RU2013127792A

RU2013127792A - Многоступенчатый центробежный насос высокого давления для гидравлического разрыва пластов с запасами углеводородов

Info

Publication number: RU2013127792A
Application number: RU2013127792/06A
Authority: RU
Inventors: Дана ПЕТТИГРЮ; Войсиеч А. ЛИМАНОВКА; Зоран ВУКАДИН
Original assignee: Нексен Энерджи Юлс
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2015-02-27
Also published as: SG191727A1; CO6721022A2; CN103270308B; US20150083427A1; CN103270308A; CA2764752A1; MX360677B; AU2012208916A1; WO2012097440A1; US8944168B2; MX2013007081A; PL405594A1; BR112013015406A2; US20120205112A1; CA2764752C; MX346005B; EP2665937A1

Abstract

1. Многоступенчатый центробежный насос для гидравлического разрыва залежи углеводородов, способный обеспечивать давление на выходе или перепад давления между значениями давления на входе и на выходе насоса до приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм или более, причем насос содержит:корпус насоса, сконструированный для основного удерживания давления,уплотнение между основанием насоса и насадкой насоса, относящееся к типу металл-металл и обеспечиваемое при помощи применения специализированной резьбы,диффузоры, выполненные с отверстиями для обеспечения быстрого выравнивания давления по всему внешнему краю диффузора с тем, чтобы предотвратить разрушение в виду высокого перепада давления, который может вызвать разрушение диффузора,уплотнение, используемое снаружи диффузоров для предотвращения появления гидравлической связи и потока текучей среды между наружной областью отдельных диффузоров, заключенных внутри корпуса, причем соединительные элементы насоса на впускном и выпускном концах насоса оснащены уплотнением типа уплотнительного кольца или прокладки,причем указанный насос обеспечивает давление на выходе или перепад давления между значениями давления на входе и выходе насоса до приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм или более.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит диффузоры, крыльчатки и вал, находящиеся внутри корпуса, рассчитанного на высокое давление, причем указанная установка полностью находится внутри корпуса, и корпус характеризуется достаточной прочностью для обеспечения надежной герметизации нагнетаемых текучих сред.3. Насос по любому из пп.1 или 2, о

Claims

1. Многоступенчатый центробежный насос для гидравлического разрыва залежи углеводородов, способный обеспечивать давление на выходе или перепад давления между значениями давления на входе и на выходе насоса до приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм или более, причем насос содержит:

корпус насоса, сконструированный для основного удерживания давления,

уплотнение между основанием насоса и насадкой насоса, относящееся к типу металл-металл и обеспечиваемое при помощи применения специализированной резьбы,

диффузоры, выполненные с отверстиями для обеспечения быстрого выравнивания давления по всему внешнему краю диффузора с тем, чтобы предотвратить разрушение в виду высокого перепада давления, который может вызвать разрушение диффузора,

уплотнение, используемое снаружи диффузоров для предотвращения появления гидравлической связи и потока текучей среды между наружной областью отдельных диффузоров, заключенных внутри корпуса, причем соединительные элементы насоса на впускном и выпускном концах насоса оснащены уплотнением типа уплотнительного кольца или прокладки,

причем указанный насос обеспечивает давление на выходе или перепад давления между значениями давления на входе и выходе насоса до приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм или более.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит диффузоры, крыльчатки и вал, находящиеся внутри корпуса, рассчитанного на высокое давление, причем указанная установка полностью находится внутри корпуса, и корпус характеризуется достаточной прочностью для обеспечения надежной герметизации нагнетаемых текучих сред.

3. Насос по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в нем использована втулка высокого давления, расположенная сверху стенки диффузора для увеличения прочности стенки при помощи прессовой посадки между втулкой и внешним диаметром стенки диффузора.

4. Насос по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в нем использованы отверстия для выравнивания давления, выполненные в стенке диффузора, что обеспечивает нулевой перепад давления на стенке диффузора и также обеспечивает быстрое снижение давления.

5. Насос по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что для предотвращения разрушения ступеней в результате переноса давления из одной ступени насоса в другую, используют уплотнение в виде уплотнительного кольца между каждым диффузором и указанным корпусом.

6. Насос по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что уплотнение, выполненное между корпусом насоса и основанием насоса и насадкой насоса, выполнено посредством специализированных резьб, обеспечивающих уплотнение металл-металл, что, тем самым устраняет любые эластомерные и неэластомерные уплотнения благодаря использованию проверенной технологии резьбового уплотнения (соединение основания/насадки/корпуса).

7. Насос по п.1, отличающийся тем, что он выполнен из конструкционных материалов, соответствующих широко известным рекомендациям, опубликованным для рабочих показателей материалов, например, из стандартов NACE (Национальная ассоциация специалистов по коррозии), ASTME (Американская ассоциация инженеров по испытанию материалов и инструментов) или ANSI (Американский государственный институт стандартизации) для уплотнений

8. Применение насоса по любому из пп.1-6 в качестве многоступенчатого центробежного насоса с тем, чтобы обеспечить функционирование этого многоступенчатого центробежного насоса высокого давления с созданием механического и гидравлического предельного давления на выходе до приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм или более для нагнетания текучих сред в ствол скважины с целью гидравлического разрыва месторождений углеводородов, через которые проходит указанная скважина.

