RU2642704C1 - Method of periodic gas compression - Google Patents
Method of periodic gas compression Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642704C1 RU2642704C1 RU2017100653A RU2017100653A RU2642704C1 RU 2642704 C1 RU2642704 C1 RU 2642704C1 RU 2017100653 A RU2017100653 A RU 2017100653A RU 2017100653 A RU2017100653 A RU 2017100653A RU 2642704 C1 RU2642704 C1 RU 2642704C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working fluid
- chamber
- gas
- compression chamber
- pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности.The present invention relates to the field of compressor engineering and can be used in various industries.
Для перекачки газа известно устройство, включающее поршневой насос с рабочей и компрессионной камерами, снабженными всасывающим и нагнетательным клапанами и патрубками для подвода жидкости и газа и отвода газа, а также для расслоения смеси жидкости и газа (патент RU 17342 U1. Устройство для перекачки газа. Заявл. 04.12.2000. Опубл. 27.03.2001. БИ №9). Сепаратор снабжен поплавковым клапаном и сообщен с емкостью-накопителем, а патрубок для подвода жидкости размещен в компрессионной камере. Нагнетание газа из компрессионной камеры в напорную линию осуществляется жидкостью, подаваемой в компрессионную камеру поршневым насосом. В сепарационной емкости происходит разделение газожидкостной смеси, после которой жидкость поступает в накопитель, а газ - в напорную линию.A device is known for pumping gas, which includes a piston pump with a working and compression chambers equipped with suction and discharge valves and nozzles for supplying liquid and gas and gas, as well as for delaminating a mixture of liquid and gas (patent RU 17342 U1. Device for pumping gas. Declared on December 4, 2000. Published on March 27, 2001. BI No. 9). The separator is equipped with a float valve and is in communication with the storage tank, and the pipe for supplying liquid is placed in the compression chamber. The injection of gas from the compression chamber into the pressure line is carried out by the fluid supplied to the compression chamber by a piston pump. In the separation tank, the gas-liquid mixture is separated, after which the liquid enters the accumulator, and the gas into the pressure line.
Устройство имеет сложное исполнение из-за необходимости применения дополнительно сепаратора газожидкостной смеси. Такая необходимость обусловлена циклическим характером работы поршневого насоса и образованием смеси жидкости и газа в зоне их контакта.The device has a complex design due to the need to use an additional separator gas-liquid mixture. This need is due to the cyclical nature of the piston pump and the formation of a mixture of liquid and gas in the area of their contact.
Известен насос для перекачивания газожидкостной смеси (А.с. СССР, №1590687. Заявл. 04.10.88. Опубл. 07.09.90. БИ №33), включающий две емкости для попеременного перекачивания из них рабочей жидкости насосом и создания таким образом «жидкого» поршня в них. При снижении уровня «жидкого» поршня в одной из емкостей происходит всасывание в освободившийся объем газожидкостной смеси. В этот же период рабочая жидкость заполняет другую емкость и вытесняет собой ранее заполнившую газожидкостную смесь в напорную линию. По достижению определенного уровня рабочей жидкости в емкости происходит переключение потоков и перекачка рабочей жидкости в другую емкость, из которой начинается цикл вытеснения газожидкостной смеси в напорную линию. Сам перекачивающий насос работает, т.о., в непрерывном режиме, постоянно перекачивая жидкость, не содержащую газовую фазу. Недостатками устройства являются сложный и ненадежный способ переключения насоса с одной емкости на другую, а также необходимость установки двух компрессионных камер.A known pump for pumping a gas-liquid mixture (AS USSR, No. 1590687. Declaration. 04.10.88. Publish. 07.09.90. BI No. 33), including two tanks for alternately pumping working fluid from them with a pump and thus creating a "liquid "Piston in them. With a decrease in the level of the "liquid" piston in one of the containers, the gas-liquid mixture is sucked into the vacant volume. In the same period, the working fluid fills another container and displaces a previously filled gas-liquid mixture into the pressure line. Upon reaching a certain level of the working fluid in the tank, the flows are switched and the working fluid is pumped to another tank, from which the cycle of displacing the gas-liquid mixture into the pressure line begins. The transfer pump itself works, thus, in a continuous mode, constantly pumping liquid that does not contain a gas phase. The disadvantages of the device are a complex and unreliable way to switch the pump from one tank to another, as well as the need to install two compression chambers.
