СТАНЦИЯ ПЕРЕКАЧКИ МНОГОФАЗНОЙ СМЕСИ
MULTIPHASE MIXTURE PUMPING STATION

Изобретение относится к насосным станциям для внутрипромыслового однотрубного транспортирования водогазонефтяной продукции нефтяных скважин на центральный пункт сбора и подготовки нефти.
Известна станция перекачки и сепарации многофазной смеси [RU 2516093, опубл. 20.05.2014 г., МПК F17D 1/00, F04F 5/54], содержащая коллектор, сепаратор с напорным трубопроводом водогазонефтяной смеси и трубопроводом водонефтяной смеси, на котором расположена как минимум одна насосная установка, соединенная с как минимум одним гидроструйным насосом, связанным с коллектором и с сепаратором трубопроводом подачи водогазонефтяной смеси.
Основным недостатком известной станции является большие энергозатраты для сжатия водогазонефтяной смеси из-за низкого коэффициента полезного действия (КПД) гидроструйного насоса.
Наиболее близка к заявляемому изобретению станция перекачки многофазной смеси, включающая линии ввода/вывода рабочей среды, мультифазный насос и устройство его защиты [RU 2539214, опубл. 20.01.2015 г., МПК F04F 2/16], содержащее резервуар с резервным объемом жидкой фазы и контуром терморегуляции, соединенный с линией вывода рабочей среды, оснащенной датчиком наличия жидкости, с выходом насоса напорной линией подачи рабочей среды, со входом насоса - перепускной линией с клапаном, управляемым по сигналу датчика наличия жидкости, механизмом для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса или дросселя, и коллектором, установленным на линии ввода рабочей среды.
Недостатками данной станции являются сложность и большая металлоемкость из-за использования резервуара в устройстве защиты мультифазного насоса, что требует использования контура терморегуляции, датчика наличия жидкости с управляемым клапаном и механизма для непрерывной подачи жидкости в виде винтового героторного насоса или дросселя. Кроме того, в известном устройстве циркуляция механических примесей по контуру "рабочий объем резервуара - перепускная линия - клапан - типовой героторный насос (или дроссель) - коллектор - насос - напорная линия" приводит к повышенному износу механизмов и снижению надежности работы станции.
Задачей изобретения является упрощение, снижение металлоемкости и повышение надежности работы станции перекачки многофазной смеси.
Техническим результатом является упрощение и снижение металлоемкости станции перекачки многофазной смеси за счет установки центробежно-вихревого сепаратора взамен резервуара и повышение надежности работы станции за счет подачи в коллектор нефти из приосевой области сепаратора.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой станции перекачки многофазной смеси, включающей линии ввода/вывода рабочей среды, мультифазный насос и устройство защиты мультифазного насоса, соединенное с линией вывода рабочей среды и с выходом насоса напорной линией подачи рабочей среды, оснащенное перепускной линией с механизмом для непрерывной подачи жидкости и коллектором, установленным на линии ввода рабочей среды, особенностью является то, что 13 качестве устройства защиты мультифазного насоса установлен центробежно-вихревой сепаратор, соединенный с линией вывода рабочей среды линией подачи газа и линией подачи водонефтяной смеси, оснащенный заборным устройством для вывода нефти из приосевой области, связанным с перепускной линией, а в качестве механизма для непрерывной подачи жидкости установлена диафрагма.
В качестве мультифазного насоса целесообразно установить роторно-поршневой насос на базе гидравлической машины Рыля, обладающий минимальными требованиями к наличию жидкой фазы в рабочей среде, высоким КПД и повышенным ресурсом. На линии ввода рабочей среды может быть установлено устройство для отделения механических примесей в виде фильтра или центробежного сепаратора.
Установка центробежно-вихревого сепаратора в качестве устройства защиты мультифазного насоса с заборным устройством, расположенным в приосевой области, позволяет практически полностью выделить жидкую фазу из рабочей среды и предотвратить ее унос во время прохождении газовой пробки, что гарантирует непрерывную подачу на вход мультифазного насоса нефти, свободной от воды и механических примесей, с помощью простейшего устройства - диафрагмы, упрощает конструкцию и снижает металлоемкость станции. Вода и механические примеси при этом концентрируются в пристеночной области и выводятся в виде водонефтяной смеси с низа сепаратора. Подача на вход насоса очищенной нефти из приосевой области сепаратора предотвращает циркуляцию механических примесей, что снижает износ механизмов и повышает надежность работы станции.
Предлагаемая станция перекачки многофазной смеси (фиг. 1) состоит из мультифазного насоса 1, центробежно-вихревого сепаратора 2 с заборным устройством 3 в приосевой области, коллектора 4 и диафрагмы 5. При работе станции водогазонефтяная смесь по линии 6 поступает в насос 1 после смешения в коллекторе 4 с нефтью, подаваемой по линии 7 через диафрагму 5 из заборного устройства 3. Из насоса 1 сжатая рабочая среда по напорной линией поступает в сепаратор 2, из которого по линии 8 выводят газ, а по линии 9 - водонефтяную смесь, содержащую механические примеси, смешивают с газом и выводят по линии 10. На линии 6 может быть установлено устройство для отделения механических примесей 11 с линией 12 вывода их концентрата (показано пунктиром).
Таким образом, предлагаемая станция перекачки многофазной смеси проста, надежна, имеет низкую металлоемкость и может быть использована в промышленности.