НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована в нефтедобывающей промышленности для закачки поверхностных вод, вод подземных источников, сточных и нефтепромысловых очищенных вод в нагнетательные скважины системы поддержания пластового давления нефтяных месторождений.
Известна система закачки подземных вод в нефтяной пласт, включающая сообщающиеся водоводами высокого давления водозаборную и нагнетательные скважины, погружной центробежный насос. Пластовая вода из водозаборной скважины погружным центробежным насосом подается непосредственно в нагнетательные скважины с разной проницаемостью и приемистостью пластов (см. кн. Ф.С.Абдулина «Добыча нефти и газа» М., Недра, 1983, с.61).
Недостатком известной системы закачки подземных вод в нефтяной пласт является то, что при ее работе происходит поступление в нагнетательные скважины загрязняющих твердых частиц, причинами появления которых в пластовой воде являются следующие факторы: вынос твердых частиц и отложений из водозаборной скважины; твердые отложения и продукты коррозии в водоводах, образующиеся в процессе их длительной эксплуатации. В результате закачки загрязненной пластовой воды в нефтяные пласты происходит интенсивное засорение фильтрующей поверхности пласта. Это приводит к быстрому снижению приемистости нагнетательной скважины. Недостатками данной системы являются также низкий КПД, срывы подачи при большом газосодержании, повышенная вибрация и чрезмерные нагрузки на вал насоса.
Известна установка для внутрискважинной перекачки воды, содержащая пакер, разделяющий водоносный и продуктивный пласты, колонну лифтовых труб, и электропогружной насос, помещенный в кожух (см. И.И.Андреев и др. Межскважинная и внутрискважинная перекачка воды в системе поддержания пластового давления. М., ОАО ВНИИОЭНГ, 2006, с.107, рис.3.3.а).
Недостатками установки являются сложность сборки электропогружного насоса на скважине, большая металлоемкость, закачка воды по эксплуатационной колонне, приводящая к ее коррозии, невозможность перекачки из верхнего пласта в нижний пласт.
Известны насосные станции, содержащие водоводы, поршневые насосы, нагнетательные скважины (см. кн. Белоусова В.Д. и др. «Трубопроводный транспорт нефти и газа», М., Недра, 1978, с.111).
Недостатками данных насосных станций являются: большие габаритные размеры при больших подачах; ограниченная возможность регулирования режима без остановки; сравнительно высокая стоимость насосов и насосных станций; сложность эксплуатации, необходимость большого числа квалифицированного обслуживающего персонала; необходимость установки компенсаторов пульсаций жидкости, например, в виде воздушных колпаков, что приводит к необходимости содержать компрессорное хозяйство; невозможность перекачки нефти, загрязненной даже незначительными твердыми включениями, т.к. это приводит к порче клапанов и их седел, поверхности цилиндров и плунжеров; сложность схем автоматизации насосных станций с поршневыми насосами.
Известна насосная станция с одним или несколькими центробежными насосами типа ЦНС и двигателями, установленные в блок-помещении на монтажной раме, приемный и напорный трубопроводы, байпасную линию, систему управления, рабочее место оператора (см. кн. Ивановского В.Н. и др. «Оборудование для добычи нефти и газа», Ч.2, М., Нефть и газ, 2003, с.477-494). Указанная насосная станция по технической сущности более близка к предлагаемой насосной станции с горизонтальной насосной установкой, и ее можно взять в качестве прототипа.
Недостатками данных насосных станций являются низкий КПД, сжатый рабочий диапазон Q-H характеристик, высокая потребляемая мощность, трудоемкие монтажно-демонтажные работы, большая металлоемкость, высокие эксплуатационные затраты.
Техническими задачами заявляемой полезной модели являются повышение КПД, снижение эксплуатационных затрат, увеличение рабочего диапазона производительности и напорных характеристик.
