RU2714989C1 - Compressor unit - Google Patents
Compressor unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714989C1 RU2714989C1 RU2019130889A RU2019130889A RU2714989C1 RU 2714989 C1 RU2714989 C1 RU 2714989C1 RU 2019130889 A RU2019130889 A RU 2019130889A RU 2019130889 A RU2019130889 A RU 2019130889A RU 2714989 C1 RU2714989 C1 RU 2714989C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- ejector
- liquid pump
- liquid separator
- 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 oil and gas production 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).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 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. В свою очередь, неравномерная загрузка двигателя и процесс сепарации жидкости и газа с заполнением рабочей камеры газом, обусловливают увеличение габаритов жидкостного насоса, двигателя, рабочей камеры и эжектора.The disadvantage of this device is the low efficiency of the working process during gas compression, since when filling the working chamber with gas, the power of the liquid pump and the drive motor is much lower than when gas is displaced into the high pressure gas pipeline, which is accompanied by uneven engine loading. In turn, the uneven loading of the engine and the process of separation of liquid and gas with filling the working chamber with gas, lead to an increase in the dimensions of the liquid pump, engine, working chamber and ejector.
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, 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 газо-жидкостного 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).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, while 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 an adjustable electric drive with a frequency regulator, 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 the source working fluid (RU 2680021, 2019).
Недостатком указанного устройства является относительно узкий рабочий диапазон давления газа на входе в компрессорную установку. 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. А процесс сепарации жидкости и газа при заполнении рабочей камеры газом сопряжен с соответствующим увеличением габаритов эжектора и рабочей камеры.The disadvantage of this device is the relatively narrow working range of gas pressure at the inlet to the compressor unit. In addition, cyclic switching of a 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. And the process of separating liquid and gas when filling the working chamber with gas is associated with a corresponding increase in the dimensions of the ejector and the working chamber.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение рабочего диапазона давления газа на входе в компрессорную установку и повышение энергоэффективности при одновременном уменьшении габаритов компрессорной установки.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 energy efficiency while reducing the dimensions of the compressor unit.
Указанная проблема решается тем, что компрессорная установка, содержит рабочую камеру, выполненную в виде газожидкостного сепаратора, жидкостный насос и эжектор, при этом вход газожидкостного сепаратора по газу подсоединен через всасывающий газовый клапан к газопроводу низкого давления, а выход газожидкостного сепаратора по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, выход газожидкостного сепаратора по жидкости связан через первый дистанционно управляемый клапан с выходом жидкостного насоса и подключен к входу камеры смешения эжектора, выход которой через линию подачи жидкостной смеси с установленным на ней вторым дистанционно управляемым клапаном подсоединен к источнику рабочей жидкости, который подключен к входу жидкостного насоса, выход которого подсоединен к соплу эжектора.This problem is solved in that the compressor installation contains a working chamber made in the form of a gas-liquid separator, a liquid pump and an ejector, while the inlet of the gas-liquid separator in gas is connected through the suction gas valve to the low pressure gas pipeline, and the outlet of the gas-liquid separator in gas is connected through the discharge gas valve to the high pressure gas pipeline, the output of the gas-liquid separator in liquid is connected through the first remotely controlled valve to the output of the liquid pump a and connected to the input of the ejector mixing chamber, the output of which through a supply line of the liquid mixture with mounted thereon a second remotely controllable valve connected to the hydraulic fluid source which is connected to the inlet of the liquid pump, whose output is connected to the nozzle of the ejector.
Достигаемый технический результат заключается в исключении переходных процессов в работе жидкостного насоса и, как следствие, в снижении колебаний мощности жидкостного насоса за счет реализации жидкостного эжекторного процесса.The technical result achieved is the elimination of transients in the operation of the liquid pump and, as a result, in reducing the fluctuations in the power of the liquid pump due to the implementation of the liquid ejector process.
Сущность изобретения поясняется фигурой 1, на которой представлена схема заявляемой компрессорной установки.The invention is illustrated by figure 1, which presents a diagram of the inventive compressor installation.
