RU2610356C1 - Device for gas compression - Google Patents

Device for gas compression Download PDF

Info

Publication number
RU2610356C1
RU2610356C1 RU2016102311A RU2016102311A RU2610356C1 RU 2610356 C1 RU2610356 C1 RU 2610356C1 RU 2016102311 A RU2016102311 A RU 2016102311A RU 2016102311 A RU2016102311 A RU 2016102311A RU 2610356 C1 RU2610356 C1 RU 2610356C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
valve
cap
pipe
inner cavity
Prior art date
Application number
RU2016102311A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Павлович Левцев
Андрей Николаевич Макеев
Сергей Федорович Кудашев
Ильнюр Растямович Дашкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2016102311A priority Critical patent/RU2610356C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610356C1 publication Critical patent/RU2610356C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F7/00Pumps displacing fluids by using inertia thereof, e.g. by generating vibrations therein
    • F04F7/02Hydraulic rams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/008Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being a fluid transmission link

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to gas compression and pumping and can be used in drilling, development and operation of oil and gas wells, as well for filling a vehicle with liquefied gas. Device for compression of gas comprises supply pipe 1 with impact valve 2, pressure cap 3 with damper 4 inside it, in form of a hollow chamber, connected to pipe 1 with possibility of filling its inner cavity of working medium. Outer side of damper 4 faces inner cavity of cap 3, as well as inlet and bypass valves 5 and 6. Pipe 1 is made in form of a closed hydraulic circuit. Valves 5 and 6 are connected to inner cavity of cap 3. Additionally there is control valve 7, pump 9, expansion tank 10, heat exchanger 8 and pressure regulator 11. Valve 7 is installed between cap 3 and pipe 1, in which are successively incorporated heat exchanger 8 and pump 9, input of which connected to tank 10. Pressure regulator 11 is installed at outlet of valve 6.
EFFECT: higher reliability and efficiency.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к области сжатия и перекачки газа, и может быть использовано при бурении, освоении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, а также для заправки автомобильного транспорта сжиженным газом.The invention relates to energy, and in particular to the field of compression and pumping gas, and can be used in the drilling, development and operation of oil and gas wells, as well as for refueling motor vehicles with liquefied gas.

Известно устройство для нагнетания газов и газожидкостных смесей, включающее гидравлический нагнетатель объемного типа, состоящий из ряда секций, компрессионные камеры, сообщенные с нагнетателем, каждая из которых содержит всасывающий клапан для подачи в камеру газа или газожидкостной смеси от независимого источника. Над всасывающим клапаном размещен нагнетательный клапан, сообщенный с потребителем. Насос для подачи питательной жидкости через всасывающий клапан нагнетателя установлен для создания в компрессионных камерах гидрозатвора. Компрессионные камеры выполнены в виде отдельного модуля компремирования, соединенного трубопроводами с гидравлической частью нагнетателя (RU 2282749, МПК F04B 19/06, F04B 35/00, опубл. 27.08.2006).A device for injecting gases and gas-liquid mixtures is known, including a volumetric type hydraulic blower, consisting of a number of sections, compression chambers in communication with the blower, each of which contains a suction valve for supplying gas or gas-liquid mixture to the chamber from an independent source. Above the suction valve there is a discharge valve in communication with the consumer. A pump for supplying nutrient fluid through the suction valve of the supercharger is installed to create a water seal in the compression chambers. Compression chambers are made in the form of a separate compression module connected by pipelines to the hydraulic part of the supercharger (RU 2282749, IPC F04B 19/06, F04B 35/00, published on 08.27.2006).

Недостатками известного устройства являются большие затраты энергии на привод кривошипно-шатунного механизма, а также относительно большие потери энергии на трение. Кроме того, при дожимании газа он растворяется в воде, что требует последующего разделения газожидкостной смеси на газ и жидкость, что приводит к усложнению технологического процесса.The disadvantages of the known device are the large energy costs for the drive of the crank mechanism, as well as the relatively large energy losses due to friction. In addition, when boiling a gas, it dissolves in water, which requires subsequent separation of the gas-liquid mixture into gas and liquid, which leads to the complexity of the process.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является таран гидравлический, содержащий водоподъемную ступень, включающую подводящую трубу с ударным клапаном, напорный колпак, содержащий штуцер с золотником и размещенным внутри него полым демпфером, выполненным в виде полой резиновой камеры, впускной и перепускной клапаны, а также трубу, соединяющую напорный колпак с водонапорной емкостью. Полый демпфер включен между впускным и перепускным клапанами с возможностью заполнения его внутренней полости рабочей средой, при этом наружная сторона демпфера обращена во внутреннюю полость напорного колпака, которая посредством штуцера сообщена с атмосферой (RU 144214, МПК F04F 7/02, опубл. 10.08.2014).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a hydraulic ram containing a lifting stage, including a supply pipe with a shock valve, a pressure cap containing a fitting with a spool and a hollow damper placed inside it, made in the form of a hollow rubber chamber, an inlet and an overflow valve, as well as a pipe connecting the pressure cap to the water tank. A hollow damper is connected between the inlet and bypass valves with the possibility of filling its inner cavity with a working medium, while the outer side of the damper is facing the inner cavity of the pressure cap, which is connected to the atmosphere by means of a fitting (RU 144214, IPC F04F 7/02, publ. 08/10/2014 )

