RU2716317C1 - Pumping cementing unit - Google Patents

Pumping cementing unit Download PDF

Info

Publication number
RU2716317C1
RU2716317C1 RU2019103346A RU2019103346A RU2716317C1 RU 2716317 C1 RU2716317 C1 RU 2716317C1 RU 2019103346 A RU2019103346 A RU 2019103346A RU 2019103346 A RU2019103346 A RU 2019103346A RU 2716317 C1 RU2716317 C1 RU 2716317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
chassis
averaging
recirculation
diffuser
Prior art date
Application number
RU2019103346A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рустам Аликулович Мустафакулов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Объединение "Нафта-Техника"
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Объединение "Нафта-Техника" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Объединение "Нафта-Техника"
Priority to RU2019103346A priority Critical patent/RU2716317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716317C1 publication Critical patent/RU2716317C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.
SUBSTANCE: invention relates to oil and gas production and, in particular, to process equipment for cementing oil or gas wells. Cementing unit comprises pump unit, water feed and recirculation pumps with hydraulic drives and system of pipelines. In unit chassis rear part unit for preparation of backfill solutions and averaging unit are arranged. Averaging container is equipped with a mixer, and the mixing tank is equipped with a unit for dry cement supply. There is a collector assembly for controlled liquid supply. Diffuser is installed in the mixing tank. In the diffuser wall lower part, profiled holes are arranged along its diameter. On the side wall of the diffuser there is a tangential hole above the level of the cement solution, in which there is a tangential branch pipe in the form of a variable-section pipe, in which there is a throttle assembly with a collector, which is made in the form of a guide housing with inclined slots. There is a water supply unit to the header. On the frame under a humidifying tank there is a booster pump connected by a pressure line to suction manifolds of three plunger pumps. Drive of high-pressure pump is connected with possibility of disconnection with motor of chassis via power take-off unit. This unit is installed between gearbox and gearbox of chassis of unit. Hydraulic drive is made on the basis of additional engine located behind chassis cab across chassis frame. Reducer, on which hydraulic pumps are installed, is attached directly to engine flywheel casing. Drive shaft of reduction gearbox is engaged with engine flywheel via coupling. Mixing-averaging and dimensional containers are arranged with the letter G.
EFFECT: technical result is higher reliability of the device.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, а конкретно: к технологическому оборудованию, предназначенному для цементирования нефтяных или газовых скважин.The invention relates to the field of oil and gas production, and specifically: to technological equipment designed for cementing oil or gas wells.

Известна машина для цементирования CPT-Y4 фирмы Halliburton, состоящая из размещенных на одной мобильной базе блоков, включая насосный блок, содержащий две силовые установки, соединенные посредством трансмиссии с двумя трехплунжерными (триплексными) насосами, мерный бак объемом 3,2 м3, коллекторы низкого и высокого давления, емкость для смешивания приготавливаемых растворов объемом 0,95 м3, оборудованную смесителем, смешивающий (водоподающий) и циркуляционный (рециркуляционный) центробежные насосы, обвязанные системой трубопроводов, и систему управления и сбора информации (Руководство для пользователя «Комплекс для цементирования CPT-Y4», фирма Halliburton, рус., 1996).Halliburton's cementing machine CPT-Y4 is known, consisting of units located on one mobile base, including a pump unit containing two power units connected via a transmission to two three-plunger (triplex) pumps, a volumetric tank with a volume of 3.2 m 3 , low collectors and high pressure, to a mixing vessel, a solution volume of 0.95 m 3 equipped with a mixer, mixing (the water supply) and circulation (recycle) centrifugal pumps, tied with a piping system and a system in Government & the collection of information (User's Guide "for cementing complex CPT-Y4», firm Halliburton, Rus., 1996).

Указанная машина для цементирования имеет габариты, превышающие нормы на габариты, установленные европейскими и российскими требованиями по перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов автомобильным транспортом. Кроме того, указанная машина для цементирования имеет небольшой объем емкостей для приготовления растворов, поскольку не предусматривается буферный объем приготовленного раствора, который позволил бы обеспечить процесс откачки готового раствора при возникновении вынужденных задержек в процессе приготовлении раствора.The specified cementing machine has dimensions that exceed the standards for dimensions established by European and Russian requirements for the transportation of bulky and heavy cargo by road. In addition, the specified cementing machine has a small volume of containers for the preparation of solutions, since there is no buffer volume of the prepared solution, which would ensure the pumping process of the finished solution in case of forced delays in the process of preparing the solution.

Известен агрегат по цементированию скважин, который представляет собой совокупность блоков, размещенных на одной мобильной базе, включая насосный блок, содержащий две силовые установки, соединенные посредством трансмиссии с двумя трехплунжерными насосами, блок приема и распределения технологических жидкостей, содержащий мерные баки, центробежные насосы, систему трубопроводов и запорную арматуру, блок приготовления тампонажных растворов, содержащий затворяющий насос с приводом от силовой установки, блок осреднения с осреднительной емкостью, узел рециркуляции с рециркуляционным центробежным насосом, систему контроля и управления. При этом блок приготовления тампонажных растворов включает гидровакуумную воронку с узлом смешения, в котором предварительно смешиваются цемент и вода. Блок осреднения имеет осреднительную емкость большого объема, обеспечивающего буферный объем приготовленного раствора, которая разделена на две секции, причем в секции с большим объемом размещены два гидромеханических перемешивателя с лопастными насадками, расположенными на конце его рабочего вала, а секция меньшего объема предназначена для жидкости затворения. Размещение двух перемешивателей в одном объеме позволяет обеспечить приготовление раствора в емкости большого объема (патент RU №33972 на полезную модель, МПК Е21В 33/13).A well-known cementing unit is known, which is a collection of units located on one mobile base, including a pump unit containing two power units connected via a transmission to two three-plunger pumps, a unit for receiving and distributing process liquids containing measuring tanks, centrifugal pumps, and a system pipelines and valves, block for the preparation of cement slurries, containing a shut-off pump driven by a power plant, averaging block with averaging mkostyu recycling assembly with recirculating centrifugal pump monitoring and control system. At the same time, the cement slurry preparation unit includes a hydraulic vacuum funnel with a mixing unit in which cement and water are pre-mixed. The averaging unit has a large volume averaging tank, which provides a buffer volume of the prepared solution, which is divided into two sections, and in the section with a large volume there are two hydromechanical stirrers with paddle nozzles located at the end of its working shaft, and the smaller volume section is intended for mixing liquid. Placing two stirrers in one volume allows for the preparation of a solution in a large-capacity tank (patent RU No. 33972 for a utility model, IPC Е21В 33/13).

