Станция для перекачки многофазных сред

Изобретение относится к насосным станциям и может быть использовано, например, для однотрубного транспортирования продукции нефтяных скважин на центральный пункт сбора и подготовки нефти. Станция включает мультифазный насос, смеситель, резервуар с центробежно-вихревым сепаратором и клапан. При работе станции многофазная, например водогазонефтяная, смесь поступает в насос после смешения в смесителе с жидкостью, перепускаемой через клапан из средней части резервуара. Из насоса сжатую рабочую среду подают по напорной линии в сепаратор, из которого выводят газ, который смешивают с жидкостью, содержащей механические примеси, выводимой из низа сепаратора, а полученную рабочую среду выводят. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности станции. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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., МГЖ F17D 1/00, F04F 5/54], содержащая коллектор, сепаратор с трубопроводом водонефтяной смеси, на котором расположена как минимум одна насосная установка, соединенная с как минимум одним гидроструйным насосом, связанным с коллектором и 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 станция для перекачки многофазных сред, в частности, водогазонефтяной эмульсии, включающая линии ввода/вывода рабочей среды, мультифазный насос и устройство (узел) защиты мультифазного насоса [RU 2539214, опубл. 20.01.2015 г., МПК F04F 2/16], содержащее резервуар с резервным объемом жидкости, в котором размещен контур терморегуляции, при этом резервуар соединен с линией вывода рабочей среды, оснащенной датчиком наличия жидкости, связан напорной линией с выходом насоса, а перепускной линией, на которой расположен клапан и механизм для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса или дросселя - со смесителем, установленным на линии ввода рабочей среды.

Недостатками данного устройства являются сложность из-за установки механизма для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса или дросселя и низкая надежность из-за циркуляции механических примесей, всегда присутствующих в водогазонефтяной эмульсии, по контуру "рабочий объем резервуара - перепускная линия - клапан - винтовой героторный насос (или дроссель) - смеситель - насос - напорная линия", приводящей к повышенному износу деталей и механизмов.

Задачей изобретения является упрощение и повышение надежности станции.

Техническим результатом является упрощение станции за счет оснащения резервуара центробежно-вихревым сепаратором и повышение надежности станции за счет соединения смесителя со средней частью резервуара, нижняя часть которого соединена с линией вывода рабочей среды.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой станции, включающей линию ввода рабочей среды со смесителем и линию ее вывода, мультифазный насос и резервуар, соединенный со смесителем перепускной линией с клапаном, особенностью является то, что резервуар оборудован центробежно-вихревым сепаратором, соединенным с выходом насоса напорной линией, а с линией вывода рабочей среды - линией подачи газа, кроме того, нижняя часть резервуара соединена линией вывода жидкости с линией вывода рабочей среды, а с средняя часть резервуара соединена с перепускной линией.

При необходимости станция оснащена контуром терморегуляции в виде холодильника на линии ввода рабочей среды после смесителя и/или на линии вывода рабочей среды. В качестве холодильников могут быть установлены, например, аппараты воздушного охлаждения. На линии ввода рабочей среды может быть установлен узел для отделения грубых механических примесей в виде центробежного сепаратора и/или фильтра. В качестве мультифазного насоса целесообразно установить роторно-поршневой насос на базе гидравлической машины Рыля, обладающий минимальными требованиями к наличию жидкости в рабочей среде, высоким коэффициентом полезного действия и повышенным ресурсом.

Предлагаемая станция проще за счет исключения датчика наличия жидкости и механизма для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса/дросселя. Оснащение резервуара центробежно-вихревым сепаратором предотвращает унос жидкости во время прохождения газовой пробки, обеспечивает непрерывную подачу жидкости на вход насоса, что гарантирует его бесперебойную работу, при этом механические примеси собираются в пристеночной области сепаратора, концентрируются в нижней части резервуара из-за их большей плотности и выводятся в смеси с жидкостью, что снижает количество механических примесей, попадающих в насос, и повышает надежность работы станции.

Предлагаемая станция состоит из мультифазного насоса 1, смесителя 2, резервуара 3 с центробежно-вихревым сепаратором 4 и клапана 5. При работе станции многофазная, например, водогазонефтяная, смесь по линии 6 поступает в насос 1 после смешения в смесителе 2 с жидкостью, перепускаемой по линии 7 через клапан 5 из средней части резервуара 3. Из насоса 1 сжатую рабочую среду подают по напорной линии 8 в сепаратор 4, из которого по линии 9 выводят газ, который смешивают с жидкостью, содержащей механические примеси, выводимой из низа сепаратора 3 по линии 10, а полученную рабочую среду выводят по линии 11. На линии 6 может быть установлен узел для предварительного отделения механических примесей 12 с линией 13 вывода их концентрата, а также холодильник 14, а на линии 11 - холодильник 15 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая станция проста, надежна и может быть использована в промышленности.

1. Станция для перекачки многофазных сред, включающая линию ввода рабочей среды со смесителем и линию ее вывода, мультифазный насос и резервуар, соединенный со смесителем перепускной линией с клапаном, отличающаяся тем, что резервуар оборудован центробежно-вихревым сепаратором, соединенным с выходом насоса напорной линией, а с линией вывода рабочей среды - линией подачи газа, кроме того, нижняя часть резервуара соединена линией вывода жидкости с линией вывода рабочей среды, а средняя часть резервуара соединена с перепускной линией.

2. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что станция оснащена контуром терморегуляции в виде холодильника на линии ввода рабочей среды после смесителя и/или холодильника на линии вывода рабочей среды.

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

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