RU91741U1

RU91741U1 - PUMP INSTALLATION

Info

Publication number: RU91741U1
Application number: RU2008148164/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Федорович Логинов
Original assignee: Виктор Федорович Логинов
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2010-02-27

Abstract

Насосная установка, содержащая центробежный насос с эжекторной системой всасывания на выходе из насоса, сепаратор газа, сепаратор твердых частиц и привод, отличающаяся тем, что, с целью эффективного выноса из скважины твердых частиц, снижения абразивного износа центробежного насоса и создания газлифта, она выполнена с возможностью подачи твердых частиц и газа во всасывающие каналы эжекторной системы непосредственно сепаратором твердых частиц и сепаратором газа, выходные каналы которых сообщены со всасывающими каналами эжекторной системы с помощью кожуха.A pump installation comprising a centrifugal pump with an ejector suction system at the pump outlet, a gas separator, a particulate separator and a drive, characterized in that, in order to efficiently remove solid particles from the well, reduce the abrasive wear of the centrifugal pump and create a gas lift, it is made with the ability to supply solid particles and gas to the suction channels of the ejector system directly by the separator of solid particles and the gas separator, the output channels of which are in communication with the suction channels of the ejector system emy by the shroud.

Description

Изобретение относится к насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.The invention relates to pumping units and can be used for oil, water and other liquids from wells.

Известны насосные установки по патентам: RU 2183256 С2, МПК⁷ Е21В 43/00, Е21В 43/38, F04B 47/00 от 10.06.2002; US RE35454 А, МПК⁷ Е21В 43/38 от 18.02.1997; US 6382317 А, МПК⁷ Е21В 43/38 от 07.05.2002; US 6698521 А, МПК⁷ Е21В 43/38 от 02.03.2004; RU 2278959 С2, МПК⁷ Е21В 43/00, Е21В 43/38 от 27.06.2006.Known pumping installations according to patents: RU 2183256 C2, IPC ⁷ Е21В 43/00, Е21В 43/38, F04B 47/00 from 06/10/2002; US RE35454 A, IPC ⁷ Е21В 43/38 dated 02/18/1997; US 6382317 A, IPC ⁷ Е21В 43/38 dated 05/07/2002; US 6698521 A, IPC ⁷ Е21В 43/38 dated 02.03.2004; RU 2278959 C2, IPC ⁷ Е21В 43/00, Е21В 43/38 dated 06/27/2006.

Основной недостаток этих установок заключается в том, что сепарация твердых частиц осуществляется в направлении противоположном направлению потока жидкости в насосе. В результате частицы оседают на дно скважины или в специальный отстойник. Это приводит либо к засорению скважины, либо к переполнению отстойника. В конечном итоге необходимо вынимать насосную установку из скважины, и проводить дорогостоящие очистные и спускоподъемные операции. Расчеты показывают, что при содержании песка в одном литре выкачиваемой жидкости, например 1 гр и при подаче насоса, например 1000 м³ в сутки в скважине за месяц осядет 30000 кг песка.The main disadvantage of these installations is that the separation of solid particles is carried out in the direction opposite to the direction of fluid flow in the pump. As a result, the particles settle to the bottom of the well or to a special sump. This leads to either clogging of the well or overflow of the sump. Ultimately, it is necessary to remove the pumping unit from the well, and carry out costly treatment and tripping operations. Calculations show that when the sand content in one liter of pumped liquid, for example 1 g, and when the pump is supplied, for example 1000 m ³ per day, 30,000 kg of sand will settle in the well per month.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является насосная установка, известная по патенту US 6698521 А, МПК⁷ Е21В 43/38 от 02.03.2004., включающая центробежный насос с эжекторной системой всасывания на выходе из насоса, сепаратор твердых частиц, сепаратор газа и привод.The closest in technical essence to the invention is a pumping unit, known according to the patent US 6698521 A, IPC ⁷ ЕВВ 43/38 dated 02.03.2004., Including a centrifugal pump with an ejector suction system at the outlet of the pump, a particle separator, a gas separator and a drive .

