Устройство для стабилизации давления на приеме установки электроцентробежного насоса

Изобретение относится к нефтедобыче в условиях эксплуатации малодебитных скважин. Устройство для стабилизации давления на приеме установки электроцентробежного насоса включает автоматическую систему управления и систему определения динамического уровня. Оно снабжено механизмом перепуска жидкости из полости насосно-компрессорных труб (НКТ) в затрубное пространство. Механизм имеет корпус с отверстиями и шторку с отверстием, образующими при совмещении отверстий канал сообщения НКТ с затрубным пространством. В нижней части шторки закреплен магнит, а в верхней части - две возвратные пружины и стопор. По периметру шторки расположены шесть вертикальных рядов шариков, под шторкой - катушка индуктивности с постоянным магнитом. Корпус находится между двумя НКТ, выше динамического уровня. Система определения динамического уровня выполнена в виде устройства измерения гидростатического давления и представляет собой мембрану с тензодатчиком с подведенными к нему контактами. Устройство установлено между двумя НКТ под механизмом перепуска, ниже динамического уровня. Автоматическая система управления включает системную плату с процессором, подключенным к системе определения динамического уровня, и распределитель тока, подключенный к катушке механизма перепуска. Система управления находится в корпусе, закрепленном между двумя НКТ ниже механизма перепуска, выше системы определения динамического уровня. Корпус защищен крышкой с уплотненными выходами для проводов. Изобретение направлено на повышение надежности насоса и обеспечение непрерывности его работы. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для стабилизации давления на приеме установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) в условиях эксплуатации малодебитных скважин. Предназначено для обеспечения бесперебойной эксплуатации малодебитных скважин автоматизированным способом.

Известна насосная установка для автоматического управления работой малодебитных нефтяных скважин (RU патент №2166670, 10.05.2001), которые эксплуатируются в режиме периодической откачки жидкости, в которой система управления оборудования соединена с пускоостановочной аппаратурой и размещена в затрубном пространстве. Система управления выполнена в виде одножильного бронированного кабеля с токопроводящей жилой, которая снабжена двумя поплавками - выключателями с возможностью установки на верхнем и нижнем динамических уровнях пластовой жидкости. Верхний выключатель снабжен электромагнитной катушкой с сердечником, а бронированный кабель соединен с системой управления насосной установки. С помощью поплавковой системы управления периодической откачки жидкости возможно контролировать включение и выключение насосной установки путем достижения соответственно верхнего и нижнего динамических уровней жидкости.

Недостатком данного устройства является низкая надежность устройства в условиях эксплуатации оборудования из-за применения поплавка, который служит для определения динамического уровня и управления пуском/отключением насосной установки. А также данная установка не позволяет регулировать работу скважины и обеспечивать ее непрерывность.

Известен способ эксплуатации малодебитной скважины (RU патент №2592590, 27.07.2016), реализуемый устройством, которое состоит из насосно-компрессорных труб (НКТ) оборудованных клапаном, расположенным над глубинным насосом выше динамического уровня жидкости, параллельно оси насосно-компрессорных труб, выполненным в форме цилиндрической клапанной коробки и запорного органа для создания гидравлического канала между полостью НКТ и затрубным пространством. Причем верхнюю часть упомянутой коробки гидравлически сообщают с насосно-компрессорным трубами, а нижнюю - с затрубным пространством.

Недостатком данного устройства является недостаточная надежность вследствие того, что отсутствует возможность регулирования работы устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности УЭЦН и обеспечение непрерывности его работы.

