RU2702952C1 - Compressor unit - Google Patents
Compressor unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702952C1 RU2702952C1 RU2019109830A RU2019109830A RU2702952C1 RU 2702952 C1 RU2702952 C1 RU 2702952C1 RU 2019109830 A RU2019109830 A RU 2019109830A RU 2019109830 A RU2019109830 A RU 2019109830A RU 2702952 C1 RU2702952 C1 RU 2702952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- liquid separator
- ejector
- level
- 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
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
- F04B19/04—Pumps for special use
- F04B19/06—Pumps for delivery of both liquid and elastic fluids at the same time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B23/00—Pumping installations or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
- F04F1/06—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
- F04F1/08—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped specially adapted for raising liquids from great depths, e.g. in wells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области компрессорных машин и может быть использовано при добыче нефти и газа на суше или на море, в том числе для реализации газлифтного метода для удаления воды из газовых скважин.The invention relates to the field of compressor machines and can be used in the extraction of oil and gas on land or at sea, including for the implementation of the gas-lift method for removing water from gas wells.
Известна компрессорная установка, содержащая рабочую камеру, сообщающуюся с жидкостным насосом, эжектор, перепускное распределительное устройство, всасывающий газовый клапан, который отделяет полость рабочей камеры и газопровода высокого давления от газопровода низкого давления (RU 2154749, 2000 г.).A known compressor installation comprising a working chamber in communication with a liquid pump, an ejector, a bypass switchgear, a suction gas valve that separates the cavity of the working chamber and the high pressure gas pipeline from the low pressure gas pipeline (RU 2154749, 2000).
Недостатком известного устройства является относительно низкая надежность жидкостного насоса в период перекачки газожидкостной смеси, что влечет за собой и снижение надежности работы компрессорной установки в целом.A disadvantage of the known device is the relatively low reliability of the liquid pump during the pumping of the gas-liquid mixture, which entails a decrease in the reliability of the compressor unit as a whole.
Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является компрессорная установка, содержащая рабочую камеру, выполненную в виде газожидкостного сепаратора, реверсивный жидкостной насос и эжектор, при этом сопло эжектора гидравлически связано через обратный клапан с источником рабочей жидкости и реверсивным жидкостным насосом, который оснащен регулируемым электроприводом с частотным регулятором, вход камеры смешения эжектора связан через всасывающий газовый клапан с газопроводом низкого давления, а выход камеры смешения эжектора подключен посредством перепускного трубопровода к верхней части газожидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости подключен к реверсивному жидкостному насосу, связанному с источником рабочей жидкости (RU 2680021, 2019 г.).Of the known technical solutions, the closest to the proposed technical essence and the achieved result is a compressor unit containing a working chamber made in the form of a gas-liquid separator, a reversible liquid pump and an ejector, the ejector nozzle being hydraulically connected through a non-return valve to a source of working fluid and a reversible liquid pump, which is equipped with an adjustable electric drive with a frequency controller, the input of the mixing chamber of the ejector is connected through a suction gas valve n with a low pressure gas pipeline, and the outlet of the ejector mixing chamber is connected via an overflow pipe to the upper part of the gas-liquid separator, the gas outlet of which is connected through a gas discharge valve to the high pressure gas pipeline, and the liquid outlet is connected to a reversible liquid pump connected to a source of working fluid (RU 2680021, 2019).
Недостатками указанного устройства являются низкие надежность работы компрессорной установки и безопасность выполнения работ, что объясняется возможностью попадания газа в проточную часть жидкостного насоса при заполнении рабочей камеры газом с попаданием жидкости в газопровод высокого давления при вытеснении газа из рабочей камеры.The disadvantages of this device are the low reliability of the compressor unit and the safety of work, which is explained by the possibility of gas entering the flowing part of the liquid pump when filling the working chamber with gas and liquid entering the high pressure gas pipeline when gas is displaced from the working chamber.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности работы установки и уровня безопасности за счет исключения аварийных ситуаций в процессе ее эксплуатации.The technical problem to which the invention is directed is to increase the reliability of the installation and the level of safety by eliminating emergency situations during its operation.