Компрессорная установка содержит рабочую камеру 1, выполненную в виде газожидкостного сепаратора, жидкостный насос 2 и эжектор, при этом вход газожидкостного сепаратора по газу 4 подсоединен через всасывающий газовый клапан 5 к газопроводу низкого давления 6, а выход газожидкостного сепаратора по газу 7 подсоединен через нагнетательный газовый клапан 8 к газопроводу высокого давления 9, выход 14 газожидкостного сепаратора 1 по жидкости связан через первый дистанционно управляемый клапан 15 с выходом 12 жидкостного насоса 2 и подключен к входу 16 камеры смешения 3 эжектора, выход 17 которой через линию подачи жидкостной смеси 18 с установленным на ней вторым дистанционно управляемым клапаном 19 подсоединен к источнику рабочей жидкости 11, который подключен к входу 10 жидкостного насоса 2, выход 12 которого подсоединен к соплу 13 эжектора. Жидкостный насос 2 оснащен электроприводом 20.The compressor installation includes a
Работа компрессорной установки может быть автоматизирована и компьютеризирована с использованием системы управления на базе дистанционно управляемых клапанов 15 и 19.The operation of the compressor unit can be automated and computerized using a control system based on remotely controlled
В качестве источника рабочей жидкости 11 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 жидкостью, на фиг. 1 показана граница раздела 21 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 2 подает рабочую жидкость в сопло 13 эжектора. За счет энергии струи жидкости на входе 16 камеры смешения 3 эжектора понижается давление и на вход 16 камеры смешения 3 эжектора поступает жидкость из выхода 14 рабочей камеры 1, а из газопровода низкого давления 6 через открытый всасывающий газовый клапан 5 на вход 4 газожидкостного сепаратора 1 поступает газ. На выходе 17 камеры смешения 3 эжектора повышается давление в потоке смеси жидкостей, за счет преобразования кинетической энергии рабочей жидкости в потенциальную энергию, что сопровождается повышением давления при понижении скорости течения жидкостного потока. После чего поток жидкости на выходе 17 из камеры смешения 3 эжектора проходит по линии подачи жидкостной смеси 18 через открытый дистанционно управляемый клапан 19 и поступает в источник рабочей жидкости 11. Поступающий газ из газопровода низкого давления 6 накапливается в верхней части рабочей камеры 1, что приводит к смещению границы раздела 21 в направлении сверху вниз. При этом жидкость из выхода 14 рабочей камеры 1 вытесняется на вход 16 камеры смешения 3 эжектора. Таким образом, обеспечивается снижение колебаний мощности жидкостного насоса 2, а также обеспечивается расширение рабочего диапазона давления газа на входе 4 в компрессорную установку. Это достигается за счет реализации жидкостного эжекторного процесса, и, как следствие, использования оборудования компрессорной установки с уменьшенными габаритными размерами.The
Если на вход 4 газожидкостного сепаратора 1 поступает газожидкостная смесь, то реализуется процесс сепарации, жидкая фракция опускается вниз, а газ остается в верхней части газожидкостного сепаратора 1.If the gas-liquid mixture enters the
Когда граница раздела 21 приблизится к минимально допустимому нижнему положению уровня жидкости рабочей камеры 1, поступит управляющий сигнал на дистанционно управляемые клапаны 19 и 15 для закрытия и открытия, соответственно. Жидкость начнет поступать на вход 10 жидкостного насоса 2 из источника рабочей жидкости 11 и перекачиваться по направлению к выходу 14 рабочей камеры 1, через открытый дистанционно управляемый клапан 15. Это приведет к увеличению давления в рабочей камере 1, соответственно закроется всасывающий газовый клапан 5. В это время граница раздела 21 начнет смещаться в направлении снизу-вверх. При этом продолжится сжатие газа в рабочей камере 1, что сопровождается соответствующим ростом давления. При смещении границы раздела 21 вверх наступит момент, когда давление в рабочей камере 1 сравняется с давлением в газопроводе высокого давления 9. Такое выравнивание давления приведет к открытию нагнетательного газового клапана 8. При дальнейшем смещении границы раздела 21 вверх сжатый газ из выхода 7 рабочей камеры 1 вытесняется в газопровод высокого давления 9 через открытый нагнетательный газовый клапан 8, до максимально допустимого верхнего положения уровня жидкости в рабочей камере 1. После завершения цикла вытеснения газа, поступит сигнал на дистанционно управляемые клапаны 15 и 19 для их закрытия и открытия, соответственно. Цикл повторяется.When the boundary of
