МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением безмуфтовых длинномерных труб и может быть использована для нагрева технологических жидкостей и выполнения работ по промывке песчаных и парафиновых пробок, изоляции водопритоков, кислотной обработки, освоения скважин и других работ на скважинах всех типов.
Известна насосная установка, содержащая автомобильное шасси, на раме которого установлены мерный бак, манифольд, вспомогательный трубопровод, насос высокого давления с приводом от двигателя шасси автомобиля, водоподающий насос с приводом /1/. Насос высокого давления приводится в действие от двигателя шасси автомобиля через привод, состоящий из коробки передач двигателя шасси автомобиля, установленной на ней коробки отбора мощности, карданного вала.
Недостатком известной установки является то, что в ее состав не входит оборудование для подогрева технологической жидкости, что ограничивает технологические возможности установки и требует дополнительных затрат времени на осуществление монтажных работ по установке дополнительного оборудования для подогрева технологической жидкости.
Известна также многофункциональная насосная установка с нагревателем, включающая транспортную базу с двигателем внутреннего сгорания, на платформе которой смонтирован насос высокого давления с приводом от двигателя шасси автомобиля, нагреватель технологической жидкости с системой пожаротушения. Насос высокого давления имеет всасывающую линию, которая через шиберные задвижки и трубопровод соединена с внешним источником (например, цистерной) рабочей жидкости. Нагнетательная линия насоса высокого давления сообщена с дополнительным напорным трубопроводом и нагревателем, который трубопроводом, служащим для подачи горячей жидкости в скважину, связан с оборудованием устья скважины. Работу нагревателя обеспечивают вентилятор и топливный насос. Для аварийной остановки процесса горения насосная установка содержит систему подачи инертного газа. Насос высокого давления приводится от двигателя автомобильного шасси через трансмиссию, включающую коробку передач шасси, раздаточную коробку и редуктор.
Такое выполнение многофункциональной насосной установки с нагревателем обеспечивает расширение технологических возможностей установки за счет подогрева рабочей жидкости и возможности проведения операции по депарафинизации скважины, а также за счет обеспечения перекачивания неагрессивной рабочей жидкости при промывочных работах тем же насосом, который используется при работе с нагревателем. Однако отсутствие емкости для технологической жидкости и оборудования для контроля по проведению технологических операций, расположенных на одной монтажной базе, ограничивает возможности насосной установки, т.к. требует дополнительного оборудования при проведении ремонтных работ на скважине. Кроме того, отсутствие устройства для продувки трубопроводов после проведения технологических операций снижает надежность работы насосной установки.
Задачей полезной модели является создание многофункциональной насосной установки, включающей комплекс оборудования, необходимого для обеспечения технологических операций по промывке скважин, кислотной обработке, депарафинизации и т.п. работ, расположенного на одной транспортной базе.
Поставленная задача достигается тем, что в многофункциональной насосной установке, содержащей автомобильное шасси, на платформе которого установлен нагреватель технологической жидкости с системой пожаротушения, насос высокого давления, приводимый от двигателя автомобильного шасси через трансмиссию, включающую коробку передач шасси, раздаточную коробку и редуктор, причем всасывающая линия насоса сообщена с внешним источником технологической жидкости, а нагнетательная - с оборудованием устья скважины, трансмиссия содержит дополнительную коробку передач, связанную с насосом высокого давления, а на платформе дополнительно установлены мерная емкость с водоподающим насосом, компрессор и кабина оператора, при этом мерная емкость расположена в задней части платформы над насосом высокого давления, а перед мерной емкостью расположен водоподающий насос, привод которого связан с гидроприводом установки, линия всасывания насоса высокого давления связана с водоподающим насосом, мерной емкостью и нагревателем обвязкой трубопроводов низкого давления.
Кабина оператора размещена по центру автомобильного шасси и содержит пульт управления установкой, пульт управления нагревателем, педаль управления сцеплением шасси, рычаг переключения дополнительной коробки передач, отопитель и кондиционер.
Указанная совокупность признаков позволяет обеспечить размещение всего комплекса технологического оборудования, обвязанного системой трубопроводов, на одной транспортной базе. Взаимное расположение оборудования с наличием связи обеспечивает равномерное распределение масс по осям автошасси, повышает надежность, безопасность и эксплуатационные качества установки.
