УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ С МЕХАНИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ Российский патент 2005 года по МПК F04B19/06 

Описание патента на изобретение RU2249724C2

Устройство предназначено для использования в нефтяной промышленности в системах промыслового сбора и транспорта нефтегазовых смесей с механическими примесями.

Известен ряд конструкций насосов, предназначенных для откачки газированной жидкости с механическими примесями (RU 2100651 C1, 27.12.1997). У известных насосов узкая область применения. У них ограничена возможность по производительности и повышению к.п.д. при откачке газожидкостных смесей с высокой концентрацией газа в нефти, особенно при эмульсионной структуре газонефтяного потока.

Наиболее близким аналогом технического решения является устройство для перекачки газированной жидкости с механическими примесями, содержащее неподвижный ступенчатый цилиндр с установленным в нем дифференциальным плунжером, состоящим из двух поршней разного диаметра, образующим приемную и основную камеры разного диаметра и дополнительную камеру высокого давления, оснащенную сальниковым штоком и герметизирующим устройством, клапаны всасывания и нагнетания (SU 1129408A, 15.12.1984)

Основным недостатком данной конструкции является ее неработоспособность при перекачке газожидкостных смесей при высоких давлениях на выкиде насоса.

Поскольку каждая из рабочих камер индивидуально гидравлически связана с напорным трубопроводом, то при поступлении в цилиндр газированной нефти, особенно при высоких давлениях на выкиде произойдет срыв подачи насоса.

Задача изобретения - создание устройства для перекачки в больших объемах газированной жидкости с механическими примесями с равномерной подачей нефтегазовой смеси в напорный трубопровод.

Поставленная задача решена тем, что в устройстве для перекачки газированной жидкости с механическими примесями, содержащем неподвижный ступенчатый цилиндр с установленным в нем дифференциальным плунжером, состоящим из двух поршней разного диаметра, образующим приемную и основную камеры разного диаметра и дополнительную камеру высокого давления, оснащенную сальниковым штоком и герметизирующим устройством, клапанами всасывания и нагнетания, поршни соединены между собой патрубком с фильтром, гидравлически связывающим приемную и основную камеры, устройство снабжено дополнительной камерой низкого давления, оснащенной песочным якорем, гидравлически связанной трубопроводом низкого давления и посредством клапана с полостью приемной камеры, при этом основная камера снабжена отстойником для механических примесей.

Кроме того, в устройстве разность площадей сечений дифференциального плунжера в его наименьшем размере и сальникого штока равна 1/2 площади сечения цилиндра с наибольшим диаметром.

На чертеже представлена схема устройства для перекачки газированной жидкости с механическими примесями.

Устройство содержит ступенчатый цилиндр 1, дифференциальный плунжер 2, включавший поршень с наименьшим диаметром 3 и поршень с наибольшим диаметром 4, а также соединительный патрубок с фильтром 5, всасывающий клапан 6, переточный клапан 7, выполняющий функции всасывающего клапана для основной камеры и функции нагнетательного клапана для приемной камеры, нагнетательный клапан 8, приемную камеру 9, основную камеру 10 с отстойником для твердых частиц 11, дополнительную камеру низкого давления с песочным якорем 13, дополнительную камеру высокого давления 14, включающую сальниковый шток 15, герметизирующее устройство 16, переточный канал 17, трубопровод низкого давления 18 и трубопровод высокого давления 19.

Работает устройство следующим образом.

Плунжер 2 расположен в крайнем правом положении. Объем основной камеры 10 - наименьший, давление в ней равно давлению на выходе насоса. Давление в приемной камере 9 - минимальное и равное давлению на приеме клапана 6. Объем приемной камеры 9 - наибольший. Наибольший объем будет и в дополнительной камере высокого давления 14. При перемещении плунжера 2 влево (начальный момент) клапаны 6, 7, 8 закрыты. Камера 10 будет увеличиваться в объеме, давление в ней начнет снижаться (цикл всасывания). В приемной камере 9 - цикл нагнетания, т.е. объем камеры уменьшается, а давление растет. Процесс роста давления в камере 9 будет продолжаться до тех пор, пока в камерах 9 и 10 не уравновесятся величины давлений.

Когда это произойдет, откроется клапан 7, и газожидкоотная смесь из камеры 9 начнет перетекать в основную камеру 10. Поскольку площадь сечения основной камеры 10 больше, чем камеры 9, то давление в обеих камерах снизится до величины давления на приеме всасывающего клапана 6, который откроется, и газожидкостная смесь в основную камеру 10 будет поступать как из кольцевой камеры 9, так и из дополнительной камеры 12, в которой газожидкоотная смесь отделяется от твердой фазы (в данном случае за счет поворота струи потока на 180°). При этом в камере 14 - цикл нагнетания, т.е. объем камеры уменьшается и газожидкостная смесь из нее по каналу 17 перетекает в напорный трубопровод 19. Цикл всасывания в основной камере 10 будет продолжаться до момента, когда плунаер 2 достигнет крайнего левого положения. При крайнем левом положении плунжера 2 давление в камерах 9 и 10 - минимальное, равное величине давления на приеме клапана 6. Объем камеры 10 - наибольший, объем камеры 9 - наименьший. За цикл работы камеры 10 на режиме всасывания в напорный трубопровод 19 поступит газожидкоотная смесь в количестве 1/2 рабочего объема камеры 10 из дополнительной камеры 14. При движении плунжера 2 вправо рабочий объем камеры 10 уменьшается, и давление в ней будет подниматься (цикл нагнетания) и в момент, когда давление возрастет до давления в трубопроводе 19, откроется нагнетательный клапан 8, и газожидкостная смесь из камеры 10 начнет поступать в напорный трубопровод 19 (фиг.2). Во время цикла нагнетания поток газожидкостной смеси в основной камере 10 меняет направление на 90°, что позволяет механические примеси отделить от жидкой фазы. При перемещении плунжера вправо в приемной камере 9 - цикл всасывания, т.е. в кольцевую камеру из дополнительной камеры 12, гидравлически связанной с трубопроводом низкого давления 18, будет поступать газожидкостная смесь. Нефтегазовая смесь будет поступать и в дополнительную камеру 14 из напорного трубопровода 19. Цикл нагнетания (камера 10) и цикл всасывания будет продолжаться до тех пор, пока плунжер 2 не достигнет крайнего правого положения. В этот момент объем основной камеры 10 - наименьший, а объем камер 9 и 14 - наибольший. За полный цикл работы основной камеры 10 на режиме нагнетания в напорный трубопровод 19 поступит нефтегазовая смесь в количестве 1/2 рабочего объема камеры 10, а другая часть объема основной камеры по каналу 17 перетечет в дополнительную камеру высокого давления 14.

Таким образом, при работе устройства нефтегазовая смесь в равном количестве поступает в напорный трубопровод 19 при движении плунжера 2 как вправо, так и влево.

Т.е. по сравнению с прототипом принцип действия описываемого устройства иной. В приемную камеру 9 газожидкостная смесь поступает из трубопровода низкого давления как в процессе цикла всасывания, так и во время цикла нагнетания, когда силовой шток перемещается влево. Открытие всасывающего клапана 7 основной камеры осуществляется при более высоком давлении по сравнению с величиной давления на приеме насоса.

С таким принципом действия конструкция работает устойчиво при перекачке газожидкостных смесей, при этом обеспечивается высокий кпд в процессе ее эксплуатации.

Позволит снизить энергетические и материальные затраты, а также сократить потери легких углеводородов.

Похожие патенты RU2249724C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ФЛЮИДОВ 2000
  • Кошкин К.И.
RU2176330C1
ГЛУБИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС 1998
  • Кошкин К.И.
  • Клюшин И.Я.
RU2132968C1
ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТКАЧКИ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ С МЕХАНИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ 1996
  • Кошкин Константин Иванович
  • Клюшин Иван Яковлевич
RU2100651C1
СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА 2001
  • Кошкин К.И.
  • Клюшин И.Я.
RU2196249C1
НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТКАЧКИ ГАЗА ИЗ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ 2016
  • Валеев Мурад Давлетович
  • Ахметзянов Руслан Маликович
  • Шаменин Денис Валерьевич
  • Багаутдинов Марсель Азатович
RU2630490C1
СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО НАГНЕТАНИЯ ГАЗА ИЛИ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ ПРИ ПОМОЩИ ПРОТОЧНОГО ЖИДКОСТНОГО ПОРШНЯ 2005
  • Семенов Алексей Васильевич
  • Кобцев Юрий Борисович
  • Семенов Вадим Алексеевич
RU2296240C1
НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ ИЗ НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ 1997
  • Кошкин Константин Иванович
RU2112890C1
СПОСОБ ДОБЫЧИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ И ГЛУБИННО-НАСОСНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 1999
  • Тимашев А.Т.
  • Зарипов М.С.
  • Зиякаев З.Н.
  • Куповых С.Б.
  • Зиянгиров Р.М.
RU2189433C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ВОДЫ 2008
  • Кошкин Константин Иванович
RU2378499C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЧКИ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ В ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ 2003
  • Кошкин К.И.
  • Клюшин И.Я.
  • Кудряшов С.И.
  • Горбунов С.И.
RU2257491C2

Реферат патента 2005 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ С МЕХАНИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ

Устройство для перекачки газированной жидкости с механическими примесями предназначено для использования в нефтяной промышленности в системах промыслового сбора и транспорта нефтегазовых смесей с механическими примесями. Содержит неподвижный ступенчатый цилиндр с установленным в нем дифференциальным плунжером, состоящим из двух поршней разного диаметра. Последние образуют приемную и основную камеры разного диаметра и дополнительную камеру высокого давления, оснащенную сальниковым штоком и герметизирующим устройством. Поршни соединены между собой патрубком с фильтром, гидравлически связывающим приемную и основную камеры. Устройство снабжено дополнительной камерой низкого давления, оснащенной песочным якорем, гидравлически связанной трубопроводом низкого давления и посредством клапана с полостью приемной камеры. Основная камера снабжена отстойником для механических примесей. Разность площадей сечений дифференциального плунжера в его наименьшем размере и сальникого штока равна 1/2 площади сечения цилиндра с наибольшим диаметром. Конструкция устройства позволяет повысить кпд систем промыслового сбора и транспорта нефти, а также снизить энергетические и материальные затраты. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 249 724 C2

1. Устройство для перекачки газированной жидкости с механическими примесями, содержащее неподвижный ступенчатый цилиндр с установленным в нем дифференциальным плунжером, состоящим из двух поршней разного диаметра, образующим приемную и основную камеры разного диаметра и дополнительную камеру высокого давления, оснащенную сальниковым штоком и герметизирующим устройством, клапаны всасывания и нагнетания, отличающееся тем, что поршни соединены между собой патрубком с фильтром, гидравлически связывающим приемную и основную камеры, устройство снабжено дополнительной камерой низкого давления, оснащенной песочным якорем, гидравлически связанной трубопроводом низкого давления и посредством клапана с полостью приемной камеры, при этом основная камера снабжена отстойником для механических примесей.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разность площадей сечений дифференциального плунжера в его наименьшем размере и сальникого штока равна 1/2 площади сечения цилиндра с наибольшим диаметром.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2249724C2

Герметичный насос 1983
  • Бритвин Лев Николаевич
  • Ошмарин Игорь Дмитриевич
  • Краснова Галина Федотовна
SU1129408A1
СКВАЖИННЫЙ ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС 2001
  • Кошкин К.И.
RU2184270C1
ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТКАЧКИ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ С МЕХАНИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ 1996
  • Кошкин Константин Иванович
  • Клюшин Иван Яковлевич
RU2100651C1
US 6530761 B1, 11.03.2003
US 6065947 A, 23.05.2003.

RU 2 249 724 C2

Авторы

Кошкин К.И.

Даты

2005-04-10Публикация

2003-05-27Подача