МУЛЬТИФАЗНАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ)

МУЛЬТИФАЗНАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ).
Полезная модель относится к гидрогазотехнике и может быть использована в нефтегазовой промышленности для совместной перекачки газа и газо-водонефтяной смеси при добыче нефти.
Из существующего уровня техники, как наиболее близкое техническое рещение, выбранное за прототип, известна мультифазная установка, содержащая входной сепаратор, имеющий автономные выходные газовую и водонефтяную магистрали с вентилями, мультфазный насос, имеющий напорную и всасывающую магистрали с вентилями, последняя из которых соединена с выходными магистралями входного сепаратора (см. Бажайкин С.Г. и др. «Центробежные насосы в системах сбора, подготовки и магистрального транспорта нефти, М., «Недра, 1999 г., стр. 148, рис. 4.1.).
Эта установка предназначена для перекачивания многофазной продукции нефтяных скважин, особенно на небольших, удаленных от центральных сборных пунктов нефти месторождениях. Здесь винтовой насос-компрессор перекачивает газожидкостную смесь из буферносепарационной емкости, откуда жидкая и газовая фазы раздельно подаются в насос-компрессор, а газожидкостная смесь поступает в нефтепровод.
Задачей, на рещение которой направлена заявленная полезная модель во всех трех вариантах её выполнения является создание мультифазной установки для перекачки газо-водонефтяной смеси, исключающей перетекание через насос безгазовой, только водонефтяной смеси, вызывающей пульсации давления в камерах насоса, снижающих ресурс насоса.
FOIC 1/00, F 04С 2/00 F 04 D 13/00, F 04 D 15/00
К техническим результатам, получаемым при решении поставленной задачи и реализации полезной модели во всех трёх вариантах её выполнения можно отнести предотвращение и полное исключение пульсаций давления в камерах насоса, повышение рабочего давления в насосе, повышение производительности мультифазной установки и повышение её надежности и ресурса.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается по первому варианту выполнения полезной модели тем, что, мультифазная установка, содержащая входной сепаратор, имеющий автономные выходные газовую и водонефтяную магистрали с вентилями, мультфазный насос, имеющий напорную и всасывающую магистрали с вентилями, последняя из которых соединена с выходными магистралями входного сепаратора, согласно полезной модели, снабжена смесителем с основными и дополнительным входами и выходом, основные входы которого соединены с выходными газовой и водонефтяной магистралями входного сепаратора, а выход соединен со всасывающей магистралью мультифазного насоса, выходным сепаратором с входной и выходными магистралями, одна из выходных магистралей которого через вентиль соединена с коллектором сбора нефти, а входная магистраль соединена через вентиль с напорной магиаралью мультифазного насоса, регулируемым дросселем, установленным на выходной газовой магистрали выходного сепаратора, соединенной с дополнительным входом смесителя, подкачивающим насосом с приводом, установленным на выходной магистрали подачи смазывающей и запирающей жидкости выходного сепаратора, соединенной с дополнительным входом, выполненным на мультифазном насосе, и обратными клапанами, два из которых установлены на выходных газовой и водонефтяной магистралях входного сепаратора, а один на выходной магистрали выходного сепаратора, соединенной с коллектором сбора нефти.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается по второму варианту выполнения полезной модели тем, что, мультифазная установка, содержащая входной сепаратор, имеющий автономные выходные газовую и газо-водонефтяную магистрали с вентилями, мультфазный насос, имеющий напорную и всасывающую магистрали с вентилями, последняя из которых соединена с выходными магистралями входного сепаратора, согласно полезной модели, установка снабжена смесителем с основными и дополнительным входами и выходом, основные входы которого соединены с выходными газовой и газо-водонефтяной магистралями входного сепаратора, а выход соединен со всасывающей магистралью мультифазного насоса, выходным сепаратором с входной и выходными магистралями, одна из выходных магистралей которого через вентиль соединена с коллектором сбора нефти, а входная магистраль соединена через вентиль с напорной магистралью мультифазного насоса, регулируемым дросселем, установленным на выходной газовой магистрали выходного сепаратора, соединенной с дополнительным входом смесителя, подкачивающим насосом с приводом, установленным на выходной магистрали подачи смазывающей и запирающей жидкости выходного сепаратора, соединенной с дополнительным входом, выполненным на мультифазном насосе, и обратными клапанами, два из которых установлены на выходных газовой и водонефтяной магистралях входного сепаратора, а один на выходной магистрали выходного сепаратора, соединенной с коллектором сбора нефти.