ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется для перекачки углеводородного сырья с фонда скважин и мобильных установок освоения скважин.
Из уровня техники известна горизонтальная насосная установка (RU 2692873, опубл. 28.06.2019, Бюл. № 19), содержащая входной патрубок, гидрозащиту, электродвигатель и насос, валы которых соединены между собой шлицевой муфтой, в качестве электродвигателя использован вентильный электродвигатель, имеющий трубчатый вал, в гидрозащите сформированы проточные каналы, гидравлически соединяющие входной патрубок с трубчатым валом, другой конец которого через отверстия в шлицевой муфте сообщен с насосом. Недостатком данного технического решения является отсутствие автоматизации процесса, а именно, отсутствие контроля давления на входе и выходе с установки, с выводом параметров на верхний уровень, а также контроль и учет объемов перекачиваемой жидкости.
Известна насосная установка (RU 2747185, опубл. 29.04.2021, Бюл. № 13), которая включает электродвигатель в герметичном исполнении с кабельным вводом и центробежный насос. Установка имеет корпус в виде трубы с опорами, присоединена к трубопроводу посредством фланцевых соединений и снабжена патрубком с размещенным в нем кабельным вводом. Электродвигатель в герметичном исполнении и центробежный насос находятся в отдельных корпусах насосной установки, выполненных в виде труб с опорами. Трубы соединены между собой через патрубок с кабельным вводом. Насосная установка расположена горизонтально, а ее опоры выполнены аналогично опорам трубопровода. Недостатком данного технического решения является отсутствие автоматизации процесса, а именно, отсутствие контроля давления на входе и выходе с установки, с выводом параметров на верхний уровень, а также контроль и учет объемов перекачиваемой жидкости установкой также с выводом параметров на верхний уровень.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка горизонтальной насосной установки с предварительной сепарацией газа.
Данная задача решается тем, что горизонтальная насосная установка включает в себя электродвигатель в герметичном исполнении с кабельным вводом и центробежный насос, корпус, оборудование контрольно-измерительных приборов и автоматики, включая датчик давления для измерения давления приеме в насосную станцию, датчик давления для измерения давления на выкидной линии с насосной станции, датчик расхода жидкости для учета объема перекачиваемой продукции, запорная арматура для проведения технологических операций, также содержит клапан обратный, смонтированный на выкидной линии для предотвращения воздействия противодавления на центробежный насос и дроссельную задвижку, смонтированную на выкидной линии после обратного клапана для регулирования объема потока жидкости, перекачиваемой насосом, при этом корпус представляет собой эксплуатационную колонну, выполненную в качестве футляра, внутри которой расположен центробежный насос, закреплённый при помощи центраторов, соединение корпуса с трубами осуществлено посредством резьбового соединения, а фонтанная арматура с эксплуатационной колонной соединяется посредством колонного фланца.
Техническим результатом является мобильность устройства. Дополнительным эффектом является улучшение эксплуатационных характеристик за счет наличия процесса предварительной сепарации газа перед установкой, за счет наличия оборудования контрольно-измерительных приборов и автоматики.
Заявленная установка применяется для системы поддержания пластового давления (закачка рабочего агента в пласт с установок первичной подготовки углеводородного сырья).
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - схема насосной установки,
на фиг.2 - футляр для насоса, где
1 - датчик давления
2 - насос
3, 4, 5, 6 - запорная (фонтанная) арматура тип ЗМС
7, 8, 11, 13, 14 - запорная (фонтанная) арматура тип ЗКЛ
9 - датчик давления
10 - датчик давления
12 - датчик расхода жидкости
15 - клапан обратный
16 - дроссельная задвижка
17 - центратор
18 - электродвигатель
19 - резьбовое соединение
20 - колонный фланец
21 - кабельный ввод.
Горизонтальная насосная установка (ГНУ) представляет собой мобильное устройство, устанавливаемое надземно на рамное основание, не имеющее связи с землей.
Установка имеет корпус в виде трубы, присоединенной к трубопроводу посредством фланцевых соединений.
В состав горизонтальной насосной установки входят электроцентробежный насос 2 с эксплуатационной колонной и центраторами 17, электродвигатель 18 в герметичном исполнении с кабельным вводом 21, контрольно-измерительные приборы и автоматика.