Поставленная техническая задача решается описываемой насосной станцией с горизонтальной насосной установкой, содержащей блок-помещение, в состав которого входят один или несколько насосов с двигателями, установленные на монтажной раме, систему управления, рабочее место оператора, байпасную линию, а также приемный и напорный трубопроводы.
Новым является то, что в состав блок-помещения входят подпорный насос, таль ручная, а в качестве насоса используется горизонтальная насосная установка, основными узлами которого являются узел разгрузки, насосная секция, система охлаждения.
Предлагаемая полезная модель поясняется схемами, где:
- на фиг.1 изображена насосная станция с горизонтальной насосной установкой, вид сверху;
- на фиг.2 - горизонтальная насосная установка, вид спереди;
- на фиг.3 - горизонтальная насосная установка, вид сверху.
Насосная станция с горизонтальной насосной установкой (фиг.1) содержит горизонтальную насосную установку 1, подпорный насос 2, систему управления 3, рабочее место оператора 4, приемный трубопровод 5, напорный трубопровод 6, байпасную линию 7, таль ручную 8, которые размещены в блок-помещении 9. Горизонтальная насосная установка 1 (фиг.2 и 3) состоит из двигателя 10, узла разгрузки 11, насосной секции 12, системы охлаждения 13 и монтажной рамы 14.
Узел разгрузки 11 предназначен для снятия осевых нагрузок, противодавления, передаваемого от насосной секции 12.
Монтажная рама 14 предназначена для размещения на ней узлов горизонтальной насосной установки 1 и обеспечивает их выравнивание и центровку.
Подпорный насос 2 (фиг.1) служит для обеспечения бескавитационной работы горизонтальной насосной установки 1.
Таль ручная 8 предназначена для монтажа-демонтажа узлов горизонтальной насосной установки 1.
Насосная секция 12 (фиг.2 и 3) включает корпус, вал и собранные на валу рабочие ступени (на фигурах не показаны).
На приемном трубопроводе 5 (фиг.1) могут устанавливаться поворотный затвор, фильтры грубой и тонкой очистки, расходомер (на фигурах не показаны).
На напорном трубопроводе 6 могут устанавливаться обратный клапан, механическая или электрическая задвижка (на фигурах не показаны).
При необходимости, для закачки рабочего агента, могут использоваться несколько горизонтальных насосных установок 1 (на фиг.1 показано размещение в блок-помещении 9 горизонтальных насосных установок 1 в количестве трех штук).
В состав горизонтальной насосной установки 1 входят различные известные механизмы и узлы, такие как приемная камера, датчики контроля давления, вибрации и температуры (на фигурах не показаны).
Вместо датчиков могут устанавливаться манометры; для увеличения частоты вращения может использоваться мультипликатор (на фигурах не показаны).
Горизонтальную насосную установку 1 подбирают в зависимости от объема закачиваемого рабочего агента и требуемого давления нагнетания.
Число насосных станций, включающие в себя горизонтальные насосные установки 1, на месторождении определяется многими факторами: объемом закачиваемого рабочего агента, системой напорных трубопроводов (лучевой, линейной, комбинированной и др.), числом нагнетательных скважин и их приемистостью, площадью месторождения, рельефом местности, системой разработки месторождения и др.
Насосная станция с горизонтальной насосной установкой работает следующим образом.
При работе горизонтальной насосной установки 1 рабочий агент поступает к насосной секции 12 по приемному трубопроводу 5, затем от насосной секции 12 поступает к нагнетательной арматуре (на фигурах не показана) через напорный трубопровод 6, и далее в принимающий пласт нагнетательной скважины (на фигурах не показаны).
Благодаря этому техническому решению обеспечивается повышение КПД насосной станции, увеличение рабочего диапазона Q-H характеристик, снижение потребления мощности, металлоемкости и эксплуатационных затрат, мобильность перераспределения насосной станции с горизонтальной насосной установкой 1, при котором затраты на капитальное строительство сведены к минимуму.