JP6499500B2 - Downhole compressor - Google Patents

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Description

本発明は、ガス井などで用いられるダウンホール圧縮装置に関する。   The present invention relates to a downhole compression apparatus used in a gas well or the like.

ガス井などのケーシング内のダウンホール圧縮装置では、その上流側(底部側)の流路では気体と液体が混合した流体が流れている。ガス井の場合、ガスに含まれる水や油からなる液体は不要な物質であり、しばしばスラグと呼ばれる。そこで、ダウンホール圧縮装置では、気体に液体(スラグ)が混合した流体から液体(スラグ)を分離するセパレータが設けられている。すなわち、不要な液体(スラグ)は、気体(採取ガス)を圧縮する圧縮機の上流側に設けられたセパレータによって分離され、除去される。   In a downhole compression apparatus in a casing such as a gas well, a fluid in which a gas and a liquid are mixed flows in a flow path on the upstream side (bottom side) thereof. In the case of a gas well, a liquid composed of water or oil contained in the gas is an unnecessary substance and is often called slag. Therefore, in the downhole compression apparatus, a separator that separates the liquid (slag) from the fluid in which the liquid (slag) is mixed with the gas is provided. That is, unnecessary liquid (slag) is separated and removed by the separator provided on the upstream side of the compressor that compresses the gas (collected gas).

セパレータには、液体(スラグ)を効率よく分離することが可能な液滴径の範囲が存在する。液滴径がその範囲を外れると、その液滴はセパレータを通過する。すなわち、所定の液滴径の範囲よりも小さい液滴や大きい液滴(スラグ)は、セパレータを素通りする。とくに、多量の液体が混合した気体がセパレータに流入した場合には、その液滴径は、当然ながら過度に大きくなる。そのため、セパレータはその液滴を分離できず、分離されなかった液滴は、セパレータの下流に設けられた圧縮機に流れ込む。その結果、圧縮機は、多量の液体(スラグ)の流入を受け、過負荷により破損する。   The separator has a range of droplet diameters that can efficiently separate the liquid (slag). When the droplet diameter is out of the range, the droplet passes through the separator. That is, droplets smaller than or larger than a predetermined droplet diameter (slag) pass through the separator. In particular, when a gas mixed with a large amount of liquid flows into the separator, the droplet diameter naturally becomes excessively large. Therefore, the separator cannot separate the droplets, and the droplets that have not been separated flow into a compressor provided downstream of the separator. As a result, the compressor receives an inflow of a large amount of liquid (slag) and breaks due to overload.

このようなダウンホール圧縮装置における技術課題を解決するために、例えば、特許文献1には、圧縮機で圧縮された気体の一部を、リサイクルチャネルを通してセパレータの上流側へ逆流させ、ノズルから噴出させることで、大きな径の液滴(スラグ)を破砕する技術が開示されている。   In order to solve the technical problem in such a downhole compression apparatus, for example, in Patent Document 1, a part of the gas compressed by the compressor is caused to flow backward to the upstream side of the separator through the recycle channel and ejected from the nozzle. By doing so, a technology for crushing large diameter droplets (slag) is disclosed.

国際公開第2013/40184号International Publication No. 2013/40184

特許文献1に記載されている液滴(スラグ)を破砕する技術によれば、確かに大きな径のスラグを破砕することはできる。しかしながら、セパレータが大量のスラグの流入を受けた場合、特許文献1に記載の技術により、その大量のスラグすべてをセパレータで分離可能な適切な大きさまで破砕することは困難である。従って、スラグの破砕が十分に行われなかった場合には、スラグはセパレータを通過し、圧縮機へ流入し、圧縮機を破損に至らしめる恐れがある。   According to the technique for crushing droplets (slag) described in Patent Document 1, it is possible to crush slag having a large diameter. However, when the separator receives a large amount of slag, it is difficult to crush all of the large amount of slag to an appropriate size that can be separated by the separator by the technique described in Patent Document 1. Therefore, when the slag is not sufficiently crushed, the slag passes through the separator and flows into the compressor, which may cause the compressor to break.

そこで、本発明の目的は、大きなスラグの圧縮機へ流入を防止し、圧縮機の破損を防止することが可能なダウンホール圧縮装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a downhole compression apparatus that can prevent a large slag compressor from flowing into the compressor and prevent the compressor from being damaged.