Недостатком данного технического решения является то, что затворение цементных растворов выполняется насосом высокого давления через гидровакуумную воронку, которая не входит в комплект оборудования агрегата, то есть перед началом работы агрегата необходимо дополнительно осуществить монтажные работы по ее установке.The disadvantage of this technical solution is that the mixing of cement mortars is carried out by a high-pressure pump through a hydraulic funnel, which is not included in the unit equipment, that is, before starting the operation of the unit, it is necessary to carry out installation work on its installation.

Известна передвижная установка для цементирования нефтяных или газовых скважин, состоящая из размещенных на одной мобильной базе блоков, включая насосный блок, содержащий силовые установки, соединенные с трехплунжерными насосами, блок приема и распределения технологических жидкостей, содержащий мерные баки, оборудованные водоподающими линиями, блок приготовления тампонажных растворов, содержащий водоподающий насос, соединенный также с водоподающими линиями мерных баков, блок осреднения, содержащий осреднительную емкость, оборудованную перемешивателем, узел рециркуляции, включающий рециркуляционный насос, а также блок управления, включающий площадку оператора, оборудованную системой контроля и управления, обвязанных трубопроводами, которые оборудованы запорной арматурой, при этом в качестве силовых установок использованы дизельные установки, которые с помощью размещенных на раме автомобильного шасси карданных валов связаны с размещенными на раме поперек трехплунжерными насосами, при этом на раме также размещены водоподающий и рециркуляционный насосы, имеющие гидроприводы, запитываемые от гидросистемы передвижной установки, и трубопроводы, а над узлами, размещенными на раме, установлены блок приема и распределения технологических жидкостей, блок управления, осреднительная емкость, оборудованная перемешивателем, и смесительная емкость, оборудованная расположенным в ее верхней части смесителем, включающим узел подачи сухого цемента, узел коллектора для регулируемой подачи жидкостей и узел рециркуляции, и перемешивателем, при этом смесительная емкость выполнена заодно с осреднительной емкостью за счет выполнения между ними общей стенки, которая со стороны донной части емкостей оборудована затвором и имеет высоту меньше высоты других стенок емкостей, смесительная емкость связана с патрубком рециркуляции, который через рециркуляционный насос связан с узлом рециркуляции в смесителе, а осреднительная емкость выполнена с патрубком отвода готового цементного раствора (Патент РФ №2362674, Заявка: 2008113025/03 от 07.04.2008, МПК:В28С 5/00, Е21В 33/13 - прототип).Known mobile installation for cementing oil or gas wells, consisting of units located on one mobile base, including a pump unit containing power units connected to three-plunger pumps, a unit for receiving and distributing process fluids, containing measuring tanks equipped with water supply lines, a unit for preparing grouting solutions containing a water supply pump, also connected to the water supply lines of measuring tanks, averaging unit containing averaging capacity, equipment a mixer, a recirculation unit, including a recirculation pump, as well as a control unit, which includes an operator’s platform, equipped with a monitoring and control system, tied up by pipelines, which are equipped with shut-off valves, while diesel plants are used as power plants, which are placed on a car frame the chassis of the driveshafts is connected to the three-plunger pumps placed across the frame across the frame, while the frame also contains water supply and recirculation pumps having e hydraulic drives powered from the hydraulic system of the mobile unit, and pipelines, and above the units located on the frame, there is a unit for receiving and distributing process liquids, a control unit, an averaging tank equipped with a stirrer, and a mixing tank equipped with a mixer located in its upper part, including a dry cement supply unit, a collector unit for a controlled supply of liquids and a recirculation unit, and a mixer, while the mixing tank is made integral with the averaging tank due to the implementation of a common wall between them, which is equipped with a shutter on the bottom of the tanks and has a height less than the height of the other walls of the tanks, the mixing tank is connected to a recirculation pipe, which is connected through a recirculation pump to the recirculation unit in the mixer, and the averaging tank is made to a pipe drainage of the finished cement mortar (RF Patent No. 2362674, Application: 2008113025/03 of 04/07/2008, IPC: V28C 5/00, EV 33/13 - prototype).

