characteristic of the “centrifugal pump - additional section” assembly coincides with pressure-flow characteristic of a centrifugal pump. (N is the pressure of the pump assembly).

Любой центробежный насос имеет ограничение по объемной расходной доле газа на приеме, которая пропорциональна давлению на приеме насоса, т.е. увеличение давления приводит к снижению газосодержания. С другой стороны, повышение давления на приеме насоса увеличивает забойное давление и, естественно, снижает дебит скважины. Таким образом, максимальный дебит скважины достигается при некоторой величине давления на приеме насоса, которой соответствует определенный динамический уровень - критический динамический уровень (Нкр). Как отмечалось выше, в процессе эксплуатации скважины ее параметры могут изменяться весьма значительно, что приводит к отклонению динамического уровня от изначально критического. Фиг.4 иллюстрирует такие отклонения, например, при снижении продуктивности скважины.Any centrifugal pump has a restriction on the volumetric flow rate of gas at the intake, which is proportional to the pressure at the intake of the pump, i.e. an increase in pressure leads to a decrease in gas content. On the other hand, increasing the pressure at the pump inlet increases the bottomhole pressure and, naturally, reduces the flow rate of the well. Thus, the maximum flow rate of the well is achieved with a certain pressure at the pump inlet, which corresponds to a certain dynamic level - a critical dynamic level (NCR). As noted above, during the operation of the well, its parameters can vary quite significantly, which leads to a deviation of the dynamic level from the initially critical level. Figure 4 illustrates such deviations, for example, when reducing well productivity.

Пусть погружной насос работает на частоте n2 в оптимальном режиме при коэффициенте продуктивности скважины, которому соответствует индикаторная линия К2 (точка 1). Увеличение продуктивности скважины до величины, которой соответствует индикаторная линия К3, приводит к тому, что режим работы насоса смещается в точку 2 и динамический уровень становится меньше критического. При этом дебит Q скважины увеличивается с величины Q2 до величины Q3, но не достигает максимально возможного значения Q4. Перейти на режим работы с оптимальным динамическим уровнем и, соответственно, с максимально возможным дебитом скважины можно, изменив частотный режим с n2 на n3.Let the submersible pump operate at frequency n2 in the optimal mode with the well productivity coefficient, which corresponds to the indicator line K2 (point 1). An increase in well productivity to the value corresponding to the indicator line K3 leads to the fact that the pump operating mode shifts to point 2 and the dynamic level becomes less than critical. In this case, the flow rate Q of the well increases from Q2 to Q3, but does not reach the maximum possible value of Q4. You can switch to the operating mode with the optimal dynamic level and, accordingly, with the maximum possible well production by changing the frequency mode from n2 to n3.

Снижение продуктивности скважины относительно изначального до величины, которой соответствует индикаторная линия К1, приводит к тому, что режим работы насоса смещается в точку 4 и динамический уровень становится большим критического и происходит срыв подачи насоса. Избежать данной негативной ситуации можно, изменив частотный режим с n2 на n1.The decrease in well productivity from the initial to the value corresponding to the indicator line K1 leads to the fact that the pump operation mode is shifted to point 4 and the dynamic level becomes large critical and the pump feed is interrupted. You can avoid this negative situation by changing the frequency mode from n2 to n1.

Таким образом, из сказанного выше следует, что поддержание в процессе эксплуатации скважины критического динамического уровня (или, что одно и тоже, давления на приеме насоса) является крайне важной задачей. Это обстоятельство накладывает жесткие требования на точность регулирования давления, повышение которой до необходимого уровня может быть ограничено порогом срабатывания обратного клапана. В этой связи, условия, наложенные в формуле изобретения на порог чувствительности обратного клапана, являются весьма существенными.Thus, it follows from the above that maintaining a critical dynamic level (or, which is the same thing, pressure at the pump intake) during the operation of the well is an extremely important task. This circumstance imposes stringent requirements on the accuracy of pressure regulation, the increase of which to the required level can be limited by the threshold of the check valve. In this regard, the conditions imposed in the claims on the sensitivity threshold of the check valve are very significant.

Ранее был описан порядок работы заявляемого устройства при «идеальном» обратном клапане, т.е. не имеющем порога срабатывания по давлению. Фиг.5 иллюстрирует, каким образом порог срабатывания обратного клапана по давлению определяет точность регулирования давления.Previously, the operation procedure of the inventive device with an “ideal” check valve was described, i.e. not having a pressure threshold. Figure 5 illustrates how the pressure threshold of the check valve determines the accuracy of pressure control.

При выполнении указанной погружной установки в качестве дополнительной насосной секции может использоваться роторно-вихревой насос, а в качестве обратного клапана - шариковый обратный клапан.When performing this submersible installation, a rotary vortex pump can be used as an additional pump section, and a ball check valve as a non-return valve.