9. Многоступенчатая центробежная насосная установка, содержащая диффузоры, крыльчатки и вал, находящиеся внутри корпуса, рассчитанного на высокое давление, причем указанная установка полностью находится внутри корпуса, и дополнительно содержит втулку высокого давления, расположенную поверх стенки диффузора для увеличения прочности стенки, обеспеченного при помощи прессовой посадки втулки на внешний диаметр стенки диффузора, при этом корпус характеризуется достаточной прочностью для обеспечения надежной герметизации нагнетаемых текучих сред, причем установка способна повысить предельные значения давления на выходе от более 6000 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно более 10000 фунтов на квадратный дюйм или более, что, тем самым, обеспечивает давление, подходящее для осуществления гидравлического разрыва пластов, через которые проходит стволы скважин.

10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит центробежный насос корпусного типа, сконструированный для функционирования со скоростями от приблизительно 30 до 90 Гц (от 1800 до 5400 оборотов в минуту), причем значения давления на выходе могут составлять по существу приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм, и значение давления на всасывании по существу может находиться в диапазоне от приблизительно 15 до 600 фунтов на квадратный дюйм.

11. Установка по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит втулку высокого давления, расположенную поверх стенки диффузора для увеличения прочности стенки, обеспеченного при помощи прессовой посадки втулки на внешний диаметр стенки диффузора.

12. Установка по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит отверстия для выравнивания давления в стенке диффузора, что обеспечивает нулевой перепад давления на стенке диффузора, что, тем самым, обеспечивает быстрое снижение давления.

13. Установка по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит уплотнение в виде уплотнительного кольца, используемое между каждым диффузором и корпусом для предотвращения разрушения ступеней в результате переноса давления из одной ступени насоса в другую.

14. Установка по п.9, отличающаяся тем, что уплотнение, выполненное между корпусом насоса и основанием насоса и насадкой насоса, выполнено посредством специализированных резьб, обеспечивающих уплотнение металл-металл, что, тем самым устраняет любые эластомерные и неэластомерные уплотнения благодаря использованию проверенной технологии резьбового уплотнения, такой как соединение основания/насадки/корпуса.

15. Установка по п.9, отличающаяся тем, что она предназначена для нагнетания текучих сред в ствол скважины с целью осуществления гидравлического разрыва формаций с запасами углеводородов.

16. Многоступенчатая центробежная насосная установка, содержащая диффузоры, крыльчатки и вал, находящиеся внутри корпуса, дополнительно содержащая отверстия для выравнивания давления в стенке диффузора, что обеспечивает нулевой перепад давления на стенке диффузора, что, тем самым, обеспечивает быстрое снижение давления, при этом установка полностью находится внутри корпуса, характеризующегося достаточной прочностью для обеспечения надежной герметизации нагнетаемых текучих сред, причем установка способна повысить предельные значения давления на выходе от более 6000 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно более 10000 фунтов на квадратный дюйм или более, что, тем самым, обеспечивает давление, подходящее для осуществления гидравлического разрыва пластов, через которые проходит стволы скважин.

17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что дополнительно содержит центробежный насос корпусного типа, сконструированный для функционирования со скоростями от приблизительно 30 до 90 Гц (от 1800 до 5400 оборотов в минуту), причем значения давления на выходе могут составлять по существу приблизительно 10000 фунтов на квадратный дюйм, и значение давления на всасывании по существу может находиться в диапазоне от приблизительно 15 до 600 фунтов на квадратный дюйм.

18. Установка по п.16, отличающаяся тем, что дополнительно содержит втулку высокого давления, расположенную поверх стенки диффузора для увеличения прочности стенки, обеспеченного при помощи прессовой посадки втулки на внешний диаметр стенки диффузора.

19. Установка по п.16, отличающаяся тем, что дополнительно содержит отверстия для выравнивания давления в стенке диффузора, что обеспечивает нулевой перепад давления на стенке диффузора, что, тем самым, обеспечивает быстрое снижение давления.

20. Установка по п.16, отличающаяся тем, что дополнительно содержит уплотнение в виде уплотнительного кольца, используемое между каждым диффузором и корпусом для предотвращения разрушения ступеней в результате переноса давления из одной ступени насоса в другую.

21. Установка по п.16, отличающаяся тем, что уплотнение, выполненное между корпусом насоса и основанием насоса и насадкой насоса, выполнено посредством специализированных резьб, обеспечивающих уплотнение металл-металл, что, тем самым устраняет любые эластомерные и неэластомерные уплотнения благодаря использованию проверенной технологии резьбового уплотнения, такой как соединение основания/насадки/корпуса.

22. Установка по п.16, отличающаяся тем, что она предназначена для нагнетания текучих сред в ствол скважины с целью осуществления гидравлического разрыва формаций с запасами углеводородов.

23. Установка по п.22, отличающаяся тем, что она выполнена из конструкционных материалов, соответствующих широко известным рекомендациям, опубликованным для рабочих показателей материалов, например, из стандартов NACE (Национальная ассоциация специалистов по коррозии), ASTME (Американская ассоциация инженеров по испытанию материалов и инструментов) или ANSI (Американский государственный институт стандартизации) для уплотнений запорного оборудования или подобного в виду агрессивных свойств нагнетаемых текучих сред.