RU169177U1 - VERTICAL PUMP PUMP UNIT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к дожимным насосным установкам.Вертикальная дожимная насосная установка содержит наземный электродвигатель 1, основной 2 и дополнительный 3 узлы подвода, герметизирующее устройство 4, предварительный 5 и центробежный 6 насосы, контейнер 8, стыковочный узел 9, колонну насосно-компрессорных труб 10 и пакер 11. Основной узел подвода 2, дополнительный узел подвода 3, контейнер 8, корпус стыковочного узла 9, колонна насосно-компрессорных труб 10 и пакер 11 соединены неподвижно. Электродвигатель 1 служит приводом для центробежного насоса 6, передавая вращение через вал предварительного насоса 5. Основной узел подвода 2 обеспечивает поступление жидкости с низким давлением на вход предварительного насоса 5, а по дополнительному узлу подвода 3 жидкость под высоким давлением поступает на вход центробежного насоса 6. Выход предварительного насоса 5 связан с входом центробежного насоса 6. При необходимости вертикальная дожимная насосная установка может комплектоваться обратным клапаном 7, который предотвращает обратный ток жидкости.The utility model relates to the oil industry, in particular to booster pump units. The vertical booster pump unit contains a ground electric motor 1, main 2 and additional 3 supply units, sealing device 4, preliminary 5 and centrifugal 6 pumps, container 8, docking unit 9, column tubing 10 and the packer 11. The main supply node 2, the additional supply node 3, the container 8, the housing of the docking node 9, the tubing string 10 and the packer 11 are connected motionless. The electric motor 1 serves as a drive for the centrifugal pump 6, transmitting rotation through the shaft of the pre-pump 5. The main supply unit 2 provides the flow of low-pressure fluid to the inlet of the pre-pump 5, and through the additional supply unit 3, the high-pressure fluid enters the inlet of the centrifugal pump 6. The output of the pre-pump 5 is connected to the inlet of the centrifugal pump 6. If necessary, the vertical booster pump unit can be equipped with a check valve 7, which prevents reverse second fluid flow.

Description

Область техники и назначениеField of technology and purpose

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к дожимным насосным установкам.The utility model relates to the oil industry, in particular to booster pump units.

Уровень техникиState of the art

Известна полезная модель «Установка для закачки жидкости в пласт» (патент №92089, RU, Е21В 43/20, опубликовано 10.03.2010), содержащая устьевую арматуру, центробежный насос, электродвигатель, колонну насосно-компрессорных труб, соединенную с центробежным насосом, обратный клапан, пакер, контейнер, соединенный неподвижно с устьевой арматурой и колонной НКТ. При этом центробежный насос установлен внутри контейнера, корпус насоса соединен неподвижно и герметично с устьевой арматурой, а вал насоса через герметизирующее устройство соединен с электродвигателем, расположенным на устьевой арматуре.A known utility model is “Installation for injection of fluid into the reservoir” (patent No. 92089, RU, ЕВВ 43/20, published March 10, 2010), containing wellhead valves, a centrifugal pump, an electric motor, a tubing string connected to a centrifugal pump, a reverse valve, packer, container fixedly connected with wellhead fittings and tubing string. In this case, a centrifugal pump is installed inside the container, the pump casing is connected motionlessly and hermetically to the wellhead fittings, and the pump shaft is connected through a sealing device to an electric motor located on the wellhead fittings.

Недостатком данной установки является то, что ее эксплуатация не возможна в случае высокого входного давления закачиваемой жидкости, поскольку поступающая в установку жидкость взаимодействует с устройством герметизации соединения валов электродвигателя и насоса, а конструкция устройства герметизации не рассчитана на работу в условиях высокого давления.The disadvantage of this installation is that its operation is not possible in the case of a high inlet pressure of the injected liquid, since the liquid entering the installation interacts with the sealing device of the connection of the motor and pump shafts, and the design of the sealing device is not designed to work under high pressure conditions.