Основной недостаток этой установки, также как и предыдущих изобретений заключается в том, что сепарация твердых частиц осуществляется в направлении противоположном направлению потока жидкости в насосе. Вследствие этого механическая энергия частиц не используется для их подачи во всасывающие каналы эжекторной системы и снижается коэффициент полезного действия насосной установки. Частицы накапливаются в отстойнике, и для того чтобы их подать в эжекторную систему по специальной всасывающей трубе, частицы должны находиться во взвешенном состоянии. Для этого используется нагнетательная труба, по которой жидкость под давлением на выходе из насоса подается в отстойник через форсунку и приводит частицы во взвешенное состояние. В результате жидкость циркулирует с выхода насоса по нагнетательной трубе к отстойнику и обратно через насос к выходу. Значительная доля частиц из отстойника захватывается этим потоком и циркулирует вместе с ним, подвергая износу рабочие органы насоса. При этом расходуется дополнительная энергия на циркуляцию потока и снижается коэффициент полезного действия насосной установки в целом.The main disadvantage of this installation, as well as previous inventions, is that the separation of solid particles is carried out in the direction opposite to the direction of fluid flow in the pump. As a result of this, the mechanical energy of the particles is not used to supply them to the suction channels of the ejector system and the efficiency of the pump unit is reduced. Particles accumulate in the sump, and in order to feed them into the ejector system through a special suction pipe, the particles must be in suspension. To do this, an injection pipe is used, through which liquid under pressure at the outlet of the pump is supplied to the sump through the nozzle and brings the particles into suspension. As a result, the fluid circulates from the pump outlet through the discharge pipe to the sump and back through the pump to the outlet. A significant fraction of the particles from the sump is captured by this stream and circulates with it, subjecting the working parts of the pump to wear. In this case, additional energy is spent on the circulation of the flow and the efficiency of the pump unit as a whole decreases.

Дополнительным недостатком, указанной выше насосной установки является то, что для обеспечения подачи твердых частиц из отстойника к эжекторной системе всасывающая труба, пролегающая параллельно насосу, должна иметь размеры поперечного сечения, исключающие ее засорение. Наличие трубы, пролегающей параллельно насосу увеличивает диаметральный габарит насосной установки и снижает ее область применения.An additional disadvantage of the above-mentioned pump installation is that in order to ensure the supply of solid particles from the sump to the ejector system, the suction pipe running parallel to the pump must have a cross-sectional dimension that prevents its clogging. The presence of a pipe running parallel to the pump increases the diametrical dimension of the pumping unit and reduces its scope.

Следует отметить так же, как недостаток то, что сепарация газа из насосной установки осуществляется в обсадную колонну. При этом энергия газа не используется для создания дополнительного напора насосной установки, то есть не обеспечивается газлифт, так как газ не поступает в эжекторную систему и соответственно в насосно-компрессорную трубу для подачи жидкости на поверхность.It should also be noted as a disadvantage that gas is separated from the pump unit into the casing. In this case, the gas energy is not used to create additional pressure of the pump unit, that is, gas lift is not provided, since gas does not enter the ejector system and, accordingly, into the tubing to supply liquid to the surface.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в обеспечении эффективного выноса из скважины твердых частиц, снижения абразивного износа центробежного насоса и создания газлифта.The objective of the invention is to obtain a technical result, which is expressed in ensuring the effective removal of solid particles from the well, reducing the abrasive wear of the centrifugal pump and creating a gas lift.

Указанная задача достигается тем, что подача твердых частиц и газа во всасывающие каналы эжекторной системы осуществляется непосредственно сепаратором твердых частиц и сепаратором газа, выходные каналы которых, сообщены со всасывающими каналами эжекторной системы кожухом.This problem is achieved in that the supply of solid particles and gas to the suction channels of the ejector system is carried out directly by the separator of solid particles and the gas separator, the output channels of which are in communication with the suction channels of the ejector system by a casing.

Проведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения. Все это свидетельствует о том, что предложение имеет изобретательский уровень.The scientific and technical analysis of the proposal and the level of technology indicates that the proposed technical solution for a specialist does not follow explicitly from the prior art, while the features of the set described above are interrelated, are causally related to the expected result, and are necessary and sufficient for it receipt. All this indicates that the proposal has an inventive step.

Изобретение поясняется чертежом, представленным на фиг.1, где насосная установка изображена в разрезе (центробежный насос показан не в разрезе);The invention is illustrated by the drawing shown in figure 1, where the pump installation is shown in section (a centrifugal pump is not shown in section);

Насосная установка, представленная на фиг.1 включает центробежный насос 1, содержащий на выходе эжекторную систему 2 для закачивания в насосно-компрессорную трубу 3 газожидкостную смесь с твердыми частицами из полости кожуха 4. Рабочие колеса (не показаны) центробежного насоса 1 приводятся во вращение электроприводом 5 посредством вала 6 сепаратора 7. Сепаратор 7 устанавливается на входе в насос 1 и очищает жидкость, поступающую через него в насос 1 от твердых частиц и газа, вынося их в полость кожуха 4. Кожух 4 выполнен, например, в виде трубы, установленной поверх насоса 1, полость которой герметично объединяет всасывающие каналы 8 эжекторной системы 2, выходные каналы газа 9 и выходные каналы твердых частиц 10 сепаратора 7.The pump installation shown in Fig. 1 includes a centrifugal pump 1, containing at the outlet an ejector system 2 for pumping a gas-liquid mixture with solid particles from the casing cavity 4 into the tubing 4. The impellers (not shown) of the centrifugal pump 1 are driven by an electric drive 5 through the shaft 6 of the separator 7. The separator 7 is installed at the inlet to the pump 1 and purifies the liquid entering through the pump 1 from solid particles and gas, taking them out into the cavity of the casing 4. The casing 4 is made, for example, in the form of a pipe, mouth mounted on top of the pump 1, the cavity of which hermetically combines the suction channels 8 of the ejector system 2, the output gas channels 9 and the output channels of solid particles 10 of the separator 7.