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается по третьему варианту выполнения полезной модели тем, что, в мультифазной установке, содержащей мультфазный насос, имеющий напорную и всасывающую магистрали с вентилями, последняя из которых соединена с магистралью подачи газоводонефтяной смеси, связанный с сепаратором, имеющим входные и выходные газовые и водонефтяные магистрали, согласно полезной модели, сепаратор установлен на выходе мультифазной установки, одна из выходных магистралей которого через вентиль соединена с коллектором сбора нефти, а входная магистраль соединена через вентиль с напорной магистралью мультифазного насоса, установка снабжена смесителем с основным и дополнительным входами и выходом, основной вход которого соединен с магистралью подачи газоводонефтяной смеси, а выход соединен со всасывающей магистралью мультифазного насоса, регулируемым дросселем, установленным на выходной газовой магистрали сепаратора, соединенной с дополнительным входом смесителя, подкачивающим насосом с приводом, установленным на выходной магистрали подачи смазывающей и запирающей жидкости сепаратора, соединенной с дополнительным входом, выполненным на мультифазном насосе, и обратными клапанами, установленными на магистрали подачи газоводонефтяной смеси, и на выходной магистрали сепаратора, соединенной с коллектором сбора нефти.
Полезная модель поясняется чертежами, где.
На Фиг. 1 изображена схема мультифазной установки по первому варианту выполнения полезной модели;
На Фиг. 2 - то же по второму варианту выполнения полезной модели;
На Фиг. 3 - то же по третьему варианту выполнения полезной модели.
Мультифазная установка по первому варианту выполнения полезной модели имеет входной сепаратор 1 с выходными газовой и водонефтяной магистралями с вентилями 2. Мультфазный насос 3 имеет напорную и всасывающую магистрали с вентилями 2, последняя из которых соединена с выходными магистралями входного
сепаратора 1. Установка снабжена смесителем 4 с основными и дополнительным входами и выходом. Основные входы смесителя 4 соединены с выходными газовой и водонефтяной магистралями входного сепаратора 1, а выход соединен со всасывающей магистралью мультифазного насоса 3. Установка также имеет выходной сепаратор 5 с входной и выходными магистралями. Одна из выходных магистралей выходного сепаратора 5 через вентиль 2 соединена с коллектором сбора нефти (не показано), а входная магистраль соединена через вентиль 2 с напорной магистралью мультифазного насоса 3. Регулируемый дроссель 6 установлен на выходной газовой магистрали выходного сепаратора 5, соединенной, в свою очередь, с дополнительным входом смесителя 4. Установка снабжена подкачивающим насосом 7 с приводом (не показано), установленным на выходной магистрали 8 подачи смазывающей и запирающей жидкости выходного сепаратора 5, соединенной с дополнительным входом, выполненным на мультифазном насосе 3. Обратные клапаны 9, установлены на выходных газовой и водонефтяной магистралях входного сепаратора 1 и на выходной магистрали выходного сепаратора 5, соединенной с коллектором сбора нефти (не показано).
Мультифазная установка по второму варианту выполнения полезной модели содержит все те же самые элементы, однако, в качестве входного сепаратора 1 может фигурировать непосредственно сепарационные ёмкости нефтяной выщки, а на основные входы смесителя 4 по соответствующим одноименным магистралям подается газ и газо-водонефтяная смесь.
Мультифазная установка по третьему варианту выполнения полезной модели имеет мультфазный насос 3 с напорной и всасывающей магистралям с вентилями 2, связанный с сепаратором 1, имеющим входные и выходные газовые и водонефтяные магистрали. Сепаратор 1 установлен на выходе мультифазной установки. Одна из
выходных магистралей сепаратора 1 через вентиль 2 соединена с коллектором сбора нефти (не показано), а входная магистраль соединена через вентиль 2 с напорной магистралью мультифазного насоса 3. Установка снабжена смесителем 4 с основным и дополнительным входами и выходом. Основной вход смесителя 4 соединен с магистралью подачи газо-водонефтяной смеси, а выход соединен со всасывающей магистралью мультифазного насоса 3. Регулируемый дроссель 6 установлен на выходной газовой магистрали сепаратора 1, соединенной, в свою очередь, с дополнительным входом смесителя 4. Установка имеет подкачивающий насос 7 с приводом (не показан), установленным на выходной магистрали 8 подачи смазывающей и запирающей жидкости сепаратора 1, соединенной с дополнительным входом, выполненным на мультифазном насосе 3. Обратные клапаны 9 установлены на магистрали подачи газоводонефтяной смеси, и на выходной магистрали сепаратора 1, соединенной с коллектором сбора нефти (не показано).