Работа указанной передвижной установки осуществляется следующим образом. Для приготовления цементного раствора сухой цемент от линии пневмоподачи направляется по трубопроводу через затвор поворотный в смеситель, объем подачи регулируется либо вручную маховиком, либо автоматически с помощью поворотного гидродвигателя. Вода от водоподающего насоса поступает в патрубок смесителя. Для регулировки подачи воды служит диск клапанный. В коллекторе смесителя цемент с водой образуют водоцементную смесь, к которой дополнительно через патрубки по рециркуляционным линиям от рециркуляционного насоса подводится рециркуляционный раствор из смесительной емкости. Далее подготовленная смесь разбивается на рассекателе и поступает в смесительную емкость, где перемешивается гидромеханическим перемешивателем, на рабочем валу которого размещена лопастная насадка. Неоднородный более тяжелый раствор опускается в донную часть смесительной емкости, откуда через патрубок рециркуляции направляется по рециркуляционным линиям в коллектор смесителя, а однородный более легкий раствор переливается через общую стенку и наполняет осреднительную емкость, где продолжает перемешиваться перемешивателем по всей высоте осреднительной емкости за счет расположения лопастей в средней части рабочего вала.The operation of the specified mobile installation is as follows. To prepare the cement mortar, dry cement from the pneumatic supply line is sent through a pipeline through a rotary valve to the mixer, the supply volume is regulated either manually by the flywheel or automatically by means of a rotary hydraulic motor. Water from the water supply pump enters the nozzle of the mixer. The valve disc serves to adjust the water supply. In the collector of the mixer, cement and water form a water-cement mixture, to which an additional recirculation solution is supplied from the mixing tank through nozzles along recirculation lines from the recirculation pump. Next, the prepared mixture is divided into a divider and enters the mixing tank, where it is mixed with a hydromechanical mixer, on the working shaft of which a blade nozzle is placed. An inhomogeneous heavier solution is lowered into the bottom of the mixing tank, from where it is directed through recirculation pipes to the mixer manifold, and a homogeneous lighter solution is poured through the common wall and fills the homogenization tank, where it continues to mix with the mixer over the entire height of the homogenization tank due to the location of the blades in the middle of the working shaft.

Из осреднительной емкости однородный цементный раствор через патрубок отвода готового цементного раствора направляется в гидравлические части трехплунжерных насосов, которыми он закачивается в нефтяную или газовую скважину. Перед завершением процесса закачки нефтяной или газовой скважины выключается подача в смеситель сухого цемента и воды, при этом система рециркуляции продолжает работать. К моменту опорожнения осреднительной емкости открывается затвор в общей стенке и раствор из смесительной емкости стекает в осреднительную емкость, откуда закачивается в скважину на завершающем этапе цикла закачки цементного раствора в нефтяную или газовую скважину.From the averaging tank, a homogeneous cement mortar is routed through the outlet pipe of the finished cement mortar to the hydraulic parts of the three-plunger pumps, with which it is pumped into an oil or gas well. Before the completion of the oil or gas well injection process, the supply of dry cement and water to the mixer is turned off, while the recirculation system continues to operate. By the time of emptying the averaging tank, the gate in the common wall opens and the solution flows from the mixing tank into the averaging tank, from where it is pumped into the well at the final stage of the cycle of pumping cement into an oil or gas well.

