RU57844U1

RU57844U1 - DRAINAGE FLUID DISPOSAL SYSTEM FROM CENTRIFUGAL PUMPS OF KNS

Info

Publication number: RU57844U1
Application number: RU2005115662/06U
Authority: RU
Inventors: Михаил Юрьевич Климов
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Изобретение предназначено для использования в нефтяной промышленности, в частности в системе поддержания пластового давления на кустовых насосных станциях. Система утилизации содержит пять элементов: струйный насос, задвижка с электроприводом, гидравлический дроссель, манометр, дренажная емкость. Перечисленные элементы позволяют использовать энергию воды (рабочего агента) перекачиваемой КНС для привода струйного насоса в действие, тем самым обеспечивают работу струйного насоса по откачке жидкости из дренажной емкости обратно на прием блока насосных агрегатов. Струйный насос по своим рабочим характеристикам отлично вписывается в систему утилизации дренажной жидкости, а по техническим характеристикам в несколько раз превосходит центробежный секционный насос. Струйный насос, предназначенный для работы с агрессивными средами, не содержащий в себе трущихся деталей и работающий без электродвигателя, способен увеличить срок службы дренажным насосам.The invention is intended for use in the oil industry, in particular in a system for maintaining reservoir pressure at cluster pumping stations. The recycling system contains five elements: a jet pump, an electric valve, a hydraulic throttle, a pressure gauge, and a drainage tank. The listed elements allow using the energy of the water (working agent) of the pumped pumping station to drive the jet pump into operation, thereby ensuring the operation of the jet pump to pump liquid from the drainage tank back to the intake of the pump unit. The jet pump in its performance characteristics fits perfectly into the drainage liquid disposal system, and in terms of technical performance it is several times superior to the centrifugal sectional pump. The jet pump, designed to work with aggressive environments, not containing rubbing parts and working without an electric motor, can increase the service life of drainage pumps.

Description

Изобретение предназначено для использования в нефтяной промышленности, в частности в системе поддержания пластового давления на кустовых насосных станциях.The invention is intended for use in the oil industry, in particular in a system for maintaining reservoir pressure at cluster pumping stations.

Известна система утилизации жидкости с сальниковых уплотнений центробежных секционных насосов с использованием дренажных центробежных секционных насосов ЦНС-60/198, генеральным проектировщиком кустовых насосных станций (КНС) является научно-исследовательский институт «Гипротюменьнефтегаз» (Технологический регламент КНС.- ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз», 1988.- С. 1-4, рис.1).There is a known system for utilizing liquid from stuffing box seals of centrifugal sectional pumps using drainage centrifugal sectional pumps TsNS-60/198, the general designer of cluster pumping stations (KNS) is the Giprotyumenneftegaz Research Institute (KNS technological procedure. - Sibneft-Noyabrskneftegaz OJSC) 1988.- S. 1-4, Fig. 1).

Однако известная система обладает рядом недостатков.However, the known system has several disadvantages.

При эксплуатации КНС, оборудованных дренажными центробежными секционными насосами, возникает проблема интенсивного износа рабочих колес ротора и направляющих аппаратов статора насоса, подшипников и электродвигателя, т.к. рабочим агентом является соленая подтоварная вода с механическими примесями и твердыми частицами, доходящими до 0,1мм, которая значительно сокращает срок службы насосных установок.During operation of SPS equipped with drainage centrifugal sectional pumps, the problem of intensive wear of the impellers of the rotor and the guiding devices of the pump stator, bearings and electric motor occurs. the working agent is salted bottom water with mechanical impurities and solid particles reaching 0.1 mm, which significantly reduces the service life of pumping units.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является усовершенствование технологической схемы по утилизации дренажной жидкости в КНС и продление срока эксплуатации дренажных насосов.The problem to which the invention is directed is to improve the technological scheme for the disposal of drainage fluid in the pumping station and to extend the life of the drainage pumps.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в увеличении срока службы дренажных наосов за счет изменения технологической схемы утилизации дренажной жидкости путем замены используемого дренажного центробежного насоса на струйный насос, предназначенный для работы с агрессивными средами, не содержащий в себе трущихся деталей и работающий без электродвигателя.The problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the service life of drainage pumps by changing the technological scheme for the disposal of drainage fluid by replacing the used centrifugal drainage pump with a jet pump designed to work with aggressive environments, which does not contain rubbing parts and works without electric motor.

Указанный технический результат достигается тем, что система утилизации дренажной жидкости с центробежных насосов КНС, содержит дренажный струйный насос, всасывающий патрубок которого соединен коллектором с дренажной емкостью, а напорный патрубок с приемом блока насосных агрегатов, при этом нагнетательный патрубок связан нагнетательным коллектором для подачи рабочего агента с основной напорной линией кустовой насосной станции, при чем на нагнетательном коллекторе установлена задвижка, между которой и струйным насосом установлен гидравлический дроссель. Кроме того, на нагнетательном коллекторе подачи рабочего агента после гидравлического дросселя установлен манометр.The specified technical result is achieved by the fact that the disposal system of the drainage fluid from the centrifugal pumps of the SPS contains a drainage jet pump, the suction pipe of which is connected by a collector to the drainage tank, and the discharge pipe is connected to the intake of the pumping unit block, while the discharge pipe is connected by a discharge manifold for supplying a working agent with the main pressure line of the cluster pump station, with a valve installed on the discharge manifold, between which hydraulic throttle. In addition, a pressure gauge is installed on the discharge manifold for supplying the working agent after the hydraulic throttle.