Поставленная задача решается тем, что устройство для стабилизации давления на приеме электроцентробежного насоса включает автоматическую систему управления и систему определения динамического уровня, при этом оно снабжено механизмом перепуска жидкости из внутренней полости насосно-компрессорных труб в затрубное пространство, имеющим корпус с отверстиями, образующими гидравлический канал для сообщения полости насосно-компрессорных труб и затрубного пространства с возможностью его перекрытия. Согласно изобретению, механизм перепуска жидкости состоит из корпуса с отверстием и шторки с отверстием, при совмещении отверстий создается гидравлический канал, сообщающий полости НКТ и затрубного пространства, причем в нижней части шторки установлен закрепленный к ней магнит, а в верхней части упомянутой шторки две возвратные пружины и стопор. По периметру шторки расположены шесть вертикальных рядов шариков, под шторкой расположена катушка индуктивности с постоянным магнитом, упомянутый корпус находится между двумя последовательно соединенными насосно-компрессорными трубами, выше динамического уровня. Отверстия на корпусе механизма перепуска жидкости и на шторке механизма перепуска жидкости выполнены перпендикулярно оси колонны НКТ, таким образом, что при положении шторки в верхнем (открытом) положении, оси обоих отверстий становятся соосными, а при максимальном нижнем положении (положении закрытия), шторка закрывает отверстия на корпусе, перекрывая перепуск жидкости. Система определения динамического уровня выполнена в виде устройства измерения гидростатического давления, представляющего собой мембрану с тензодатчиком с подведенными к нему контактами и при растяжении-сжатии тензодатчика от воздействия мембраны определяющего гидростатическое давление столба жидкости в межтрубном пространстве, установленного в корпусе между двумя последовательно соединенными НКТ, под механизмом перепуска жидкости, ниже динамического уровня. Автоматическая система управления включает в себя системную плату с процессором, который подключен к системе определения динамического уровня, и распределитель тока, который подключен к катушке механизма перепуска жидкости. От попадания добываемой жидкости на плату, вышеупомянутый корпус защищен крышкой с уплотненными выходами для проводов, упомянутая автоматическая система управления находится в корпусе, закрепленном между двумя последовательно соединенными НКТ, ниже механизма перепуска жидкости, выше системы определения динамического уровня.

На фиг. 1 представлена схема устройства в скважине, на фиг. 2, фиг. 3 фронтальная и горизонтальная проекция датчика измерения давления 3, на фиг. 4, фиг 5. фронтальная и горизонтальная проекция устройства подачи команд 5, на фиг. 6 фронтальная проекция механизма перекрытия отверстия, на фиг. 7 вид А фронтальной проекции механизма перекрытия отверстия, на фиг. 8 горизонтальная проекция механизма перекрытия, на фиг. 9 вид А горизонтальной проекции механизма перекрытия.

Устройство (фиг. 1) устанавливается между НКТ 1, над насосом 2 и включает в себя устройство 3 измерения давления, устройство 4 подачи команд и механизм 5 перепуска жидкости. Элементы 3, 4 и 5 соединены между собой и трансформатором 6 через кабель 7. Причем, устройство 3 измерения давления устанавливается таким обзором, что датчик измерения давления находится ниже динамического уровня 8 газожидкостной смеси 9, а устройство 4 подачи команд и механизм 5 перепуска жидкости должен находиться выше, в затрубном пространстве 10.

Устройство 3 измерения давления (фиг. 2-3), представляет собой корпус 11 с выемкой 12. На корпусе 11 выполнены внутренняя и наружная резьба в верхней и нижней части соответственно (не показано) для установки устройства между двумя последовательно соединенными НКТ. В выемке 12 выточен специальный паз 13 с резьбой 14 на конце, в который монтируется датчик 15 давления, причем таким образом, чтобы контактная головка 16 датчика 15 находилась в контакте с измеряемой средой 9 и замеряет давление динамического уровня в реальном времени.

Устройство 4 подачи команд (фиг. 4-5) представляет собой корпус 17 с выемкой 18. На корпусе 17 выполнены внутренняя и наружная резьба в верхней и нижней части соответственно (не показано) для установки устройства между двумя последовательно соединенными НКТ. В выемке 18, в специальный пазу 19, закреплена системная плата 20, на которой монтируются процессор 21, и распределитель 22 тока. Сверху выемка 18 закрывается крышкой 23 с отверстиями 24, уплотнителем кабеля 25 и резиновым уплотнителем 26. Крышка 23 крепится к выемке 18 с помощью крепежных винтов 27.

