Установка для добычи нефти
Использование: полезная модель относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности, к установкам для механизированной добычи продукции из скважин. Сущность полезной модели: установка для добычи нефти содержит станок-качалку, глубинный насос, подвесной компрессор двойного действия с приводом от балансира станка-качалки и распределительный механизм самодействующего типа, выполненный в виде двух всасывающих и двух нагнетательных клапанов, размещенных, соответственно, на входах и выходах верхней и нижней рабочих полостей цилиндра компрессора, при этом всасывающие клапаны подсоединены посредством гибкого всасывающего патрубка к первому сепаратору, вход которого подключен к затрубному пространству скважины, а нагнетательные клапаны подсоединены через гибкий нагнетательный патрубок ко второму сепаратору, подключенному к промысловому газовому коллектору. Полезная модель позволяет: повысить производительность подвесных компрессоров и надежность их работы.
Полезная модель относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности, к установкам для механизированной добычи продукции из скважин.
Известны установки для добычи нефти из скважин, включающие станок-качалку, глубинный насос, подвесной компрессор с всасывающей линией, соединенной с затрубным пространством скважин, заполненным нефтяным газом, и нагнетательной, выкидной линией для дальнейшей транспортировки газа потребителям (RU 2117752, Е21В 43/00, 1997).
В известных установках для добычи нефти из скважин подвесной компрессор имеет одну рабочую полость для сжатия газа, ограниченную стенками цилиндра компрессора и тыльной стороной поршня и герметично соединенной с затрубным пространством скважины.
Указанная конструктивная особенность ограничивает производительность по подаче напорного газа потребителям в сеть или по отбору части напорного газа через клапан в емкость для ингибитора гидратообразования, что снижает эффективность газотранспортной сети и влияет на величину отбора части напорного газа в емкость для ингибитора гидратообразования.
К недостаткам рассматриваемых установок также относится сильная неуравновешенность конструкции. Это объясняется неравномерностью потока газа, в результате чего в выкидной линии подвесных компрессоров возникают пульсирующие потоки газа, что в свою очередь повышает уровень вибрации подвесных компрессоров с обвязкой нагнетательной и всасывающей линий и снижает надежность установок.
Из известных устройств наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для добычи нефти, включающая станок-качалку, глубинный насос, подвесной компрессор с всасывающей линией, соединенной с затрубным пространством скважин, заполненным нефтяным газом, и нагнетательной, выкидной линией для дальнейшей транспортировки газа потребителям, причем подвесной компрессор имеет две рабочие полости (подвесной компрессор двойного действия): первая рабочая полость ограничена внутренней поверхностью цилиндра и нижней поверхностью поршня, вторая рабочая полость ограничена внутренней поверхностью цилиндра и тыльной (верхней) поверхностью поршня и расположена над поршнем (RU 2122105, Е21В 43/00, 1997).
Недостатком этой установки является то, что газ из первой и второй рабочих полостей поступает раздельно в разные направления: отбираемый из затрубного пространства скважины газ с первой рабочей полости подвесного компрессора поступает по газопроводу в нефтепровод, а из второй рабочей полости подвесного компрессора направляется через соединительный газопровод во вторую скважину.
Таким образом, по нефтепроводу транспортируется нефтегазовая смесь, что значительно осложняет работу машин сжатия. Кроме того, при подаче газа из второй рабочей полости в затрубное пространство скважины создается дополнительное противодавление на нефтяной пласт, что снижает добычу нефти.
Подача в подвесной компрессор неочищенного газа из затрубного пространства снижает надежность и работоспособность подвесного компрессора.
Задачей полезной модели является повышение производительности подвесных компрессоров и надежности их работы.
Поставленная задача достигается тем, что установка для добычи нефти содержит станок-качалку, глубинный насос, подвесной компрессор двойного действия с приводом от балансира станка-качалки и распределительный механизм самодействующего типа, выполненный в виде двух всасывающих и двух нагнетательных клапанов, размещенных, соответственно, на входах и выходах верхней и нижней рабочих полостей цилиндра компрессора, при этом всасывающие клапаны подсоединены посредством гибкого всасывающего патрубка к первому сепаратору, вход которого подключен к затрубному пространству скважины, а нагнетательные клапаны подсоединены через гибкий нагнетательный патрубок ко второму сепаратору, подключенному к промысловому газовому коллектору.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема установки.
Установка включает станок-качалку 1, глубинный насос 2, подвесной компрессор двойного действия 3, всасывающие 4 и нагнетательные 5 гибкие патрубки подвесного компрессора, отвод 6 для подачи части газа в емкость для ингибитора гидратообразования (на фиг. не показана) через регулировочный клапан 7. Для очистки жидких (нефтяных) фракций от газа, стабилизации газового потока и обеспечения надежной и безопасной работы подвесного компрессора 3 перед всасывающим гибким патрубком 4 устанавливается сепаратор 8, а для очистки от жидких фракций нефтяного газа после нагнетательного гибкого патрубка (5) устанавливается сепаратор 9. Подача очищенного газа осуществляется через промысловый коллектор (10) потребителям 11.
Цилиндр подвесного компрессора 3 имеет две рабочие полости: первая рабочая полость 12 между тыльной стороной поршня 13 и внутренней стенкой цилиндра подвесного компрессора, вторая рабочая полость 14 между нижней стороной поршня 13 и внутренней стенкой цилиндра подвесного компрессора. Поршень закреплен на штоке 15, который крепится к балансиру 16 с помощью шарнира 17.
