УСТАНОВКА ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к устройствам для нагнетания газожидкостной смеси и может быть применена при бурении и освоении скважин, а также при повышении нефтеотдачи пластов путем закачки газожидкостной смеси в пласт.
Известна насосная установка для перекачки аэрированных жидкостей, содержащая источник сжатого газа и, по меньшей мере, два сообщенных между собой насоса с нагнетательными трубопроводами, последующий из которых - поршневой имеет в гидравлической части основную коробку со всасывающими клапанами и крышками, при этом, гидравлическая часть каждого последующего поршневого насоса снабжена дополнительной коробкой с автономными всасывающими клапанами и запорным узлом, присоединенной с основной коробкой через крышку всасывающего клапана и связанной с нагнетательным трубопроводом предыдущего насоса и источником сжатого газа (SU 568740 1977).
Недостатками данной насосной установки являются:
- сложность конструкции, обусловленная тем, что гидравлическая часть каждого последующего поршневого насоса снабжена дополнительной коробкой с автономными всасывающими клапанами и запорным узлом;
- низкая ремонтопригодность, обусловленная тем, что при выходе из строя хотя бы одного насоса, необходимо разбирать всю конструкцию;
- низкая производительность установки по перекачке аэрированных жидкостей, вследствие наличия продолжительных промежутков времени, когда ни в одной камере нет нагнетания.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является дожимающий насос-компрессор для нагнетания газожидкостной смеси, включающий насосное устройство объемного типа возвратно-поступательного действия, бустерное устройство, представляющее собой камеру сжатия, в верхней части которой смонтирован нагнетательный клапан, под которым размещен всасывающий клапан для сообщения этой камеры с независимым источником газа или газожидкостной смеси при выполнении такта всасывания, приводную часть с кривошипно-шатунным механизмом и резервуар для питательной жидкости. При этом насосное устройство выполнено в виде пятиплунжерного насоса, а бустерное устройство состоит из ряда камер сжатия, каждая из которых сообщена с соответствующей рабочей камерой пятиплунжерного насоса для работы с разфазировкой в 72° (RU 22204, 2002).
Недостатками данной установки являются:
- сложность конструкции, обусловленная тем, что насос выполнен по пятиплунжерной схеме;
- низкая ремонтопригодность, обусловленная тем, что при выходе из строя хотя бы одной камеры сжатия, необходимо разбирать всю конструкцию;
- низкая производительность установки по перекачке аэрированных жидкостей, вследствие наличия продолжительных промежутков времени, когда ни в одной камере нет нагнетания.
Задачей настоящей полезной модели является создание установки для нагнетания газожидкостной смеси, обеспечивающей упрощение конструкции установки, повышение ее ремонтопригодности, производительности и надежности работы.
Поставленная задача достигается тем, что в установке для нагнетания газожидкостной смеси, включающей насосное устройство объемного типа возвратно-поступательного действия, бустерное устройство, выполненное в виде камеры сжатия, в верхней части которой смонтирован нагнетательный клапан, под которым размещен всасывающий клапан для сообщения упомянутой камеры с независимым источником газа или газожидкостной смеси при выполнении такта всасывания, двигатель, трансмиссионный орган, приводной блок с кривошипно-шатунным механизмом и питательный насос, согласно полезной модели, насосное устройство выполнено в виде двух автономных трехплунжерных насосов, коренные валы которых жестко соединены между собой посредством соединительной муфты, а бустерное устройство состоит из ряда камер сжатия, каждая из которых сообщена с соответствующей рабочей камерой двух трехплунжерных насосов для работы с разфазировкой в 60°.
При этом трансмиссионный орган может быть подключен к соединительной муфте.
При этом трансмиссионный орган может быть подключен к коренному валу одного из трехплунжерных насосов.
Сущность полезной модели поясняется сопроводительными чертежами.
На фиг.1 показано схематическое изображение установки для нагнетания газожидкостной смеси, вид сбоку, показывающий одну секцию плунжерного насоса одинарного действия.
На фиг.2 показано схематическое изображение установки для нагнетания газожидкостной смеси, вид в плане, показывающий два трехплунжерных насоса, сообщенных с камерами сжатия бустерного устройства, при этом трансмиссионный орган подключен к соединительной муфте.