Известен способ перекачивания газоводонефтяной смеси насосом объемного вытеснения (А.с. SU 1079825 А. Способ перекачивания газоводонефтяной смеси насосом объемного вытеснения. Заявл. 21.04.1982. Опубл. 15.03.1984. БИ №10). Способ основан на вытеснении перекачиваемой смеси из камеры рабочей жидкостью, подаваемой центробежным насосом из второй камеры. В этот период во вторую камеру всасывается перекачиваемая смесь. Затем процесс повторяется в обратном направлении.A known method of pumping a gas-oil mixture by a volume displacement pump (A.S. SU 1079825 A. A method of pumping a gas-oil mixture by a volume displacement pump. Claim. 04/21/1982. Publish. 03/15/1984. BI No. 10). The method is based on the displacement of the pumped mixture from the chamber by the working fluid supplied by a centrifugal pump from the second chamber. During this period, the pumped mixture is sucked into the second chamber. Then the process is repeated in the opposite direction.
Недостаток способа заключается в необходимости применения химических реагентов, препятствующих образованию эмульсий на границе раздела рабочей жидкости с перекачиваемой. Такие эмульсии образуются в тех случаях, когда в качестве рабочей жидкости используется пластовая вода, а в качестве перекачиваемой среды - газоводонефтяная смесь.The disadvantage of this method is the need to use chemicals that prevent the formation of emulsions at the interface between the working fluid and the pumped. Such emulsions are formed when formation water is used as the working fluid, and the gas-oil mixture is used as the pumped medium.
Наиболее близкой к предложенному решению является установка для водогазового воздействия на нефтяной пласт (патент RU №2500883 С2. Заявл. 22.08.2011. Опубл. 10.12.2013), содержащая центробежный насос для перекачки рабочей жидкости без газа, приемные линии для газа и жидкости, две емкости со всасывающими и нагнетательными клапанами, линии отбора и нагнетания жидкости, сообщенные с выкидом и приемом насоса. На входной линии для воды параллельно размещен дополнительный насос, сообщенный с рабочим соплом жидкостно-газового эжектора, приемная камера которого соединена с газовой линией, а выкид - с верхними частями емкостей. Кроме того на входе эжектора расположены регулирующий клапан и дроссель, причем запорный орган регулирующего клапана гидравлически сообщен с выкидом эжектора и входом в дроссель.Closest to the proposed solution is the installation for water-gas treatment of the oil reservoir (patent RU No. 2500003 C2. Claim. 08.22.2011. Publ. 10.12.2013), containing a centrifugal pump for pumping a working fluid without gas, receiving lines for gas and liquid, two tanks with suction and discharge valves, lines for the selection and discharge of fluid, connected with the discharge and intake of the pump. At the water inlet line, an additional pump is placed in parallel, connected to the working nozzle of the liquid-gas ejector, the receiving chamber of which is connected to the gas line, and the discharge to the upper parts of the tanks. In addition, at the inlet of the ejector, a control valve and a throttle are located, and the shut-off element of the control valve is hydraulically in communication with the ejector of the ejector and the inlet to the throttle.
После того как уровень воды в одной из емкостей снизится до минимальной величины, датчик уровня передает сигнал на переключение подачи жидкости в обратном направлении. Переключение потоков производится с помощью управляемых трехходовых кранов.After the water level in one of the tanks drops to the minimum value, the level sensor transmits a signal to switch the fluid supply in the opposite direction. Switching flows is carried out using controlled three-way valves.