Механизм 5 перепуска жидкости (фиг. 6-9) представляет собой корпус 28 с выемкой 29 и отверстием 30 для сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством. На корпусе 28 выполнены внутренняя и наружная резьбы в верхней и нижней части соответственно (не показано) для установки устройства между двумя последовательно соединенными НКТ. В выемке 29, в специальном пазу 31 установлена металлическая шторка 32 с отверстием 33 для сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством. В нижней части шторки 32 установлен постоянный магнит 34, а в нижней части корпуса 28, в крышке 35, установлена катушка 36 индуктивности, с возможностью подведения проводов через отверстия 37 уплотнителями 38. В верхней части выемки 28 над шторкой 32 установлены возвратные пружины 39 и ограничитель 40 хода. По периметру шторки 32 установлены несколько рядов шариков 41, зафиксированных в специальном вырезе 42 для уменьшения трения и фиксации шторки 32. Катушка 36 индуктивности заизолирована специальным герметиком 44. Крышка 35 крепится к выемке 29 с помощью крепежных винтов 44 и имеет уплотнения 45.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 15 устройства 3 измерения давления воспринимает гидростатическое давление от воздействия динамического уровня газожидкостной смеси 9 в затрубном пространстве 10 и преобразует его в электрический сигнал. Полученный сигнал, через кабель 7 поступает в устройство подачи команд 4, на системную плату 20, далее на процессор 21, в котором происходит его обработка, определение динамического уровня, и при определенном диапазоне полученных значений сигнал поступает на распределитель 22 тока, который подключен к трансформатору 6. Причем датчик 15 способен постоянно воспринимать любое давление и передавать его на процессор 21, тем самым позволяя определять динамический уровень в реальном времени, в том числе и нулевое давление, когда динамический уровень опускается ниже уровня датчика. Распределитель 22 подает ток на механизм 5 перепуска жидкости. Принцип действия механизма 5 перепуска жидкости основан на электромагнитном взаимодействии катушки 36 индуктивности и магните 34. В случае, когда на механизм подается напряжение, через катушку 36 индуктивности протекает постоянный ток. Возникает магнитное поле, линии которого проходят от южного полюса к северному. Магнит 34, который расположен на нижней части шторки 32, обращен к катушке 36 индуктивности северным полюсом. Вследствие того, что одноименные полюса взаимодействуют друг с другом, это приводит магнит 34 в движение, отталкивая его от катушки 36 индуктивности. Магнит 34 со шторкой 32, передвигаясь вдоль ленты подшипниковых шариков 41, прижимают пружины 39 до ограничителя 40 хода. В результате этого отверстие 33 в шторке 32 и отверстия 30 в корпусе 28 становятся соосными. Образуется гидравлический канал и происходит перепуск части нефтепродукта в затрубное пространство 10 посредством излива. Тем самым обеспечивается достаточный динамический уровень для сохранения нормальной работы насоса. В случае, когда на механизм напряжение не подается, пружины 39 разжимаются. Механизм 5 возвращается в исходное положение, перекрывая отверстия 30 в корпусе 28 перекрываются шторкой 32. Установка работает в штатном режиме.

Использование данного изобретения повысит надежность УЭЦН и обеспечит непрерывность его работы.