Дренажный центробежный насос меняется на струйный насос. Для установки струйного насоса необходимо дополнительное оборудование:The centrifugal drain pump changes to a jet pump. To install a jet pump, additional equipment is required:

задвижка с электроприводом, гидравлический дроссель, манометр. Местом расположения дополнительного оборудования является нагнетательный коллектор, подающий рабочий агент от основной напорной линии кустовой насосной станции до приема струйного насоса. Задвижка с электроприводом устанавливается на нагнетательный коллектор. Гидравлический дроссель устанавливается между задвижкой с электроприводом и струйным насосом. Манометр устанавливается после гидравлического дросселя с целью контроля давления подаваемого рабочего агента.electric valve, hydraulic throttle, pressure gauge. The location of the additional equipment is an injection manifold supplying a working agent from the main pressure line of the cluster pump station to receiving the jet pump. The electric valve is installed on the discharge manifold. A hydraulic throttle is installed between the electric valve and the jet pump. The pressure gauge is installed after the hydraulic throttle in order to control the pressure of the supplied working agent.

Между существенными признаками изобретения и заявленным техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: работа струйного насоса осуществляется без электроэнергии за счет нагнетания рабочего агента (воды) из напорной линии КНС. Задвижка с электроприводом предназначена, для того, чтобы оператор кустовой насосной станции открывал ее и тем самым приводил струйный насос в действие. Гидравлический дроссель необходим для регулирования давления подачи рабочего агента в струйный насос. Манометр устанавливается с целью контроля давления подаваемого рабочего агента в струйный насос.Between the essential features of the invention and the claimed technical result, there is the following causal relationship: the operation of the jet pump is carried out without electricity due to the injection of the working agent (water) from the pressure line of the pumping station. The electric valve is designed for the operator of the cluster pump station to open it and thereby actuate the jet pump. A hydraulic throttle is required to control the supply pressure of the working agent to the jet pump. The pressure gauge is installed to control the pressure of the supplied working agent in the jet pump.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1. представлена технологическая схема КНС, состоящая из следующих систем: блок насосных агрегатов, маслосистема, система утилизации дренажной жидкости. На фиг.2. представлен струйный насос в разрезе.The invention is illustrated in the drawing, where in Fig.1. The technological scheme of the pumping station is presented, consisting of the following systems: a block of pumping units, an oil system, a disposal system for drainage fluid. In figure 2. sectional view of a jet pump.

Блок насосных агрегатов состоит из: электродвигателя 1, центробежного насоса секционного 2, соединительной муфты 3. Маслосистема содержит: маслобак 4, маслонасос 5, датчик давления подачи масла 6. Система утилизации дренажной жидкости включает в себя:The block of pumping units consists of: an electric motor 1, a centrifugal pump sectional 2, a coupling 3. An oil system contains: an oil tank 4, an oil pump 5, an oil supply pressure sensor 6. The drainage liquid disposal system includes:

струйный насос 7, задвижка с электроприводом 8, гидравлический дроссель 9, манометр 10, дренажную емкость 11.jet pump 7, electric valve 8, hydraulic throttle 9, pressure gauge 10, drainage tank 11.

Местом расположения дополнительного оборудования (задвижка с электроприводом, гидравлический дроссель, манометр) является коллектор 12, подающий рабочий агент от основной напорной линии 13 (выход с КНС) до приема струйного насоса 7. Задвижка с электроприводом 8 установлена на нагнетательный коллектор 12, для того чтобы оператор кустовой насосной станции, следивший за заполнением дренажной емкости 11, открывал ее и тем самым приводил струйный насос 7 в действие. Гидравлический дроссель 9 установлен между задвижкой с электроприводом 8 и струйным насосом 7. Гидравлический дроссель 9 необходим для регулирования давления подачи рабочего агента в струйный насос 7, так как в напорной линии 13 кустовой насосной станции давление поднимается до 140-165 кгс/см², а струйный насос по своим техническим характеристикам рассчитан на давление на входе до 15 кгс/см². С помощью гидравлического дросселя 9 возможно отрегулировать давление в нагнетательном коллекторе 12 до рабочего давления насоса 7. Манометр 10 устанавливают после гидравлического дросселя 9 с целью контроля давления подаваемого рабочего агента.The location of the additional equipment (electric valve, hydraulic throttle, pressure gauge) is the collector 12, which supplies the working agent from the main pressure line 13 (output from the pumping station) to the intake of the jet pump 7. The electric valve 8 is installed on the discharge manifold 12, so that the operator of the cluster pumping station, who monitored the filling of the drainage tank 11, opened it and thereby powered the jet pump 7. A hydraulic throttle 9 is installed between the electric valve 8 and the jet pump 7. A hydraulic throttle 9 is necessary to control the supply pressure of the working agent to the jet pump 7, since the pressure rises to 140-165 kgf / cm ² in the pressure line 13 of the cluster pump station, and The jet pump according to its technical characteristics is designed for inlet pressure up to 15 kgf / cm ² . Using a hydraulic throttle 9, it is possible to adjust the pressure in the discharge manifold 12 to the working pressure of the pump 7. A pressure gauge 10 is installed after the hydraulic throttle 9 in order to control the pressure of the supplied working agent.