Аналог, выбранный в качестве прототипа, обладает недостатком, состоящим в снижении надежности работы насоса из-за присутствия в воде твердых взвешенных частиц (ТВЧ) и частично нефти. В подтоварной воде, относящейся к агрессивным средам, используемой в качестве рабочей жидкости и перекачиваемой центробежным насосом, может содержаться до 300 мг/л и более ТВЧ, которые вызывают повышенный износ и коррозию рабочих колес насосов. В результате износа ухудшается напорная характеристика насоса, и в конечном итоге происходит выход его из строя.The analogue selected as a prototype has the disadvantage of reducing the reliability of the pump due to the presence of solid suspended particles (HDTV) and partially oil in water. In commercial water related to aggressive media used as a working fluid and pumped by a centrifugal pump, up to 300 mg / l or more HDTV may be contained, which cause increased wear and corrosion of the pump impellers. As a result of wear, the pressure characteristic of the pump deteriorates, and ultimately its failure occurs.
Кроме того, применение двух компрессионных камер значительно осложняет конструкцию и автоматизацию управления установкой, увеличивает металлоемкость и снижает надежность ее работы.In addition, the use of two compression chambers significantly complicates the design and automation of control of the installation, increases the metal consumption and reduces the reliability of its operation.
Технической задачей предложенного способа является упрощение способа и повышение надежности работы компрессора.The technical task of the proposed method is to simplify the method and increase the reliability of the compressor.
Новизна технического решения состоит в том, что в известном способе, включающем цикл подачи насосом рабочей жидкости под давлением от питающей емкости в компрессионную камеру с одновременным вытеснением из ее верхней части газа в напорную линию через нагнетательный клапан и, по мере достижения уровнем рабочей жидкости в компрессионной камере максимального положения, переключение компрессионной камеры на слив, цикл опорожнения этой камеры от рабочей жидкости с одновременным поступлением в нее компримируемого газа через всасывающий клапан и, по мере достижения уровнем рабочей жидкости минимального положения, повторение циклов, согласно изобретению цикл опорожнения компрессионной камеры от рабочей жидкости производят без прекращения ее подачи насосом в компрессионную камеру, причем опорожнение этой камеры от рабочей жидкости производят с расходом, превышающим подачу перекачивающего рабочую жидкость насоса.The novelty of the technical solution lies in the fact that in the known method, which includes a cycle of pumping a working fluid under pressure from a supply tank into a compression chamber while simultaneously displacing gas from its upper part into a pressure line through a discharge valve and, as the working fluid reaches the compression level the chamber of maximum position, switching the compression chamber to drain, the cycle of emptying this chamber from the working fluid with the simultaneous flow of compressed gas into it through the suction cell apan and, as the level of the working fluid reaches its minimum position, cycles are repeated, according to the invention, the cycle of emptying the compression chamber from the working fluid is carried out without stopping its supply by the pump to the compression chamber, and this chamber is emptied from the working fluid at a flow rate exceeding the flow rate of the pumping fluid pump.
На рисунке представлена принципиальная схема реализации способа.The figure shows a schematic diagram of the implementation of the method.
