RU2707989C1 - Compressor unit - Google Patents
Compressor unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707989C1 RU2707989C1 RU2019115628A RU2019115628A RU2707989C1 RU 2707989 C1 RU2707989 C1 RU 2707989C1 RU 2019115628 A RU2019115628 A RU 2019115628A RU 2019115628 A RU2019115628 A RU 2019115628A RU 2707989 C1 RU2707989 C1 RU 2707989C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- ejector
- liquid pump
- outlet
- 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
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 указанного устройства является низкая энергетическая эффективность рабочего процесса при сжатии газа, поскольку при заполнении газом рабочей камеры мощность жидкостного насоса и приводного двигателя значительно ниже, чем при вытеснении газа в газопровод высокого давления, что сопровождается неравномерной загрузкой двигателя. Указанное обстоятельство негативно отражается на эффективности самого рабочего процесса при сжатии и перекачке газа. Кроме того, из-за неравномерной загрузки установленная мощность двигателя к насосу должна быть увеличена.The disadvantage of this device is the low energy efficiency of the working process during gas compression, since when filling the working chamber with gas, the power of the liquid pump and drive motor is much lower than when gas is displaced into a high pressure gas pipeline, which is accompanied by uneven engine loading. The indicated circumstance negatively affects the efficiency of the working process itself during gas compression and pumping. In addition, due to uneven loading, the installed power of the motor to the pump should be increased.
Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является компрессорная установка, содержащая рабочую камеру, выполненную в виде газо-жидкостного сепаратора, жидкостной насос и эжектор, при этом сопло эжектора гидравлически связано с реверсивным жидкостным насосом, 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 газо-жидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости подключен к источнику 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 liquid pump and an ejector, while the ejector nozzle is hydraulically connected to the reversible liquid pump, the input of the mixing chamber of the ejector connected through a suction gas valve to a low pressure gas pipeline, and the output of the mixing chamber of the ejector is connected via an overflow pipe to the upper part of o-liquid separator, the output of which is connected through a gas discharge gas valve to the high pressure gas line, and the output of fluid connected to the hydraulic fluid source (RU 2680021,2019 g).
Недостатком указанного устройства является относительно узкий рабочий диапазон давления газа на входе в компрессорную установку. Поскольку давление газа должно быть меньше, чем давление в источнике рабочей жидкости, и сам источник рабочей жидкости должен подбираться с учетом данного требования. Кроме того, циклические переключения реверсивного жидкостного насоса сопровождаются снижением энергетической эффективности компрессорной установки в целом, из-за наличия переходных процессов при смене режима работы жидкостного насоса.The disadvantage of this device is the relatively narrow operating range of gas pressure at the inlet to the compressor unit. Since the gas pressure should be less than the pressure in the source of the working fluid, and the source of the working fluid should be selected taking into account this requirement. In addition, the cyclic switching of the reversible liquid pump is accompanied by a decrease in the energy efficiency of the compressor unit as a whole, due to the presence of transients when changing the operating mode of the liquid pump.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение рабочего диапазона давления газа на входе в компрессорную установку и повышение ее энергетической эффективности.The technical problem to which the invention is directed is to expand the working range of the gas pressure at the inlet to the compressor unit and increase its energy efficiency.
Указанная проблема решается тем, что компрессорная установка, содержит рабочую камеру, выполненную в виде газо-жидкостного сепаратора, жидкостной насос и эжектор, при этом сопло эжектора гидравлически связано с жидкостным насосом, 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 газо-жидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости гидравлически связан с входным каналом турбогенератора, выходной канал которого сообщается через регулируемую задвижку с источником рабочей жидкости, к которому подключен вход жидкостного насоса.This problem is solved by the fact that the compressor installation contains a working chamber made in the form of a gas-liquid separator, a liquid pump and an ejector, the ejector nozzle being hydraulically connected to the liquid pump, the inlet of the ejector mixing chamber is connected through the suction gas valve to the low pressure gas pipeline, and the output of the mixing chamber of the ejector is connected via an overflow pipe to the upper part of the gas-liquid separator, the gas output of which is connected through the discharge gas valve to the gas rovodu high pressure and output of liquid hydraulically connected with the inlet of turbine generator, the output channel of which communicates via an adjustable valve to a source of hydraulic fluid connected to the inlet of the liquid pump.