Недостатками данной передвижной установки является возможность появления кавитационных процессов в трубопроводах на определенных режимах работы трехплунжерного насоса, размещение оборудования на шасси автомобильного тягача, не соответствующее современным представлениям об эргономике, и вызывающее определенные трудности при его обслуживании.The disadvantages of this mobile installation are the possibility of cavitation processes in pipelines at certain operating modes of a three-plunger pump, equipment placement on the chassis of an automobile tractor that does not correspond to modern ideas about ergonomics, and which causes certain difficulties in its maintenance.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание передвижного агрегата насосного цементировочного (далее - агрегат), для цементирования нефтяных или газовых скважин, составные части которого базируются на одной мобильной базе - автомобильном шасси, причем его габаритные размеры не превышают габариты нормативных габаритов, установленных в «Инструкции по перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов автомобильным транспортом по дорогам РФ», при этом компоновка узлов агрегата должна обеспечивать удобство при их обслуживании и ремонте.The objective of the invention is to remedy these shortcomings and create a mobile pumping cementing unit (hereinafter referred to as the unit) for cementing oil or gas wells, the components of which are based on one mobile base - an automobile chassis, and its overall dimensions do not exceed the dimensions of the standard dimensions established in " Instructions for the transportation of bulky and heavy cargo by road on the roads of the Russian Federation ”, while the layout of the units of the unit should ensure the convenience of and their maintenance and repair.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном агрегате насосном цементировочном для цементирования скважин, содержащем размещенные на одной мобильной базе, преимущественно, автомобильном шасси, блоки, включая насосный блок, содержащий блок отбора мощности, соединенный с трехплунжерным насосом с помощью размещенного на раме шасси карданного вала, при этом на раме также размещены водоподающий, рециркуляционный и подпорный насосы, имеющие гидроприводы и систему трубопроводов, причем над узлами, размещенными на раме, установлены блок приема и распределения технологических жидкостей, блок управления с площадкой оператора, оборудованной системой контроля и управления, обвязанных трубопроводами, оборудованными запорной арматурой, причем в задней части шасси размещены блок приготовления тампонажных растворов и блок осреднения, выполненный заодно со смесительной и осреднительной емкостями, имеющими общую стенку, причем со стороны донной части емкостей установлен затвор, при этом осреднительная емкость оборудована перемешивателем, а смесительная емкость оборудована расположенным в ее верхней части смесителем, включающим узел подачи сухого цемента, узел коллектора для регулируемой подачи жидкости, узел рециркуляции, причем смесительная емкость связана с патрубком рециркуляции, который через рециркуляционный насос связан с узлом рециркуляции в смесителе, а осреднительная емкость соединена с патрубком отвода готового цементного раствора, при этом в смесительной емкости установлен диффузор, к нижнему торцу которого прикреплено опорное кольцо, на котором расположены отклоняющие лопасти, выполненные в виде профилированных элементов, прикрепленных к внутренней поверхности опорного кольца, при этом в нижней части стенки диффузора по его диаметру размещены профилированные отверстия, торцы стенок которых опираются на внешний диаметр опорного кольца, при этом одна из боковых сторон каждой отклоняющей лопасти жестко соединена с боковой стороной стенки каждого профилированного отверстия, при этом на боковой стенке диффузора, выше уровня цементного раствора выполнено тангенциальное отверстие, в котором по касательной установлен подводящий патрубок в виде трубы переменного сечения, в которой размещен дроссельный узел с коллектором, выполненный в виде направляющего корпуса с наклонными пазами, соединенного с цементным затвором узла подачи сухого цемента, а к боковой стенке трубы большего диаметра присоединен узел подачи воды в коллектор, при этом сверху диффузор снабжен съемной крышкой с отверстием, в котором установлен отводящий патрубок с отводящим рукавом, а на раме под осреднительной емкостью установлен подпорный насос, соединенный напорной линией со всасывающим коллектором трехплунжерного насоса, согласно изобретению, привод насоса высокого давления осуществляется от двигателя автомобильного шасси через блок отбора мощности, установленный между коробкой передач и раздаточной коробкой, при этом привод гидравлики выполнен на основе дополнительного двигателя, расположенного за кабиной шасси поперек рамы шасси, причем редуктор, на котором установлены гидронасосы, прикреплен непосредственно к картеру маховика двигателя, при этом ведущий вал редуктора соединен с маховиком двигателя через муфту, а смесительно-осреднительная и мерная емкости расположены буквой Г.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed cement pumping unit for cementing wells, containing blocks located on the same mobile base, mainly an automobile chassis, including a pump block containing a power take-off unit connected to a three-plunger pump using a universal joint chassis mounted on the frame shaft, while on the frame there are also water supply, recirculation and booster pumps having hydraulic actuators and a piping system, and above the units placed on the frame, A unit for receiving and distributing process fluids, a control unit with an operator’s platform equipped with a monitoring and control system, tied up by pipelines equipped with shutoff valves, and a block for the preparation of grouting mortars and an averaging unit made in conjunction with mixing and averaging tanks having a common wall, and a shutter is installed on the bottom of the containers, while the averaging tank is equipped with a stirrer, and the mixing tank It is equipped with a mixer located in its upper part, including a dry cement supply unit, a collector unit for controlled fluid supply, a recirculation unit, the mixing tank being connected to a recirculation pipe, which is connected through a recirculation pump to a recirculating pipe in the mixer, and the averaging tank is connected to the pipe the outlet of the finished cement mortar, while in the mixing tank a diffuser is installed, to the lower end of which a support ring is attached, on which the deflecting blades are located tees made in the form of profiled elements attached to the inner surface of the support ring, while in the lower part of the diffuser wall, profiled holes are placed along its diameter, the ends of the walls of which are supported by the outer diameter of the support ring, while one of the sides of each deflecting blade is rigidly connected with the side of the wall of each profiled hole, while on the side wall of the diffuser, above the level of the cement mortar, a tangential hole is made in which the tangent an inlet pipe in the form of a pipe of variable cross section is installed, in which a throttle assembly with a manifold is placed, made in the form of a guide body with inclined grooves connected to a cement shutter of a dry cement supply unit, and a water supply unit to the collector is connected to a side pipe of a larger diameter on top of this, the diffuser is equipped with a removable cover with an opening in which a discharge pipe is installed with a discharge sleeve, and a booster pump is connected to the frame under the averaging tank, connected by a pressure line with a suction manifold of a three-plunger pump, according to the invention, the high-pressure pump is driven from the engine of the automobile chassis through a power take-off installed between the gearbox and the transfer case, while the hydraulic drive is based on an additional engine located behind the chassis cab across the chassis frame, the gearbox on which the hydraulic pumps are mounted is attached directly to the crankcase of the engine flywheel, while the drive shaft of the gearbox is connected to the engine flywheel ator via the clutch, and the mixing and osrednitelnaya and measuring tanks located by the letter G.

В варианте исполнения, на дополнительных агрегатах установлена система связи, при помощи которой все параметры работы установки отражаются на мониторе в кабине оператора.In the embodiment, a communication system is installed on additional units, with the help of which all parameters of the installation are reflected on the monitor in the operator's cab.

В варианте исполнения, шасси выполнено, по крайней мере, четырехосным.In an embodiment, the chassis is made of at least four-axis.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сбоку агрегата насосного цементировочного, на фиг. 2 показан вид сверху агрегата насосного цементировочного, на фиг. 3 показан привод трехплунжерного насоса, на фиг. 4 показан совмещенный блок приготовления тампонажных растворов, на фиг. 5 показаны линии рециркуляции, на фиг. 6 показано расположение подпорного насоса на раме автомобиля, в общей компоновке агрегат.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a side view of a pumping cementing unit; FIG. 2 shows a top view of a cementing pumping unit; FIG. 3 shows the drive of a three-plunger pump; FIG. 4 shows a combined block for the preparation of grouting mortars; in FIG. 5 shows recirculation lines; FIG. 6 shows the location of the booster pump on the vehicle frame, in the general layout of the unit.

Агрегат насосный цементировочный состоит из размещенных на мобильной платформе блоков установки (далее - агрегат) для приготовления цементного раствора. Агрегат насосный цементировочный для цементирования нефтяных или газовых скважин монтируется на базе четырехосного шасси 1, имеющего промежуточную опору 2, размещенную в раме передней части автомобильного шасси между КПП и раздаточной коробкой, которая с помощью карданной передачи 3 связана с трехплунжерным насосом 4, установленными на раме 5. За кабиной, поперек рамы автомобильного шасси установлен палубный двигатель с редуктором 6 для привода гидрооборудования.Cementing pumping unit consists of installation blocks (hereinafter referred to as the unit) placed on a mobile platform for the preparation of cement mortar. The cementing pumping unit for cementing oil or gas wells is mounted on the basis of a four-axle chassis 1 having an intermediate support 2 located in the frame of the front of the automobile chassis between the gearbox and the transfer case, which is connected via a cardan gear 3 to the three-plunger pump 4 mounted on the frame 5 . Behind the cabin, across the frame of the car chassis, a deck engine with a gearbox 6 for driving hydraulic equipment is installed.