Указанная проблема решается тем, что в компрессорной установке, содержащей рабочую камеру, выполненную в виде газожидкостного сепаратора, реверсивный жидкостной насос и эжектор, при этом сопло эжектора гидравлически связано через обратный клапан с источником рабочей жидкости и реверсивным жидкостным насосом, который оснащен регулируемым электроприводом с частотным регулятором, вход камеры смешения эжектора связан через всасывающий газовый клапан с газопроводом низкого давления, а выход камеры смешения эжектора подключен посредством перепускного трубопровода к верхней части газожидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости подключен к реверсивному жидкостному насосу, связанному с источником рабочей жидкости, согласно изобретению, газожидкостной сепаратор оснащен уровнемерной выносной камерой, гидравлически связывающей верхнюю и нижнюю части газожидкостного сепаратора, при этом в уровнемерной выносной камере размещен поплавок, а на ее внешней стенке установлены два датчика уровня на расстоянии друг от друга, соответствующем минимально и максимально допустимым нижнему и верхнему положениям уровня жидкости в газожидкостном сепараторе, при этом датчики связаны через блок управления с частотным регулятором электропривода.This problem is solved by the fact that in a compressor installation containing a working chamber made in the form of a gas-liquid separator, a reversible liquid pump and an ejector, the ejector nozzle is hydraulically connected through a non-return valve to a source of working fluid and a reversible liquid pump, which is equipped with a variable frequency electric drive controller, the input of the mixing chamber of the ejector is connected through a suction gas valve with a low pressure gas pipeline, and the output of the mixing chamber of the ejector is connected by m of the bypass pipe to the upper part of the gas-liquid separator, the gas outlet of which is connected via a gas injection valve to a high pressure gas pipeline, and the liquid outlet is connected to a reversible liquid pump connected to a source of working fluid, according to the invention, the gas-liquid separator is equipped with a level gauge remote, hydraulically connecting the upper and lower parts of the gas-liquid separator, while a float is placed in the level transmitter, and installed on its outer wall There are two level sensors at a distance from each other, corresponding to the minimum and maximum permissible lower and upper positions of the liquid level in the gas-liquid separator, while the sensors are connected through the control unit to the frequency controller of the electric drive.
Возможен вариант реализации изобретения, когда к поплавку прикреплен постоянный магнит, уровнемерная выносная камера выполнена из немагнитного материала, а датчики уровня, размещенные на внешней стенке уровнемерной выносной камеры, выполнены в виде герконов.An embodiment of the invention is possible when a permanent magnet is attached to the float, the level gauge remote chamber is made of non-magnetic material, and the level sensors placed on the outer wall of the level gauge remote chamber are made in the form of reed switches.
Достигаемый технический результат заключается в исключении попадания газа в проточную часть жидкостного насоса и жидкости в газопровод высокого давления за счет синхронизации работы газожидкостного сепаратора и реверсивного жидкостного насоса с колебаниями уровня жидкости в газожидкостном сепараторе.The technical result achieved is to prevent gas from entering the flowing part of the liquid pump and liquid into the high pressure gas pipeline by synchronizing the operation of the gas-liquid separator and the reversible liquid pump with fluctuations in the liquid level in the gas-liquid separator.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема заявляемой компрессорной установки.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the inventive compressor installation.
Компрессорная установка содержит рабочую камеру 1 и эжектор с камерой смешения 2, подключенные к жидкостному насосу 3, перепускной трубопровод 4, всасывающий газовый клапан 5 и нагнетательный газовый клапан 6, которые отделяют полость рабочей камеры 1 от газопровода низкого давления 7 и газопровода высокого давления 8, соответственно. Жидкостной насос 3 выполнен в виде реверсивного насоса. Рабочая камера 1 выполнена в виде газожидкостного сепаратора. Камера смешения 2 эжектора сообщается с реверсивным жидкостным насосом 3 через сопло 9 эжектора. Вход в сопло 9 эжектора гидравлически связан с источником рабочей жидкости 10. Вход в камеру смешения 2 эжектора связан через всасывающий газовый клапан 5 с газопроводом низкого давления 7. Перепускной трубопровод 4 связывает выход камеры смешения 2 эжектора с верхней частью газожидкостного сепаратора 1. В верхней части газожидкостного сепаратора 1 размещен нагнетательный газовый клапан 6, отделяющий газожидкостной сепаратор 1 от газопровода высокого давления 8.The compressor installation includes a
Реверсивный жидкостной насос 3 оснащен регулируемым электроприводом 11 с частотным регулятором 12.The reversible
Между соплом 9 эжектора и реверсивным жидкостным насосом 3 установлен обратный клапан 13, пропускающий поток в направлении от реверсивного жидкостного насоса 3 к соплу 9 эжектора, при этом реверсивный жидкостной насос 3 постоянно сообщается с источником рабочей жидкости 10. В качестве источника рабочей жидкости 10 может быть использован трубопровод, через который постоянно циркулирует рабочая жидкость, как показано на чертеже. Верхняя часть газожидкостного сепаратора 1 заполнена газом, нижняя часть газожидкостного сепаратора 1 заполнена рабочей жидкостью, на чертеже показана граница раздела 14 между газообразной фазой и жидкой фазой.Between the
Газожидкостной сепаратор 1 оснащен уровнемерной выносной камерой 15, гидравлически связывающей верхнюю и нижнюю части газожидкостного сепаратора 1, в которой размещен поплавок 16, а на внешней стенке установлены два датчика уровня 18 и 19 на расстоянии друг от друга, соответствующем минимально и максимально допустимым нижнему и верхнему положениям уровня жидкости в газожидкостном сепараторе 1. Датчики уровня 18 и 19 связаны посредством информационных линий связи 20 и 21 соответственно с блоком управления 22, который связан с помощью управляемой линии связи 23 с частотным регулятором электропривода 12.The gas-
Возможен вариант исполнения компрессорной установки, когда к поплавку 16 прикреплен постоянный магнит 17, уровнемерная выносная камера 15 выполнена из немагнитного материала, а датчики уровня 18 и 19, размещенные на внешней стенке уровнемерной выносной камеры 15, выполнены в виде герконов.A compressor installation is possible when a
Местоположение для каждого датчика уровня выбирают из условия обеспечения синхронной работы газожидкостного сепаратора и реверсивного жидкостного насоса с колебаниями уровня жидкости в газожидкостном сепараторе, что должно исключить проявления гидроударов при верхнем положении уровня жидкости в рабочей камере и прорывов газа в реверсивный жидкостной насос при нижнем положении уровня жидкости в рабочей камере.The location for each level sensor is selected from the condition of ensuring synchronous operation of the gas-liquid separator and the reversible liquid pump with fluctuations in the liquid level in the gas-liquid separator, which should eliminate the occurrence of water hammer when the liquid level in the working chamber is higher and gas breaks into the reversible liquid pump when the liquid level is lower in the working chamber.