При использовании заявляемого изобретения давление газа может быть меньше, чем давление в источнике рабочей жидкости 11, но может быть и больше, чем давление в источнике рабочей жидкости 11. При этом обеспечивается более широкий рабочий диапазон для давления газа на входе 4 в компрессорную установку. Кроме того, поток жидкостной смеси на выходе 17 из камеры смешения 3 эжектора имеет давление выше, чем изначально в источнике рабочей жидкости 11, что благоприятно сказывается на работе жидкостного насоса 2.When using the claimed invention, the gas pressure may be less than the pressure in the source of the working
Преимуществом заявляемого устройства является более высокая эффективность рабочего процесса при сжатии газа, поскольку при заполнении газом рабочей камеры 1 более рационально используется мощность жидкостного насоса 2 и объем рабочей камеры 1 компрессорной установки при одновременном уменьшении ее габаритов.An advantage of the claimed device is a higher efficiency of the working process during gas compression, since when filling the working
Кроме того, обеспечивается расширение рабочего диапазона давления газа на входе 4 в компрессорную установку.In addition, the expansion of the operating range of the gas pressure at the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019130889A RU2714989C1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Compressor unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019130889A RU2714989C1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Compressor unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2714989C1 true RU2714989C1 (en) | 2020-02-21 |
Family
ID=69630904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019130889A RU2714989C1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Compressor unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714989C1 (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 (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2016266C1 (en) * | 1991-11-14 | 1994-07-15 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Pump-ejector plant |
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 |
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
- 2019-10-01 RU RU2019130889A patent/RU2714989C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2016266C1 (en) * | 1991-11-14 | 1994-07-15 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Pump-ejector plant |
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 |
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 |
---|---|---|
US10883350B2 (en) | Device and method for water drainage and gas production by pressure control and gas lift | |
RU2680021C1 (en) | Compressor unit | |
CA2376701C (en) | Gas recovery apparatus, method and cycle having a three chamber evacuation phase for improved natural gas production and down-hole liquid management | |
US8025100B2 (en) | Method and device for compressing a multiphase fluid | |
CA2843570C (en) | Bubble lift system and bubble lift method | |
RU2571466C2 (en) | Underwater pump system | |
RU2620667C1 (en) | Method of application of electrical centrifugal pump with multiphase pump and packer | |
RU2714989C1 (en) | Compressor unit | |
Drozdov et al. | Improving the operation of pump-ejector systems at varying flow rates of associated petroleum gas | |
US6182751B1 (en) | Borehole sucker-rod pumping plant for pumping out gas liquid mixtures | |
RU2707989C1 (en) | Compressor unit | |
RU2680028C1 (en) | Compressor unit | |
CN110360077A (en) | A kind of auxiliary pumping equipment of the natural gas well | |
RU2674042C1 (en) | Pumping-ejector unit for operating wells | |
EA016743B1 (en) | Assembly and method for production of gas or gas and condensate/oil | |
RU2750833C1 (en) | Compressor unit | |
CN104806211A (en) | Replacing press gas oil extraction device and method | |
RU2702952C1 (en) | Compressor unit | |
RU2559902C1 (en) | Electric hydrostatic well pump aggregate for oil production | |
CN116066006A (en) | Plunger negative pressure gas production device and gas production method | |
CN109681780B (en) | Complete gas well supercharging system based on reciprocating compressor and operation method | |
Sazonov et al. | Designing a compressor unit for gas compression at sequential work of an ejector and a power pump | |
RU2346160C2 (en) | Method for starting and operating of offshore airlift and system for its implementation | |
RU2741173C1 (en) | Method and system for optimization of operation of water-flooded gas or gas condensate well | |
RU134578U1 (en) | AUTOMATED INSTALLATION OF TRANSFER AND SEPARATION OF WELL PRODUCTS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200901 |