За палубным двигателем с редуктором 6 над карданной передачей размещен блок приема и распределения технологических жидкостей, который содержит мерный бак 7, состоящий из двух секций, оборудованных в донной части отверстиями для слива, которые в верхней части оборудованы двумя водоподающими линиями 8, соединенными с водоподающим насосом.Behind the deck engine with a gearbox 6 above the cardan transmission, there is a unit for receiving and distributing process liquids, which contains a measuring tank 7, consisting of two sections equipped with drain holes in the bottom part, which are equipped in the upper part with two water supply lines 8 connected to the water supply pump .

В правой части автомобильного шасси 1 за мерным баком 7 размещен совмещенный блок приготовления тампонажных растворов и осреднения, который включает выполненные заодно смесительную 9 и осреднительную 10 емкости большего размера, имеющую общую стенку 11, высота которой меньше высоты других стенок смесительной 9 и осреднительной 10 емкостей, а со стороны донной части емкостей оборудована затвором 12.On the right side of the automobile chassis 1, behind the measuring tank 7, there is a combined grout preparation and averaging unit, which includes at the same time mixing 9 and averaging 10 larger containers, having a common wall 11, the height of which is less than the height of other walls of the mixing 9 and averaging 10 containers, and from the bottom of the tanks is equipped with a shutter 12.

Смесительная емкость 9 оборудована в верхней части наклонно установленным смесителем 13 и перемешивателем 14 с рабочим валом 15, на котором размещена лопастная насадка 16. В донной части смесительная емкость 9 имеет отверстие, через которое она связана с патрубком рециркуляции 17, соединенным через рециркуляционный насос 18 с узлом рециркуляции смесителя 19.The mixing tank 9 is equipped in the upper part with an inclined mixer 13 and a mixer 14 with a working shaft 15, on which the blade nozzle 16 is placed. In the bottom part the mixing tank 9 has an opening through which it is connected to the recirculation pipe 17 connected through a recirculation pump 18 s the recirculation unit of the mixer 19.

Смеситель 13 включает расположенные последовательно по наклонной оси и соединенные в одно целое узел подачи сухого цемента, включающий затвор поворотный, маховик и поворотный гидродвигатель, регулируемую подачу воды в коллектор, включающий патрубок и диск клапанный, тягу и редуктор с маховиком, узел рециркуляции, включающий патрубки и рециркуляционные линии.The mixer 13 includes a series of dry cement feeds arranged in series along an inclined axis and including a rotary valve, a flywheel and a rotary hydraulic motor, an adjustable water supply to the collector, including a nozzle and a valve disc, a draft and a gearbox with a flywheel, a recirculation unit, including nozzles and recirculation lines.

Смесительная емкость 9 содержит профилированный диффузор, закрепленный вертикально в отверстии, ее верхней торцевой крышки при помощи фланца. К нижнему торцу диффузора прикреплено опорное кольцо, на котором расположены отклоняющиеся лопасти, выполненные в виде изогнутых элементов - формы жестко соединенных друг с другом по боковой стороне. Каждая отклоняющая лопасть соединена с опорным кольцом. В нижней части стенки диффузора размещены по его диаметру радиальные отверстия, торцы стенок которых опираются на внешний диаметр опорного кольца. На боковой стенке диффузора, тангенциально к вертикальной оси и выше на 2/3 уровня цементного раствора от нижнего торца диффузора, выполнено отверстие, в котором по касательной одним концом установлен подводящий патрубок в виде трубы переменного сечения. Труба переменного сечения преобразуется из полого цилиндра в полый конус, имеющий переход в трубу большего диаметра, в которой размещен дроссельный узел, соединенный с цементным затвором. Диффузор снабжен съемной крышкой с отверстием, в котором установлен отводящий патрубок с отводящим рукавом.The mixing tank 9 contains a profiled diffuser mounted vertically in the hole, its upper end cover with a flange. A support ring is attached to the lower end of the diffuser, on which deflecting blades are arranged, made in the form of curved elements - forms rigidly connected to each other on the side. Each deflecting blade is connected to a support ring. In the lower part of the diffuser wall, radial holes are placed along its diameter, the ends of the walls of which are based on the outer diameter of the support ring. On the side wall of the diffuser, tangentially to the vertical axis and 2/3 of the cement slurry level from the lower end of the diffuser, a hole is made in which a supply pipe in the form of a pipe of variable cross section is installed at a tangent to one end. A pipe of variable cross section is converted from a hollow cylinder to a hollow cone having a transition to a pipe of a larger diameter, in which a throttle assembly connected to a cement valve is placed. The diffuser is equipped with a removable cover with an opening in which a discharge pipe with a discharge sleeve is installed.

Осреднительная емкость 10 в верхней части оборудована гидромеханическим перемешивателем с рабочим валом, на котором размещена лопастная насадка, при этом рабочий вал в средней части снабжен дополнительными лопастями. В донной части осреднительная емкость снабжена патрубком отвода готового цементного раствора.The averaging tank 10 in the upper part is equipped with a hydromechanical mixer with a working shaft on which the blade nozzle is placed, while the working shaft in the middle part is equipped with additional blades. In the bottom part, the averaging tank is equipped with a pipe for removing the finished cement mortar.

