Установка двухнасосная на санях

Авторы патента:

F04B23/04 - агрегаты из двух и более насосов

E21B33/14 - для цементирования обсадных труб в скважине

Полезная модель относится к насосным установкам, предназначенным для нагнетания в скважины различных жидких сред при цементировании скважин в процессе капитального ремонта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах. Задачей является повышение производительности установки при повышении удобства ее эксплуатации. Установка двухнасосная на санях (фиг. 1-3) содержит смонтированные на одних санях I насосный и водоподающий блоки II и III. При этом насосный блок I содержит насосы 1 и 2 высокого давления, двухприводной силовой агрегат 3 для их привода, мерный бак 4, манифольд 5 и разборный вспомогательный трубопровод 6. Водоподающий блок содержит насос 7, снабженный дизельным приводом 8. Насосы 1 и 2 высокого давления смонтированы на одной раме 9. При этом если в качестве насосов 1 и 2 высокого давления использованы поршневые насосы, то они размещены вдоль продольной оси саней I, а если использованы плунжерные насосы, то он размещены перпендикулярно продольной оси саней I. Сани I в зоне расположения насосного блока II снабжены с двух сторон откидными площадками 10_1,2 со съемными перилами 11, выполненными с возможностью их фиксации как при горизонтальном, так и при вертикальном положении площадок 10. Откидные площадки 10_1,2 имеют небольшую ширину (30-50 см) и предназначены для удобства обслуживания насосного блока II операторами. Перила 11 служат для обеспечения безопасности операторов и могут быть зафиксированы в рабочем положении как при вертикальном, так и при горизонтальном положении площадок 10. Использование в насосном блоке дополнительного насоса высокого давления, смонтированного на одной раме с первым насосом, дает возможность повысить производительность установки, а монтаж насосного и водоподающего блоков на одних санях в совокупности с наличием в насосном блоке вспомогательного трубопровода, использованием в водоподающем блоке дизеля в качестве привода и наличием откидных площадок со съемными фиксируемыми в рабочем положении перилами позволяет улучшить условия эксплуатации установки за счет сокращения числа рейсов по доставке ее на рабочее место, возможности манипуляций при работе с помощью вспомогательного трубопровода, использования одного вида топлива для насосного и водоподающего блоков и удобства обслуживания насосного блока за счет наличия откидных площадок с перилами. 3 п.ф., 3 ил.

Известна передвижная насосная установка, описанная в п.РФ 2256777 «Комплекс цементирования скважин» по кл. E21B 33/14, з. 23.10.2003 г, оп. 20.07.2005 г.

Установка насосная передвижная является частью комплекса цементирования скважин и позволяет производить подключение резервных установок, закачивает цементный раствор в зависимости от объема и глубины скважины обеими насосными линиями, по параметрам производительности, а также по гидродинамическим режимам превосходит выпускаемые установки и обеспечивает закачку рабочей жидкости взамен нескольких установок.

Известная установка двухнасосная передвижная УНП2 смонтирована на автошасси и состоит из распределительного коллектора 18, напорных трубопроводов 21, соединенных с цементировочной головкой 19, дополнительных подводов для подключения резерва 22. Она также содержит датчики и измерительные устройства давления, расхода, температуры, объема и плотности, две автономные насосные нагнетательные линии, работающие как в коллектор, так и отдельно в каждой линии нагнетания разных рабочих растворов (центробежный насос 11, плунжерные насосы 12).

Центробежный насос 11 подает воду на смесительное устройство 5 установки УПТР одновременно с подачей цемента. При полном заполнении емкости 8 и достижении заданных параметров цементный раствор откачивается в скважину плунжерными насосами 12 установки УНП2. Установленный подпорный насос 13 повышает коэффициент наполнения цилиндров основных плунжерных насосов и практически доводит его до единицы, что позволяет с высокой эффективностью вести закачку цементной смеси в скважину. Весь процесс закачки происходит через измерительный блок. Управление плунжерными насосами ведется из кабины оператора.

