НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК F04F5/54 

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к установкам для утилизации нефтяного газа, по перекачке газожидкостной смеси.

Известна насосно-эжекторная установка, содержащая сепаратор с линией продукции скважин с подключенным насосом, выходом подсоединенным к жидкостно-газовому эжектору, который связан линией газа с сепаратором, а выходом подключенным к сепаратору жидкостно-газовому [1].

Недостатком данной насосно-эжекторной установки является то, что при степенях сжатия газа свыше 4-6 значительно возрастают энергозатраты на сжатие газа.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является насосно-эжекторная установка, содержащая сепаратор и жидкостно-газовый эжектор, подключенный активным соплом - к выходу насоса, линией газа - к сепаратору и выходом - к жидкостно-газовому сепаратору [2].

Однако данная насосная установка имеет невысокую надежность. Снижение надежности насосно-эжекторной установки происходит в случае, когда в линии подачи смеси повышается давление выше оптимального, соответствующего давлению, при котором газожидкостная смесь направляется потребителю. В результате повышения давления в линии подачи смеси через насос смеси это повышение передается на жидкостно-газовый эжектор, что приводит к прекращению откачки газа эжектором и снижению надежности насосно-эжекторной установки.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности насосно-эжекторной установки.

Поставленная техническая задача решается тем, что в насосно-эжекторной установке, содержащей сепаратор с линией продукции скважин, насос, подключенный входом к сепаратору и жидкостно-газовый эжектор, подключенный активным соплом - к выходу насоса, линией газа - к сепаратору и выходом - к жидкостно-газовому сепаратору, дополнительно установлены жидкостной насос, дополнительный жидкостно-газовый эжектор, насос смеси, линия подвода газа, линия перепуска, нагнетательная линия, линия смеси с обратным клапаном и запорным органом и линия подачи смеси, при этом жидкостной насос подключен к жидкостно-газовому сепаратору, дополнительный жидкостно-газовый эжектор подключен к жидкостному насосу и, через линию подвода газа, к жидкостно-газовому сепаратору, а насос смеси подключен входом - к выходу дополнительного жидкостно-газового эжектора и выходом - к нагнетательной линии, которая подключена к линии перепуска, сообщенной с сепаратором и к линии смеси, сообщенной с линией подачи смеси. Кроме того, к линии перепуска подсоединена линия отвода смеси, которая сообщена с дожимным насосом, выход которого подключен к линии подачи смеси, установка снабжена регулятором давления, установленным на линии подачи смеси, при этом регулятор давления связан с управляемым запорным элементом, установленным на линии перепуска, на линии перепуска установлен запорный орган и на линии отвода смеси установлен запорный орган.

На чертеже представлена технологическая схема насосно-эжекторной установки.