Достигаемый технический результат заключается в обеспечении поддержания стабильной нагрузки на жидкостной насос при переменном расходе на выходе по жидкости газо-жидкостного сепаратора и выработке энергии за счет исключения переходных процессов работы жидкостного насоса.The technical result achieved is to maintain a stable load on the liquid pump at a variable flow rate at the liquid outlet of the gas-liquid separator and to generate energy by eliminating transient operation of the liquid pump.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлена схема заявляемой компрессорной установки.The invention is illustrated in FIG. 1, 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. Рабочая камера 1 выполнена в виде газо-жидкостного сепаратора. Камера смешения 2 эжектора сообщается с жидкостным насосом 3 через сопло 9 эжектора. Вход жидкостного насоса 3 гидравлически связан с источником рабочей жидкости 10. Жидкостной насос 3 может быть подключен к электроприводу 11. 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 газо-жидкостного сепаратора 1. В верхней части газо-жидкостного сепаратора 1 размещен нагнетательный газовый клапан 6, отделяющий газо-жидкостной сепаратор 1 от газопровода высокого давления 8.The compressor installation includes a
В нижней части газожидкостный сепаратор 1 гидравлически связан с входным каналом 12 турбогенератора 13, а его выходной канал 14 сообщается с источником рабочей жидкости 10 через регулируемую задвижку 15.In the lower part, the gas-
В качестве источника рабочей жидкости 10 может быть использован трубопровод, через который постоянно циркулирует рабочая жидкость, как показано на фиг. 1. Верхняя часть газо-жидкостного сепаратора 1 заполнена газом, нижняя часть газожидкостного сепаратора 1 заполнена рабочей жидкостью, на фиг. 1 показана граница раздела 16 между газообразной фазой и жидкой фазой.As the source of the working
Компрессорная установка работает следующим образом.The compressor installation operates as follows.
Жидкостной насос 3 подает рабочую жидкость в сопло 9 эжектора. 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 16 в направлении сверху вниз. При этом жидкость из рабочей камеры 1 вытесняется и поступает во входной канал 12 турбогенератора 13. Турбогенератор 13 обеспечивает преобразование гидравлической энергии потока жидкости в электрическую энергию, которая далее передается потребителю. После прохода через турбогенератор 13 жидкость поступает в его выходной канал 14, и далее через открытую регулируемую задвижку 15 направляется в трубопровод 10. Таким образом, обеспечивается выработка энергии за счет рационального использования гидравлической энергии потока жидкости при заполнении рабочей камеры 1 газом.The
Когда граница раздела 16 приблизится к нижнему концу рабочей камеры 1, поступит управляющий сигнал на закрытие регулируемой задвижки 15. При этом сжатый газ вместе с жидкостью продолжает поступать в рабочую камеру 1 через перепускной трубопровод 4, где продолжается процесс сепарации с разделением газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазу. Жидкость скапливается в нижней части рабочей камеры 1, а газ в верхней части. Поскольку запорно-регулирующее устройство 15 закрыто, а жидкость поступает в рабочую камеру 1, будет происходить смещение границы раздела 16 в направлении снизу верх. Это приведет к увеличению давления газа в рабочей камере 1. При нарастании давления закроется всасывающий газовый клапан 5, при этом жидкость продолжит поступать в рабочую камеру 1 через перепускной трубопровод 4. При дальнейшем смещении границы раздела 16 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 16 вверх сжатый газ из рабочей камеры 1 вытесняется в газопровод высокого давления 8 через открытый нагнетательный газовый клапан 6. После завершения цикла вытеснения газа поступит сигнал на регулируемую задвижку 15 для ее открытия. Цикл повторяется.When the boundary of
При использовании заявляемого изобретения давление газа может быть меньше, чем давление в источнике рабочей жидкости, но может быть и больше, чем давление в источнике рабочей жидкости. Обеспечивается более широкий рабочий диапазон для давления газа на входе в компрессорную установку.When using the claimed invention, the gas pressure may be less than the pressure in the source of the working fluid, but may be greater than the pressure in the source of the working fluid. A wider operating range for gas pressure at the inlet to the compressor unit is provided.