1. Устройство для стабилизации давления на приеме электроцентробежного насоса, включающее автоматическую систему управления и систему определения динамического уровня, при этом оно снабжено механизмом перепуска жидкости из внутренней полости насосно-компрессорных труб в затрубное пространство, имеющим корпус с отверстиями, образующими гидравлический канал для сообщения полости насосно-компрессорных труб и затрубного пространства с возможностью его перекрытия, отличающееся тем, что механизм перепуска жидкости состоит из корпуса с отверстием и шторки с отверстием, с возможностью совмещения отверстий и создания гидравлического канала, сообщающего полости НКТ и затрубного пространства, причем в нижней части шторки установлен закрепленный к ней магнит, а в верхней части упомянутой шторки - две возвратные пружины и стопор, по периметру шторки расположены шесть вертикальных рядов шариков, под шторкой расположена катушка индуктивности с постоянным магнитом, упомянутый корпус находится между двумя последовательно соединенными насосно-компрессорными трубами, выше динамического уровня; система определения динамического уровня выполнена в виде устройства измерения гидростатического давления, представляющего собой мембрану с тензодатчиком с подведенными к нему контактами, установленного в корпусе между двумя последовательно соединенными НКТ, под механизмом перепуска жидкости, ниже динамического уровня; автоматическая система управления включает в себя системную плату с процессором, который подключен к системе определения динамического уровня, и распределитель тока, который подключен к катушке механизма перепуска жидкости, упомянутая автоматическая система управления находится в корпусе, закрепленном между двумя последовательно соединенными НКТ, ниже механизма перепуска жидкости, выше системы определения динамического уровня, вышеупомянутый корпус защищен крышкой с уплотненными выходами для проводов.

2. Устройство для стабилизации давления на приеме электроцентробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что отверстия на корпусе механизма перепуска жидкости и на шторке механизма перепуска жидкости выполнены перпендикулярно оси колонны НКТ таким образом, что при положении шторки в верхнем, открытом, положении оси обоих отверстий становятся соосными, а при максимальном нижнем положении, положении закрытия, шторка закрывает отверстия на корпусе, перекрывая перепуск жидкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к центробежным насосам и направлено на модернизацию эксплуатируемых в них рабочих колес для снижения избыточного напора в непроизводительных режимах работы путем изменения диаметра лопаток рабочего колеса непосредственно в процессе работы насоса.

Изобретение относится к насосным станциям, используемым в мелиорации, водоснабжении и т.п. Способ регулирования относится к мелиоративной насосной станции, содержащей по меньшей мере один центробежный насос со всасывающим и напорным трубопроводами, сообщенными соответственно с источником жидкости и через задвижку с потребителем, струйный аппарат, установленный во всасывающем трубопроводе центробежного насоса, и линию рециркуляции с задвижкой, сообщающую струйный аппарат с напорным трубопроводом.

Группа изобретений относится к области насосостроения. Центробежный насос содержит корпус (1).

Группа изобретений относится к способу работы и конструкции насоса, в особенности мультифазного насоса, для передачи текучей среды от стороны низкого давления к стороне высокого давления, в котором предусмотрена обратная линия (8) для возвращения текучей среды со стороны высокого к стороне низкого давления.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам автоматического управления погружных электродвигателей скважинных насосов. Технический результат заключается в обеспечении возможности раздельного управления электродвигателем насоса в дневное и ночное время суток.

Группа изобретений касается технологии для применений управления насосом. Устройство для управления насосом имеет процессор или модуль обработки сигналов, сконфигурированный для приема сигнализации, содержащей информацию о режиме холостого хода насоса при отсутствии потока (NFI), когда насос работает на частоте вращения холостого хода насоса; и определения, основанного на принятой сигнализации, соответствующей сигнализации, содержащей информацию о том, должен ли насос остаться в режиме остановки по отсутствию потока (NFSD) или в режиме NFI.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в сахарной промышленности. Свеклонасос содержит корпус с всасывающим и нагнетающим патрубками и установленное на валу рабочее колесо.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для насосной системы в скважине. Система включает двигательный узел, насос, приводимый в движение двигательным узлом, а также один или более датчиков, сконфигурированных для измерения рабочего параметра в насосной системе и для выдачи сигнала, являющегося представлением измеренного параметра.

Группа изобретений касается систем управления множеством центробежных насосов с регулируемой скоростью и может быть использована на насосных станциях водопроводной сети.

Группа изобретений относится, в частности, к управляемым по скорости циркуляционным насосам с мокрыми роторами, используемым в системах отопления жилых домов. Насосный узел содержит насосный блок, приводной электродвигатель (203) для привода насосного блока и блок управления (201) для управления электродвигателем (203).