Работает установка следующим образом: электропривод 5 (см. фиг.1) вращает вал 6 сепаратора 7 и соответственно рабочие колеса (не показаны) центробежного насоса 1. Жидкость (показана стрелками) поступает в насос 1 через входные отверстия 11 сепаратора 7. Проходя через центробежный насос 12 сепаратора 7, жидкость раскручивается и ее часть вместе с твердыми частицами выбрасывается через выходные каналы 10 в полость кожуха 4. Под действием напора центробежного насоса 12 твердые частицы, минуя основной насос 1, достигают всасывающих каналов 8 эжекторной системы 2 и по этим каналам поступают в насосно-компрессорную трубу 3, по которой выводятся из скважины. Энергия, затраченная на сепарацию твердых частиц, используется общим потоком жидкости в насосно-компрессорной трубе. Это повышает эффективность насосной установки по сравнению с аналогами.The installation works as follows: the electric drive 5 (see Fig. 1) rotates the shaft 6 of the separator 7 and, accordingly, the impellers (not shown) of the centrifugal pump 1. The liquid (shown by arrows) enters the pump 1 through the inlet holes 11 of the separator 7. Passing through the centrifugal the pump 12 of the separator 7, the liquid is untwisted and its part together with the solid particles is ejected through the outlet channels 10 into the cavity of the casing 4. Under the action of the pressure of the centrifugal pump 12, the solid particles, bypassing the main pump 1, reach the suction channels 8 of the ejector Istemi 2 and through these channels enter the tubing 3, on which are derived from the well. The energy spent on the separation of solid particles is used by the total fluid flow in the tubing. This increases the efficiency of the pumping unit in comparison with analogues.

Таким образом, выброс твердых частиц из скважины, минуя основной центробежный насос 1, снижает его абразивный износ и повышает долговечность.Thus, the discharge of solid particles from the well, bypassing the main centrifugal pump 1, reduces its abrasive wear and increases durability.

Далее очищенная жидкость от твердых частиц раскручивается активатором 13 сепаратора 7. У поверхности вала 6 из жидкости выделяется газ, который по каналам 9 поступает в полость кожуха 4 и вместе с твердыми частицами поступает во всасывающие каналы 8 эжекторной системы 2 и далее в насосно-компрессорную трубу 3. Газ перемешивается с жидкостью в насосно-компрессорной трубе, создает газожидкостную среду и обеспечивает ее подачу на поверхность с минимальными затратами энергии. Это повышает эффективность насосной установки в целом. Далее очищенная жидкость от твердых частиц и газа по каналам 14 поступает в центробежный насос 1, в эжекторную систему 2 и по насосно-компрессорной трубе 3 подается на поверхность.Next, the purified liquid from solid particles is unwound by the activator 13 of the separator 7. At the surface of the shaft 6, gas is released from the liquid, which passes through the channels 9 into the cavity of the casing 4 and together with the solid particles enters the suction channels 8 of the ejector system 2 and then into the tubing 3. The gas is mixed with the liquid in the tubing, creates a gas-liquid medium and ensures its supply to the surface with minimal energy consumption. This increases the efficiency of the pump unit as a whole. Next, the purified liquid from solid particles and gas through channels 14 enters the centrifugal pump 1, into the ejector system 2 and through the tubing 3 is supplied to the surface.

Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в обеспечении эффективного выноса из скважины твердых частиц, снижении абразивного износа центробежного насоса и создания газлифта.Thus, the invention allows to obtain a technical result, which is expressed in ensuring the effective removal of solid particles from the well, reducing the abrasive wear of the centrifugal pump and creating a gas lift.

Claims

A pump installation comprising a centrifugal pump with an ejector suction system at the pump outlet, a gas separator, a particulate separator and a drive, characterized in that, in order to efficiently remove solid particles from the well, reduce the abrasive wear of the centrifugal pump and create a gas lift, it is made with the ability to supply solid particles and gas to the suction channels of the ejector system directly by the separator of solid particles and the gas separator, the output channels of which are in communication with the suction channels of the ejector system emy by the shroud.