Преимуществом заявляемого устройства является повышение энергетической эффективности рабочего процесса компрессорной установки, поскольку при заполнении газом рабочей камеры 1 рационально используется энергия потока жидкости за счет установки турбогенератора 13, что сопровождается выработкой электрической энергии. Кроме того, за счет использования эжекторного процесса при сжатии и вытеснении газа из рабочей камеры 1 обеспечивается расширение области работы эжектора 2. При этом обеспечивается снижение колебаний мощности жидкостного насоса 3 и приводного двигателя электропривода 11, что конечном итоге сопровождается более равномерной загрузкой электродвигателя на протяжении всего рабочего цикла и позитивно отражается на эффективности самого рабочего процесса при сжатии и перекачке газа.The advantage of the claimed device is to increase the energy efficiency of the working process of the compressor installation, since when filling the working
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает расширение рабочего диапазона давления газа на входе в компрессорную установку с одновременным повышением ее энергетической эффективности.Thus, the present invention provides an extension of the working range of the gas pressure at the inlet to the compressor unit with a simultaneous increase in its energy efficiency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115628A RU2707989C1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Compressor unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115628A RU2707989C1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Compressor unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2707989C1 true RU2707989C1 (en) | 2019-12-03 |
Family
ID=68836454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115628A RU2707989C1 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Compressor unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2707989C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750833C1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-07-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Compressor unit |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2154749C2 (en) * | 1998-09-25 | 2000-08-20 | Елисеев Вячеслав Николаевич | Method of and device for compressing and pumping over gases or gas-liquid mixtures |
WO2001078872A2 (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Compressor installation provided with a drying device |
US20030206810A1 (en) * | 1999-06-16 | 2003-11-06 | Tsegelsky Valery Grigorievich | Method of compressing gaseous hydrocarbon-containing medium |
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 |
-
2019
- 2019-05-21 RU RU2019115628A patent/RU2707989C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2154749C2 (en) * | 1998-09-25 | 2000-08-20 | Елисеев Вячеслав Николаевич | Method of and device for compressing and pumping over gases or gas-liquid mixtures |
US20030206810A1 (en) * | 1999-06-16 | 2003-11-06 | Tsegelsky Valery Grigorievich | Method of compressing gaseous hydrocarbon-containing medium |
WO2001078872A2 (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Compressor installation provided with a drying device |
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 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750833C1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-07-05 | 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 |
---|---|---|
RU2680021C1 (en) | Compressor unit | |
NO340513B1 (en) | Method and apparatus for compressing a multiphase fluid | |
JP2007536469A (en) | Modular system for generating electrical energy from waves | |
RU2620667C1 (en) | Method of application of electrical centrifugal pump with multiphase pump and packer | |
RU2571466C2 (en) | Underwater pump system | |
RU2707989C1 (en) | Compressor unit | |
CN103470432A (en) | Pressure liquid flow power generation device and liquid pressurized spray device | |
Drozdov et al. | Improving the operation of pump-ejector systems at varying flow rates of associated petroleum gas | |
RU136082U1 (en) | INSTALLATION OF PREPARATION AND INJECTION OF A FINE DISPERSED WATER-GAS MIXTURE (MDVHS) IN A PLAST | |
RU2714989C1 (en) | Compressor unit | |
RU2680028C1 (en) | Compressor unit | |
RU2750833C1 (en) | Compressor unit | |
CN110360077A (en) | A kind of auxiliary pumping equipment of the natural gas well | |
RU2674042C1 (en) | Pumping-ejector unit for operating wells | |
RU2388905C1 (en) | Method of preparation and supply of liquid-gas mixture to bed | |
RU2702952C1 (en) | Compressor unit | |
CN109681780B (en) | Complete gas well supercharging system based on reciprocating compressor and operation method | |
RU2665007C1 (en) | Method of pulsing well operation and device for implementation of method | |
US10962027B2 (en) | Suction pumps | |
EA044576B1 (en) | DEVICE FOR OIL PRODUCTION AND METHOD FOR OIL PRODUCTION USING THE DEVICE | |
RU2346160C2 (en) | Method for starting and operating of offshore airlift and system for its implementation | |
RU2310102C2 (en) | Method for lifting multi-component mixture from high depths and system for realization of the method | |
RU99085U1 (en) | INSTALLATION FOR COMPRESSING GAS | |
RU2568016C1 (en) | Self-discharge wind-wave power plant | |
RU1787218C (en) | Method of starting interconnected gas-lift compressor station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200901 |