Насос и насосная установка для перекачки и нагнетания диоксида углерода

Номер патента: 3220

Опубликовано: 27.02.2003

Автор: Фортубер Фредерик А.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Установка для повышения давления сжиженного диоксида углерода или любого другого сжиженного газа, имеющая насос с эластомерными уплотнениями, не пропитывающимися диоксидом углерода, двигатель с эластомерными уплотнениями, не пропитывающимися диоксидом углерода, и корпус, в котором расположены насос и двигатель.

2. Установка по п.1, имеющая также источник питания.

3. Установка по п.2, имеющая также, по крайней мере, один силовой кабель, соединяющий двигатель с источником питания.

4. Установка по п.1, в которой в качестве насоса используется скважинный электрический погружной насос.

5. Способ перекачки сжиженного газа, при осуществлении которого в существующий трубопровод, который имеет впускной и выпускной фланцы, встраивают корпус, имеющий противоположные фланцы, которыми он соединяется с выпускным и впускным фланцами трубопровода, а также насос и двигатель, предназначенные для повышения давления газа, которые имеют эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода.

6. Способ по п.5, в котором перекачиваемый газ представляет собой диоксид углерода.

7. Способ по п.5, в котором перекачиваемый газ представляет собой газ, создающий парниковый эффект.

8. Установка для повышения давления диоксида углерода или любого другого сжиженного газа, имеющая корпус, встроенный в существующий трубопровод, скважинный электрический насос, расположенный в этом корпусе и имеющий эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода, и двигатель, который также расположен в корпусе, соединен с насосом и имеет эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода.

9. Установка по п.8, имеющая также источник питания.

10. Установка по п.9, имеющая также, по крайней мере, один силовой кабель, соединяющий двигатель с источником питания.

11. Установка по п.1, в которой насос имеет подшипники, изготовленные из графитосодержащего сплава.

12. Установка по п.3, в которой силовой кабель имеет эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода.