Работоспособность устройства обеспечивается использованием эффекта гидравлического удара. Повышение давления ΔР (Па) в жидкости, достигаемое при гидравлическом ударе, достигает значительных величин и может быть определено по формуле:The performance of the device is ensured by using the effect of water hammer. The increase in pressure ΔР (Pa) in the fluid, achieved with water hammer, reaches significant values and can be determined by the formula:

ΔP=100γν,ΔP = 100γν,

где γ - удельный вес жидкости, Н/м3;where γ is the specific gravity of the liquid, N / m 3 ;

ν - скорость установившегося движения жидкости, м/с (Овсепян В.М. Гидравлический таран и таранные установки. / В.М. Овсепян. - М.: Машиностроение, 1968. - 124 с. ).ν is the speed of steady-state fluid movement, m / s (V. Hovsepyan, Hydraulic ram and ram systems. / V. M. Hovsepyan. - M.: Mechanical Engineering, 1968. - 124 p.).

Недостатком описанного выше технического решения является то, что слив рабочей среды (жидкости) происходит за пределы гидравлической системы. Известное устройство не предназначено для сжатия и перекачки газа, но оно выбрано за прототип, так как эффект повышения давления при гидравлическом ударе в жидкости использован для повышения давления газа.The disadvantage of the technical solution described above is that the discharge of the working medium (fluid) occurs outside the hydraulic system. The known device is not intended for compression and pumping of gas, but it is chosen as a prototype, since the effect of increasing pressure during a hydraulic shock in a liquid is used to increase gas pressure.

Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности работы устройства для дожимания газа, которые достигаются повышением давления сжимаемого газа и отсутствием необходимости разделения газожидкостной смеси при упрощении конструкции.The technical result consists in increasing the reliability and efficiency of the gas booster device, which is achieved by increasing the pressure of the compressible gas and the absence of the need to separate the gas-liquid mixture while simplifying the design.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для дожимания газа, включающее подводящую трубу с ударным клапаном, напорный колпак с размещенным внутри него полым демпфером, выполненным в виде полой эластичной камеры, наружная сторона которого обращена во внутреннюю полость напорного колпака, подключенного к подводящей трубе, а также впускной и перепускной клапаны. Подводящая труба выполнена в виде замкнутого гидравлического контура, впускной и перепускной клапаны включены во внутреннюю полость напорного колпака. Дополнительно содержится регулировочный вентиль, насос, расширительная емкость, теплообменник и регулятор давления. Регулировочный вентиль установлен между напорным колпаком и подводящей трубой рабочей среды, в которую последовательно включены теплообменник и насос, вход которого соединен с расширительной емкостью, а регулятор давления установлен на выходе перепускного клапана.The essence of the invention lies in the fact that the device for booster gas, including a supply pipe with a shock valve, a pressure cap with a hollow damper located inside it, made in the form of a hollow elastic chamber, the outer side of which is facing the inner cavity of the pressure cap connected to the supply pipe, as well as inlet and bypass valves. The inlet pipe is made in the form of a closed hydraulic circuit, the inlet and bypass valves are included in the internal cavity of the pressure cap. Additionally contains a control valve, pump, expansion tank, heat exchanger and pressure regulator. A control valve is installed between the pressure cap and the supply pipe of the working medium, in which the heat exchanger and pump are connected in series, the input of which is connected to the expansion tank, and the pressure regulator is installed at the outlet of the bypass valve.

На чертеже изображено устройство для дожимания газа.The drawing shows a device for booster gas.

