УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЦЕМЕНТИРОВОЧНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к нефтегазодобыче и может быть использована для очистки гидравлической части цементировочного насоса, используемого в составе специального оборудования агрегатов для проведения различных технологических операций на нефтяных и газовых скважинах, включая цементирование, гидравлический разрыв пластов, кислотную обработку, промывку песчаных пробок и другие промывочно-продавочные работы.
При проведении вышеуказанных технологических операций возникает необходимость очистки гидравлической части цементировочного насоса от остатков технологических жидкостей, таких как химические реагенты и ингибиторы различного назначения, предназначенные для кислотной обработки скважин, цементирования скважин и других работ. Некоторые жидкости имеют температуру замерзания «-15°С» (например, диэтиленгликоль) и наличие их остатков в гидравлической части может привести к гидроудару и разрушению узлов, механизмов и резинотехнических изделий гидравлического насоса, приводя работы по ремонту скважин к полной остановке. Некоторые из жидкостей несовместимы между собой и для выполнения технологических операций, необходимо полное удаление остатков одной жидкости для перекачки другой, при этом возможна утечка перекачиваемой жидкости, что может привести к загрязнению окружающей среды.
Из «Области техники» известными являются:
- установка для промывки и заправки гидросистем (Исследование и разработка средств очистки и контроля чистоты рабочей жидкости
гидросистем экскаваторов в процессе эксплуатации и ремонта: Отчет о НИР / Ленингр. Инж. - строит. ин-т.; Руководитель Н.Н.Климов. - №ГР 78002315; Инв. №Б 921107. - Л., 1980. - 130 с).
- установка насосная для кислотной обработки скважин СИН32.00.00.00.000 РЭ, в которой очистка от остатков технологических жидкостей трубопроводов установки производится с использованием системы удаления отработавших газов двигателя шасси установки, путем продувки трубопроводов установки отработавшими газами. (Руководство по эксплуатации Установки насосной для кислотной обработки скважин СИН32.00.00.00.000 РЭ, ООО «Завод «Синергия»).
- установка для промывки и заправки гидросистем (Полезная модель Российской Федерации №99997, опубликован: 10.12.2010). Установка содержит два бака, насос, центробежный очиститель, предохранительный клапан, вентили, манометр, соединительные трубопроводы с арматурой, нагнетательный и всасывающий гибкие шланги для присоединения к обслуживаемой гидросистеме, сопло в целью повышения эффективности промывки гидросистемы дополнительно снабжена фильтром грубой очистки, установленным на всасывающей линии перед насосом, вторым предохранительным клапаном, включенным параллельно насосу, полой рукояткой, подсоединенной к концу нагнетательного шланга, включенному параллельно центробежному очистителю, причем сопло закреплено на свободном конце рукоятки, баки выполнены конической формы, центробежный очиститель выполнен со свободным сливом и снабжен реактивным приводом.
Общим недостатком вышеперечисленных установок является сложность их конструкции и необходимость разборки трубопровода по завершению работ, включая промывку гидравлической части насоса, а также, слива остатков кислоты и др. технологических жидкостей, при этом возможна утечка перекачиваемой технологической жидкости и, как следствие, загрязнение окружающей среды.
Наиболее близкой к созданному техническому решению является установка насосная передвижная нефтепромысловая (Патент на полезную модель №38828, опубликован: 10.07.2004) в которой на базе шасси установки размещены две монтажные рамы. На одной монтажной раме установлен насос высокого давления, соединенный трансмиссией с коробкой отбора мощности двигателя автомобиля и манифольдом, состоящим из приемной и нагнетательной линий, сообщающимися с мерным баком. На другой монтажной раме установлены расположенные за кабиной водителя водоподающий центробежный секционный насос и силовой агрегат, состоящий из двигателя и коробки передач. Установка снабжена системой удаления отработавших газов, продувки, осушки и обогрева и характеризуется тем, что трансмиссия, соединяющая насос высокого давления с коробкой отбора мощности, содержит один карданный вал, коробка передач силового агрегата выполнена в виде прямоточного механизма сцепления.
Недостатком данной установки является сложность конструкции, а также недостаточная защита от утечки перекачиваемой жидкости.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании компактной и удобной в эксплуатации установки, обеспечивающей очистку гидравлической системы цементировочного насоса путем удаления сжатым воздухом остатков перекачиваемых химических реагентов, углеводородов, а также подаваемых под давлением технологических жидкостей из трубопроводов и гидравлической части цементировочного насоса без отключения установки от потребителя и дальнейшей ее разборки.
Техническим результатом является исключение вероятности утечки перекачиваемой технологической жидкости, что позволит улучшить экологическую и экономическую составляющие (потери на утечках дорогостоящих химических реагентов, углеводородов и технологических жидкостей) и исключить остановку ремонтных работ.