Мультифазная установка функционирует следующим образом.
Основными принципами, заложенными в заявленную мультифазную установку являются: возможность перекачки мультифазного потока, максимальная надежность, гибкость эксплуатации при резких изменениях параметров перекачки, простота и компактность.
Все три варианта мультифазной установки работают идентично, поэтому уместно проиллюстрировать работу мультифазной установки на примере первого варианты её выполнения.
Мультифазный насос 3 перекачивает газо-водонефтяную смесь, поступающую из сепаратора 1 или непосредственно из сепаратора 1 сепарационных ёмкостей нефтяной выщки. Из сепаратора 1 газовая и водонефтяная фазы, смеси раздельно поступают в смеситель 4, или, как в третьем варианте выполнения полезной модели, в смеситель 4
сразу по одной магистрали от нефтяной скважины подаётся вся газоводонефтяная смесь. Это и есть отличия вариантов полезной модели один от другого. В остальном все три варианта полезной модели функционируют в дальнейшем одинаково.
В смесителе 4 происходит повторное смешивание газовой и водонефтяной смеси, после чего газо-водонефтяная смесь поступает во всасывающую магистраль мультифазного насоса 3. Далее, газоводонефтяная смесь под давлением, создаваемым мультифазным насосом 3, через его напорную магистраль поступает в выходной сепаратор 5, в котором создается избыточное давление. Нефть под избыточным давлением из сепаратора 5 по одной из его выходных магистралей через вентиль 2 и обратный клапан 9 поступает в коллектор сбора нефти.
Обратные клапаны 9, установленные на газовой и водонефтяной магистралях сепаратора 1 и газо-водонефтяной магистрали по третьему варианту выполнения полезной модели и выходной магистрали сепаратора 5, соединенной с коллектором сбора нефти (не показано), предотвращают обратное перетекание мультифазной смеси при падении давления в системе в аварийных ситуациях.
Выходной сепаратор 5 имеет ещё две выходных магистрали. На выходной газовой магистрали сепаратора 5, соединенной, в свою очередь, с дополнительным входом смесителя 4 установлен регулируемый дроссель 6.
Отбором газа из выходного сепаратора 5 посредством регулируемого дросселя 6 регулируется производительность мультифазного насоса 3 и предотвращаются пульсации давления в его камерах, за счет прохождения через него дополнительного газа, отбираемого из выходного сепаратора 5 - обеспечивается заложенный в полезную модель замысел - предотвращение перетекания чистой водонефтяной смеси через мультифазный насос 3 - перетекание без
газа. Если регулируемый дроссель 6 закрыт, то производительность мультифазного насоса равна 100%. Если регулируемый дроссель 6
открыт, то производительность мультифазного насоса  100%. При
этом, следует учитывать, что в смесителе 4 имеется некоторый запас газа для его участия в процессе перекачки газо-водонефтяной смеси через мультфазный насос 3, а в случае его недостаточности для предотвращения пульсаций давления в камерах насоса 3, дополнительный газ отбирается из сепаратора 5, количество которого регулируется дросселем 6.
Мультифазная установка  дополнительно имеет подкачивающий  насос 7 с приводом (не показано). Подкачивающий насос 7 установлен на выходной магистрали 8 подачи смазывающей и запирающей жидкости из выходного сепаратора 5. Магистраль 8 соединена с дополнительным входом, выполненным на мультифазном насосе. Водонефтяная смесь, поступающая из сепаратора 5 по магистрали 8 в мультифазный насос 3 выполняет две функции: обеспечивает смазку трущихся поверхностей деталей насоса 3 и предотвращает (запирает) перетекание перекачиваемой смеси через технологические зазоры деталей насоса 3.
Мультфазная установка выполнена из традиционных конструкционных материалов, используемых в газонефтяной промыщленности, с использованием традиционных технологий и может быть изготовлена в условия обычного серийного производства.