×
06.12.2019
219.017.ea19

КОМПРЕССОРНАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области компрессорных машин и может быть использовано при добыче нефти и газа на суше или на море, в том числе для реализации газлифтного метода для удаления воды из газовых скважин. Компрессорная установка содержит рабочую камеру, выполненную в виде газожидкостного сепаратора, жидкостный насос и эжектор. Сопло эжектора гидравлически связано с жидкостным насосом. Вход камеры смешения эжектора связан через всасывающий газовый клапан с газопроводом низкого давления, а выход камеры смешения эжектора подключен посредством перепускного трубопровода к верхней части газожидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости гидравлически связан с входным каналом турбогенератора, выходной канал которого сообщается через регулируемую задвижку с источником рабочей жидкости, к которому подключен вход жидкостного насоса. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении поддержания стабильной нагрузки на жидкостный насос при переменном расходе на выходе по жидкости газожидкостного сепаратора и выработке энергии за счет исключения переходных процессов работы жидкостного насоса. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области компрессорных машин и может быть использовано при добыче нефти и газа на суше или на море, в том числе для реализации газлифтного метода для удаления воды из газовых скважин.

Известна компрессорная установка, содержащая рабочую камеру, сообщающуюся с жидкостным насосом, эжектор, перепускное распределительное устройство, всасывающий газовый клапан, который отделяет полость рабочей камеры и газопровода высокого давления от газопровода низкого давления (RU 2154749, 2000 г.).

Недостатком указанного устройства является низкая энергетическая эффективность рабочего процесса при сжатии газа, поскольку при заполнении газом рабочей камеры мощность жидкостного насоса и приводного двигателя значительно ниже, чем при вытеснении газа в газопровод высокого давления, что сопровождается неравномерной загрузкой двигателя. Указанное обстоятельство негативно отражается на эффективности самого рабочего процесса при сжатии и перекачке газа. Кроме того, из-за неравномерной загрузки установленная мощность двигателя к насосу должна быть увеличена.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является компрессорная установка, содержащая рабочую камеру, выполненную в виде газо-жидкостного сепаратора, жидкостной насос и эжектор, при этом сопло эжектора гидравлически связано с реверсивным жидкостным насосом, вход камеры смешения эжектора связан через всасывающий газовый клапан с газопроводом низкого давления, а выход камеры смешения эжектора подключен посредством перепускного трубопровода к верхней части газо-жидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости подключен к источнику рабочей жидкости (RU 2680021,2019 г.).

Недостатком указанного устройства является относительно узкий рабочий диапазон давления газа на входе в компрессорную установку. Поскольку давление газа должно быть меньше, чем давление в источнике рабочей жидкости, и сам источник рабочей жидкости должен подбираться с учетом данного требования. Кроме того, циклические переключения реверсивного жидкостного насоса сопровождаются снижением энергетической эффективности компрессорной установки в целом, из-за наличия переходных процессов при смене режима работы жидкостного насоса.

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение рабочего диапазона давления газа на входе в компрессорную установку и повышение ее энергетической эффективности.

Указанная проблема решается тем, что компрессорная установка, содержит рабочую камеру, выполненную в виде газо-жидкостного сепаратора, жидкостной насос и эжектор, при этом сопло эжектора гидравлически связано с жидкостным насосом, вход камеры смешения эжектора связан через всасывающий газовый клапан с газопроводом низкого давления, а выход камеры смешения эжектора подключен посредством перепускного трубопровода к верхней части газо-жидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости гидравлически связан с входным каналом турбогенератора, выходной канал которого сообщается через регулируемую задвижку с источником рабочей жидкости, к которому подключен вход жидкостного насоса.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении поддержания стабильной нагрузки на жидкостной насос при переменном расходе на выходе по жидкости газо-жидкостного сепаратора и выработке энергии за счет исключения переходных процессов работы жидкостного насоса.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлена схема заявляемой компрессорной установки.

Компрессорная установка содержит рабочую камеру 1 и эжектор с камерой смешения 2, подключенные к жидкостному насосу 3, перепускной трубопровод 4, всасывающий газовый клапан 5 и нагнетательный газовый клапан 6, которые отделяют полость рабочей камеры 1 от газопровода низкого давления 7 и газопровода высокого давления 8, соответственно. Рабочая камера 1 выполнена в виде газо-жидкостного сепаратора. Камера смешения 2 эжектора сообщается с жидкостным насосом 3 через сопло 9 эжектора. Вход жидкостного насоса 3 гидравлически связан с источником рабочей жидкости 10. Жидкостной насос 3 может быть подключен к электроприводу 11. Вход в камеру смешения 2 эжектора связан через всасывающий газовый клапан 5 с газопроводом низкого давления 7. Перепускной трубопровод 4 связывает выход камеры смешения 2 эжектора с верхней частью газо-жидкостного сепаратора 1. В верхней части газо-жидкостного сепаратора 1 размещен нагнетательный газовый клапан 6, отделяющий газо-жидкостной сепаратор 1 от газопровода высокого давления 8.