На фиг.1 - показан общий вид многофункциональной насосной установки;
На фиг.2 - вид сверху многофункциональной насосной установки.
Многофункциональная насосная установка содержит автомобильное шасси 1, на раме которого смонтирована платформа 2, на которой за кабиной водителя установлены нагреватель технологической жидкости 3, компрессор 4, гидробак гидросистемы 5, кабина оператора 6, водоподающий насос 7, насос высокого давления 8 и мерная емкость 9, расположенная над насосом высокого давления 8. Нагреватель 3, водоподащий насос 7, насос высокого давления 8 и мерная емкость 9 связаны между собой обвязкой трубопровов низкого 10 и высокого давления 11.
Привод установки осуществляется от двигателя автомобиля через сцепление, коробку передач и раздаточную коробку (на чертежах не показаны), вращение от которой через редуктор 12 и дополнительную коробку передач 13, связанными между собой карданными валами 14, передается на приводной вал насоса высокого давления 8. На редукторе 12 установлен гидронасос для привода компрессора 4 и водоподающего насоса 7. Для работы при низких температурах окружающей среды на шасси установлена система подогрева двигателя, а также предусмотрена система подогрева топлива в топливных бака 15, масла во всех гидробаках и в поддоне компрессора 4.
Нагреватель технологической жидкости 3 представляет собой металлический короб, в котором расположен змеевик для технологической жидкости и горелка, работающая на дизельном топливе. Топливная система нагревателя 3 соединена с топливными баками шасси 15 и состоит из топливного насоса, насоса ручной подкачки, фильтров очистки. Для выхода выхлопных газов сверху нагревателя 3 установлена крышка, открывающаяся с помощью пневмоцилиндра. Для безопасной эксплуатации нагревателя 3 установлена система пожаротушения 16. Управление нагревателем 3 осуществляют из кабины оператора 6.
За нагревателем 3 на платформе 2 расположен компрессор 4, предназначенный для продувки трубопроводов после завершения работ с технологическими жидкостями и представляющий собой двухступенчатый компрессор с водяным охлаждением. Вывод от компрессора 6 для подсоединения трубопроводов расположен в задней части установки. За компрессором 4 расположен гидробак гидросистемы 5, соединенный со всеми элементами гидросистемы. По центру платформы 2 размещена кабина оператора 6, в которой расположены пульт управления установкой 17, пульт управления нагревателем, педаль управления сцеплением и рычаг переключения дополнительной коробки передач, отопитель и кондиционер 18. Для доступа в кабину оператора 6 установлена лестница с перилами 19.
В задней части платформы 2 установлен насос высокого давления 8, который представляет собой трехплунжерный насос. Над насосом высокого давления 8 расположена мерная емкость 9 объемом 4 м, разделенная на две равные части с указателями уровня жидкости. Расположение мерной емкости 9 над насосом высокого давления 8 позволяет уменьшить габариты платформы. Для удобства контроля уровня жидкости в мерной емкости 9 и переключения шиберных заслонок перед насосом высокого давления 8 за кабиной оператора 6 смонтирована площадка 20, которая одновременно служит для хранения запасных частей и инструмента. За кабиной оператора 6 перед мерной емкостью 9 расположен водоподающий насос 7, который обеспечивает заполнение мерной емкости 9 технологической жидкостью, забор технологической жидкости из мерной емкости 9 или из отдельно стоящей емкости, а также прокачку жидкости через нагреватель 3 и подачу ее к насосу высокого давления 8. Водоподающий насос 7 имеет гидропривод, запитываемый от гидросистемы установки, давление рабочего тела в которой создается насосами гидросистемы, установленными на редукторе 12 и коробке передач шасси, приводимыми посредством отбора мощности от двигателя внутреннего сгорания привода шасси.