В случае отказа подпорного насоса 13 установки УНП2 закачку в скважину цементного раствора плунжерные насосы могут осуществлять напрямую из большой осреднительной емкости 8 установки УОП по линии 16. Дополнительные подводы 22 на установке УНП2 позволяют подключать цементные агрегаты и другое технологическое оборудование, применяемое при цементировании, а также дублировать работу приборного блока установки УНУ.

Недостатком является определенная сложность, поскольку это часть комплекса, а также ограниченные эксплуатационные возможности из-за использования шасси автомобиля, поскольку в болотистых местах на севере передвижение такой установки затруднено.

Известна насосная установка, описанная в патенте РФ 20127 «Насосная установка» по кл. E21B 33/14, з. 15.05.2001 г., оп. 20.10.2001 г..

Известная насосная установка включает шасси автомобиля, на раме которого смонтированы насос высокого давления с приводом от двигателя шасси автомобиля, мерный бак, манифольд, вспомогательный трубопровод, водоподающий насос, отличающаяся тем, что привод водоподающего насоса через коробку отбора мощности соединен с двигателем шасси автомобиля.

Недостатком известной установки являются ее ограниченные эксплуатационные возможности, что обусловлено использованием в качестве транспортного средства грузового автомобиля, поскольку при работе в болотистых местах на севере, особенно в зимнее время, условия работы не всегда благоприятны для автотранспорта.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является насосная установка на санях, производимая ОАО «ИЖНЕФТЕМАШ» как дизель-насосный агрегат АНЦ-320С, описанная в статье «Производство насосов и нефтяного оборудования» на сайте www.agrovodcom.ru/reference/106php (см. Приложение к заявке) и выбранная в качестве прототипа.

Известная установка АНЦ-320С - дизель-насосный агрегат (цементировочный) - предназначена для нагнетания рабочих жидкостей при цементировании скважин в процессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ на нефтяных и газовых скважинах в труднодоступных районах. Насосный блок и водоподающий блок смонтированы на отдельных санях (модулях).

Состав санного варианта агрегата:

а) Насосный блок (модуль основной - габариты 8850×2600×3000, масса 8500 кг):

- насос НЦ 320 с приводом от дизеля КамАЗ 37403.10 или ЯМЗ-238М2;

- манифольд (емкость мерного бака 6 куб.м, емкость бачка для цементного раствора 0,25 куб.м; приемная линии цементировочного и водяного насосов Ду-100, нагнетательная линия цементировочного и водяного насосов Ду-50);

б) Водоподающий блок (модуль водоподающий - габариты 5190×2600×3146, масса 2275 кг):

- насос ЦНС 38-154 с приводом от двигателя ЗМЗ-511. Недостатками известного агрегата являются следующие:

- низкая производительность из-за использования только одного насоса НЦ320;

- неудобство эксплуатации из-за монтажа насосного блока и водоподающего блока на двух отдельных санях (поскольку доставка упомянутых блоков в труднодоступные болотистые места на Севере осуществляется вертолетом);

- использования в водоподающем блоке в качестве привода двигателя ЗМЗ-511 (при использовании в насосном блоке привода от дизеля КамаЗ 37403 или ЯМЗ-238М2), что также неудобно, т.к. требует разных видов топлива для разных блоков.

Задачей является повышение производительности установки при повышении удобства ее эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в установке двухнасосной на санях, включающей смонтированные на санях, используемых в качестве платформы, насосный блок и водоподающий блок, причем насосный блок содержит насос высокого давления, силовой агрегат для его привода, мерный бак, манифольд, а водоподающий блок содержит насос, снабженный приводом, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, насосный и водоподающий блоки смонтированы на одних санях, в насосном блоке использован дополнительно второй насос высокого давления, причем оба насоса высокого давления смонтированы на одной раме, силовой агрегат выполнен двухприводным, имеется вспомогательный трубопровод, а в водоподающем блоке приводом для насоса служит дизель, при этом сани в зоне расположения насосного блока снабжены с двух сторон откидными площадками со съемными перилами, выполненными с возможностью их фиксации как при горизонтальном, так и при вертикальном положении площадок.

