×
09.05.2019
219.017.4efa

Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЛОПАСТНОЙ НАСОС ДЛЯ РАБОТЫ НА ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ С ПОВЫШЕННЫМ ГАЗОСОДЕРЖАНИЕМ (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002471089
Дата охранного документа
27.12.2012
Аннотация: Изобретение относится к области насосостроения, в частности к многоступенчатым насосам, предназначенным для подачи смеси газа и воды в продуктивный нефтеносный пласт или для добычи нефти из скважин с высоким содержанием газа. Насос состоит из пакетов ступеней рабочих колес и направляющих аппаратов различного вида. Рабочие колеса ступеней насажены на валы с возможностью вращения вместе с ними. На входе в насос перед пакетом ступеней с осерадиальными направляющими аппаратами установлен пакет ступеней с радиальными направляющими - аппаратами. В другом варианте исполнения на входе в насос перед ступенями с осерадиальными направляющими аппаратами, имеющими гладкие поверхности стенок корпуса, установлены ступени с осерадиальными направляющими аппаратами, оснащенными дополнительными лопатками, размещенными на внутренних стенках корпуса. Изобретение повышает устойчивость работы многоступенчатого лопастного насоса при работе на газожидкостной смеси. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области насосостроения и, в частности к многоступенчатым насосам, предназначенным как для подачи смеси газа и воды в продуктивный нефтеносный пласт, например, для закачки (утилизации) попутного газа в пласт или для поддержания и повышения в нем пластового давления с целью повышения нефтеотдачи, так и для добычи нефти из скважин с высоким содержанием газа.

В настоящее время для добычи нефти широко используются погружные центробежные и центробежно-вихревые многоступенчатые насосы с осерадиальными направляющими аппаратами. В таких направляющих аппаратах проточная часть, как правило, формируется посредством лопастей, размещенных между верхним и нижним дисками (см., например, Агеев Ш.Р., Григорян Е.Е., Макиенко Г.П. Российские установки лопастных насосов для добычи нефти и их применение. Энциклопедический справочник. Пермь: ООО «Пресс-мастер», 2007, с.75).

К недостатку данных направляющих аппаратов следует отнести низкое значение напора ступеней при работе на газожидкостных смесях, связанное с наличием в конструкции ступени кольцевой безлопаточной камеры.

Известен многоступенчатый насос с радиальным направляющим аппаратом, имеющим цилиндрический корпус, выполненный заодно с верхним диском, и нижний диск в виде отдельной детали. На нижней, боковой и верхней поверхностях нижнего диска расположены направляющие лопатки, образующие с плоскими поверхностями верхних дисков данной и соседней ступеней, а также с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса последовательность направляющих каналов: спирального выхода, диффузорного канала, переходного канала, обратного канала. При этом на боковой поверхности нижнего диска образованы выемки. На нижнем диске имеется полость для размещения рабочего колеса (см., например, Богданов А.А. Центробежные погружные электронасосы для добычи нефти. М.: Недра, 1968, фиг.36, с.48-49).

В таких ступенях безлопаточная камера заменена серией каналов, образованных направляющими лопатками, поэтому они лучше работают на газожидкостных смесях. Их недостаток заключается в сложности изготовления.

В качестве прототипа выбран многоступенчатый лопастной насос для работы на газожидкостной смеси с повышенным газосодержанием, так называемый «конический» насос [патент РФ на ПМ №7459, F04D 13/00, 1998]. Известный насос набирается из пакетов ступеней различной производительности, причем на входе в насос размещены ступени самой высокой производительности, далее по направлению потока - ступени промежуточной и меньшей производительности, что приводит к минимизации потребляемой насосом мощности.

Однако устойчивость работы на ГЖС такого конусного многоступенчатого лопастного насоса невысока.

Настоящее изобретение направлено на повышение устойчивости работы многоступенчатого лопастного насоса при работе на ГЖС.

Указанный технический результат достигается тем, что в многоступенчатом лопастном насосе для работы на газожидкостной смеси с повышенным газосодержанием, состоящим из пакетов ступеней рабочих колес и направляющих аппаратов различного вида, валов, на которые насажены рабочие колеса ступеней с возможностью вращения вместе с валами согласно изобретению на входе в насос перед ступенями с осерадиальными направляющими аппаратами установлены ступени с радиальными направляющими аппаратами.

В другом варианте исполнения на входе в насос перед ступенями с осерадиальными направляющими аппаратами, имеющими гладкие поверхности стенок корпуса, установлены ступени с осерадиальными направляющими аппаратами, оснащенные дополнительными лопатками, размещенными на внутренних стенках корпуса.

В отличие от прототипа пакеты со ступенями в предлагаемом насосе отличаются не по производительности, а по конструкции ступеней. В первом пакете установлены ступени с направляющими аппаратами, способными работать при более высоких газосодержаниях, а в остальных последующих пакетах используются более технологичные и простые в изготовлении ступени с осерадиальными направляющими аппаратами. Благодаря такому порядку размещения пакетов повышается устойчивость работы на ГЖС всего насоса в целом при сопоставимых значениях КПД и стоимости.