В нижней части газожидкостный сепаратор 1 гидравлически связан с входным каналом 12 турбогенератора 13, а его выходной канал 14 сообщается с источником рабочей жидкости 10 через регулируемую задвижку 15.

В качестве источника рабочей жидкости 10 может быть использован трубопровод, через который постоянно циркулирует рабочая жидкость, как показано на фиг. 1. Верхняя часть газо-жидкостного сепаратора 1 заполнена газом, нижняя часть газожидкостного сепаратора 1 заполнена рабочей жидкостью, на фиг. 1 показана граница раздела 16 между газообразной фазой и жидкой фазой.

Компрессорная установка работает следующим образом.

Жидкостной насос 3 подает рабочую жидкость в сопло 9 эжектора. За счет энергии струи жидкости на входе камеры смешения 2 эжектора понижается давление и в камеру смешения 2 поступает газ из газопровода низкого давления 7 через открытый всасывающий газовый клапан 5. На выходе камеры смешения 2 эжектора повышается давление в потоке смеси жидкости и газа за счет преобразования кинетической энергии жидкости в потенциальную энергию, что сопровождается повышением давления при понижении скорости течения газожидкостного потока. Через перепускной трубопровод 4 сжатый газ вместе с жидкостью поступает в рабочую камеру 1, где реализуется процесс сепарации с разделением газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазу. Жидкость скапливается в нижней части рабочей камеры 1, а газ в верхней части, как в известных гравитационных сепараторах. Сжатый газ накапливается в верхней части рабочей камеры 1, что приводит к смещению границы раздела 16 в направлении сверху вниз. При этом жидкость из рабочей камеры 1 вытесняется и поступает во входной канал 12 турбогенератора 13. Турбогенератор 13 обеспечивает преобразование гидравлической энергии потока жидкости в электрическую энергию, которая далее передается потребителю. После прохода через турбогенератор 13 жидкость поступает в его выходной канал 14, и далее через открытую регулируемую задвижку 15 направляется в трубопровод 10. Таким образом, обеспечивается выработка энергии за счет рационального использования гидравлической энергии потока жидкости при заполнении рабочей камеры 1 газом.

Когда граница раздела 16 приблизится к нижнему концу рабочей камеры 1, поступит управляющий сигнал на закрытие регулируемой задвижки 15. При этом сжатый газ вместе с жидкостью продолжает поступать в рабочую камеру 1 через перепускной трубопровод 4, где продолжается процесс сепарации с разделением газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазу. Жидкость скапливается в нижней части рабочей камеры 1, а газ в верхней части. Поскольку запорно-регулирующее устройство 15 закрыто, а жидкость поступает в рабочую камеру 1, будет происходить смещение границы раздела 16 в направлении снизу верх. Это приведет к увеличению давления газа в рабочей камере 1. При нарастании давления закроется всасывающий газовый клапан 5, при этом жидкость продолжит поступать в рабочую камеру 1 через перепускной трубопровод 4. При дальнейшем смещении границы раздела 16 вверх наступит момент, когда давление в рабочей камере 1 сравняется с давлением в газопроводе высокого давления 8. Такое выравнивание давления приведет к открытию нагнетательного газового клапана 6. При дальнейшем смещении границы раздела 16 вверх сжатый газ из рабочей камеры 1 вытесняется в газопровод высокого давления 8 через открытый нагнетательный газовый клапан 6. После завершения цикла вытеснения газа поступит сигнал на регулируемую задвижку 15 для ее открытия. Цикл повторяется.

При использовании заявляемого изобретения давление газа может быть меньше, чем давление в источнике рабочей жидкости, но может быть и больше, чем давление в источнике рабочей жидкости. Обеспечивается более широкий рабочий диапазон для давления газа на входе в компрессорную установку.

Преимуществом заявляемого устройства является повышение энергетической эффективности рабочего процесса компрессорной установки, поскольку при заполнении газом рабочей камеры 1 рационально используется энергия потока жидкости за счет установки турбогенератора 13, что сопровождается выработкой электрической энергии. Кроме того, за счет использования эжекторного процесса при сжатии и вытеснении газа из рабочей камеры 1 обеспечивается расширение области работы эжектора 2. При этом обеспечивается снижение колебаний мощности жидкостного насоса 3 и приводного двигателя электропривода 11, что конечном итоге сопровождается более равномерной загрузкой электродвигателя на протяжении всего рабочего цикла и позитивно отражается на эффективности самого рабочего процесса при сжатии и перекачке газа.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает расширение рабочего диапазона давления газа на входе в компрессорную установку с одновременным повышением ее энергетической эффективности.