Электроцентробежный насос располагается внутри эксплуатационной колонны, выполненной в качестве футляра, и закреплён при помощи центраторов. Электроцентробежный насос задает необходимое давление в системе трубопроводов. Центраторы предназначены для центровки электроцентробежного насоса внутри эксплуатационной колонны.
Колонна состоит из труб, соединенных посредством резьбового соединения 19. Фонтанная арматура с эксплуатационной колонной соединяются посредством колонного фланца 20.
В качестве КИП и А установка содержит датчик давления 1, предназначенный для измерения давления при приеме в насосную станцию, датчик давления 10, предназначенный для измерения давления на выкидной линии с насосной станции, датчик расхода жидкости 12, предназначенный для учета объема перекачиваемой продукции, запорную арматуру 14, предназначенную для проведения технологических операций.
Запорная арматура 4, 5, 6, 7, 8 входит в состав арматуры фонтанной (АФКЭ К1, К2 65х35, 80х35, 100х35). Тип данной арматуры - задвижки шиберные. Арматура 4, 5, 7 предназначена для подачи/вывода продукции через подключаемые промысловые трубопроводы. Арматура 6, 8 предназначена для отключения насосной установки от основного напорного трубопровода. Запорная арматура 11, 13, 14 предназначена для регламентных работ.
Горизонтальная насосная установка устанавливается на рамное основание, изготовленное из швеллера 100-150 мм, смонтированное на бетонных плитах.
Клапан обратный 15 предназначен для предотвращения воздействия противодавления с насосной установки на электроцентробежный насос. Клапан обратный установлен на выкидной линии.
Дроссельная задвижка 16, смонтированная на выкидной линии насосной установки после обратного клапана, предназначена для регулирования объема потока жидкости, перекачиваемой насосной установкой.
Вход углеводородного сырья или рабочего агента в насосную установку предусматривается от одного источника давления.
Выход углеводородного сырья или рабочего агента от насосной установки предусматривается техническими решениями к нескольким потребителям.
Заявленная установка предназначена для перекачки углеводородного сырья с фонда скважин с предварительной сепарацией газа, так и для системы поддержания пластового давления.
С помощью фонтанной арматуры, установленной после насосной установки, возможно отводить газ через задвижки из затрубного пространства эксплуатационной колонны на факел или собственные нужды. Боковой отвод фонтанной арматуры (задвижка 7) позволяет выполнять технологические операции (промывка, подача реагента и т.п.).
3
3
Горизонтальная насосная установка при перекачке углеводородного сырья необходима для снижения линейного давления на кустовой площадке при эксплуатации без предварительного сброса газа на газофракционирующую установку с использованием диспергаторов (в составе компоновки УЭЦН объем перекачки при этом будет составлять до 1000 м/сут по жидкости и 50000-100000 м/сут по газу).
Дополнительно вся система будет автоматизирована, с возможностью удаленного управления.
Перекачка нефтепродукта осуществляется с предварительной сепарацией газа, а именно, углеводородная смесь, добываемая с фонда скважин, поступает на нефтегазосепаратор, смонтированный перед насосной установкой, где осуществляется разделение газовой фазы от жидкостной, достигая показателя содержания газа в жидкости не более 25%. Отделившийся газ с нефтегазосепаратора направляется на горизонтальную факельную установку, а углеводородная смесь поступает на прием горизонтальной насосной установки с последующей перекачкой в трубопровод внешнего транспорта.
Аналогичный процесс протекает и при закачке подтоварной воды в пласт за исключением предварительной сепарации газа. Поступаемый объем подтоварной воды на установки первичной подготовки нефти, после технического отстоя направлен на насосную установку с дальнейшей закачкой в нагнетательную скважину, с контролем давления и расхода жидкости за счет смонтированного оборудования КИП.
3
Способ подключения насосной установки к трубопроводам разъемное через фланцевое соединение. Производительность до 5000 м/сут. Диапазон давлений на входе ГНУ 0,4-20,0 МПа. Расчётное давление ГНУ для перекачки нефти 6,3 МПа, ГНУ под нагнетание 25,0 МПа. Диапазон давлений на выходе ГНУ 1,0-22,0 МПа, на выходе 1,0-25,0 МПа. Для транспорта углеводородного сырья со скважин требуется горизонтальная скважина для предварительного сброса газа. Длина ГНУ в зависимости от требуемого выходного давления до 100 м. Диаметр эксплуатационной колонны (футляр для ЭЦН) от 168 мм до 245 мм.