Для герметизации рабочей полости 14 отверстие, через которое проходит шток 15 при возвратно поступательном движении, снабжается кольцевым уплотнителем 18.
Распределительный механизм самодействующего типа, управляющий всасыванием из всасывающего гибкого патрубка 4 и нагнетанием из нагнетательного гибкого патрубка 5 выполнен в виде всасывающих клапанов 19 и 20, соответственно, первой 12 и второй 14 рабочих полостей, и нагнетательных клапанов 21 и 20, соответственно, первой 12 и второй 14 рабочих полостей подвесного компрессора 3.
Балансир 16 соединяется с электродвигателем 23 через ременную передачу 24 и кривошипно-шатунный механизм 25.
Эксплуатационная колонна насосно-компрессорных труб 26 снабжается тройником 27. На конце эксплуатационной колонны 26 размещается глубинный насос 2, соединенный с штанговой колонной 28. В верхней части штанговая колонна 28 крепится через полированную штангу 29 к головке балансира 30.
Эксплуатационная колонна 26 находится внутри технической колонны 31, которая крепится к тройнику 33.
Предлагаемая установка работает следующим образом.
Из забоя скважины сырая нефть глубинным насосом 2 поднимается наверх и через отвод тройника 27 подается наземным сооружениям. С поверхности сырой нефти в технической колонне 31 выделяется неочищенный нефтяной газ, который через отвод тройника технической колонны 33, емкость 8 и всасывающий гибкий патрубок 4 поступает в подвесной компрессор 3, а именно - в рабочие полости 12 и 14 цилиндра компрессора 3 при возвратно-поступательном движении кривошипно-шатунного механизма 25.
При возвратно-поступательном движении поршня 13, связанного через шток 15 и балансир 16 с кривошипно-шатунным механизмом 25 поршень 13 движется в верхнее крайнее и нижнее крайнее положение цилиндра подвесного компрессора 3 и совершается при этом поочередное одновременное всасывание газа с одной стороны 12 и сжатие газа с другой стороны 14 поршня 13 и, в итоге, подача сжатого газа в сепаратор 9.
Работа подвесного компрессора 3 состоит из периодически повторяющихся процессов всасывания, сжатия, нагнетания и расширения. В период всасывания рабочие полости 12 и 14 цилиндра подвесного компрессора 3, соответственно, через всасывающие 19 и 20 клапаны поочередно сообщаются только с всасывающим гибким патрубком 4, а в период сжатия клапаны закрыты. В период нагнетания рабочие полости 12 и 14 цилиндра подвесного компрессора 3, соответственно, через нагнетательные 21 и 22 клапаны поочередно сообщается только с нагнетательным гибким патрубком 5, а в период расширения клапаны закрыты, так же как и в период сжатия.
Для присоединения рабочих полостей 12 и 14 цилиндра подвесного компрессора 3 к всасывающим 4 и нагнетательным 5 гибким патрубкам и разобщения с ними устанавливаются самодействующие всасывающие 19, 20 и нагнетательные 21, 22 клапаны.
Организованная дополнительно рабочая полость 14 благодаря уплотнителю 18, жестко закрепленному в верхней части подвесного компрессора 3, придает дополнительную устойчивость штоку 15.
Таким образом, благодаря конструктивному оформлению подвесного компрессора с дополнительной второй рабочей полостью, т.е. путем замены цилиндра подвесных компрессоров простого действия - с одной рабочей полостью, ограниченной стенками цилиндра и тыльной стороной поршня подвесных компрессоров на цилиндр двойного действия с двумя рабочими полостями, производительность предлагаемой установки возрастает до 1,8 раза, что повышает эффективность работы газотранспортной сети и обеспечивает надежный отбор части напорного газа через клапан (7) в емкости для ингибитора гидратообразования.
Шток 15 подвесного компрессора 3 обретет более устойчивое положение при возвратно-поступательном движении кривошипно-шатунного механизма 25, при этом ось штока 15 и цилиндр подвесного компрессора 3 не будут иметь недопустимое отклонение, что обеспечит надежную работу последнего и уменьшит утечки газа через зазор между внутренней стенкой цилиндра подвесного компрессора 3 и поршнем 13.
Таким образом, газ, предварительно очищенный от жидких нефтяных фракций с помощью сепаратора 8, через гибкий всасывающий патрубок 4 поступает в подвесной компрессор 3, далее из подвесного компрессора 3 через гибкий патрубок 5 и сепаратор 9 для очистки газа и стабилизации газового потока поступает в промысловый коллектор 10 для подачи потребителям 11.
Установка для добычи нефти, характеризующаяся тем, что она содержит станок-качалку, глубинный насос, подвесной компрессор двойного действия с приводом от балансира станка-качалки и распределительный механизм самодействующего типа, выполненный в виде двух всасывающих и двух нагнетательных клапанов, размещенных, соответственно, на входах и выходах верхней и нижней рабочих полостей цилиндра компрессора, при этом всасывающие клапаны подсоединены посредством гибкого всасывающего патрубка к первому сепаратору, вход которого подключен к затрубному пространству скважины, а нагнетательные клапаны подсоединены через гибкий нагнетательный патрубок ко второму сепаратору, подключенному к промысловому газовому коллектору.