На фиг.3 показано схематическое изображение установки для нагнетания газожидкостной смеси, вид в плане, показывающий два трехплунжерных насоса, сообщенных с камерами сжатия бустерного устройства, при этом трансмиссионный орган подключен к коренному валу одного из трехплунжерных насосов.
Установка для нагнетания газожидкостной смеси (Фиг.1-3) состоит из насосного устройства 1 объемного типа возвратно-поступательного действия, бустерного устройства 2, состоящего из ряда камер сжатия 3, и двигателя 4. Каждая камера сжатия 3 (Фиг.1) содержит в своей верхней части нагнетательный клапан 5 и расположенный под ним всасывающий клапан 6. Нагнетательный клапан 5 связывает камеру сжатия 3 с потребителем газожидкостной смеси высокого давления, а всасывающий клапан 6 - с внешним источником газа. Кроме того, установка для нагнетания газожидкостной смеси содержит приводной блок 7 (Фиг.2) с кривошипно-шатунным механизмом, включающим коренной вал 8, шатун 9 и крейцкопф 10 (Фиг.1). Коренной вал 8 опирается на подшипники 11 (Фиг.2). Камера сжатия 3 через всасывающий жидкостной клапан 12 сообщена с жидкостным коллектором 13, в который питательная жидкость поступает от питательного насоса 14 (Фиг.1). Насосное устройство 1 выполнено в виде двух автономных трехплунжерных насосов с плунжерами 15. Указанные насосы посредством коренных валов 8 жестко соединены между собой соединительной муфтой 16. Каждая камера сжатия 3 бустерного устройства 2 сообщена с соответствующей рабочей камерой двух трехплунжерных насосов. Вращение от двигателя 4 передается на приводную часть 7 через трансмиссионный орган 17. Трансмиссионный орган 17 может быть подключен к соединительной муфте 16 (Фиг.2). Трансмиссионный орган 17 может быть подключен к коренному валу 8 одного из двух автономных трехплунжерных насосов (Фиг.3).
Установка для нагнетания газожидкостной смеси работает следующим образом.
Двигатель 4 через трансмиссионный орган 17 приводит во вращение коренной вал 8, обеспечивая возвратно-поступательное движение плунжеров 15. Для лучшего понимания работы установки для нагнетания газожидкостной смеси далее описывается работа одного плунжера 15 и одной камеры сжатия 3 (Фиг.1). При такте всасывания, показанном на Фиг.1, плунжер 15 движется вправо, и питательная жидкость поступает от питательного насоса 14 в коллектор 13 и далее через всасывающий клапан 12 в камеру сжатия 3.
Затем через клапан 6 подается газ от внешнего источника. При такте нагнетания плунжер 15 движется влево и образовавшаяся в камере 3 газожидкостная смесь жидкостным поршнем сжимается до требуемого давления и через нагнетательный клапан 5 подается потребителю.
Два трехплунжерных насоса, используемых в установке в качестве насосного устройства 1, жестко соединены между собой соединительной муфтой 16. Данное соединение может быть выполнено любым известным способом, обеспечивающим необходимую жесткость соединения коренных валов 8 трехплунжерных насосов. Соединительная муфта 16 может иметь любую известную конструкцию, позволяющую обеспечить необходимую жесткость соединения коренных валов 8 трехплунжерных насосов.
В заявляемом техническом решении работа шести камер (Фиг.2-3) сжатия 3 осуществляется с разфазировкой в 60°, благодаря наличию двух трехплунжерных насосов 1 с кривошипной приводной частью.
Трансмиссионный орган 17 может быть подключен как соединительной муфте 16 (Фиг.2), так и к коренному валу одного из двух трехплунжерных насосов (Фиг.3). Более предпочтительным является подключение трансмиссионного органа 17 к соединительной муфте 16, поскольку такое подключение минимизирует изгибные нагрузки на коренные валы 8 трехплунжерных насосов.
Предлагаемая установка для нагнетания газожидкостной смеси позволяет повысить производительность по перекачке аэрированных жидкостей, поскольку имеет шесть камер сжатия; имеет простую и надежную конструкцию; при поломке одной из камер сжатия возможна замена в короткие сроки целиком трехплунжерного насоса.