Насосная станция для перекачки многофазных сред

Насосная станция для перекачки многофазных сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к насосным станциям и может быть использовано, например, для однотрубного транспортирования продукции нефтяных скважин на центральный пункт сбора и подготовки нефти.

Известна станция перекачки и сепарации многофазной смеси [RU 2516093, опубл. 20.05.2014 г., МПК F17D 1/00, F04F 5/54], содержащая коллектор, сепаратор с напорным трубопроводом водогазонефтяной смеси и трубопроводом водонефтяной смеси, на котором расположена как минимум одна насосная установка, соединенная с как минимум одним гидроструйным насосом, связанным с коллектором и с сепаратором трубопроводом подачи водогазонефтяной смеси.

Основным недостатком известной станции является большие энергозатраты для сжатия водогазонефтяной смеси из-за низкого коэффициента полезного действия гидроструйного насоса.

Наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению мультифазная насосная станция, включающая линию ввода/вывода рабочей среды, мультифазный насос и устройство защиты мультифазного насоса [RU 2539214, опубл. 20.01.2015 г., МПК F04C 2/16], содержащее резервуар с резервным объемом жидкой фазы рабочей среды, в котором размещен контур терморегуляции, при этом резервуар соединен с линией вывода рабочей среды, оснащенной датчиком наличия жидкости, соединен напорной линией подачи рабочей среды с выходом насоса, а перепускной линией, на которой расположен клапан, управляемый датчиком наличия жидкости, и механизм для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса или дросселя - со смесителем, установленным на линии ввода рабочей среды.

Недостатками данной станции являются сложность и большая металлоемкость из-за установки резервуара с контуром терморегуляции и механизма для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса или дросселя, а также низкая надежность из-за циркуляция механических примесей по контуру "рабочий объем резервуара - перепускная линия - клапан - винтовой героторный насос (или дроссель) - смеситель - насос - напорная линия", что приводит к повышенному износу деталей и механизмов.

Задачей изобретения является упрощение, снижение металлоемкости и повышение надежности работы насосной станции.

Техническим результатом является упрощение и снижение металлоемкости станции за счет установки центробежно-вихревого сепаратора взамен резервуара и размещения холодильника на напорной линии подачи рабочей среды, а также повышение надежности работы станции за счет соединения смесителя с приосевой областью сепаратора.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой насосной станции, включающей линию ввода рабочей среды со смесителем и линию ее вывода, мультифазный насос и устройство защиты мультифазного насоса с контуром терморегуляции, которое связано с линией вывода рабочей среды, соединено с выходом насоса напорной линией подачи рабочей среды, а со смесителем - перепускной линией с клапаном, особенностью является то, что устройство защиты мультифазного насоса включает центробежно-вихревой сепаратор, соединенный с линией вывода рабочей среды линиями подачи газа и смеси водной и углеводородной фаз, оснащенный в приосевой области заборным устройством для вывода углеводородной фазы, связанным с перепускной линией, а в качестве контура терморегуляции оборудованный холодильником, установленным на напорной линии подачи рабочей среды.

В качестве мультифазного насоса целесообразно установить роторно-поршневой насос на базе гидравлической машины Рыля, обладающий минимальными требованиями к наличию жидкой фазы в рабочей среде, высоким коэффициентом полезного действия и повышенным ресурсом. На линии ввода рабочей среды может быть установлено устройство для отделения механических примесей в виде фильтра и/или центробежного сепаратора, а в качестве холодильника - аппарат воздушного охлаждения.

Установка центробежно-вихревого сепаратора с заборным устройством, расположенным в приосевой области, позволяет предотвратить унос жидкости во время прохождения газовой пробки, что гарантирует непрерывную подачу углеводородной фазы на вход мультифазного насоса из приосевой области сепаратора, где она концентрируется из-за более низкой плотности, при этом вода и механические примеси собираются в пристеночной области и выводятся с низа сепаратора, что снижает количество механических примесей, попадающих в насос, и повышает надежность работы станции.

Установка холодильника на напорной линии подачи рабочей среды позволяет эффективно регулировать температуру перекачиваемой смеси как на выходе из насосной станции, так и входе в насос путем изменения расхода перепускаемой углеводородной фазы за счет теплоты испарения легких углеводородов при редуцировании.

На чертеже изображена насосная станция.

Предлагаемая насосная станция состоит из мультифазного насоса 1, смесителя 2 и устройства защиты мультифазного насоса 3, включающего центробежно-вихревой сепаратор 4 с заборным устройством 5, холодильник 6 и клапан 7. При работе станции многофазная, например водогазонефтяная, смесь по линии 8 поступает в насос 1 после смешения в смесителе 2 с углеводородной фазой, подаваемой по линии 9 через клапан 7 из заборного устройства 5. Из насоса 1 сжатую рабочую среду подают по напорной линии 10 через холодильник 6 в сепаратор 4, из которого по линии 11 выводят газ, а по линии 12 - смесь водной и углеводородной фаз, содержащую механические примеси, которую смешивают с газом и выводят по линии 13. На линии 8 может быть установлено устройство для отделения механических примесей 14 с линией 15 вывода их концентрата (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая насосная станция проста, надежна, имеет низкую металлоемкость и может быть использована в промышленности.

1. Насосная станция для перекачки многофазных сред, включающая линию ввода рабочей среды со смесителем и линию ее вывода, мультифазный насос и устройство защиты мультифазного насоса с контуром терморегуляции, которое связано с линией вывода рабочей среды, соединено с выходом насоса напорной линией подачи рабочей среды, а со смесителем - перепускной линией с клапаном, отличающаяся тем, что устройство защиты мультифазного насоса включает центробежно-вихревой сепаратор, соединенный с линией вывода рабочей среды линиями подачи газа и смеси водной и углеводородной фаз, оснащенный в приосевой области заборным устройством для вывода углеводородной фазы, связанным с перепускной линией, а в качестве контура терморегуляции оборудованный холодильником, установленным на напорной линии подачи рабочей среды.

2. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве мультифазного насоса установлен роторно-поршневой насос на базе гидравлической машины Рыля.

3. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что на линии ввода рабочей среды установлено устройство для отделения механических примесей в виде фильтра и/или центробежного сепаратора.

4. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве холодильника установлен аппарат воздушного охлаждения.