Claims (2)

1. Установка погружная с регулируемым электроприводом, содержащая электродвигатель, подключенный через погружную кабельную линию к наземной станции управления с преобразователем частоты, центробежный насос, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, одну дополнительную насосную секцию с меньшей, чем у центробежного насоса, производительностью при нулевом напоре и расположенную последовательно с центробежным насосом, причем вход и выход дополнительной секции связан гидравлическим каналом, в котором установлен, по меньшей мере, один обратный клапан с порогом срабатывания по давлению, не превышающим заданную точность регулирования.1. Installation submersible with an adjustable electric drive, comprising an electric motor connected through a cable line to a ground control station with a frequency converter, a centrifugal pump, characterized in that it contains at least one additional pump section with a smaller than that of a centrifugal pump, capacity at zero pressure and located in series with a centrifugal pump, and the input and output of the additional section is connected by a hydraulic channel in which at least e, one non-return valve with a pressure threshold that does not exceed a predetermined control accuracy. 2. Установка погружного электронасоса по п.1, отличающаяся тем, что содержит две или более дополнительные насосные секции, вход и выход каждой из которых связан соответствующим гидравлическим каналом, в котором установлен, по меньшей мере, один указанный обратный клапан, причем каждая последующая дополнительная секция имеет меньшую, чем у предыдущей дополнительной секции производительность при нулевом напоре. 2. Installation of a submersible electric pump according to claim 1, characterized in that it contains two or more additional pump sections, the input and output of each of which is connected by a corresponding hydraulic channel in which at least one of the specified non-return valves is installed, with each subsequent additional the section has less productivity than the previous additional section at zero head.
RU2009149064/06A 2009-12-30 2009-12-30 Downhole pump plant RU2429382C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149064/06A RU2429382C1 (en) 2009-12-30 2009-12-30 Downhole pump plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149064/06A RU2429382C1 (en) 2009-12-30 2009-12-30 Downhole pump plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009149064A RU2009149064A (en) 2011-07-10
RU2429382C1 true RU2429382C1 (en) 2011-09-20

Family

ID=44739924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009149064/06A RU2429382C1 (en) 2009-12-30 2009-12-30 Downhole pump plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2429382C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808827C1 (en) * 2022-11-25 2023-12-05 Общество с ограниченной ответственностью "Альянс Агрегат Сервис" Method for producing formation fluid with a high gas content using an installation consisting of three pumping sections

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУДРЯШОВ С.И. и др. Об эффективности применения интеллектуальных погружных высокооборотных установок с регулируемым электроприводом. - Нефть России, 2006, №1, с.62-64. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808827C1 (en) * 2022-11-25 2023-12-05 Общество с ограниченной ответственностью "Альянс Агрегат Сервис" Method for producing formation fluid with a high gas content using an installation consisting of three pumping sections

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009149064A (en) 2011-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2344274C1 (en) Method of dual oil production from layers of one well with submersible pump set (versions)
US7214315B2 (en) Pressure exchange apparatus with integral pump
US10190585B2 (en) Multi-stage pump assembly having a pressure controlled valve for controlling recirculation of fluid from the pump stage outlet to the pump stage inlet
RU2439377C2 (en) Device for sealing system
US20100098525A1 (en) Pump System And Method For Delivering Multi-Phase Mixtures
WO2017112592A1 (en) Thrust compensation system for fluid transport devices
RU2706897C2 (en) Method of operation for pump, particularly for multiphase pump, and pump
US5779451A (en) Power efficient multi-stage twin screw pump
MX2023014681A (en) Integrated gas separator and pump.
RU2680021C1 (en) Compressor unit
US6135723A (en) Efficient Multistage pump
US11525448B2 (en) Density gas separation appartus for electric submersible pumps
RU2673894C1 (en) Installation for dual oil production from two layers of one well
RU2429382C1 (en) Downhole pump plant
RU2680028C1 (en) Compressor unit
US20110225962A1 (en) Variable Speed Hydraulic Pump Apparatus and Method
RU101750U1 (en) SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP FOR OIL PRODUCTION
RU2429383C1 (en) Downhole oil extraction plant with operating range
KR950011861A (en) Motor pump group and manufacturing method thereof
RU2233972C1 (en) Method for pumping fluid into injection well
US3433162A (en) Centrifugal pump with slip coupling
US933247A (en) Method of and apparatus for pumping fluids.
RU2747138C1 (en) Method for reducing gas pressure in the outlet of producing oil wells from the pressure maintenance system
RU88746U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION (OPTIONS)
CN212898345U (en) Automatic air lock removing device for oil-submersible displacement pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111231