При этом в качестве насосов высокого давления могут быть использованы поршневые насосы при их установке вдоль продольной оси саней или плунжерные насосы при их установке перпендикулярно продольной оси саней.

Использование в насосном блоке дополнительного насоса высокого давления, смонтированного на одной раме с первым насосом, дает возможность повысить производительность установки, а монтаж насосного и водоподающего блоков на одних санях в совокупности с наличием в насосном блоке вспомогательного трубопровода, испбльзованием в водоподающем блоке дизеля в качестве привода и наличием откидных площадок со съемными фиксируемыми в рабочем положении перилами позволяет улучшить условия эксплуатации установки за счет сокращения числа рейсов по доставке ее на рабочее место, возможности манипуляций при работе с помощью вспомогательного трубопровода, использования одного вида топлива для насосного и водоподающего блоков и удобства обслуживания насосного блока за счет наличия откидных площадок с перилами.

Технический результат - обеспечение удобства эксплуатации, повышение производительности.

Заявляемая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как монтаж насосного и водоподающего блоков на одной платформе, использование в насосном блоке дополнительно второго насоса высокого давления, смонтированного на одной раме с первым насосом, выполнение силового агрегата двухприводным, наличие вспомогательного трубопровода, использование в водоподающем блоке дизеля в качестве привода для насоса, наличие в зоне расположения насосного блока откидных площадок со съемными фиксируемыми в рабочем положении перилами, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявляемая установка двухнасосная на санях может найти широкое применение в нефтегазовой промышленности, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где показаны на:

- фиг. 1 - вид установки сбоку;

- фиг. 2 - вид установки сверху;

- фиг. 3 - вид установки с торца.

Установка двухнасосная на санях (фиг. 1-3) содержит смонтированные на одной платформе I (на одних санях) насосный и водоподающий блоки II и III. При этом насосный блок I содержит насосы 1 и 2 высокого давления, двухприводной силовой агрегат 3 для их привода, мерный бак 4, манифольд 5 и разборный вспомогательный трубопровод 6. Водоподающий блок содержит насос 7, снабженный дизельным приводом 8. Насосы 1 и 2 высокого давления смонтированы на одной раме 9. При этом если в качестве насосов 1 и 2 высокого давления использованы поршневые насосы, то они размещены вдоль продольной оси саней I, а если использованы плунжерные насосы, то он размещены перпендикулярно продольной оси саней I. Сани I в зоне расположения насосного блока II снабжены с двух сторон откидными площадками 10_1,2 со съемными перилами 11, выполненными с возможностью их фиксации как при горизонтальном, так и при вертикальном положении площадок 10. Откидные площадки 10_1,2 имеют небольшую ширину (30-50 см) и предназначены для удобства обслуживания насосного блока II обеспечения безопасности операторов и могут быть зафиксированы в рабочем положении как при вертикальном, так и при горизонтальном положении площадок 10.

Установка двухнасосная на санях снабжена также электрооборудованием и контрольно-измерительными приборами (на чертежах не показаны), включающими в себя элементы управления, контроля и сигнализации, освещения и системы предпускового подогрева двигателя. Электрооборудование и контрольно-измерительные приборы рассредоточены на санях I в соответствующих назначению местах.

Более конкретно выполнение и назначение узлов установки следующее.

Насосы 1 и 2 высокого давления предназначены для подачи цементного и глинистого растворов в скважину. Это могут быть, например, поршневые насосы ЦН26-32 или плунжерные насосы НП-500.

Силовой агрегат 3 состоит из двух дизельных двигателей ЯМЗ-238М2, коробки передач ЯМЗ-236У и предназначен для привода насосов 1 и 2 высокого давления.

Мерный бак 4 имеет емкость 8 м³.