Схема включает компрессионную камеру 1 с запорными клапанами верхнего 2 и нижнего 3 положений уровня рабочей жидкости. Верхняя часть компрессионной камеры 1 соединена с обратными клапанами 4 и 5, установленными соответственно на всасывающей 6 и напорной 7 газовых линиях установки. Нижняя часть компрессионной камеры 1 линией 8 соединена с питающей емкостью 9 через электромагнитный клапан 10 с датчиками максимального и минимального давления (на рис. не показаны) и кран 11. В питающую емкость введена приемная линия 12 насоса 13 с фильтром 14. Напорная линия 15 насоса 13 соединена с компрессионной камерой 1, а также через предохранительный клапан 16 с питающей емкостью 9. Перед входом жидкости в проходное сечение электромагнитного клапана 10 и на нагнетательной линии 15 насоса 13 установлены контрольные манометры 17 и 18.The circuit includes a
Запорные клапаны уровня жидкости 2 и 3 в камере 1 представляют собой сферические плавающие поплавки, перекрывающие собой отверстия в камере 1 соответственно в ее верхней и нижней частях. Для перекачки рабочей жидкости применяется насос объемного вытеснения, например шестеренчатый, а в качестве рабочей жидкости может быть использовано, например, масло синтетическое.The liquid
Клапан электромагнитный 10 открывает свое проходное сечение при достижении в нем максимально допустимого значения давления и перекрывает проходное сечение при достижении минимально допустимого значенияThe
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Циклическое заполнение камеры 1 рабочей жидкостью и ее опорожнение позволяет изменять давление и объем газа в нем над уровнем жидкости. При снижении давления ниже давления во всасывающей линии 6 в камеру 1 входит газ, а при достижении в ней давления выше давления в напорной линии 7 газ вытесняется из камеры 1.The cyclic filling of the
В цикле всасывания (холостого периода работы насоса 13) газ поступает в камеру 1 через обратный клапан 4. Обратный клапан 5 остается при этом перекрытым ввиду превышения давления в напорной линии 7 над давлением в камере 1.In the suction cycle (idle period of the pump 13), gas enters the
В цикле нагнетания газа уровень жидкости в камере 1 и давление в нем повышаются благодаря подаче насосом 13 рабочей жидкости и газ вытесняется в напорную линию 7 через обратный клапан 5. В этом цикле рабочая жидкость из питающей емкости 9 через приемную линию 12 и фильтр 14 поступает в насос 13, который закачивает рабочую жидкость в камеру 1 по напорной линии 15. В этот период проходное сечение электромагнитного клапана 10 остается перекрытым. При достижении уровнем жидкости в камере 1 крайнего верхнего положения поплавок запорного клапана 2 всплывет и перекроет отверстие для выхода газа в верхней части камеры 1. Давление в камере 1 резко возрастет из-за продолжающейся работы насоса 13. При достижении максимального значения давления сработает датчик максимального давления и электромагнитный клапан 10 откроет проходное сечение для слива жидкости. Слив жидкости из камеры 1 по линии 8 через кран 11 в питающую емкость 9, находящуюся под атмосферным давлением, будет происходить под давлением газа, примерно равного давлению во всасывающей линии 6 установки. При достижении уровнем жидкости в камере 1 крайнего нижнего положения поплавок клапана 3 опустится и перекроет отверстие слива жидкости в камере 1. Давление на входе в электромагнитный клапан 10 резко снизится и при достижении допустимой величины перекроет его проходное сечение.In the gas injection cycle, the liquid level in the
Слив жидкости из камеры 1 будет происходить при непрекращающейся работе насоса 13, т.е. его холостом периоде работы. Для минимизации периода холостой работы насоса 13 расход сливаемой жидкости устанавливают значительно превышающим его подачу. Такой расход достигается соответствующим подбором диаметров проходных сечений электромагнитного клапана 10 и линии 8. Кроме того, этот расход достигается также установлением минимально допустимого значения давления во всасывающей линии 6. Небольшое допустимое значение избыточного давления во всасывающей линии 6 (к примеру, 0,2…0,25 МПа) позволяет получать расходы слива рабочей жидкости из камеры 1, кратно превышающие подачу насоса 13. Расход слива жидкости из камеры 1 в питающую емкость 9 регулируется краном 11.The discharge of fluid from the
После перекрытия проходного сечения электромагнитного клапана 10 благодаря безостановочному режиму работы наоса 13 уровень жидкости в камере 1 будет подниматься и цикл повторяться вновь и т.д. Для предупреждения аварийных ситуаций при резком подъеме давления в камере 1 после перекрытия отверстия для выхода газа поплавком клапана 2 предусмотрен предохранительный клапан 16. При превышении давления выше допустимого значения предохранительный клапан 16 откроется и жидкость из насоса 13 поступит непосредственно в питающую емкость 9.After the passage section of the