Устройство для дожимания газа содержит подводящую трубу 1 в виде замкнутого гидравлического контура с ударным клапаном 2. Напорный колпак 3, с размещенным внутри него полым демпфером 4, выполненным в виде полой эластичной камеры, наружная сторона которого обращена во внутреннюю полость напорного колпака 3. Полый демпфер 4 подключен к подводящей трубе 1 с возможностью заполнения его внутренней полости рабочей средой. Впускной 5 и перепускной 6 клапаны включены во внутреннюю полость напорного колпака 3. Между напорным колпаком 3 и подводящей трубой 1 установлен регулировочный вентиль 7. Теплообменник 8 и насос 9 последовательно включены в подводящую трубу 1. Вход насоса 9 соединен с расширительной емкостью 10. Регулятор давления 11 установлен на выходе перепускного клапана 6.The gas booster device comprises a feed pipe 1 in the form of a closed hydraulic circuit with a shock valve 2. Pressure cap 3, with a hollow damper 4 placed inside it, made in the form of a hollow elastic chamber, the outer side of which is facing the inner cavity of the pressure cap 3. Hollow damper 4 is connected to the supply pipe 1 with the possibility of filling its internal cavity with a working medium. Inlet 5 and bypass 6 valves are included in the internal cavity of the pressure cap 3. Between the pressure cap 3 and the inlet pipe 1, an adjustment valve 7. A heat exchanger 8 and a pump 9 are connected in series to the inlet pipe 1. The inlet of the pump 9 is connected to the expansion tank 10. Pressure regulator 11 is installed at the outlet of the bypass valve 6.

Устройство для дожимания газа работает следующим образом. Сначала подводящая труба 1 через расширительную емкость 10 заполняется рабочей средой (например, водой). Затем осуществляют ее циркуляцию при помощи насоса 9. При этом ударный клапан 2 автоматически открывает и закрывает проходное сечение подводящей трубы 1, что обеспечивает увеличение при положительной волне гидравлического удара и уменьшение при отрицательной волне гидравлического удара объема полого демпфера 4 во внутренней полости напорного колпака 3. Газ, подаваемый с начальным давлением через впускной клапан 5 во внутреннюю полость напорного колпака 3, под действием положительной волны гидравлического удара сжимается в нем и поступает через перепускной клапан 6 и регулятор давления 11 к потребителю (на рисунке не указан). Регулировочный вентиль 7 при изменении проходного сечения позволяет изменять величину степени сжатия газа в напорном колпаке 3 от воздействия положительной волны гидравлического удара, часть которой гасится в расширительной емкости 10. При сжатии газа полым демпфером 4 напорный колпак 3 нагревается. Отвод тепла обеспечивается циркулирующей через него рабочей средой, которая, возвращаясь каждый раз в момент действия отрицательной волны гидравлического удара в подводящую трубу 1, охлаждается в теплообменнике 8. Тепловыделение можно использовать для повышения энергетической эффективности устройства.A gas booster device operates as follows. First, the supply pipe 1 through the expansion tank 10 is filled with a working medium (for example, water). Then, it is circulated using pump 9. In this case, the shock valve 2 automatically opens and closes the passage section of the inlet pipe 1, which ensures an increase in the volume of the hollow damper 4 in the inner cavity of the pressure cap 3 with a positive wave of water shock and a hydraulic shock. The gas supplied with the initial pressure through the inlet valve 5 into the internal cavity of the pressure cap 3, is compressed in it under the action of a positive wave of water hammer. t through the bypass valve 6 and pressure regulator 11 to the consumer (not shown in the figure). The control valve 7 when changing the flow cross-section allows you to change the degree of gas compression in the pressure cap 3 from the action of a positive wave of water hammer, part of which is extinguished in the expansion tank 10. When the gas is compressed by the hollow damper 4, the pressure cap 3 heats up. Heat removal is provided by the working medium circulating through it, which, returning each time when a negative shock wave acts in the supply pipe 1, is cooled in the heat exchanger 8. Heat can be used to increase the energy efficiency of the device.

По сравнению с известным техническим решением предлагаемое обеспечивает повышение надежности и эффективности работы устройства для дожимания газа, которые достигаются повышением давления сжимаемого газа, отсутствием необходимости разделения газожидкостной смеси и упрощением конструкции.Compared with the known technical solution, the proposed one provides an increase in the reliability and efficiency of the gas booster device, which is achieved by increasing the pressure of the compressible gas, eliminating the need for separation of the gas-liquid mixture and simplifying the design.

