Устройство 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. Устройство для перекачки многофазных сред включает линию ввода 7 рабочей среды со смесителем 2 и линию ее вывода 12, мультифазный насос 1, контур терморегуляции и узел защиты насоса 1, который связан с линией 12, соединен с выходом насоса 1 напорной линией 9, а со смесителем 2 - перепускной линией 8 с клапаном 6. Узел защиты состоит из центробежно-вихревого сепаратора 3, соединенного с линией 12 линиями подачи газа и жидкости 10 и 11 соответственно. Сепаратор 3 оснащен узлом забора 4 жидкости из приосевой области, связанным с перепускной линией 8. В качестве контура терморегуляции на линии ввода 7 после смесителя 2 размещен холодильник 5. Изобретение направлено на упрощение и повышение надежности устройства, снижение энергопотребления. 4 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., МПК 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 близко по технической сущности к заявляемому изобретению устройство для перекачки многофазных сред, включающее 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, соединен напорной линией 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 данного устройства являются сложность из-за установки механизма для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса или дросселя, большое энергопотребление из-за установки контура терморегуляции после насоса, что приводит к необходимости циркуляции большого объема жидкости для снижения температуры перекачиваемой рабочей среды, 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", приводящей к повышенному износу деталей и механизмов.

Задачей изобретения является упрощение и повышение надежности работы устройства, снижение энергопотребления.

Техническим результатом является упрощение устройства за счет установки центробежно-вихревого сепаратора в качестве узла защиты мультифазного насоса, повышение надежности работы устройства за счет соединения смесителя с узлом забора жидкости из приосевой области сепаратора и снижение энергопотребления за счет размещения холодильника на линии ввода рабочей среды после смесителя.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, включающем линию ввода рабочей среды со смесителем и линию ее вывода, мультифазный насос, контур терморегуляции и узел защиты мультифазного насоса, который связан с линией вывода рабочей среды, соединен с выходом насоса напорной линией, а со смесителем -перепускной линией с клапаном, особенностью является то, что узел защиты состоит из центробежно-вихревого сепаратора, соединенного с линией вывода рабочей среды линиями подачи газа и жидкости, оснащенного узлом забора жидкости из приосевой области, связанным с перепускной линией, а в качестве контура терморегуляции на линии ввода рабочей среды после смесителя размещен холодильник.

На чертеже изображено устройство для перекачки многофазных сред.

На линии ввода рабочей среды может быть установлен узел для отделения механических примесей в виде фильтра и/или центробежного сепаратора, а на линии вывода рабочей среды - холодильник. 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, а в качестве холодильников - аппараты воздушного охлаждения.

Установка центробежно-вихревого сепаратора с узлом забора жидкости из приосевой области предотвращает унос жидкости во время прохождения газовой пробки, что гарантирует непрерывную подачу жидкости на вход насоса, при этом механические примеси собираются в пристеночной области сепаратора и выводятся в смеси с жидкостью с его низа, что снижает количество механических примесей, попадающих в насос, и повышает надежность работы устройства. Предлагаемое устройство проще за счет исключения датчика наличия жидкости и механизма для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса/дросселя, а установка холодильника на линии ввода рабочей среды после смесителя позволяет уменьшить энергопотребление как за счет снижения температуры смеси на входе в мультифазный насос, так и за счет испарения перепускаемой жидкости в насосе.

Предлагаемое устройство состоит из мультифазного насоса 1, смесителя 2, центробежно-вихревого сепаратора 3 с заборным узлом 4, холодильника 5 и клапана 6. При работе устройства многофазная, например водогазонефтяная, смесь по линии 7 поступает в насос 1 после смешения в смесителе 2 с жидкостью, перепускаемой по линии 8 через клапан 6 из заборного узла 4, и охлаждения в холодильнике 5. Из насоса 1 сжатую рабочую среду подают по напорной линии 9 в сепаратор 3, из которого по линии 10 выводят газ, а по линии 11 - жидкость, содержащую механические примеси, которые смешивают и выводят по линии 12. На линии 7 может быть установлен узел для предварительного отделения механических примесей 13 с линией 14 вывода их концентрата, а на линии 12 - холодильник 15 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемое устройство просто, надежно, имеет низкое энергопотребление и может быть использовано в промышленности.

1. Устройство для перекачки многофазных сред, включающее линию ввода рабочей среды со смесителем и линию ее вывода, мультифазный насос, контур терморегуляции и узел защиты мультифазного насоса, который связан с линией вывода рабочей среды, соединен с выходом насоса напорной линией, а со смесителем - перепускной линией с клапаном, отличающееся тем, что узел защиты состоит из центробежно-вихревого сепаратора, соединенного с линией вывода рабочей среды линиями подачи газа и жидкости, оснащенного узлом забора жидкости из приосевой области, связанным с перепускной линией, а в качестве контура терморегуляции на линии ввода рабочей среды после смесителя размещен холодильник.

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

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на линии вывода рабочей среды установлен холодильник.

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

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве холодильников установлены аппараты воздушного охлаждения.