На фиг.1 схематично представлен предлагаемый многоступенчатый лопастной насос с радиальными направляющими аппаратами в первом пакете, поперечное сечение; на фиг.2 - многоступенчатый лопастной насос, имеющий в первом пакете осерадиальные направляющие аппараты с дополнительными лопатками; на фиг.3 - осерадиальный направляющий аппарат с дополнительными лопатками, общий вид; на фиг.4 приведены результаты испытаний короткой сборки конического насоса с радиальными направляющими аппаратами, иллюстрирующие большую устойчивость работы на ГЖС первого пакета ступеней по сравнению с последующим; на фиг.5 - результаты сравнительных испытаний короткой сборки конического насоса с радиальными направляющими аппаратами по первому и второму вариантам в первом пакете; и насоса из однотипных ступеней с осерадиальными направляющими аппаратами той же длины.

Многоступенчатый лопастной насос содержит на входе пакет I ступеней, состоящих из радиальных направляющих аппаратов 1, имеющих спиральные выходы, диффузорные, переходные и обратные каналы, и рабочих колес 2, например, с вихревым венцом. В качестве радиальных направляющих аппаратов могут быть использованы конструкции, описанные в патентах РФ №№2365794, 2364755, 2364756, 2364757. Выше пакета I расположен пакет II из ступеней с безлопаточной кольцевой камерой, содержащих осерадиальные направляющие аппараты 3, имеющие обратные каналы, внутри которых размещены рабочие колеса 4, например, центробежно-вихревого типа. Рабочие колеса 2 и 4 насажены на валы 5 с возможностью вращения вместе с валами (фиг.1).

Во втором варианте исполнения, в отличие от первого, в пакете I установлены ступени с направляющими аппаратами 6 (фиг.2), имеющими дополнительные лопатки 7 на боковых стенках корпусов 8 (фиг.3).

Насосы работают следующим образом. Газожидкостная смесь поступает в пакет I ступеней с направляющими аппаратами 1 или 6, где за счет постепенного повышения давления от ступени к ступени происходит сжатие пузырьков и уменьшение объемного газосодержания. Количество ступеней пакета I подбирается в зависимости от начального содержания газа в поступающей газожидкостной смеси таким образом, чтобы при переходе в пакет II объемное газосодержание достигало уровня, при котором могут удовлетворительно работать ступени пакета II. Ступени пакета II с осерадиальными направляющими аппаратами 3, работающие уже с более низкими значениями газосодержания, и создают основную долю напора многоступенчатого лопастного насоса.

Предлагаемые насосы при заданных условиях, то есть при заданном числе ступеней и требуемом напоре системы, будут устойчиво работать при большем газосодержании на входе по сравнению с насосом-аналогом и насосом-прототипом. При работе на вязком ГЖС в пакетах I и II насосов заявляемой конструкции могут быть, как и в прототипе, применены ступени, имеющие различную производительность по воде. Причем в пакете I должны быть более производительные ступени, чем в пакете II.

Общая длина насосов и соотношение длин пакетов зависит от условий работы, то есть от потребного напора и газосодержания на входе, и выбирается также из экономических соображений. Следует отметить, что при высоких газосодержаниях увеличение длины пакета I в сборке в некоторых пределах влечет за собой уменьшение общей длины всего насоса при одинаковых условиях.

Для подтверждения работоспособности заявляемого многоступенчатого насоса с радиальными направляющими аппаратами проведено испытание сравнительно короткой «конической» сборки, состоящей на входе из 6 экспериментальных ступеней с радиальными направляющими аппаратами с номиналом около 25 м3/сут и 5 серийных ступеней центробежно-вихревых 1ВННП5-25 производства ЗАО «Новомет-Пермь». Из данных, приведенных на фиг.4, видно, что ступени первой секции продолжают работать, в то время как ступени второй секции перестают работать при газосодержании на входе βвх=13-14%, хотя они по сравнению со ступенями первой секции работают в более благоприятных условиях за счет несколько повышенного давления и сниженного газососдержания за счет сжатия ГЖС в первой секции. Это подтверждает то, что конструкция ступеней первой секции с радиальными направляющими аппаратами имеют более высокую работоспособность в ГЖС.