Указанный технический результат достигается установкой насосной передвижной нефтепромысловой, включающей цементировочный насос со всасывающим манифольдом, содержащим шиберную заслонку, нагнетательным манифольдом и всасывающим коллектором с шиберной заслонкой, пневматическую линию с ресиверами для шасси установки и компрессором для накачки сжатого воздуха в ресиверы, при этом установка содержит линию очистки с двумя ресиверами по 50 л каждый и обеспечена возможностью подачи в эти ресиверы сжатого воздуха, при этом линия очистки соединена со всасывающим манифольдом на участке между цементировочным насосом и шиберной заслонкой и обеспечена возможностью удаления сжатого воздуха из ее ресиверов с остатками технологической жидкости через нагнетательный манифольд. Согласно предполагаемой полезной модели подключение линии очистки установки к линии всасывающего манифольда выполнено сваркой на участке между гидравлической частью цементировочного насоса и шиберной заслонкой всасывающего манифольда.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Сущность полезной модели пояснена фиг. 1 и фиг 2.
На фиг. 1 представлена схема установки насосной передвижной нефтепромысловой, состоящей из следующих конструктивных элементов:
1 - два ресивера объемом 50 л;
2 - линия подачи воздуха в ресиверы установки;
3 - линия пневматической системы шасси автомобиля;
4 - регулятор давления пневматической системы шасси автомобиля;
5 - запорный кран;
6 - линия очистки установки;
7 - запорный кран;
8 - запорный кран;
9 - запорный кран (общий);
10 - соединение линии очистки с линией всасывающего манифольда;
11 - шиберная заслонка всасывающего манифольда;
12 - шиберная заслонка всасывающего коллектора;
13 - компрессор ДВС;
14 - ресиверы шасси автомобиля;
15 - манифольд на потребителя;
16 - гидравлическая часть насоса;
17 - всасывающий манифольд.
на фиг. 2 представлен общий вид установки насосной передвижной нефтепромысловой, состоящей из следующих элементов:
18 - рама шасси автомобиля;
19 - цементировочный насос;
20 - мерный бак;
21 - манифольд;
22 - монтажная рама;
23 - водоподающий центробежный секционный насос;
24 - силовой агрегат;
25 - коробка отбора мощности.
Установка насосная передвижная нефтепромысловая представляет собой размещенные на раме шасси автомобиля две монтажные рамы (5), на одной из которой установлен цементировочный насос (19), соединенный трансмиссией с коробкой отбора мощности двигателя автомобиля и манифольдом (4), состоящим из приемной и нагнетательной линий, сообщающимся с мерным баком (3), на другой монтажной раме установлены размещенные за кабиной водителя водоподающий центробежный секционный насос (6) и силовой агрегат (24), состоящий из двигателя и коробки передач, установка дополнительно
снабжена линией очистки (6), которая содержит два ресивера (1) объемом 50 л. каждый, установленные под мерным баком на раме автомобиля на металлическом каркасе и соединенные с линией всасывающего манифольда (17) на которой расположены запорные краны (7) и (8), смонтированные в трубопровод непосредственно перед ресиверами, и запорный кран (общий) (9), предназначенный для общей подачи сжатого воздуха и также использующийся в качестве предохранителя в случае негерметечности запорных кранов (7) и (8) и линией подачи воздуха (2) в ресиверы установки, которая включает в себя установленные на раме автомобиля компрессор ДВС (13), который находится в подкапотном пространстве автомобиля, ресиверы шасси автомобиля (14) и регулятор давления (4), за которым установлен запорный кран (5), в качестве запорных кранов в установке использованы шаровые краны, линию пневматической системы шасси автомобиля (3), соединяющую элементы пневматической системы, соединение (10) линии очистки установки с линией всасывающего манифольда выполнено сваркой на участке между гидравлической частью цементировочного насоса и шиберной заслонкой всасывающего манифольда (11).
В работе установки также задействованы шиберная заслонка всасывающего коллектора (12) и манифольд на потребителя (15).
Принцип работы установки насосной передвижной нефтепромысловой: компрессор ДВС (13) накачивает сжатый воздух в ресиверы шасси автомобиля (14). При открытии запорного крана (5) линии подачи воздуха (2), а также запорных кранов (7) и (8) происходит заполнение сжатым воздухом ресиверов установки (1), до достижения показателя давления выше 8 атм. Сброс сжатого воздуха производится через регулятор давления (4), далее закрываются запорные краны (7) и (8), а затем запорный кран (5), установленный после регулятора давления (4). Ресиверы (1) заполнены сжатым воздухом, установка готова к работе.
Очистка гидравлической части цементировочного насоса происходит следующим образом: после выполнения операций технологического процесса установка не отключается от потребителя. Шиберная заслонка всасыващего манифольда (11) и шиберная заслонка всасывающего коллектора (12) переводятся в закрытое положение. Открываются запорные краны (7) и (8), затем общий запорный кран (9). Сжатый воздух из ресиверов установки (1) по линии очистки (6) подается через всасывающий манифольд (17) в гидравлическую часть насоса (16) и с остатками перекачиваемой технологической жидкости удаляется через манифольд на потребителя (15).
Использование заявляемой установки позволит упростить работы, путем ускорения процесса перекачки химических реагентов и углеводородов, а также технологических жидкостей без применения дополнительных операций по промывке оборудования, исключить вероятности утечки перекачиваемой технологической жидкости, что позволит улучшить экологическую и экономическую составляющие (потери на утечках дорогостоящих химических реагентов, углеводородов и технологических жидкостей) и исключить остановку ремонтных работ.