Насосно-эжекторная установка состоит из линии продукции скважин 1, которая подсоединена к сепаратору 2. Сепаратор 2 связан с входом насоса 3. Выход насоса 3 подсоединен к активному соплу жидкостно-газового эжектора (ЖГЭ) 5, который линией газа 4 связан с сепаратором 2. Выход эжектора 5 подключен к жидкостно-газовому сепаратору (ЖГС) 6, к которому подсоединен жидкостной насос 7, который сообщен с дополнительным жидкостно-газовым эжектором (ДЖГЭ) 9. Последний линией подвода газа 8 соединен с сепаратором 6. Выход жидкостно-газового сепаратора 6 связан с насосом смеси 10, который соединен с нагнетательной линией 22. К линии 22 подсоединена линия смеси 11 с обратным клапаном 21 и запорным органом 20, соединенным с линией подачи смеси 12. К нагнетательной линии 2 подсоединена линия перепуска 13, которая сообщена с сепаратором 2. К линии перепуска 13 подключена линия отвода смеси 17, которая связана с дожимным насосом 14. Выход насоса 14 подключен к линии подачи смеси 12. На линии подачи смеси 12 установлен регулятор давления 16, который связан с управляемым запорным элементом 15, установленным на линии перепуска 13. На линии перепуска 13 установлен запорный орган 18, а на линии 17 - запорный орган 19. Продукция скважин (нефтеводяная смесь) по линии продукции скважин 1 поступает в сепаратор 2, где происходит разделение на жидкость и газ. Жидкость из сепаратора 2 откачивается насосом 3 и подается на эжектор 5, который по линии газа 4 откачивает газ из сепаратора 2. В эжекторе 5 происходит образование газожидкостной смеси и сжатие в ее составе газа. Из эжектора 5 газожидкостная смесь направляется в сепаратор 6, где происходит отделение сжатого газа от жидкости. Жидкость из сепаратора 6 откачивается насосом 7 и подается на дополнительный эжектор 9, который по линии 8 откачивает газ из сепаратора 6. Эжектор 9 дополнительно сжимает газ в составе газожидкостной смеси, которая образуется в ДЖГЭ 9. Из выхода ДЖГЭ газожидкостная смесь поступает на насос смеси 10, который осуществляет дальнейшее сжатие газа. Из насоса смеси 10 газожидкостная смесь поступает в нагнетательную линию 22, из которой по линии смеси 11 с открытым обратным клапаном 21 и запорным элементом 20 через линию подачи смеси 12 поступает потребителю. В НЭУ сжатие газа происходит в ЖГЭ 5 и ДЖГЭ 9. На входе в насос смеси 10 необходимо обеспечить газосодержание смеси менее 0,25-0,4. При повышении давления в линии подачи смеси 12 выше оптимального давления, при котором обеспечивается перекачка насосом смеси газожидкостной смеси потребителю вследствие уменьшения количества используемой смеси произойдет следующее. Повышение давления будет передаваться по линиям 11 и 22 через насос смеси 10 на выход ДЖГЭ. При достижении давления соответствующего срывному режиму произойдет прекращение откачки газа ДЖГЭ 9. Это приведет к повышению давления в ЖГС 6, поскольку в ЖГС поступает газожидкостная смесь, ЖШЭ 5. В результате повышения давления в ЖГС и достижения давления соответствующего срывному режиму произойдет прекращение откачки газа ЖГЭ 5. В сепараторе 2 будет повышаться давление, поскольку в сепаратор поступает продукция скважин. Для предупреждения повышения давления в сепараторе 2, газ из сепаратора сбрасывается на факел через предохранительный клапан, установленный на сепараторе 2 (на фигуре предохранительный клапан не пронумерован). В результате повышения давления в линии подачи смеси 12 выше оптимального НЭУ будет перекачивать потребителю только жидкость, со значительными энергозатратами (т.к. работают насосы 3,7,10), а газ при этом сбрасывается на факел. В результате этого снижается надежность работы НЭУ. Для повышения надежности работы при эксплуатации нефтяного месторождения используется предлагаемая НЭУ. При повышении давления в линии 12 выше оптимального поток из нагнетательной линии 22 направляется через линию перепуска 13 через сепаратор 2, при этом открывается запорный элемент 18. В сепаратор 2 поступает продукция скважин и газожидкостная смесь из насоса смеси 12. Учитывая, что на нефтяных промыслах в системе сбора и подготовки нефти, газа и воды используются в качестве сепараторов емкости объемом 80; 100; 200 м3, то в первоначальный момент (порядка 0,2-0,5 часа) существенного изменения давления не произойдет. В таком режиме работы НЭУ закрывается обратный клапан 21 и жидкость потребителю не поступает, а НЭУ перекачивает жидкость газ по схеме: сепаратор 2 - насос 3 - ЖГЭ 5 - ЖГС 6 - жидкостный насос 7 - ДЖГЭ 9 - насос смеси 10 - линия перепуска 13 - сепаратор 2.

Для подачи газожидкостной смеси в линию 12 используется дожимной насос 14, на который смесь поступает по линии отвода смеси 17, при этом запорный элемент 19 открыт, а запорный элемент 18 закрыт. Через выход дожимного насоса 14 газожидкостная смесь направляется в линию подачи смеси 12. В этом случае НЭУ перекачивает потребителю жидкость и газ по следующей схеме: сепаратор 2 - насос 3 - ЖГЭ 5 - ЖГС 6 - жидкостный насос 7 - ДЖГЭ 9 - насос смеси 10 - нагнетательная линия 22 - дожимной насос 14 - линия подачи смеси 12.