Известна также Полезная модель «Установка для закачки жидкости в пласт» (патент №139200, RU, Е21В 43/20, опубликовано 10.04.2014), содержащая: наземный электродвигатель, установленный на верхней площадке рамы, узел подвода, погружной центробежный насос, магнитную муфту с магнитным сепаратором, колонну насосно-компрессорных труб, разделитель колонн, гидравлический якорь, обратный клапан, переводник-центратор, аварийный разделитель колонн и пакер.Also known is the Utility Model "Installation for pumping fluid into the reservoir" (patent No. 139200, RU, ЕВВ 43/20, published April 10, 2014), comprising: a surface-mounted electric motor mounted on the upper platform frame, a supply unit, a submersible centrifugal pump, a magnetic coupling with magnetic separator, tubing string, column splitter, hydraulic armature, check valve, sub-centralizer, emergency column splitter and packer.

Недостатком установки по патенту 139200 то, что используемая в ее конструкции для обеспечения возможности высокого входного давления закачиваемой жидкости магнитная муфта, соединяющая валы насоса и электродвигателя, имеет ограниченную область применения. Ограничения по условиям эксплуатации магнитной муфты связаны с жесткими требованиями к качеству перекачиваемой через нее среды, особенно по наличию взвешенных частиц, обладающим магнитными свойствами. Установка по патенту RU 139200 является наиболее близким по технической сущности к заявляемой и принята за прототип.The disadvantage of the installation according to patent 139200 is that the magnetic coupling connecting the shafts of the pump and the electric motor used in its design to provide the possibility of high inlet pressure of the injected fluid has a limited scope. Limitations on the operating conditions of the magnetic coupling are associated with stringent requirements on the quality of the medium pumped through it, especially the presence of suspended particles with magnetic properties. Installation according to patent RU 139200 is the closest in technical essence to the claimed and adopted as a prototype.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Технической задачей заявленной полезной модели является расширение области применения установки, в том числе и в условиях высокого входного давления закачиваемой жидкости.The technical task of the claimed utility model is to expand the scope of the installation, including in conditions of high inlet pressure of the injected fluid.

Поставленная задача решается заявляемой вертикальной дожимной насосной установкой, которая содержит наземный электродвигатель, основной узел подвода, центробежный насос, пакер и колонну НКТ, соединенную с выходом центробежного насоса через стыковочный узел.The problem is solved by the claimed vertical booster pump installation, which contains a ground electric motor, a main supply unit, a centrifugal pump, a packer and a tubing string connected to the output of the centrifugal pump through the docking unit.

Технический результат, благодаря которому решается указанная задача, достигается за счет того, что в известной установке применяется устройство герметизации, соединяющее валы электродвигателя и насоса, которое можно эксплуатировать в условиях высокого содержания магнитных частиц в закачиваемой жидкости. При этом устройство герметизации не взаимодействует с высоким давлением закачиваемой жидкости, для этого в установке применяются контейнер, внутри которого размещают центробежный насос, и дополнительный узел подвода. Проходя через дополнительный узел подвода и контейнер основной поток закачиваемой жидкости, находящийся под высоким давлением, направляется на вход центробежного насоса, минуя устройство герметизации.The technical result, due to which this problem is solved, is achieved due to the fact that the known installation uses a sealing device connecting the shafts of the electric motor and pump, which can be operated under conditions of a high content of magnetic particles in the injected fluid. In this case, the sealing device does not interact with the high pressure of the injected liquid; for this, a container is used in the installation, inside which a centrifugal pump is placed, and an additional supply unit. Passing through the additional supply unit and the container, the main flow of the injected liquid, which is under high pressure, is directed to the inlet of the centrifugal pump, bypassing the sealing device.