Таким образом, обеспечивается исключение попадания газа в проточную часть жидкостного насоса и жидкости в газопровод высокого давления, повышается надежность работы установки и ее уровень безопасности, исключаются аварийные ситуации в процессе эксплуатации.This ensures that gas does not get into the flow part of the liquid pump and liquid into the high pressure gas pipeline, the reliability of the installation and its safety level are increased, and emergency situations during operation are excluded.
Компрессорная установка работает следующим образом.The compressor installation operates as follows.
Реверсивный жидкостной насос 3 работает в циклическом режиме с изменением направления потока на каждой половине цикла. Реверсивный жидкостной насос 3 подает рабочую жидкость из рабочей камеры 1 через обратный клапан 13 в сопло 9 эжектора, при этом частично рабочая жидкость поступает в трубопровод 10. За счет энергии струи жидкости на входе камеры смешения 2 эжектора понижается давление и в камеру смешения 2 поступает газ из газопровода низкого давления 7 через открытый всасывающий газовый клапан 5. На выходе камеры смешения 2 эжектора повышается давление в потоке смеси жидкости и газа за счет преобразования кинетической энергии жидкости в потенциальную энергию, что сопровождается повышением давления при понижении скорости течения газожидкостного потока. Через перепускной трубопровод 4 сжатый газ вместе с жидкостью поступает в рабочую камеру 1, где реализуется процесс сепарации с разделением газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазу. Жидкость скапливается в нижней части рабочей камеры 1, а газ в верхней части, как в известных гравитационных сепараторах. Сжатый газ накапливается в верхней части рабочей камеры 1, что приводит к смещению границы раздела 14 в направлении сверху вниз. При этом жидкость из рабочей камеры 1 вытесняется реверсивным жидкостным насосом 3 в трубопровод 10.The reversible
Когда граница раздела 14 приблизится к минимально допустимому нижнему положению уровня жидкости в рабочей камере 1, в уровнемерной выносной камере 15 поплавок 16 опустится до соответствующего уровня, где расположен нижний датчик уровня 18. После этого происходит передача сигнала от датчика уровня 18 по информационной линии связи 20 на блок управления 22, а далее через управляющую линию связи 23 поступает сигнал на частотный регулятор 12 для отключения жидкостного насоса 3, либо изменения направления вращения электропривода 11. В последнем случае компрессорная установка продолжит работать, а жидкость из трубопровода 10 при этом начнет перекачиваться реверсивным жидкостным насосом 3 в направлении к рабочей камере 1. Это приведет к увеличению давления в рабочей камере 1, соответственно обратный клапан 13 закроется и закроется также всасывающий газовый клапан 5. Поток в камере смешения 2 эжектора останавливается. Таким образом, осуществляется отключение эжектора на время заполнения рабочей камеры жидкостью. В это время граница раздела 14 начнет смещаться в направлении снизу-вверх. При этом продолжится сжатие газа в рабочей камере 1, что сопровождается соответствующим ростом давления. При смещении границы раздела 14 вверх наступит момент, когда давление в рабочей камере 1 сравняется с давлением в газопроводе высокого давления 8. Такое выравнивание давления приведет к открытию нагнетательного газового клапана 6. При дальнейшем смещении границы раздела 14 вверх сжатый газ из рабочей камеры 1 вытесняется в газопровод высокого давления 8 через открытый нагнетательный газовый клапан 6. Окончание цикла вытеснения газа обуславливается перемещением поплавка 16 до верхнего датчика уровня 19, расположение которого соответствует максимально допустимому верхнему положению уровня жидкости в рабочей камере 1. После этого происходит передача сигнала от датчика уровня 19 по информационной линии связи 21 на блок управления 22 и далее через управляющую линию связи 23 на частотный регулятор 12. Электропривод 11 изменяет направление вращения ротора жидкостного насоса 3 и, соответственно, изменяется направление потока жидкости в газожидкостном сепараторе 1 на противоположное направление. Цикл повторяется.When the boundary of