13. Установка по п.10, в которой силовой кабель имеет эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к насосу и насосной установке, предназначенным, главным образом, для перекачки и нагнетания диоксида углерода, в частности для перекачки и нагнетания диоксида углерода в плотной фазе(сжиженного диоксида углерода) в нефтяные или газовые пласты. Предлагаемые в изобретении насос и насосная установка могут быть использованы также для закачки под землю или под воду газов, создающих парниковый эффект,таких как диоксид углерода, метан, закись азота или хлорфторозамещенные углеводороды, которые могут существовать в сжиженном виде. Изобретение можно также использовать и для перекачки любого газа, который может существовать в сжиженном виде. Предпосылки создания изобретения Вопреки распространенному мнению, Соединенные Штаты Америки все еще обладают огромными запасами нефти. Даже сейчас в нефтяных месторождениях страны остается в 2 раза больше нефти, чем она добыла более чем за 135 лет существования в ней нефтяной индустрии. На каждый баррель добытой к настоящему времени нефти приходится 2 барреля оставшейся. Нефтяной промышленности США, которая уже добыла почти 160 миллиардов баррелей, еще предстоит добыть около 350 миллиардов баррелей, но уже по новой усовершенствованной технологии нефтедобычи. Однако добыча большей части оставшейся нефти связана со значительными трудностями. Расположенная в сложных геологических структурах и не поддающаяся добыче традиционными методами нефть все еще остается недоступной. В настоящее время существует множество новых способов увеличения добычи нефти или газа из месторождений. К ним относятся, в частности, способы, основанные на нагнетании в пласт пара, диоксида углерода и/или азота, воды с химическими реагентами типа полимеров,поверхностно-активных веществ и щелочей, а также на использовании микроорганизмов для образования под землей газов или химических реагентов, повышающих подвижность остающейся в пласте нефти. Одним из наиболее распространенных новых способов добычи, применяемых на месторождениях в зоне крупного месторождения Permian Basin на западе штата Техас и юго-востоке штата Нью-Мексико, является "заводнение пласта" или нагнетание в него диоксида углерода (СО 2). Нагнетание в пласт диоксида углерода относится к числу наиболее перспективных для Соединенных Штатов способов интенсификации нефтедобычи, поскольку при этом используется имеющийся в изобилии природный диоксид углерода. При нагнетании диоксида углерода СО 2 (используемого в качестве смешивающейся с нефтью заводняющей жидкости) в пласт под давлением выше мини 003220 2 мального давления смешивания газообразный диоксид углерода действует как растворитель. СО 2 поглощает легкие углеводородные фракции нефти, увеличивает общий объем и уменьшает вязкость нефти, повышая ее текучесть. Если месторождение уже подверглось заводнению, то его заводнение в третий раз потоком СО 2 обычно увеличивает нефтедобычу на 8-16% от первоначальной. Если же при вторичной добыче нефти вместо воды в пласт закачивать СО 2, то прирост нефтедобычи может быть увеличен до 40%. Обычно процесс нагнетания СО 2 предполагает закачку в пласт СО 2 под давлением в трубопроводе, создаваемым обычно используемым для этого оборудованием. Если давление в трубопроводе недостаточно для закачки СО 2 в пласт, то давление СО 2 повышают специальным насосом. Существующая технология нагнетания сжиженного СО 2 в пласт путем повышения его давления предполагает применение многоступенчатых центробежных или поршневых насосов с дорогими двойными механическими уплотнениями, а также системами масляных затворов высокого давления и системами для охлаждения используемого для создания уплотнений масла. Существующие насосные установки такого типа, как правило, изготавливаются по специальному заказу и монтируются в больших специально построенных для этого помещениях. Стоимость таких установок достаточно высока,они занимают большую площадь, сложны по конструкции, требуют значительных эксплуатационных расходов и в настоящее время настолько изношены, что нуждаются в капитальном ремонте или замене. Именно этими причинами и объясняется необходимость в создании усовершенствованных насоса и насосной установки для перекачки и нагнетания СО 2. Краткое изложение сущности изобретения Настоящее изобретение относится к насосу и насосной установке для перекачки и нагнетания сжиженного диоксида углерода в нефтяной или газовый пласт и для закачки в пласт или под воду сжиженных газов, создающих парниковый эффект, таких как диоксид углерода, метан, закись азота или хлорфторозамещенные углеводороды. В одном из вариантов изобретения предлагается