Кроме того, для передачи вращения от электродвигателя к центробежному насосу внутри контейнера так же размещают предварительный насос, вал которого соединен с валом центробежного насоса. При этом производительность предварительного насоса значительно меньше производительности центробежного насоса, а на вход предварительного насоса через основной узел подвода попадает поток закачиваемой жидкости с низким давлением. Поток закачиваемой жидкости с низким давлением может поступать в основной узел подвода по отдельному трубопроводу, либо может быть выделен из потока жидкости находящегося под высоким давлением, который поступает по трубопроводу в дополнительный узел подвода. Поток закачиваемой жидкости с выхода предварительного насоса поступает на вход центробежного насоса, для этого предварительный насос должен развивать давление, превосходящее давление на входе в центробежный насос. Таким образом, предварительный насос выступает гидродинамическим уплотнением, отделяющим области низкого и высокого давления в основном и дополнительном узлах подвода соответственно.In addition, to transfer rotation from the electric motor to the centrifugal pump, a preliminary pump is also placed inside the container, the shaft of which is connected to the shaft of the centrifugal pump. In this case, the capacity of the pre-pump is much lower than the performance of the centrifugal pump, and the flow of the injected liquid with low pressure enters the input of the pre-pump through the main supply unit. The low pressure pumped liquid stream can enter the main supply unit via a separate pipeline, or it can be separated from the high pressure liquid stream that enters the additional supply unit via the pipeline. The flow of injected fluid from the outlet of the pre-pump enters the inlet of the centrifugal pump, for this the pre-pump must develop a pressure exceeding the pressure at the inlet to the centrifugal pump. Thus, the pre-pump acts as a hydrodynamic seal, separating the low and high pressure areas in the main and additional supply nodes, respectively.

Центробежный насос сообщает потокам жидкости, поступающим на его вход с основного и дополнительного узлов подвода, напор, необходимый для закачки жидкости в пласт.A centrifugal pump informs the fluid flows entering its inlet from the primary and secondary supply units of the pressure necessary for pumping fluid into the formation.

При необходимости вертикальная дожимная насосная установка может комплектоваться обратным клапаном.If necessary, the vertical booster pump unit can be equipped with a check valve.

На фигуре представлен чертеж предлагаемой установки.The figure shows a drawing of the proposed installation.