Водоподающий насос и рециркуляционный насос установлены под смесительной 9 и осреднительной 10 емкостями и имеют гидроприводы, запитываемые от гидросистемы установки. Подпорный насос 20, соединенный с всасывающим коллектором трехплунжерного насоса 4, установлен под площадкой оператора и так же снабжен гидроприводом.A water supply pump and a recirculation pump are installed under the mixing 9 and averaging 10 tanks and have hydraulic drives powered from the installation's hydraulic system. The booster pump 20, connected to the intake manifold of the three-plunger pump 4, is installed under the operator’s platform and is also equipped with a hydraulic actuator.

Блок управления включает площадку оператора, оборудованную системой контроля и управления.The control unit includes an operator platform equipped with a monitoring and control system.

Работа передвижного агрегата осуществляется следующим образом.The operation of the mobile unit is as follows.

Для приготовления цементного раствора сухой цемент от линии пневмодачи направляется по трубопроводу через затвор поворотный в смеситель, объем подачи регулируется либо вручную маховиком, либо автоматически с помощью поворотного гидродвигателя.To prepare the cement mortar, dry cement from the pneumatic supply line is sent through a pipeline through a rotary valve to the mixer, the supply volume is regulated either manually by the flywheel or automatically using a rotary hydraulic motor.

Вода от водоподающего насоса поступает в патрубок смесителя. Для регулировки подачи воды служит диск клапанный. Расход воды регулируется вручную. Вода, проходя по наклонным пазам закручивается против часовой стрелки. В смесителе цемент с водой образуют водоцементную смесь (раствор). Далее поток цементного раствора поступает в трубу диффузора большего диаметра, в которой к нему добавляется поток рециркуляции.Water from the water supply pump enters the nozzle of the mixer. The valve disc serves to adjust the water supply. The water flow is manually adjustable. Water passing through the inclined grooves spins counterclockwise. In the mixer, cement and water form a water-cement mixture (solution). Next, the cement flow enters the diffuser pipe of a larger diameter, in which a recirculation stream is added to it.

Поток рециркуляции проходит через патрубки по рециркуляционным линиям от рециркуляционного насоса из смесительной емкости. Этот поток, усиливает завихрение против часовой стрелки из-за расположенных со смещением подводящих патрубков, по которым он подводится.The recirculation stream passes through the nozzles along the recirculation lines from the recirculation pump from the mixing tank. This flow enhances the turbulence counterclockwise due to the offset nozzles along which it is supplied.

После объединения в один поток труба сужается, что приводит к росту скорости потока перед выходом его в диффузор. Пройдя через подводящий патрубок, поток цементного раствора опускается вниз по спирали. При достижении отклоняющихся лопастей, он начинает разделяться и вылетать через радиально расположенные отверстия внизу диффузора, при этом небольшая часть потока входит через отверстие в опорном кольце.After combining into one stream, the pipe narrows, which leads to an increase in the flow rate before it enters the diffuser. Having passed through the inlet pipe, the flow of cement slides down a spiral. Upon reaching the deflecting blades, it begins to separate and fly out through the radially located holes at the bottom of the diffuser, while a small part of the flow enters through the hole in the support ring.

В смесительной емкости цементный раствор перемешивается гидромеханическим перемешивателем (мешалкой), на рабочем валу которого размещена лопастная насадка. В процессе перемешивания часть потока забирается насосом рециркуляции, а частично, поднимаясь вверх до уровня перелива, попадает в осреднительную емкость.In the mixing tank, the cement slurry is mixed with a hydromechanical stirrer (mixer), on the working shaft of which a blade nozzle is placed. During mixing, part of the flow is taken by the recirculation pump, and partially, rising up to the overflow level, it enters the averaging tank.

Неоднородный более тяжелый раствор опускается в донную часть смесительной емкости, откуда через патрубок рециркуляции направляется по рециркуляционным линиям в подводящие патрубки, а однородный, более легкий раствор переливается через общую стенку и наполняет осреднительную емкость, где продолжает перемешиваться мешалкой по всей высоте осреднительной емкости за счет расположения лопастей в средней части рабочего вала.An inhomogeneous heavier solution is lowered into the bottom of the mixing tank, from where it is directed through recirculation lines to the inlet pipes, and a homogeneous, lighter solution is poured through the common wall and fills the homogenization tank, where it continues to mix with the mixer over the entire height of the homogenization tank due to the location blades in the middle of the working shaft.

Из осреднительной емкости однородный цементный раствор через отводящий патрубок и подпорный насос направляется в гидравлическую часть трехплунжерного насоса, которым закачивается в нефтяную или газовую скважину.From the averaging tank, a homogeneous cement mortar is directed through the discharge pipe and the booster pump to the hydraulic part of the three-plunger pump, which is pumped into an oil or gas well.

Перед завершением процесса закачки нефтяной или газовой скважины выключается подача в смеситель сухого цемента и воды, при этом система рециркуляции продолжает работать. К моменту опорожнения осреднительной емкости открывается затвор в общей стенке и раствор из смесительной емкости стекает в осреднительную емкость, откуда закачивается в скважину на завершающем этапе цикла закачки цементного раствора.Before the completion of the oil or gas well injection process, the supply of dry cement and water to the mixer is turned off, while the recirculation system continues to operate. By the moment of emptying the averaging tank, the gate in the common wall opens and the solution flows from the mixing tank into the averaging tank, from where it is pumped into the well at the final stage of the cement mortar injection cycle.

Кроме описанного выше примера конкретного выполнения возможны иные, несколько отличные варианты выполнения передвижной установки, ее отдельных деталей и узлов, соответствующие притязаниям, изложенным в формуле изобретения.In addition to the specific embodiment described above, other, slightly different embodiments of the mobile unit, its individual parts and assemblies, corresponding to the claims set forth in the claims, are possible.