установка для повышения давления диоксида углерода или любого другого сжиженного газа, имеющая скважинный электрический насос, двигатель и корпус, в котором они расположены. Установка имеет источник энергии и как минимум один силовой кабель, соединяющий двигатель с источником энергии. В другом варианте изобретения предлагается способ перекачки и нагнетания сжиженного газа, заключающийся в том, что корпус установки встраивают в существующий трубопровод соединением выпускного фланца и впускного фланца трубопровода с противоположными фланцами (со 3 ответственно впускным и выпускным) корпуса. Газ, который перекачивают внутри корпуса насосом с двигателем, может быть сжиженным диоксидом углерода или любым сжиженным газом, создающим парниковый эффект. Помимо других преимуществ, предлагаемая в изобретении установка не требует использования дорогих механических уплотнений или необходимых для этого масляных затворов, не требует для ее монтажа больших помещений, ее можно легко и без больших затрат поддерживать в рабочем состоянии, ремонтировать и при необходимости заменить. Приведенное выше краткое изложение сущности изобретения дает общее представление об его особенностях и технических преимуществах и поэтому позволяет достаточно просто понять приведенное ниже подробное описание изобретения. В этом описании рассмотрены дополнительные особенности и преимущества изобретения, составляющие объект изобретения. Основная идея изобретения и описанный ниже вариант его возможного выполнения могут послужить специалистам основой для модификации и создания других конструкций, предназначенных для тех же целей, что и настоящее изобретение. При этом следует учитывать, что все такие модернизированные конструкции не должны нарушать основной идеи изобретения и не должны выходить за его объем, определяемый приведенной ниже формулой изобретения. Краткое описание чертежей Прилагаемые к описанию чертежи, являющиеся неотъемлемой частью заявки, иллюстрируют возможные варианты выполнения настоящего изобретения и вместе с описанием позволяют лучше понять основные принципы изобретения. На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано на фиг. 1 - вид спереди предлагаемой в изобретении насосной установки в рабочем состоянии,на фиг. 2 - продольный разрез насосной установки по фиг. 1 с изображением ее основных частей и на фиг. 3 - продольный разрез с более подробным изображением части предлагаемой в изобретении насосной установки. Следует отметить, что на перечисленных выше чертежах показаны лишь типичные варианты выполнения изобретения, и поэтому их не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения, которое допускает возможность выполнения и других равнозначных вариантов. Предпочтительный вариант выполнения изобретения Настоящее изобретение относится к насосу и насосной установке для перекачки и нагнетания сжиженного или находящегося в надкритическом состоянии диоксида углерода в нефтяной или газовый пласт. В общем случае установка имеет скважинный погружной насос и соответствующий двигатель, помещенные в 4 корпус, который встроен в существующий находящийся на поверхности трубопровод или трубопроводную систему перекачки СО 2. К преимуществам изобретения относится, в частности, применение погружного электрического насоса, исключающего необходимость использования сложных механических уплотнений или необходимых для этого масляных затворов. На фиг. 1 в виде спереди в рабочем состоянии показана предлагаемая в изобретении насосная установка 10. Насосная установка 10 имеет корпус 20, соосно встроенный в существующий трубопровод, который состоит из частично показанных на чертеже впускной трубы 70 и выпускной трубы 60. Корпус 20 имеет фланцы 22 и 24, которыми он присоединен (с помощью болтов и гаек) соответственно к фланцу 62 выпускной трубы и фланцу 74 впускной трубы. Корпус и фланцы можно изготовить из любого материала, способного выдержать условия эксплуатации предлагаемой в изобретении установки, например из металла, стекловолокна, пластика или из модифицированных композиционных материалов, пропитанных эпоксидной смолой, упрочненных высокопрочными волокнами низкой плотности и имеющих термопластичное покрытие. Поток перекачиваемого насосной установкой 10 газа можно перекрыть одним или несколькими вентилями(не показаны), установленными на трубах 70 и 60 за насосом или перед ним. Хотя в этом и нет особой необходимости,тем не менее корпус 20 можно установить на одну или несколько подставок 31 и 33, надежно закрепленных в земле. Корпус 20 можно закрепить на подставке 31 и 33 П-образными охватывающими его хомутами 35 с держателями 37. Побразные хомуты 35 и держатели 37 можно затянуть вокруг корпуса 20 навернутыми на резьбовые стержни хомутов гайками или какимлибо иным обычным способом. Показанная на фиг. 1 подставка 31 имеет большую высоту, чем подставка 33, и поэтому корпус оказывается несколько наклоненным к горизонтали (под углом примерно 15), однако, насосная установка или корпус могут быть расположены и горизонтально, и вертикально или в любом промежуточном положении в зависимости от положения существующего трубопровода. На показанном на фиг. 2 продольном разрезе предлагаемой в изобретении насосной установки 10 изображены ее основные детали. Насосная установка 10 имеет корпус 20 с фланцами 22 и 24, насос 40 и двигатель 50. Размеры корпуса 20 должны обеспечивать возможность размещения в нем насоса 40 и двигателя 50. Корпус 20 должен иметь, в частности, такие размеры, чтобы скорость потока СО 2, обтекающего двигатель, была достаточной для поглощения выделяемого двигателем тепла (приблизительно от 1,0 до 7,0 футов/c). В рассматриваемом примере корпус 20 имеет внутренний диа 5 метр около 5,5 дюймов и длину около 10 футов. При необходимости корпус 20 можно оснастить несколькими центровочными деталями 25,предназначенными для центрирования насоса 40 и двигателя 50 по оси внутреннего диаметра корпуса. В зависимости от конструкции корпус 20 можно присоединить к впускной и выпускной трубам различных по размерам трубопроводов. В рассматриваемом примере корпус 20 соединен с 6-дюймовой впускной трубой 70 и 2 дюймовой выпускной трубой 60. Фланцы 24 и 74 выполнены в виде надеваемых на трубу и привариваемых к ней своей горловиной фланцев с рифленой торцевой поверхностью по стандарту ANSI 900. Фланцы 22 и 62 также выполнены в виде надеваемых на трубу и привариваемых к ней своей горловиной фланцев кольцевого типа по стандарту ANSI 900. Фланцы 22, 24, 62 и 74 можно выполнить в виде фланцев, надеваемых на трубу по скользящей посадке, фланцев с переходной сварной втулкой, фланцев, соединяемых с трубой внахлестку, или фланцев с привариваемой к трубе горловиной. Надеваемые на трубу и привариваемые к ней фланцы 22 и 62 кольцевого типа используются в данном варианте для соединения с трубопроводом выпускного конца корпуса насоса, облегчая центрирование с трубопроводом собранных друг с другом насоса и двигателя. В качестве насоса 40 можно использовать любой скважинный погружной электрический насос достаточного размера, способный создавать внутри корпуса 20 необходимое давление. Обычно такие насосы применяют для перекачки воды, нефти и других жидкостей в погруженном в скважину виде, однако, в установке, предлагаемой в изобретении, такой насос 40 расположен на поверхности и используется для перекачки и нагнетания сжиженного СО 2. В отличие от других насосов, таких как центробежные насосы, турбонасосы, поршневые или шестеренчатые насосы, которые имеют одиночные, сдвоенные и даже строенные механические уплотнения, скважинный погружной электрический насос не требует таких достаточно дорогих уплотнений. В рассматриваемом примере насос 40 с наружным диаметром около 4 дюймов и длиной около 4,3 фута имеет 35 ступеней давления и может перекачивать приблизительно 1300 баррелей в день (приблизительно 3250 тысяч куб.футов сжиженного СО 2 в зависимости от его чистоты и температуры) при избыточном давлении в 270 фунтов/кв.дюйм. В качестве двигателя 50 можно использовать любой двигатель, рассчитанный на работу с соответствующим напряжением и обладающий достаточной мощностью для привода расположенного внутри корпуса насоса. В зависимости от конкретных условий двигатель мощностью от 1 до 300 л.с. можно подключить к сети напряжением от 100 до 2500 B. В рассматриваемом примере двигатель 50 имеет мощность, 003220 6 равную 10 л.с., работает от сети напряжением 460 B и имеет размеры 3,75 дюйма по наружному диаметру и 3,85 фута длиной. Решение проблем, связанных с декомпрессией сжиженного газа и возможностью взрыва,требует исключительно тщательного подхода к выбору эластомерных элементов уплотняющих колец круглого сечения и уплотнений, используемых в насосе 40 и двигателе 50. Эти проблемы возникают в тех случаях, когда находящийся под высоким давлением сжиженный СО 2 пропитывает эластомеры. При внезапном падении давления до испарения СО 2 эластомер остается пропитанным сжиженным газом. В результате возникает так называемая взрывная декомпрессия. В используемом в предлагаемой установке насосе используются кольца круглого сечения из фторкаучука (AFLAS) с твердостью по Шору 805, изготавливаемые фирмой Seals Eastern,Inc., Ред Банк, шт. Нью-Джерси. В двигателе использованы стандартные эластомерные уплотнения из материалов, выпускаемые фирмойFranklin Electric, Блаффтон, шт. Индиана. Силовые кабели, по которым на двигатель подается напряжение, имеют наружную изоляцию из нитритного каучука (Paracril) и этиленпропиленовый (СКЭПТ) сердечник и также изготавливаются фирмой Franklin Electric. Напряжение на двигатель 50 подается по одному или нескольким силовым кабелям 82,проходящим от двигателя 50 к источнику энергии через предусмотренный во фланце 62 ввод 86. Силовые кабели 82 можно защитить арматурой различного типа, например показанной на чертеже трубой 84. В предлагаемой установке можно использовать различные кабели, пригодные для работы в данных условиях. В рассматриваемом примере напряжение на двигатель 50 подается по трем отдельным силовым кабелям длиной около 12,5 фута, которые проходят к источнику энергии через ввод 88 высокого давления. Для заземления предлагаемой установки можно использовать отдельный кабель 89. На фиг. 3 показан продольный разрез части предлагаемой в изобретении установки с более подробным изображением ее отдельных деталей. Для уплотнения отверстия, через которое силовые кабели проходят внутрь корпуса, и предотвращения возможной утечки сжиженного СО 2 из корпуса в атмосферу в предлагаемой установке использовано герметичное вводное электрическое устройство 86 и 88. Это устройство имеет металлический корпус, изготовленный из углеродистой или нержавеющей стали марки 304 либо нержавеющей стали марки 316. Втулку 86 вводного устройства можно соединить на резьбе или приварить к выпускному фланцу 62 насоса. Другая втулка 88 вводного устройства крепится к втулке 86 накидной гайкой с внутренней резьбой, навинчивающейся на наружную резьбу втулки 86. Во избежание утечки сжиженного СО 2 через соединенные 7 друг с другом втулки 86 и 88 используется уплотнительное кольцо круглого сечения и трубная резьба. Для этой же цели (т.е. для предотвращения утечки сжиженного СО 2 через зазор вокруг силовых кабелей 82) используется эластомерный колпачок и двухкомпонентная эпоксидная смола, которая не пропитывается СО 2. Электрическое вводное устройство такого типа разработано и изготавливается фирмой EFTSystems, Inc., Хьюстон, шт. Техас. Диоксид углерода, используемый в соответствии с изобретением для вторичной или третичной добычи нефти, может быть получен по контрактам с поставщиками СО 2, добыт из месторождения или выделен из природного газа. В ограниченных объемах СО 2 можно доставлять из основных источников к месту добычи грузовиками-нефтевозами или железнодорожными цистернами. Газ, перевозимый из одного места в другое таким способом, обычно находится под избыточным (манометрическим) давлением около 300 фунтов/кв.дюйм при температуре 0F (в сжиженном виде). Транспортировка больших объемов газа, находящегося, как правило, под давлением выше критического давления СО 2, производится по трубопроводам. Как показывает практика, для эффективного и экономичного нагнетания СО 2 в пласт последний должен быть достаточно большим - с начальным содержанием нефти свыше 5 млн баррелей - и иметь не менее 10 работающих скважин. Месторождение должно также быть расположено в зоне с существующей инфраструктурой источников СО 2 и распределительных трубопроводов. Давление, требуемое для нагнетания СО 2 в пласт, может быть различным в зависимости от конкретного места, поскольку величина (манометрического) давления, при котором газ растворяется в нефти, колеблется в пределах от 1100 до 5000 фунтов/кв.дюйм. Это давление,помимо всего прочего, зависит от глубины залегания пласта и от типа горной породы. Если необходимая для закачки величина давления невысока, то нагнетание может быть произведено непосредственно из трубопровода, а если требуется более высокое давление, то оно должно быть повышено непосредственно на месте работ. В рассматриваемом примере (манометрическое) давление диоксида углерода в трубопроводе колеблется от 1750 до 1910 фунтов/кв.дюйм и зависит от давления СО 2 на выходе добывающей скважины и от объема потребления СО 2 другими пользователями трубопровода. В рассматриваемом примере из-за характеристик пласта перед нагнетанием в него диоксида углерода его давление необходимо было повысить до 2160 фунтов/кв.дюйм. Анализ буровых журналов, образцов керна, карт, данных о добыче, истории освоения скважины, истории заводнения и других имеющихся данных может, как очевидно, указать на необходимость работы и при другом давлении. 8 Предлагаемая в изобретении установка для перекачки и нагнетания СО 2 обладает многими преимуществами по сравнению с известными установками, в частности более низкой стоимостью, простотой и легкостью эксплуатации,приобретения и доставки, применимостью в окружающей среде, безопасностью и легкостью монтажа. Так, например, стоимость монтажа используемого в предлагаемой установке насоса, повышающего давление СО 2, приблизительно на 200000 долларов меньше, чем стоимость монтажа типовой промышленной установки. Автономный узел насос-двигатель не требует технического обслуживания и специального обучения обслуживающего персонала для его нормальной эксплуатации. В качестве всех элементов насоса для перекачки и нагнетания СО 2 могут быть использованы стандартные изделия,которые можно легко и быстро приобрести. Насос для перекачки и нагнетания СО 2 может быть готов к отправке через 2 недели после оформления заказа, в то время как для изготовления типовой промышленной установки подобного типа требуется затратить как минимум 26 недель. Замену всей предлагаемой в изобретении насосной установки можно произвести за 48 ч или даже быстрее. Благодаря отсутствию внешних уплотнений с помощью насоса такого типа,кроме сжиженного диоксида углерода, можно перекачивать и другие жидкости, представляющие опасность для окружающей среды, а также любые газы, присутствующие в сжиженном виде. Кроме того, такой насос может создавать более высокое давление по сравнению с другими насосами без уплотнений, в частности с насосами с электромагнитными муфтами. Предлагаемый для использования насос для повышения давления (бустерный насос) обладает повышенной безопасностью. Благодаря отсутствию внешних уплотнений опасность, вызванная возможными утечками газа через уплотнения, сведена к минимуму. Время, требуемое для монтажа насоса такого типа, который собирается простым болтовым соединением фланцев и не требует точной центровки на месте, значительно меньше, чем время монтажа существующих установок. Для надежной эксплуатации других насосных установок необходимо на месте обеспечить соосность двигателя и насоса. Еще одно преимущество предлагаемого насоса состоит в том, что он может быть установлен вертикально и не требует для установки такого же большого места, как существующее насосное оборудование. Приведенный ниже пример иллюстрирует область возможного применения предлагаемой в изобретении насосной установки. Этот пример может служить своего рода инструкцией для специалистов и не должен рассматриваться как ограничивающий объем изобретения, определяемый его формулой. Пример. Насос для перекачки и нагнетания диоксида углерода, выполненный по настоящему изобретению, использовался на установке SouthLtd. (совместное предприятие Amoco Corporation и Shell Oil Company) в округе Gaines, шт. Техас. Для повторной закачки СО 2 в пласт с целью увеличения нефтедобычи компании Altura Energy требовалось повысить давление в трубопроводе СО 2, проложенном к месту обработки от ближайшей газогенераторной станции. Ниже приведен состав исходного СО 2. Компонент Мол.% Об.% Мас.% Азот (N2) 0,479 0,303 0,326 Диоксид углерода (СО 2) 87,873 86,333 93,887 Метан (C1) 8,185 7,997 3,188 Этан (С 2) 3,350 5,165 2,446 Пропан (С 3) 0,022 0,035 0,024 Изобутан (iC4) 0,024 0,045 0,034 н-Бутан (nС 4) 0,067 0,122 0,095 10 Ниже указаны другие характеристики исходного СО 2, параметры всасывания существующего насоса и другие физические параметры, относящиеся к данному примеру: а) избыточное (манометрическое) давление на входе насоса (фунты/кв.дюйм): 1835,б) диапазон температуры СО 2 (градусы по Фаренгейту): от приблизительно +40 (зимой) до приблизительно +80 (летом),в) плотность СО 2 (фунты/куб.фут): см. приведенную ниже таблицу,г) удельный вес при 60F: 0,7522,д) молекулярная масса: 41,190,е) производительность: 3,5 млн стандартных куб.футов СО 2 указанного выше состава в день (или приблизительно 1225 баррелей/день). Ниже указаны термодинамические свойства исходного СО 2 при различных давлениях. Термодинамические свойства при абсолютном давлении Р, равном 1800,000 фунтов/кв.дюйм-3803,93 0,874 Примечание: БТЕ означает британские тепловые единицы. Термодинамические свойства при абсолютном давлении Р, равном 1850,000 фунтов/кв.дюйм Температура,F 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 Термодинамические свойства при абсолютном давлении Р, равном 2100,000 фунтов/кв.дюйм Термодинамические свойства при абсолютном давлении Р, равном 1900,000 фунтов/кв.дюйм В данном примере для перекачки и нагнетания диоксида углерода использовали скважинный погружной электрический насос маркиD1400 с 35 ступенями давления, изготавливаемый фирмой REDA (Camco Internatonal Company), Мидленд, шт. Техас. Для привода насоса использовали двигатель серии FN4, 10 л.с., 460 В, высокотемпературный, предназначенный для работы с насосом высокого давления в скважинах и изготавливаемый фирмой Franklin ElectricCompany, Inc., Блаффтон, шт. Индиана. Насос и двигатель были доработаны с целью применения в качестве опоры насоса латунного вкладыша и подшипников из графитосодержащего сплава и установки термопластичной центрирующей втулки непосредственно за всасывающим отверстием насоса. Наличие этой центрирующей втулки позволило сократить длину не имеющего опоры участка узла насос-двигатель с 8 до 4 футов. Центрирующая втулка также уменьшила прогиб в месте соединения насоса с двигателем, что, в свою очередь, позволило увеличить срок службы уплотнений и подшипников насоса и двигателя. Для предотвращения просачивания CO2 фирмой EFT Systems, Inc.,Хьюстон, шт. Техас, был специально разработан герметичный электрический ввод кабелей для питания двигателя. Для перекачки и нагнетанияCO2 фирма ВМ Tool Company, Мидленд, шт. Техас, изготовила специальное выпускное концевое соединение 62 бустерного насоса. Для изготовления этого концевого соединения был использован материал марки 4130. Корпус насоса, который был изготовлен фирмой JPN ServiceCompany, Денвер-Сити, шт. Техас, имел наружную оболочку из 6-дюймовой бесшовной трубы(Schedule 120 А 106 Grade В), 6-дюймовый нормализованный (А 105) насаженный на трубу и приваренный к ней фланец с рельефной поверхностью из кованой стали с расточкой (Schedule 120) для всасывающего фланца и 6-дюймовый нормализованный (А 105) насаженный на трубу и приваренный к ней фланец с втулкой из кованой стали с расточкой (Schedule 120) для нагнетательного фланца. Насос для перекачки и нагнетания CO2 был испытан для перекачиваемого по замкнутому контуру CO2 при избыточном (манометрическом) давлении 1910 фунтов/кв.дюйм на входе и давлении на выходе в пределах от 2060 до 2200 фунтов/кв.дюйм. Насос перекачивал приблизительно 1300 баррелей CO2 в день в течение 344 дней. Общее количество сжиженного CO2, прошедшее через насос за 344 дня, составило 1,09 млрд куб.футов. Подробное описание настоящего изобретения и его преимуществ не исключает возмож 12 0,843 0,855 0,867 ности внесения в рассмотренный вариант различных изменений, замен и доработок, которые,однако, не должны нарушать основной идеи изобретения и должны оставаться в пределах его объема, определяемого приведенной ниже формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для повышения давления сжиженного диоксида углерода или любого другого сжиженного газа, имеющая насос с эластомерными уплотнениями, не пропитывающимися диоксидом углерода, двигатель с эластомерными уплотнениями, не пропитывающимися диоксидом углерода, и корпус, в котором расположены насос и двигатель. 2. Установка по п.1, имеющая также источник питания. 3. Установка по п.2, имеющая также, по крайней мере, один силовой кабель, соединяющий двигатель с источником питания. 4. Установка по п.1, в которой в качестве насоса используется скважинный электрический погружной насос. 5. Способ перекачки сжиженного газа, при осуществлении которого в существующий трубопровод, который имеет впускной и выпускной фланцы, встраивают корпус, имеющий противоположные фланцы, которыми он соединяется с выпускным и впускным фланцами трубопровода, а также насос и двигатель, предназначенные для повышения давления газа, которые имеют эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода. 6. Способ по п.5, в котором перекачиваемый газ представляет собой диоксид углерода. 7. Способ по п.5, в котором перекачиваемый газ представляет собой газ, создающий парниковый эффект. 8. Установка для повышения давления диоксида углерода или любого другого сжиженного газа, имеющая корпус, встроенный в существующий трубопровод, скважинный электрический насос, расположенный в этом корпусе и имеющий эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода, и двигатель,который также расположен в корпусе, соединен с насосом и имеет эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода. 9. Установка по п.8, имеющая также источник питания. 10. Установка по п.9, имеющая также, по крайней мере, один силовой кабель, соединяющий двигатель с источником питания. 11. Установка по п.1, в которой насос имеет подшипники, изготовленные из графитосодержащего сплава. 12. Установка по п.3, в которой силовой кабель имеет эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода. 14 13. Установка по п.10, в которой силовой кабель имеет эластомерные уплотнения, не пропитывающиеся диоксидом углерода.

МПК / Метки

МПК: F04C 23/00, E21B 43/16

Метки: углерода, диоксида, насос, нагнетания, установка, насосная, перекачки

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-3220-nasos-i-nasosnaya-ustanovka-dlya-perekachki-i-nagnetaniya-dioksida-ugleroda.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Насос и насосная установка для перекачки и нагнетания диоксида углерода</a>

Похожие патенты