Преимуществом заявляемого устройства является повышение надежности и уровня безопасности работы компрессорной установки, поскольку обеспечивается синхронная работа газожидкостного сепаратора и реверсивного жидкостного насоса при колебаниях уровня жидкости в газожидкостном сепараторе, при этом исключается смещение границы раздела 14 ниже минимально допустимого значения при срабатывании датчика уровня 18. Исключается попадание газа в реверсивный жидкостный насос 3. Также исключается попадание жидкости в газопровод высокого давления 8 при смещении границы раздела 14 в направлении снизу-вверх, при срабатывании датчика уровня 19 в максимально допустимом верхнем положении уровня жидкости. Помимо повышения безопасности работ при использовании заявляемого устройства обеспечивается более высокое качество сжимаемого газа по критерию влагосодержания в газе.The advantage of the claimed device is to increase the reliability and safety level of the compressor installation, since the synchronized operation of the gas-liquid separator and the reversible liquid pump is ensured by fluctuations in the liquid level in the gas-liquid separator, and this excludes the displacement of the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109830A RU2702952C1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Compressor unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019109830A RU2702952C1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Compressor unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702952C1 true RU2702952C1 (en) | 2019-10-14 |
Family
ID=68280279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019109830A RU2702952C1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Compressor unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702952C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3929399A (en) * | 1974-06-05 | 1975-12-30 | Compump Systems Inc | Method and apparatus for pumping a liquid and compressing a gas |
RU2142074C1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-27 | Попов Сергей Анатольевич | Pump-ejector compressor plant (versions) |
RU2674042C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-12-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Pumping-ejector unit for operating wells |
RU2680021C1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-02-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Compressor unit |
RU2680028C1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-02-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Compressor unit |
-
2019
- 2019-04-03 RU RU2019109830A patent/RU2702952C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3929399A (en) * | 1974-06-05 | 1975-12-30 | Compump Systems Inc | Method and apparatus for pumping a liquid and compressing a gas |
RU2142074C1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-27 | Попов Сергей Анатольевич | Pump-ejector compressor plant (versions) |
RU2674042C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-12-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Pumping-ejector unit for operating wells |
RU2680021C1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-02-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Compressor unit |
RU2680028C1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-02-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Compressor unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102105651A (en) | Method and system for subsea processing of multiphase well effluents | |
RU2344274C1 (en) | Method of dual oil production from layers of one well with submersible pump set (versions) | |
RU2680021C1 (en) | Compressor unit | |
RU2620665C2 (en) | System and method for advanced fluid extraction from gas wells | |
US7594543B2 (en) | Method and apparatus for production in oil wells | |
NO20093258A1 (en) | Underwater Pump System | |
EP2799716A2 (en) | A method and a system for drain liquid collection and evacution in a subsea compression system | |
RU2702952C1 (en) | Compressor unit | |
RU90859U1 (en) | SYSTEM OF MULTI-STAGE LIFTING OF LIQUIDS FROM DRILLING WELLS | |
US6182751B1 (en) | Borehole sucker-rod pumping plant for pumping out gas liquid mixtures | |
RU2516093C1 (en) | Station for transfer and separation of multiphase mix | |
CN102230461B (en) | Vacuum extraction method and device | |
RU2680028C1 (en) | Compressor unit | |
RU2714989C1 (en) | Compressor unit | |
RU2720085C1 (en) | Siphon water intake | |
CN101294499A (en) | Double-function vacuum apparatus for extracting mash gas and lifting groundwater for coal mine safety | |
RU2674042C1 (en) | Pumping-ejector unit for operating wells | |
RU2707989C1 (en) | Compressor unit | |
CN106401547B (en) | Coal bed gas mining method for regulating desorption diffusion | |
RU2440514C1 (en) | Oil-well pumping unit | |
US3302574A (en) | Pressure responsive pump control | |
RU2630835C1 (en) | Plant for simultaneous oil production from two formations | |
RU2748267C1 (en) | Installation for gas extraction from the annular space of an oil well | |
RU165961U1 (en) | INSTALLATION FOR SEPARATE OIL AND WATER PRODUCTION FROM A HIGHLY WATERED OIL WELL | |
RU2346160C2 (en) | Method for starting and operating of offshore airlift and system for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200528 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210404 |