Компрессорная установка, характеризующаяся тем, что она содержит рабочую камеру, выполненную в виде газожидкостного сепаратора, жидкостный насос и эжектор, при этом сопло эжектора гидравлически связано с жидкостным насосом, вход камеры смешения эжектора связан через всасывающий газовый клапан с газопроводом низкого давления, а выход камеры смешения эжектора подключен посредством перепускного трубопровода к верхней части газожидкостного сепаратора, выход которого по газу подсоединен через нагнетательный газовый клапан к газопроводу высокого давления, а выход по жидкости гидравлически связан с входным каналом турбогенератора, выходной канал которого сообщается через регулируемую задвижку с источником рабочей жидкости, к которому подключен вход жидкостного насоса.
КОМПРЕССОРНАЯ УСТАНОВКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 44.
03.07.2019
№219.017.a3c2

Низкотемпературная пластичная смазка

Настоящее изобретение относится к низкотемпературной пластичной смазке для узлов трения и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в нефтепереработке и нефтехимии, машиностроении, энергетике, пищевой промышленности. Сущность: низкотемпературная пластичная смазка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693008
Дата охранного документа: 01.07.2019
12.08.2019
№219.017.be93

Наноструктурированный катализатор гидрирования ароматических углеводородов с6-с8

Предложен наноструктурированный катализатор гидрирования ароматических углеводородов С6-С8, состоящий из носителя, содержащего, мас.%: алюмосиликатные нанотрубки 81-85, гидрофобизирующий компонент 15-19, и рутения в виде наночастиц, нанесенного на носитель в количестве 0,5-6,0% от массы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696957
Дата охранного документа: 07.08.2019
12.08.2019
№219.017.be99

Индикаторный элемент для обнаружения и идентификации разливов жидких углеводородов нефти и нефтепродуктов

Изобретение относится к области обнаружения, идентификации и дистанционного мониторинга углеводородных загрязнителей водных сред и может быть использовано для экспрессного визуального обнаружения разливов и утечек жидких углеводородных топлив. Изобретение касается индикаторного элемента для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696982
Дата охранного документа: 08.08.2019
02.10.2019
№219.017.cb5e

Способ получения биотоплива

Изобретение описывает способ получения биотоплива, заключающийся в том, что предварительно биомассу микроводорослей смешивают с водой в количестве 90,0-97,0 мас. % с поддержанием в процессе перемешивания жизнедеятельности фотосинтезирующих микроорганизмов, входящих в состав биомассы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701372
Дата охранного документа: 26.09.2019
02.10.2019
№219.017.d136

Пластичная смазка

Изобретение относится к пластичным смазкам, которая может быть использована в механизмах различного назначения, работающих при температуре до 200°С. Сущность: пластичная смазка содержит, мас. %: комплексное кальциевое мыло в виде смеси кальциевого мыла стеариновой кислоты, кальциевого мыла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700711
Дата охранного документа: 19.09.2019
02.10.2019
№219.017.d143

Способ обеспечения энерготехнологической эффективности магистрального транспорта газа

Изобретение относится к энергосберегающим технологиям магистрального транспорта газа. Сущность изобретения: для магистрального транспорта газа в блоке расчета параметров регулирования формируют модель базового участка магистрального газопровода, состоящего из головной компрессорной станции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700756
Дата охранного документа: 19.09.2019
12.10.2019
№219.017.d52a

Микро-мезопористый катализатор изомеризации ксилолов

Изобретение относится к области катализаторов для процессов изомеризации ксилолов и сырья, содержащего ароматические углеводороды С-8, и может быть использовано в таких отраслях промышленности, как нефтехимия и нефтепереработка. Микро-мезопористый катализатор изомеризации ксилолов состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702586
Дата охранного документа: 08.10.2019
17.10.2019
№219.017.d6bc

Компрессорная установка

Изобретение относится к области компрессорных машин и может быть использовано при добыче нефти и газа. Компрессорная установка содержит рабочую камеру, выполненную в виде газожидкостного сепаратора, реверсивный жидкостной насос и эжектор. Сопло эжектора гидравлически связано через обратный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702952
Дата охранного документа: 14.10.2019
04.11.2019
№219.017.de23

Способ получения клатратных гидратов для хранения и транспортировки газов

Изобретение описывает способ получения клатратных гидратов, включающий формирование порошкообразной дисперсии путем смешивания дисперсного гидрофобного порошкообразного диоксида кремния и воды, охлаждение полученной порошкообразной дисперсии до температуры в диапазоне от минус 200°С до минус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704971
Дата охранного документа: 01.11.2019
13.11.2019
№219.017.e100

Ингибитор гидратообразования

Изобретение относится к составам ингибирования образования газовых гидратов в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих воду и гидратообразующие агенты, и может быть использовано в процессах добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья. Ингибитор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705645
Дата охранного документа: 11.11.2019
Показаны записи 11-11 из 11.
16.07.2020
№220.018.32c0

Беспилотный летательный аппарат

Изобретение относится к области авиации. Беспилотный летательный аппарат содержит крыло, выполненное по аэродинамической схеме «летающее крыло», органы управления, выполненные в виде вертикального оперения и размещенного на опоре переднего горизонтального оперения, силовую установку, оснащенную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726511
Дата охранного документа: 14.07.2020
+ добавить свой РИД