Линия всасывания насоса высокого давления 8 связана с водоподающим насосом 7, мерной емкостью 9 и нагревателем 3 обвязкой трубопроводов низкого давления 10. В линии установлены шаровые краны для слива остатков жидкости, шиберные заслонки для регулирования потоков жидкости и вывод с резьбой для возможности подсоединения внешнего резервуара с жидкостью (например, цистерны или желобной емкости). Нагнетательная линия насоса высокого давления 8 состоит из обвязки трубопроводов высокого давления 11, включающей шаровой кран и обратный клапан с одной стороны, шаровой кран и предохранительный клапан с другой, а также датчик давления. Привод насоса высокого давления 8 осуществляется от двигателя шасси через раздаточную коробку, карданные валы 14 и дополнительную коробку передач 13, размещенную под кабиной оператора 6, что позволяет управлять оборотами на входном валу насоса высокого давления 8 из кабины оператора 6. В качестве дополнительной коробки передач 13 используется механическая четырехступенчатая передача с ручным переключением. Смазка плунжеров насоса высокого давления 8 обеспечивается подачей сжатого воздуха в пневмопривод насоса подачи масла. Смазка приводной части насоса 8 обеспечивается гидравлическим насом, приводимым от коробки отбора мощности, расположенной на дополнительной коробке передач 13.
Работа установки осуществляется следующим образом. Перед началом работ производят подсоединение к линии всасывания внешней емкости с технологической жидкостью, а к нагнетательной линии колтюбинговой установки с помощью трубопроводов высокого давления. Для проведения работ с небольшим количеством технологической жидкости (например, кислотная обработка) используют установленную на платформе 2 мерную емкость 9. После запуска двигателя шасси включают сцепление и раздаточную коробку, вследствие чего гидронасосы, расположенные на редукторе 12, на коробках отбора мощности начинают работать. При использовании установки для депарафинизации скважины производят нагрев технологической жидкости. Закрывают все краны, расположенные на трубопроводах низкого давления, а шиберные заслонки устанавливают в таком положении, чтобы жидкость циркулировала из внешней емкости через водоподающий насос 7, нагреватель 3 и обратно в емкость. Затем из кабины оператора 6 включают привод водоподающего насоса 7 и нагревателя 3, а для воспламенения топлива в камере сгорания на пульте управления нагревателем в кабине оператора 6 нажимают кнопку запуска. После нагрева технологической жидкости до заданной температуры производят отключение горелки, привода водоподающего насоса 7 и нагревателя 9. Шиберные заслонки переводят в положение, чтобы жидкость циркулировала из внешней емкости через водоподающий насос 7 к насосу высокого давления 8. Затем из кабины оператора 6 включают привод водоподающего насоса 7, а после отключения сцепления, устанавливают необходимую для работы передачу в дополнительной коробке передач 13 и включают сцепление. Таким образом, крутящий момент от двигателя шасси 1 передается к входному валу насоса высокого давления 8, который начинает перекачивать разогретую технологическую жидкость из внешней емкости или из мерной емкости 9 через нагнетательную линию и далее через колтюбинговую установку в насосно-компрессорную колонну. Нагретая жидкость обеспечивает депарафинизацию внутрискважинного оборудования и выходит через верхний конец насосно-компрессорной колонны и боковые задвижки на поверхность, где отводится в специальную емкость. После завершения работ с технологическими жидкостями отключают привод водоподающего насоса 7 и переводят рычаг дополнительной коробки передач 13 в нейтральное положение. После этого с помощью трубопровода к линии нагнетания подсоединяется линии подачи воздуха от компрессора 4. В кабине оператора 6 включают привод компрессора 4 и работают до полного удаления остатков жидкости в трубопроводах.
Таким образом, создание многофункциональной насосной установки направлено прежде всего на выполнение работ по депарафинизации скважин, кислотной обработки, перекачки технологических жидкостей и других ремонтных работ на скважинах с давлением до 700 атмосфер с применением небольшого количества технологической жидкости. Установка предназначена для совместной работы с колтюбинговой установкой для ремонта скважин и таким образом, расположение оборудования на насосной установке выполнено с учетом удобства ее эксплуатации при подсоединении трубопровода высокого давления к барабану намотки рукавов высокого давления колтюбинговой установки.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Свидетельство на полезную модель RU №20127, МПК Е21В 33/14, опубл. 20.11.2001 г.
2. Свидетельство на полезную модель RU №8741, МПК F04B 23/00, опубл. 16.12.1998 г.