Манифольд 5 служит для как обеспечения параллельной работы насосов на общую напорную линию, так и их работы в раздельном режиме. Он содержит приемные и напорные линии, а также линии сброса давления (на чертежах не обозначены).

Вспомогательный разборный трубопровод 6 содержит, в частности, пять труб, две укороченных трубы, шесть шарнирных колен, шланги всасывающий и нагнетательный и предназначен для обвязки установки с устьем скважины при выполнении работы.

Водоподающий насос 7 представляет собой центробежный насос многоступенчатый секционный марки ЦНС.

Дизельный привод 8 представляет собой, в частности, дизель Д-130.

Блоки смонтированы на санях, в частности, следующим образом.

На одном конце саней I смонтирован водоподающий блок III, насос 7 которого и приводящий его дизель 8 расположены компактно один рядом с другим по противоположным сторонам от продольной оси саней I. На противоположном конце саней I с краю расположены мерный бак 4, вспомогательный трубопровод 6, манифольд 5. Далее размещен насосный блок II, включающий в себя смонтированные на одной раме 9 насосы 1 и 2 высокого давления, расположенный перед ними и связанный с ними двухприводной силовой агрегат 3 из дизельных двигателей ЯМЗ. При этом двигатели смонтированы в кабине 12 с кожухом 13. В кабине 12 размещена также панель управления и поэтому кабина 12 используется в качестве пункта обслуживания для операторов. Она установлена на санях таким образом, что за ней расположен водоподающий блок III. Такая компоновка блоков обеспечивает компактное расположение и удобное обслуживание в процессе работы как водоподающего III, так и насосного блоков II, а также комфортное место работы обслуживающих установку операторов в виде кабины 12 с кожухом 13.

Работа насосной установки осуществляется совместно с цементосмесительной установкой (на чертежах не показана), которая установлена у скважины (на чертежах не показана).

С помощью разборного вспомогательного трубопровода 6 и манифольда 5 нагнетательные линии насосов 1 и 2 высокого давления соединяют со скважиной, а приемные патрубки насосов 1, 2 и нагнетательную линию водоподающего насоса 1-е цементосмесительной установкой.

С помощью манифольда 5 производят забор воды из мерного бака 4 и закачку ее водоподающим насосом 7 в смесительное устройство цементносмесительной машины. Затем производят забор цементного раствора из цементного бачка (на чертежах не показан) насосами 1 и 2 высокого давления или одним из них в установленном режиме и подачу его в скважину. Насосами 1 и 2 высокого давления также осуществляют забор глинистого раствора из мерного бака 4 и подают его в скважину. Далее промывают линии предохранительного клапана насоса 1 (насосов 1, 2) высокого давления при затворении установкой цементного или глинистого раствора в скважину. Сбрасывают давление в напорной линии насоса 1 (насосов 1, 2) высокого давления путем сброса жидкости из нагнетательного коллектора насоса 1 (насосов 1, 2) в мерный бак 4 установки.

В сравнений с прототипом заявляемая установка двухнасосная на санях является более производительной и удобной в эксплуатации.

1. Установка двухнасосная на санях, включающая смонтированные на санях, используемых в качестве платформы, насосный блок и водоподающий блок, причем насосный блок содержит насос высокого давления, силовой агрегат для его привода, мерный бак, манифольд, а водоподающий блок содержит насос, снабженный приводом, отличающаяся тем, что насосный и водоподающий блок смонтированы на одних санях, в насосном блоке использован дополнительно второй насос высокого давления, смонтированный на одной раме с первым насосом, силовой агрегат выполнен двухприводным, имеется вспомогательный трубопровод, а в водоподающем блоке приводом для насоса служит дизель, при этом сани в зоне расположения насосного блока снабжены с двух сторон откидными площадками со съемными перилами, выполненными с возможностью их фиксации как при горизонтальном, так и при вертикальном положении площадок.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве насосов высокого давления в ней использованы поршневые насосы, расположенные вдоль продольной оси саней.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве насосов высокого давления в ней использованы плунжерные насосы, расположенные перпендикулярно продольной оси саней.