Вертикальная дожимная насосная установка содержит наземный электродвигатель 1, основной 2 и дополнительный 3 узлы подвода, герметизирующее устройство 4, предварительный 5 и центробежный 6 насосы, обратный клапан 7, контейнер 8, стыковочный узел 9, колонну насосно-компрессорных труб 10 и пакер 11. Основной узел подвода 2, дополнительный узел подвода 3, контейнер 8, корпус стыковочного узла 9, колонна насосно-компрессорных труб 10, и пакер 11 соединены неподвижно. Центробежный насос 6 состыкован с колонной насосно-компрессорных труб 10 через обратный клапан 7, а так же стыковочный узел 9, который может быть организован, например, по принципу полый плунжер-цилиндр. Электродвигатель 1 служит приводом для центробежного насоса 6, передавая вращение через вал предварительного насоса 5. Основной узел подвода 2 обеспечивает поступление жидкости с низким давлением на вход предварительного насоса 5, а по дополнительному узлу подвода 3 жидкость под высоким давлением поступает на вход центробежного насоса 6. Выход предварительного насоса 5 связан со входом центробежного насоса 6.The vertical booster pump installation contains a ground-based electric motor 1, the main 2 and additional 3 supply nodes, a sealing device 4, a preliminary 5 and a centrifugal pump 6, a check valve 7, a container 8, a docking unit 9, a tubing string 10 and a packer 11. The main supply unit 2, additional supply unit 3, container 8, housing of docking unit 9, tubing string 10, and packer 11 are fixedly connected. The centrifugal pump 6 is docked with the tubing string 10 through the check valve 7, as well as the docking unit 9, which can be organized, for example, by the principle of a hollow plunger-cylinder. The electric motor 1 serves as a drive for the centrifugal pump 6, transmitting rotation through the shaft of the pre-pump 5. The main supply unit 2 provides the flow of low-pressure fluid to the inlet of the pre-pump 5, and through the additional supply unit 3, the high-pressure fluid enters the inlet of the centrifugal pump 6. The output of the pre-pump 5 is connected to the input of the centrifugal pump 6.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Основной поток жидкости под высоким давлением через дополнительный узел подвода 3 и внутренний канал контейнера 8 поступает на вход центробежного насоса 6. Одновременно поток жидкости с низким давлением через основной узел подвода 2 подается на вход предварительного насоса 5, который сообщает ему давление, необходимое для попадания на вход центробежного насоса 6. Центробежный насос увеличивает давление потоков жидкости, поступивших на его вход, после чего указанные потоки, проходя через обратный клапан 7, внутренний канал стыковочного узла 9 полость колонны НКТ 10, и пакер 11 закачивается в пласт. Пакер 11 защищает эксплуатационную колонну от воздействия высокого давления закачиваемой жидкости. Обратный клапан 7 предотвращает обратный ток жидкости через центробежный 6 и предварительный 5 насосы при отключении установки, защищая наземное оборудование от воздействия высокого давления из пласта. Применение герметизирующего устройства 4 для уплотнения вала повышает надежность работы установки, позволяя производить ее эксплуатацию в условиях высокого содержания магнитных частиц в закачиваемой жидкости.The main fluid stream under high pressure through the additional supply unit 3 and the inner channel of the container 8 enters the inlet of the centrifugal pump 6. At the same time, the low-pressure fluid flow through the main supply unit 2 is supplied to the inlet of the preliminary pump 5, which tells it the pressure necessary to reach the inlet of the centrifugal pump 6. The centrifugal pump increases the pressure of the fluid flows received at its inlet, after which these flows passing through the check valve 7, the internal channel of the docking station and 9 the cavity of the tubing string 10, and the packer 11 is pumped into the reservoir. The packer 11 protects the production casing from the high pressure of the injected fluid. The non-return valve 7 prevents the reverse flow of fluid through the centrifugal 6 and preliminary 5 pumps when the unit is turned off, protecting the ground equipment from high pressure from the reservoir. The use of a sealing device 4 for sealing the shaft increases the reliability of the installation, allowing its operation in conditions of a high content of magnetic particles in the injected fluid.

Claims (2)

1. Вертикальная дожимная насосная установка, содержащая наземный электродвигатель, основной узел подвода, центробежный насос, пакер и колонну НКТ, соединенную с выходом центробежного насоса через стыковочный узел, отличающаяся тем, что установка снабжена контейнером, дополнительным узлом подвода, предварительным насосом, при этом основной узел подвода служит для подвода потока жидкости с низким давлением, дополнительный узел подвода служит для подвода основного потока жидкости под высоким давлением, предварительный и центробежный насос установлены последовательно внутри контейнера, вход предварительного насоса связан с основным узлом подвода, вход центробежного насоса связан с выходом предварительного насоса и дополнительным узлом подвода через внутренний канал контейнера, вал электродвигателя соединен с валом предварительного насоса через герметизирующее устройство, а вал предварительного насоса соединен с валом центробежного насоса.1. A vertical booster pump installation containing a ground electric motor, a main supply unit, a centrifugal pump, a packer and a tubing string connected to the output of the centrifugal pump through a docking unit, characterized in that the installation is equipped with a container, an additional supply unit, a preliminary pump, while the main the supply unit serves to supply a low-pressure fluid flow, the additional supply unit serves to supply the main fluid flow under high pressure, preliminary and centrifugal The OSs are installed sequentially inside the container, the input of the preliminary pump is connected to the main supply unit, the input of the centrifugal pump is connected to the output of the preliminary pump and the additional supply unit through the internal channel of the container, the motor shaft is connected to the shaft of the preliminary pump through a sealing device, and the shaft of the preliminary pump is connected to the shaft centrifugal pump. 2. Вертикальная дожимная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит обратный клапан, установленный на выходе центробежного насоса.2. The vertical booster pump installation according to claim 1, characterized in that it contains a check valve installed at the outlet of the centrifugal pump.

Images