Использование предложенного технического решения позволит создать агрегат насосный цементировочный, обеспечивающий безкавитационные режимы приготовления раствора, при этом расположение узлов агрегата на автомобильной платформе обеспечит требуемые условия доступа при его обслуживании и ремонтеUsing the proposed technical solution will allow you to create a cementing pumping unit that provides cavitation-free modes of solution preparation, while the location of the unit nodes on the car platform will provide the required access conditions for its maintenance and repair

Claims (3)

1. Агрегат насосный цементировочный для цементирования скважин, содержащий размещенные на одной мобильной базе, преимущественно, автомобильном шасси, блоки, включая насосный блок, содержащий силовые дизельные установки, соединенные с трехплунжерными насосами с помощью размещенных на раме шасси карданных валов, при этом на раме также размещены водоподающий и рециркуляционный насосы, имеющие гидроприводы и систему трубопроводов, причем над узлами, размещенными на раме, установлены блок приема и распределения технологических жидкостей, блок управления с площадкой оператора, оборудованной системой контроля и управления, обвязанных трубопроводами, оборудованными запорной арматурой, причем в задней части шасси размещены блок приготовления тампонажных растворов и блок осреднения, выполненный заодно со смесительной и осреднительной емкостями, имеющими общую стенку, причем со стороны донной части емкостей установлен затвор, при этом осреднительная емкость оборудована перемешивателем, а смесительная емкость оборудована расположенным в ее верхней части смесителем, включающим узел подачи сухого цемента, узел коллектора для регулируемой подачи жидкости, узел рециркуляции, причем смесительная емкость связана с патрубком рециркуляции, который через рециркуляционный насос связан с узлом рециркуляции в смесителе, а осреднительная емкость соединена с патрубком отвода готового цементного раствора, при этом в смесительной емкости установлен диффузор, к нижнему торцу которого прикреплено опорное кольцо, на котором расположены отклоняющие лопасти, выполненные в виде профилированных элементов, прикрепленных к внутренней поверхности опорного кольца, при этом в нижней части стенки диффузора по его диаметру размещены профилированные отверстия, торцы стенок которых опираются на внешний диаметр опорного кольца, при этом одна из боковых сторон каждой отклоняющей лопасти жестко соединена с боковой стороной стенки каждого профилированного отверстия, при этом на боковой стенке диффузора, выше уровня цементного раствора выполнено тангенциальное отверстие, в котором по касательной установлен подводящий патрубок в виде трубы переменного сечения, в которой размещен дроссельный узел с коллектором, выполненный в виде направляющего корпуса с наклонными пазами, соединенного с цементным затвором узла подачи сухого цемента, а к боковой стенке трубы большего диаметра присоединен узел подачи воды в коллектор, при этом сверху диффузор снабжен съемной крышкой с отверстием, в котором установлен отводящий патрубок с отводящим рукавом, а на раме под осреднительной емкостью установлен подпорный насос, соединенный напорной линией со всасывающим коллектором трехплунжерного насоса высокого давления, отличающийся тем, что привод насоса высокого давления соединен с возможностью отключения с двигателем автомобильного шасси через блок отбора мощности, установленный между коробкой передач и раздаточной коробкой упомянутого шасси, при этом привод гидравлики выполнен на основе дополнительного двигателя, расположенного за кабиной шасси поперек рамы шасси, причем редуктор, на котором установлены гидронасосы, прикреплен непосредственно к картеру маховика двигателя, при этом ведущий вал редуктора соединен с маховиком двигателя через муфту, а смесительно-осреднительная и мерная емкости расположены буквой Г.1. Cementing pumping unit for cementing wells, containing blocks located on the same mobile base, mainly an automobile chassis, including a pumping unit containing diesel power plants connected to three-plunger pumps using cardan shafts located on the chassis frame, while the frame also water supply and recirculation pumps are installed, having hydraulic actuators and a piping system, and a unit for receiving and distributing process liquids is installed above the nodes placed on the frame, control lock with an operator’s platform equipped with a monitoring and control system, tied up with pipelines equipped with shutoff valves, and in the rear of the chassis there is a block for the preparation of grouting mortars and an averaging block, made at the same time with mixing and averaging tanks having a common wall, and from the bottom a shutter is installed in the containers, while the averaging tank is equipped with a mixer, and the mixing tank is equipped with a mixer located in its upper part, including a dry cement supply unit, a collector unit for a controlled fluid supply, a recirculation unit, the mixing tank being connected to a recirculation pipe, which is connected through a recirculation pump to a recirculation unit in the mixer, and the averaging tank is connected to a pipe for removing the finished cement mortar, while in the mixing a diffuser is installed on the lower end of which a support ring is attached, on which there are deflecting blades made in the form of profiled elements attached to the inner surface of the support ring, while in the lower part of the diffuser wall, profiled holes are placed along its diameter, the ends of the walls of which are supported by the outer diameter of the support ring, while one of the sides of each deflecting blade is rigidly connected to the side of the wall of each profiled hole, on the side wall of the diffuser, above the level of the cement mortar, a tangential hole is made in which a supply pipe in the form of a pipe of variable cross section is installed tangentially in a throttle assembly with a manifold is placed, made in the form of a guide body with inclined grooves, connected to a cement shutter of a dry cement supply unit, and a collector water supply unit is connected to the side wall of a larger diameter pipe, while the diffuser is provided with a removable cover with an aperture on top which has a discharge pipe with a discharge sleeve, and a booster pump is installed on the frame under the averaging tank, connected by a pressure line to the suction manifold of a high-pressure three-plunger pump characterized in that the high-pressure pump drive is connected with the possibility of disconnecting the automobile chassis engine through a power take-off unit installed between the gearbox and the transfer case of the said chassis, while the hydraulic drive is based on an additional engine located behind the chassis cab across the chassis frame moreover, the gearbox on which the hydraulic pumps are mounted is attached directly to the crankcase of the engine flywheel, while the drive shaft of the gearbox is connected to the engine flywheel via coupling, and mixing-averaging and measuring tanks are located with the letter G. 2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что на дополнительных агрегатах установлена система связи, при помощи которой все параметры работы установки отражаются на мониторе в кабине оператора.2. The unit according to claim 1, characterized in that on the additional units a communication system is installed, with which all the parameters of the installation are displayed on the monitor in the operator's cab. 3. Агрегат по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что шасси выполнено, по крайней мере, четырехосным.3. The unit according to any one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the chassis is made of at least four-axis.
RU2019103346A 2019-02-06 2019-02-06 Pumping cementing unit RU2716317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103346A RU2716317C1 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Pumping cementing unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103346A RU2716317C1 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Pumping cementing unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716317C1 true RU2716317C1 (en) 2020-03-11