Группа изобретений касается технологии для применений управления насосом. Устройство для управления насосом имеет процессор или модуль обработки сигналов, сконфигурированный для приема сигнализации, содержащей информацию о режиме холостого хода насоса при отсутствии потока (NFI), когда насос работает на частоте вращения холостого хода насоса; и определения, основанного на принятой сигнализации, соответствующей сигнализации, содержащей информацию о том, должен ли насос остаться в режиме остановки по отсутствию потока (NFSD) или в режиме NFI.

Группа изобретений относится к способу отключения насоса (2), выполненного для перекачивания жидкости через трубопровод (4). Насос (2) перед своим отключением приводится в действие с рабочей частотой с помощью блока (6) управления.

Группа изобретений относится к способу оценки состояния износа узла (1, 11, 111, 112) гидравлической машины, насоса или турбины, к узлу (1, 11, 111, 112) гидравлической машины с сигнализатором и датчиком, а также к гидравлической машине с таким узлом (1, 11, 111, 112).

Группа изобретений относится к способу оценки состояния износа узла (1, 11, 111, 112) гидравлической машины, насоса или турбины, к узлу (1, 11, 111, 112) гидравлической машины с сигнализатором и датчиком, а также к гидравлической машине с таким узлом (1, 11, 111, 112).

Изобретение относится к лопастным насосам и может быть использовано на АЭС в главных циркуляционных насосных агрегатах первого контура теплоносителя ядерной энергетической установки.

Изобретение относится к лопастным насосам и может быть использовано на АЭС в главных циркуляционных насосных агрегатах первого контура теплоносителя ядерной энергетической установки.

Изобретение относится к области добычи и подготовки газового конденсата к дальнему транспорту, в частности к автоматическому управлению насосными агрегатами, обеспечивающими подачу конденсата в магистральный конденсатопровод (МКП).

Группа изобретений касается способа управления по меньшей мере одним насосом и устройства для повышения давления, с помощью которого осуществляется способ управления насосом, в частности, в системах водоснабжения.

Группа изобретений касается способа управления по меньшей мере одним насосом и устройства для повышения давления, с помощью которого осуществляется способ управления насосом, в частности, в системах водоснабжения.

Группа изобретений относится к электротехнике и может быть использована для защиты насосов от перегрузок и исчезновения воды - «сухого хода». Способ защиты насоса от перегрузки и «сухого хода» заключается в выделении сигнала тока и угла сдвига фаз между током и напряжением (Cos ϕ) и сравнения их произведения с заданными значениями произведения тока и Cos ϕ.

Изобретение относится к подшипниковой системе, а именно к системе упругого подшипника, ограничивающей нагрузку и используемой в электрических погружных насосах, и направлено на повышение надежности работы системы.

Изобретение относится к нефтедобыче в условиях эксплуатации малодебитных скважин. Устройство для стабилизации давления на приеме установки электроцентробежного насоса включает автоматическую систему управления и систему определения динамического уровня. Оно снабжено механизмом перепуска жидкости из полости насосно-компрессорных труб в затрубное пространство. Механизм имеет корпус с отверстиями и шторку с отверстием, образующими при совмещении отверстий канал сообщения НКТ с затрубным пространством. В нижней части шторки закреплен магнит, а в верхней части - две возвратные пружины и стопор. По периметру шторки расположены шесть вертикальных рядов шариков, под шторкой - катушка индуктивности с постоянным магнитом. Корпус находится между двумя НКТ, выше динамического уровня. Система определения динамического уровня выполнена в виде устройства измерения гидростатического давления и представляет собой мембрану с тензодатчиком с подведенными к нему контактами. Устройство установлено между двумя НКТ под механизмом перепуска, ниже динамического уровня. Автоматическая система управления включает системную плату с процессором, подключенным к системе определения динамического уровня, и распределитель тока, подключенный к катушке механизма перепуска. Система управления находится в корпусе, закрепленном между двумя НКТ ниже механизма перепуска, выше системы определения динамического уровня. Корпус защищен крышкой с уплотненными выходами для проводов. Изобретение направлено на повышение надежности насоса и обеспечение непрерывности его работы. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх