Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче нефти с повышенным газосодержанием.
Известно устройство для добычи нефти, включающее погружной насос с электродвигателем и ступенями осевого или шнекового типа (патент RU 2368812 C1, F04D 13/10, опубл. 27.09.2009), которое позволяет увеличивать допустимое газосодержание перекачиваемой нефти за счет диспергации газовой фазы по объему жидкой фазы.
Однако, в данном устройстве при перекачке нефти с увеличенным объемным газосодержанием, как и у всех лопастных насосов, происходит уменьшение напора на одну ступень из-за низких его значений в ступенях на входе, но в несколько меньшей степени, чем в случае центробежных насосов. Для компенсации снижения напора требуется увеличение количества ступеней, что приводит к увеличению габаритов насоса. Другим недостатком устройства является существенное уменьшение КПД насоса за счет пониженного КПД ступеней на входе в насос, работающих на повышенном газосодержании. Кроме того, возможен срыв режима при периодическом попадании в насос существенных газовых объемов в условиях малого или нулевого объема жидкой фазы.
Частично эти недостатки устранены в устройстве для добычи нефти, принятом за прототип, которое содержит корпус, электродвигатель, погружной насос, входное устройство с газосепаратором-диспергатором и смонтированный на напорной части погружного насоса эжектор (струйный Насос) для закачки в насосно-компрессорную трубу газа, отсепариванного в газосепараторе-диспергаторе (патент RU 2274731 С2, E21B 43/00, опубл. 20.04.2006). В известном устройстве в эжектор направляется весь объем перекаченной погружным насосом нефти.
Недостатками указанного устройства являются:
- низкое КПД насоса при значительном газосодержании перекачиваемой среды, так как значение напора и КПД ступеней на входной части насоса остаются пониженными, несмотря на то часть газовой фазы отделяется в газосепараторе-диспергаторе и уходит в затрубное пространство;
- дополнительное снижение КПД из-за расхода энергии в газосепараторе-диспергаторе и в эжекторе, работающем на полной подаче насоса;
- отсутствие возможностей периодической откачки скоплений газа;
- сложность конструкции.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, состоит в следующем:
- в увеличении КПД насоса при работе на газосодержащей смеси;
- в увеличении допустимого газосодержания смеси на входе в насос;
- в обеспечении возможности периодически откачивать скопления газа при малых и даже нулевых количествах жидкой фазы.
Для достижения указанного технического результата устройство для добычи нефти, содержащее электродвигатель, погружной насос с корпусом, напорной частью, входным устройством, и эжектор, согласно изобретению снабжено кожухом, образующим с корпусом кольцевой канал ниже напорной части и выше эжектора, эжектор расположен во входном устройстве и выполнен в виде кольцевой щели, при этом приемный патрубок эжектора соединен с напорной частью погружного насоса через кольцевой канал для частичного возврата перекачанной нефти, а на выходе эжектора перед первой ступенью насоса размещена камера смешения, обеспечивающая диспергирование газовой фазы и увеличение давления.
Для размещения кабеля питания электродвигателя в кожухе может быть выполнен продольный разрыв. В некоторых вариантах исполнения, внутри кожуха могут быть установлены трубки, гидравлически связывающие напорную часть погружного насоса с приемным патрубком эжектора.
Благодаря эжектору, установленному во входном устройстве погружного насоса перед первой ступенью, обеспечивается повышение давления на входе в эту ступень и диспергирование пузырьков газа в жидкой фазе. При этом объем пузырьков за счет повышения давления уменьшается с соответствующим уменьшением объемного газосодержания и, вследствие этого, увеличивается КПД насоса. Увеличению КПД способствует и то обстоятельство, что на питание эжектора рабочей жидкостью затрачивается не вся гидравлическая подача погружного насоса, а только ее часть.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез заявляемого устройства, на фиг.2 - поперечный разрез А-А фиг.1.
Установка для добычи нефти содержит погружной насос 1, корпус 2, напорную часть 3 и эжектор 4, выполненный в виде кольцевой щели и размещенный во входном устройстве 5 (фиг.1). Рабочие органы погружного насоса 1 могут быть центробежного, диагонального или осевого типа. На выходе эжектора 4 перед первой ступенью насоса 1 находится камера смешения 6. Напорная часть 3 погружного насоса 1 соединена с приемным патрубком 7 эжектора 4. Соединение может осуществляться через кольцевой канал 8, образованный корпусом 2 и кожухом 9, охватывающим корпус 2 ниже напорной части 3 и выше эжектора 4. Для гидравлического соединения возможна установка внутри кожуха 9 трубок 10 (фиг.2), которые заканчиваются у приемного патрубка 7 эжектора 4. Кожух 9 имеет продольный разрыв 11 для размещения кабеля 12 питания электродвигателя (не показан).
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Нефть через входное устройство 5 поступает в погружной насос 1, который перекачивает ее в напорную часть 3, откуда часть нефти попадает в кольцевой канал 8 или трубки 10, спускается к приемному патрубку 7 и при выходе из эжектора 4 попадает в камеру смешения 6, где смешивается с основным потоком нефти. В камере смешения 6 происходит турбулентное смешение нефти с интенсивным диспергированием газовой фазы и увеличением давления перед входом в первое рабочее колесо погружного насоса 1. Повышение давления, которое составляет приблизительно 20-40% от давления на приемном патрубке 7, приводит к уменьшению объемов пузырьков газа и, соответственно, уменьшению объемного газосодержания на входе в насос 1, что способствует повышению его КПД.
Крупные газовые скопления на входе входного устройства 5 периодически по мере их образования откачиваются насосом 1 за счет наличия внутреннего контура циркуляции нефти через кожух 9.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить КПД и увеличить допустимое газосодержание на входе в насос за счет повышения давления перед первым рабочим колесом и, соответственно, снижения объемного газосодержания, а также обеспечивает периодическую откачку скоплений газа при малых количествах жидкой фазы за счет наличия внутреннего контура циркуляции через кожух 9.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ ГАРИПОВА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2009 |
|
RU2405918C1 |
ГАЗОСЕПАРАТОР ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА | 2004 |
|
RU2286449C2 |
СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА С МУЛЬТИФАЗНЫМ НАСОСОМ И ПАКЕРОМ | 2015 |
|
RU2620667C1 |
ВЫСОКООБОРОТНАЯ ПОГРУЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ СКВАЖИН С ВЫСОКИМ ГАЗОСОДЕРЖАНИЕМ | 2011 |
|
RU2480629C1 |
СДВОЕННЫЙ ГАЗОСЕПАРАТОР (варианты) | 2021 |
|
RU2763948C1 |
СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2004 |
|
RU2274731C2 |
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ГАЗА ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА С ПОГРУЖНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ В КОЖУХЕ | 2018 |
|
RU2691221C1 |
СПОСОБ ДОБЫЧИ ОДНОПЛАСТОВОГО СКВАЖИННОГО ФЛЮИДА И НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2014 |
|
RU2553110C2 |
СПОСОБ ДОБЫЧИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ И ГЛУБИННО-НАСОСНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 1999 |
|
RU2189433C2 |
ПОГРУЖНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ | 2020 |
|
RU2748631C1 |
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче нефти с повышенным газосодержанием. Обеспечивает возможность увеличения КПД насоса при работе на газосодержащей смеси при увеличении допустимого газосодержания смеси на входе в насос, а также возможность периодического откачивания скопления газа при малых и даже нулевых количествах жидкой фазы. Сущность изобретения: устройство включает корпус, электродвигатель, погружной насос с напорной частью и входным устройством и эжектор. Согласно изобретению устройство снабжено кожухом, образующим с корпусом кольцевой канал ниже напорной части погружного насоса и выше эжектора. Эжектор расположен во входном устройстве и выполнен в виде кольцевой щели. При этом приемный патрубок эжектора соединен с напорной частью погружного насоса через кольцевой канал для частичного возврата перекачанной нефти. На выходе эжектора перед первой ступенью насоса размещена камера смешения, обеспечивающая возможность диспергирования газовой фазы и увеличения давления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. Устройство для добычи нефти, включающее корпус, электродвигатель, погружной насос с напорной частью и входным устройством и эжектор, отличающееся тем, что устройство снабжено кожухом, образующим с корпусом кольцевой канал ниже напорной части погружного насоса и выше эжектора, эжектор расположен во входном устройстве и выполнен в виде кольцевой щели, при этом приемный патрубок эжектора соединен с напорной частью погружного насоса через кольцевой канал для частичного возврата перекачанной нефти, а на выходе эжектора перед первой ступенью насоса размещена камера смешения, обеспечивающая возможность диспергирования газовой фазы и увеличения давления.
2. Устройство для добычи нефти по п.1, отличающееся тем, что в кожухе выполнен продольный разрыв, в котором размещен кабель питания электродвигателя.
3. Устройство для добычи нефти по п.1, отличающееся тем, что внутри кожуха установлены трубки, гидравлически связывающие напорную часть погружного насоса с эжектором.
СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2004 |
|
RU2274731C2 |
Скважинная насосная установка | 1988 |
|
SU1588924A1 |
Способ получения пластических масс для граммофонных пластинок | 1950 |
|
SU95355A2 |
СПОСОБ ОСВОЕНИЯ, ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ИНТЕНСИФИКАЦИИ НЕФТЕГАЗОВЫХ ПРИТОКОВ ТЯЖЕЛЫХ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2007 |
|
RU2340769C1 |
СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ И НАСОСНО-ЭЖЕКТОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2238443C1 |
Способ извлечения неоднородной многофазной среды из скважины | 1988 |
|
SU1831593A3 |
US 20060073080 A1, 06.04.2006. |
Авторы
Даты
2014-01-27—Публикация
2012-07-06—Подача