Claims (1)

Устройство для дожимания газа, включающее подводящую трубу с ударным клапаном, напорный колпак с размещенным внутри него полым демпфером, выполненным в виде полой эластичной камеры, наружная сторона которого обращена во внутреннюю полость напорного колпака, подключенного к подводящей трубе, а также впускной и перепускной клапаны, отличающееся тем, что подводящая труба рабочей среды выполнена в виде замкнутого гидравлического контура, впускной и перепускной клапаны включены во внутреннюю полость напорного колпака, дополнительно содержит регулировочный вентиль, насос, расширительную емкость, теплообменник и регулятор давления, при этом регулировочный вентиль установлен между напорным колпаком и подводящей трубой, в которую последовательно включены теплообменник и насос, вход которого соединен с расширительной емкостью, а регулятор давления установлен на выходе перепускного клапана.A gas booster device including a supply pipe with a shock valve, a pressure cap with a hollow damper located inside it, made in the form of a hollow elastic chamber, the outer side of which is facing the inner cavity of the pressure cap connected to the supply pipe, as well as the inlet and bypass valves, characterized in that the supply pipe of the working medium is made in the form of a closed hydraulic circuit, the inlet and bypass valves are included in the internal cavity of the pressure cap, additionally containing um control valve, the pump, the expansion tank, heat exchanger and pressure regulator, wherein the control valve is installed between the discharge cap and the inlet tube which are connected in series a heat exchanger and a pump whose input is connected to the expansion tank, and a pressure regulator mounted at the outlet of the overflow valve.
RU2016102311A 2016-01-25 2016-01-25 Device for gas compression RU2610356C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102311A RU2610356C1 (en) 2016-01-25 2016-01-25 Device for gas compression

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102311A RU2610356C1 (en) 2016-01-25 2016-01-25 Device for gas compression

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2610356C1 true RU2610356C1 (en) 2017-02-09

Family

ID=58457428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016102311A RU2610356C1 (en) 2016-01-25 2016-01-25 Device for gas compression

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610356C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR334076A (en) * 1903-07-23 1903-12-10 Adolf Hein Method and apparatus for the production of compressed air
SU1652674A1 (en) * 1989-05-30 1991-05-30 В.П. Карташев Hydraulic shock air compressor
RU2262003C1 (en) * 2004-04-16 2005-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная Компания "РАНКО" Gas topping-up device
RU65151U1 (en) * 2007-01-25 2007-07-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина GAS COMPRESSION AND TRANSFER DEVICE
EP2161450A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-10 UAB "Alnora" Water hammer driven air compressor
RU144214U1 (en) * 2014-02-21 2014-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" HYDRAULIC TARAN

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR334076A (en) * 1903-07-23 1903-12-10 Adolf Hein Method and apparatus for the production of compressed air
SU1652674A1 (en) * 1989-05-30 1991-05-30 В.П. Карташев Hydraulic shock air compressor
RU2262003C1 (en) * 2004-04-16 2005-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная Компания "РАНКО" Gas topping-up device
RU65151U1 (en) * 2007-01-25 2007-07-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина GAS COMPRESSION AND TRANSFER DEVICE
EP2161450A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-10 UAB "Alnora" Water hammer driven air compressor
RU144214U1 (en) * 2014-02-21 2014-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" HYDRAULIC TARAN

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU52125U1 (en) ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE PUMP UNIT
RU2012150458A (en) PUMPING SYSTEM
US2464095A (en) Pump
CN202360325U (en) Hydraulic-drive gas compressor
CN102392810A (en) Hydraulically driven gas compressor
CA2674961C (en) Positive displacement pump apparatus
DK200800165U3 (en) pumping device
RU2610356C1 (en) Device for gas compression
US684806A (en) Pressure-regulator for pumps.
RU2680028C1 (en) Compressor unit
CN104791214A (en) Volumetric fluid pump allowing waste fluid energy to be used
CN201513310U (en) Reciprocating piston pump
RU2622989C1 (en) Gas booster device
RU2666506C2 (en) Method of producing mechanical energy from hydraulic-kinetic energy absorbers
US20110225962A1 (en) Variable Speed Hydraulic Pump Apparatus and Method
US2870717A (en) Pressure generating means for deep well pumps
CN102748159B (en) Scavenging double-working-medium continuous combustion chamber piston thermal power system
RU2613150C1 (en) Pumping plant with electrohydraulic actuator
RU2382903C1 (en) Downhole diaphragm oil extraction pumping unit
RU2015107679A (en) DIRECT INJECTION FUEL PUMP OPERATION METHOD, FUEL INJECTION SYSTEM (OPTIONS) AND DIRECT INJECTION FUEL PUMP SYSTEM
RU2613152C1 (en) Device for pulse circulation environment in a closed circuit
RU2811005C1 (en) Chemical water treatment system
CN104295473A (en) Hydraulic positive displacement pump
RU2233972C1 (en) Method for pumping fluid into injection well
CN207539103U (en) A kind of improved hydraulic power unit

Legal Events

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

Effective date: 20180126