Работа НЭУ может осуществляться и в автоматическом режиме.

В этом случае при превышении давления в линии 12 выше оптимального срабатывает регулятор давления 16 и открывается управляемый запорный элемент 15 и газожидкостная смесь поступает через линии 20, 13, 19 (запорный элемент 19 также открывается) на дожимной насос 14, который нагнетает газожидкостную смесь в линию 12. При этом обратный клапан 21 закрывается. При работе НЭУ в таком режиме запорный элемент 18 закрыт.

Предлагаемая НЭУ позволяет обеспечить запуск установки при избыточном давлении в линии 12. Для этого открывается запорный элемент 18 на линии 13. Регулятор давления 16 в этом случае отключен. Запускается в работу насос 3, ЖГЭ 5 насос жидкостный 7, ДЖГЭ 9, насос смеси 10. Жидкость и газ циркулируют по схеме сепаратор 2 - насос 3 - ЖГЭ 5 - ЖГС 6 - жидкостный насос 7 - ЭЖГ 9 - насос смеси 10 - линия перепуска 13 - сепаратор 2. При работе НЭУ по такой схеме и обеспечении перекачки газожидкостной смеси по линии 13 закрывается запорный элемент 18. По мере закрытия запорного элемента 18 повышается давление в нагнетательной линии 22. При достижении в линии 22 давления выше, чем давление в линии 12 открывается обратный клапан 21 (запорный элемент 20 открыт предварительно) и газожидкостная смесь поступает в линию 12 потребителю. Затем закрывается полностью запорный элемент 18.

Таким образом, предлагаемая НЭУ позволяет повысить ее надежность в работе, за счет подачи газожидкостной смеси потребителю при превышении давления в линии подачи смеси выше оптимального, а также обеспечить запуск НЭУ при избыточном давлении в линии подачи смеси.

Предлагаемая НЭУ целесообразна и экономически выгодна.

Использование: в струйной технике. Сущность изобретения: насос подключен входом к сепаратору. Жидкостно-газовый эжектор подключен активным соплом к выходу насоса, линией газа - к сепаратору и выходом - к жидкостно-газовому сепаратору. Жидкостный насос подключен к жидкостно-газовому сепаратору. Дополнительный жидкостно-газовый эжектор подключен к жидкостному насосу и через линию подвода газа к жидкостно-газовому сепаратору. Насос смеси подключен входом к выходу дополнительного сепаратора и выходом - к нагнетательной линии, которая подключена к линии перепуска, сообщенной с сепаратором, и к линии смеси, сообщенной с линией подачи смеси. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНАЯ УСТАНОВКА, содержащая сепаратор с линией продукции скважин, насос, подключенный входом к сепаратору и жидкостно-газовый эжектор, подключенный активным соплом - к выходу насоса, линией газа - к сепаратору и выходом - к жидкостно-газовому сепаратору, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена жидкостным насосом, дополнительным жидкостно-газовым эжектором, насосом смеси, линией газа, линией перепуска, нагнетательной линией, линией смеси с обратным клапаном и запорным органом и линией подачи смеси, при этом жидкостной насос подключен к жидкостно-газовому сепаратору, дополнительный жидкостно-газовый эжектор подключен к жидкостному насосу и через линию подвода газа к жидкостно-газовому сепаратору, а насос смеси подключен входом - к выходу дополнительного жидкостно-газового эжектора и выходом - к нагнетательной линии, которая подключена к линии перепуска, сообщенной с сепаратором, и к линии смеси, сообщенной с линией подачи смеси. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена линией отвода смеси и дожимным насосом, при этом к линии перепуска подсоединена линия отвода смеси, которая сообщена с дожимным насосом, выход которого подключен к линии подачи смеси. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена регулятором давления, установленным на линии подачи смеси и управляемым запорным элементом, при этом регулятор давления связан с управляемым запорным элементом установленным на линии перепуска. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии перепуска установлен запорный орган. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии отвода смеси установлен запорный орган.