Проведенные испытания показали, что при равных условиях заявляемые лопастные насосы по обоим вариантам могут устойчиво работать при более высоких значениях предельного газосодержания βср во всем диапазоне расходов жидкости Qж.нач. по сравнению с насосом той же длины из однотипных ступеней с осерадиальными направляющими аппаратами, фиг.5.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 31-40 из 58.
20.10.2014
№216.012.fed2

Способ испытания газосепараторов на газожидкостных смесях и стенд для его осуществления

Группа изобретений относится к испытаниям гидравлических машин и предназначена для измерения рабочих характеристик погружных газосепараторов, используемых при добыче нефти. Способ испытания газосепараторов на газожидкостных смесях включает измерение потоков жидкости и газа, формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531090
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.11.2014
№216.013.0421

Роторный насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным насосам. Роторный насос содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный верхним и нижним основаниями с впускными и выпускными отверстиями 5 и 7, установленный на валу ротор 2 и шиберы 8 и 9, разделяющие пространство между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532455
Дата охранного документа: 10.11.2014
27.12.2014
№216.013.14bb

Ступень центробежного многоступенчатого насоса

Изобретение относится к области насосостроения и, прежде всего, к многоступенчатым насосам, используемым для добычи нефти из скважин и для подачи воды в продуктивный нефтеносный пласт для поддержания и повышения в нем пластового давления. Ступень центробежного многоступенчатого насоса состоит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536731
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.14c0

Шестеренный насос для перекачки жидкости

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использовано для подъема жидкости из нефтяных скважин. Насос выполнен многоступенчатым и содержит корпус 1 с зонами всасывания и нагнетания. Каждая ступень снабжена ведущей шестерней 2 и двумя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536736
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.198a

Ротор погружного электродвигателя

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электродвигателям с постоянными магнитами, применяемым, например, в погружном электроприводе для подъема пластовой жидкости. Технический результат заключается в повышении энергетических характеристик двигателя за счёт снижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537966
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1a61

Погружной струйный насос

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при механизированной добыче нефти в условиях повышенного газосодержания или выноса механических примесей. Насос устанавливается в насосно-компрессорных трубах на выходе погружной насосной установки для добычи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538181
Дата охранного документа: 10.01.2015
01.03.2019
№219.016.ca95

Погружная насосная установка

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти из скважин с высоким газовым фактором. Установка содержит погружной электродвигатель с гидрозащитой, газосепаратор, диспергатор и погружной насос. Газосепаратор включает установленное на валу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02232301
Дата охранного документа: 10.07.2004
01.03.2019
№219.016.cced

Способ компаундирования обмоток статора электродвигателя

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при компаундировании обмоток погружных электродвигателей электроизоляционными составами, преимущественно эпоксидным компаундом. Сущность изобретения состоит в том, что для компаундирования обмоток статора погружных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002330372
Дата охранного документа: 27.07.2008
01.03.2019
№219.016.cf51

Обойма погружного винтового насоса

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления обоймы погружного винтового насоса для добычи нефти. Обойма погружного винтового насоса содержит цилиндрический металлический корпус 1, внутри которого расположен пружинящий элемент 2 с рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403447
Дата охранного документа: 10.11.2010
01.03.2019
№219.016.d0d2

Скважинный фильтр

Изобретение относится к погружному оборудованию буровых скважин, а именно к скважинным фильтрам, предотвращающим попадание механических примесей в насосный агрегат. Устройство содержит перфорированный каркас и фильтрующие элементы из чередующихся разнотолщинных дисков с центральным отверстием,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002468189
Дата охранного документа: 27.11.2012
Показаны записи 21-25 из 25.
09.05.2019
№219.017.4ddc

Порошковый коррозионно-стойкий материал

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым коррозионно-стойким материалам на основе железа. Может применяться для изготовления деталей, работающих в агрессивных средах, например, нефтедобывающей, химической промышленности. Порошковый коррозионно-стойкий материал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002302477
Дата охранного документа: 10.07.2007
09.05.2019
№219.017.50aa

Радиальный направляющий аппарат

Радиальный направляющий аппарат в составе многоступенчатого насоса предназначен для добычи нефти из скважин и для подачи воды в продуктивный нефтеносный пласт для поддержания и повышения в нем пластового давления. Направляющий аппарат состоит из нижнего диска, имеющего полость для рабочего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002468259
Дата охранного документа: 27.11.2012
18.05.2019
№219.017.5a23

Способ очистки фильтроэлементов поверхностного действия с канальной структурой

Изобретение относится к области самоочищающихся фильтров. Способ очистки фильтроэлементов включает промывку фильтроэлементов путем пропускания очищенной жидкости в обратном направлении с одновременной их деформацией. Фильтроэлементы выполняют из эластомерного материала с канальной структурой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002408409
Дата охранного документа: 10.01.2011
09.06.2019
№219.017.7709

Скважинный расширяющийся фильтр

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к фильтрующим устройствам для предотвращения выноса песка из коллектора в эксплуатационную колонну вместе с добываемой жидкостью или газом. Скважинный раскрывающийся фильтр состоит из перфорированного корпуса и фильтрующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002289680
Дата охранного документа: 20.12.2006
09.06.2019
№219.017.7c5e

Ступень многоступенчатого погружного центробежного насоса

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым погружным центробежным насосам для добычи нефти из скважин. Ступень насоса содержит направляющий аппарат и закрытое рабочее колесо (РК) с основным и покрывающим дисками (Д) и размещенными между ними лопастями. На одном из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002322616
Дата охранного документа: 20.04.2008
+ добавить свой РИД