Регулированием подачи насоса 13 можно изменять объемы компримирования газа.By adjusting the supply of the
Постоянный режим работы насоса 13 существенно увеличивает надежность его эксплуатации и наработку на отказ благодаря снижению частоты запусков и остановок, а также нагрузок на электродвигатель привода.The constant mode of operation of the
Технико-экономическими преимуществами способа являются простота, малая металлоемкость и высокая надежность эксплуатации применяемого оборудования.Techno-economic advantages of the method are simplicity, low metal consumption and high reliability of operation of the equipment used.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100653A RU2642704C1 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Method of periodic gas compression |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100653A RU2642704C1 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Method of periodic gas compression |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2642704C1 true RU2642704C1 (en) | 2018-01-25 |
Family
ID=61023804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100653A RU2642704C1 (en) | 2017-01-10 | 2017-01-10 | Method of periodic gas compression |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642704C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793784C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-04-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр современных технологий" | Method for operating a group of oil wells |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1590687A1 (en) * | 1988-10-04 | 1990-09-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов | Pump for feeding gas-liquid mixture |
RU2293178C1 (en) * | 2005-06-22 | 2007-02-10 | Александр Николаевич Дроздов | System for inducing water-gas effect onto bed |
US20110088896A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Greatpoint Energy, Inc. | Integrated enhanced oil recovery process |
RU2500883C2 (en) * | 2011-08-22 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания ОЗНА" | Installation for water-alternated-gas injection to oil formation |
-
2017
- 2017-01-10 RU RU2017100653A patent/RU2642704C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1590687A1 (en) * | 1988-10-04 | 1990-09-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов | Pump for feeding gas-liquid mixture |
RU2293178C1 (en) * | 2005-06-22 | 2007-02-10 | Александр Николаевич Дроздов | System for inducing water-gas effect onto bed |
US20110088896A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Greatpoint Energy, Inc. | Integrated enhanced oil recovery process |
RU2500883C2 (en) * | 2011-08-22 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания ОЗНА" | Installation for water-alternated-gas injection to oil formation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793784C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-04-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр современных технологий" | Method for operating a group of oil wells |
RU2812819C1 (en) * | 2023-08-07 | 2024-02-02 | Денис Валериевич Петраковский | Method of well oil production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2630490C1 (en) | Pumping plant for gas withdrawal from annular space in oil well | |
EP0568742A1 (en) | Transfer of production fluid from a well | |
US5525042A (en) | Liquid pump with compressed gas motive fluid | |
US20120125624A1 (en) | Ultra-pumps systems | |
RU2642704C1 (en) | Method of periodic gas compression | |
RU2500883C2 (en) | Installation for water-alternated-gas injection to oil formation | |
WO2020053486A1 (en) | Fluid pump | |
SU1590687A1 (en) | Pump for feeding gas-liquid mixture | |
RU2793784C1 (en) | Method for operating a group of oil wells | |
RU2293881C2 (en) | Device for batching fluid | |
SU1236173A1 (en) | Lubrication system for screw compressor | |
SU985459A1 (en) | Pneumatic displacement pump | |
US3606585A (en) | Fluid pressure driven pump | |
RU2812819C1 (en) | Method of well oil production | |
RU2178832C1 (en) | Device for pumping of multiphase fluids | |
RU2364706C1 (en) | Method of constant dose pumping-over of liquid chemical reactant and device for its implementation | |
SU1707271A1 (en) | Pump | |
RU1781464C (en) | Pneumatic displacement pump | |
US1023583A (en) | Injector attachment for air or steam pumps. | |
RU184474U1 (en) | INSTALLATION FOR PUMPING SEPARATED GAS FROM OIL WELL | |
SU1617198A1 (en) | Sucker-rod pumping unit | |
SU1137840A1 (en) | Metering pump | |
SU1163043A1 (en) | System for pumping liquid out of reservoir | |
SU1062655A1 (en) | Device for water distribution control in water supply systems | |
WO2016126164A1 (en) | Method and system for emptying a liquid containing tank |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200323 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210111 |