Family

ID=69898540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103346A RU2716317C1 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Pumping cementing unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716317C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204825U1 (en) * 2020-12-16 2021-06-15 Общество с ограниченной ответственностью "Партнер" Pumping unit for spraying and pumping a sealing compound in a coal mine
RU207620U1 (en) * 2021-08-19 2021-11-08 Денис Викторович Миночкин Mobile Well Cementing Rig

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU38828U1 (en) * 2004-03-02 2004-07-10 Открытое акционерное общество "Строммашина" INSTALLATION PUMPING MOBILE OIL-FIELD
RU63430U1 (en) * 2005-06-01 2007-05-27 ООО "Синергия-Н" WELL CEMENTING UNIT
RU72266U1 (en) * 2007-12-03 2008-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" MIXING PLANT FOR PREPARING AND FORWARDING SOLUTIONS
RU2362674C1 (en) * 2008-04-07 2009-07-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Стромнефтемаш" Mobile installation for cementing oil or gas wells
RU115000U1 (en) * 2011-09-29 2012-04-20 ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" (ОАО "Ижнефтемаш") MOBILE INSTALLATION FOR CEMENTING OIL AND GAS WELLS, COVERING OF MOBILE INSTALLATION AND HEATING SYSTEM OF HIGH PRESSURE MOBILE INSTALLATION PUMPS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU38828U1 (en) * 2004-03-02 2004-07-10 Открытое акционерное общество "Строммашина" INSTALLATION PUMPING MOBILE OIL-FIELD
RU63430U1 (en) * 2005-06-01 2007-05-27 ООО "Синергия-Н" WELL CEMENTING UNIT
RU72266U1 (en) * 2007-12-03 2008-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" MIXING PLANT FOR PREPARING AND FORWARDING SOLUTIONS
RU2362674C1 (en) * 2008-04-07 2009-07-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Стромнефтемаш" Mobile installation for cementing oil or gas wells
RU115000U1 (en) * 2011-09-29 2012-04-20 ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения" (ОАО "Ижнефтемаш") MOBILE INSTALLATION FOR CEMENTING OIL AND GAS WELLS, COVERING OF MOBILE INSTALLATION AND HEATING SYSTEM OF HIGH PRESSURE MOBILE INSTALLATION PUMPS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Машина для цементирования СРТ-Y4. Руководство для пользователя, фирма Halliburton, Ноябрь, 1996. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204825U1 (en) * 2020-12-16 2021-06-15 Общество с ограниченной ответственностью "Партнер" Pumping unit for spraying and pumping a sealing compound in a coal mine
RU207620U1 (en) * 2021-08-19 2021-11-08 Денис Викторович Миночкин Mobile Well Cementing Rig

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110145277A (en) A kind of dry cementing equipment for adding system of collection fiber
RU2362674C1 (en) Mobile installation for cementing oil or gas wells
RU2716317C1 (en) Pumping cementing unit
CN107617389A (en) A kind of solid-liquid is fixed than quantitative mixing apparatus
CN102345454B (en) Fracturing fluid jet mixer
RU101490U1 (en) MOBILE MIXING PLANT
CN105660316B (en) Water-fertilizer-pesticide integrative vehicle
CN207879308U (en) A kind of complex acid sledge automatically controlled
RU188070U1 (en) MOBILE INSTALLATION FOR CEMENTING OIL OR GAS WELLS
RU188697U1 (en) MOBILE INSTALLATION FOR CEMENTING OIL OR GAS WELLS
CN215903735U (en) Cement mixing stirring device for highway construction
RU104234U1 (en) INSTALLATION FOR CEMENTING WELLS
CN103042601B (en) Concrete mixer truck for underground coal mine
CN203062946U (en) Concrete agitating lorry for underground coal mine
RU63430U1 (en) WELL CEMENTING UNIT
RU10418U1 (en) UNIT MIXING
RU145351U1 (en) INSTALLATION PUMP MIXING
CN2448441Y (en) Water mixed heavy oil continuous automatic emulsifier
RU72266U1 (en) MIXING PLANT FOR PREPARING AND FORWARDING SOLUTIONS
CN112171912B (en) Large-volume cement slurry mixing device and mixing method thereof
CN115700143A (en) Well wall reinforcing working solution ground blending device
CN209467233U (en) A kind of two-shipper double pump acidification trailer being arranged symmetrically
CN217662992U (en) Inorganic self-foaming filling material pump station
CN214819618U (en) Novel pneumatic double-deck mixer of ultralight quantization
CN211864672U (en) Automatic device that adds of concrete admixture