Система утилизации дренажной жидкости с сальниковых уплотнений центробежных насосов КНС, осуществляется с помощью струйного насоса (фиг.2.) следующим образом.The disposal system of the drainage fluid from the stuffing box seals of the centrifugal pumps of the SPS, is carried out using a jet pump (figure 2.) as follows.

Поток воды (рабочий агент) подается к нагнетательному патрубку 15 из основной напорной линии 13 кустовой насосной стации, ускоряется на входе в конусную часть (инфузор) струйного насоса 7, попадает в камеру смешения с одновременным снижением в ней статического давления согласно закону Бернулли. К всасывающему патрубку 16 (прием насоса) подводится из дренажной емкости 11 коллектор 14, по которому движется дренажная жидкость в камеру смешения струйного насоса 7. Согласно теории смешения двух потоков: при взаимодействии активного потока с окружающей его жидкостью, вследствие колебательного и вихревого движения частиц, происходит интенсивное перемешивание и энергообмен между частицами с большей и меньшей энергиями. Процесс смешения рабочего агента с дренажной жидкостью сопровождается разрежением давления на входе в камеру смешения, в результате чего обеспечивается постоянное поступление (самовсасывание) в нее дренажной жидкости. В камере смешения происходит дальнейший обмен энергией между частицами смешанного потока, что приводит к выравниванию поля скоростей по сечению в ее конце. Движение смешанного потока по диффузору сопровождается преобразованием скоростного напора в потенциальный, а в связи, с чем статическое давление возрастает. Через напорный патрубок 17 жидкость подается на прием блока основных агрегатов кустовой насосной станции.The water flow (working agent) is supplied to the discharge pipe 15 from the main pressure line 13 of the cluster pump station, accelerates at the inlet to the conical part (infuser) of the jet pump 7, enters the mixing chamber with a simultaneous decrease in static pressure in it according to Bernoulli's law. A collector 14 is supplied to the suction pipe 16 (pump intake) from the drainage tank 11, through which the drainage fluid moves into the mixing chamber of the jet pump 7. According to the theory of mixing of two flows: when the active stream interacts with the surrounding liquid, due to the oscillatory and vortex motion of the particles, intense mixing and energy exchange between particles with higher and lower energies occurs. The process of mixing the working agent with the drainage fluid is accompanied by a rarefaction of the pressure at the inlet to the mixing chamber, as a result of which a constant flow (self-absorption) of the drainage fluid into it is ensured. In the mixing chamber, there is a further exchange of energy between the particles of the mixed flow, which leads to the alignment of the velocity field over the cross section at its end. The movement of the mixed flow along the diffuser is accompanied by the conversion of the velocity head to the potential one, and in connection with this, the static pressure increases. Through the pressure pipe 17, the liquid is supplied to the reception of the block of the main units of the cluster pump station.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет использовать энергию воды (рабочего агента) перекачиваемой КНС для привода струйного насоса в действие, тем самым обеспечивают работу струйного насоса по откачке жидкости из дренажной емкости обратно на прием блока насосных агрегатов. Струйный насос по своим рабочим характеристикам отлично вписывается в систему утилизации дренажной жидкости, а по техническим характеристикам в несколько раз превосходит центробежный секционный насос.Thus, the claimed technical solution allows the use of the energy of the water (working agent) of the pumped pump station to drive the jet pump into operation, thereby ensuring the operation of the jet pump to pump liquid from the drainage tank back to the intake of the pumping unit. The jet pump in its performance characteristics fits perfectly into the drainage liquid disposal system, and in terms of technical performance it is several times superior to the centrifugal sectional pump.

Claims

1. A system for utilizing drainage fluid from centrifugal pumps of a cluster pumping station, comprising a drainage pump in the form of a jet pump, a suction pipe of which is connected to a drainage tank by a collector, and a discharge pipe to a receiving unit of pumping units, while the discharge pipe is connected to supply a working agent with a discharge pump a collector with the main pressure line of the cluster pump station, and a valve is installed on the discharge manifold.

2. The disposal system according to claim 1, characterized in that a hydraulic throttle is installed between the valve and the jet pump.

3. The disposal system according to claim 1, characterized in that an additional pressure gauge is installed on the discharge manifold for supplying the working agent after the hydraulic throttle.