上記目的を達成するために、本発明に係るダウンホール圧縮装置は、筒状のケーシング内に配設され、前記ケーシングの一端から取り込んだ流体を前記ケーシング内で圧縮する圧縮機と、前記流体の流れの方向に沿って、前記圧縮機の上流側の前記ケーシング内に配設され、前記流体に含まれるスラグを分離して除去するセパレータと、前記流体の流れの方向に沿って、前記セパレータの上流側の前記ケーシング内に配設され、前記流体に含まれるスラグのうち自身の格子目よりも大きなスラグを破砕するとともに、前記格子目よりも小さなスラグを含んだ前記流体を通過させるスラグ破砕格子と、を備えてなることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a downhole compressor according to the present invention is provided in a cylindrical casing, compresses a fluid taken in from one end of the casing in the casing, A separator disposed in the casing on the upstream side of the compressor along the flow direction, for separating and removing slag contained in the fluid, and along the flow direction of the fluid, A slag crushing grid disposed in the casing on the upstream side and crushing slag larger than its own lattice among slag contained in the fluid and allowing the fluid containing slag smaller than the lattice to pass through. It is characterized by comprising.

本発明によれば、大きなスラグの圧縮機へ流入を防止し、圧縮機の破損を防止することが可能なダウンホール圧縮装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the downhaul compression apparatus which can prevent inflow to the compressor of a big slag and can prevent the failure | damage of a compressor is provided.

本発明の第1の実施形態に係るダウンホール圧縮装置の縦断面構造の例を模式的に示した図。The figure which showed typically the example of the longitudinal cross-section of the downhole compression apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るスラグ破砕格子の(a)平面図および(b)斜視図の例を示した図。The figure which showed the example of the (a) top view and (b) perspective view of the slag crushing lattice which concern on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るダウンホール圧縮装置で用いられるスラグ破砕格子の第1の変形例を示した図。The figure which showed the 1st modification of the slag crushing lattice used with the downhole compression apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るダウンホール圧縮装置で用いられるスラグ破砕格子の第2の変形例を示した図。The figure which showed the 2nd modification of the slag crushing lattice used with the downhole compression apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るダウンホール圧縮装置の縦断面構造の例を模式的に示した図。The figure which showed typically the example of the longitudinal cross-section of the downhole compression apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るスラグ破砕格子の斜視図の例を示した図。The figure which showed the example of the perspective view of the slag crushing lattice which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の変形例に係るダウンホール圧縮装置の縦断面構造の例を模式的に示した図。The figure which showed typically the example of the longitudinal cross-section of the downhole compression apparatus which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るダウンホール圧縮装置の縦断面構造の例を模式的に示した図。The figure which showed typically the example of the longitudinal cross-section of the downhole compression apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るダウンホール圧縮装置に設けられるスクリュー翼の斜視図の例を示した図。The figure which showed the example of the perspective view of the screw wing | blade provided in the downhole compression apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to a common component and the overlapping description is abbreviate | omitted.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10の縦断面構造の例を模式的に示した図である。図1に示すように、ダウンホール圧縮装置10は、ガス井などの円筒状のケーシング20の底部から流入する流体60を取り込んでケーシング20内で圧縮し、ケーシング20の上部へ供給する装置である。本実施形態に係るダウンホール圧縮装置10は、圧縮機30、セパレータ40およびスラグ破砕格子50を備えて構成される。ここで、圧縮機30およびセパレータ40としては、いずれも公知の一般的な圧縮機およびセパレータが用いられるものとする。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a longitudinal sectional structure of a downhole compression apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the downhole compression apparatus 10 is an apparatus that takes in a fluid 60 that flows in from the bottom of a cylindrical casing 20 such as a gas well, compresses the fluid 60 in the casing 20, and supplies the fluid 60 to the top of the casing 20. . The downhole compression apparatus 10 according to the present embodiment includes a compressor 30, a separator 40, and a slag crushing grid 50. Here, as the compressor 30 and the separator 40, both known general compressors and separators are used.

一般に、ケーシング20の底部から流入する流体60は、ガス70と、水滴や油滴などからなるスラグ80との混合体である。前記したように、スラグ80は、圧縮機30を破損させる恐れがある。そこで、ケーシング20内の圧縮機30の上流側(底部側)には、スラグ80を分離し除去するセパレータ40が配設され、セパレータ40により流体60からスラグ80が除去される。なお、図1において、ブロック矢印は、ガス70とスラグ80とからなる流体60の流れの方向を示している。   In general, the fluid 60 flowing from the bottom of the casing 20 is a mixture of a gas 70 and a slag 80 made of water drops, oil drops, or the like. As described above, the slag 80 may damage the compressor 30. Therefore, a separator 40 that separates and removes the slag 80 is disposed on the upstream side (bottom side) of the compressor 30 in the casing 20, and the slag 80 is removed from the fluid 60 by the separator 40. In FIG. 1, the block arrows indicate the flow direction of the fluid 60 composed of the gas 70 and the slag 80.

公知の一般的なセパレータ40では、セパレータ40を通過する流体60に対し、例えば回転力を付与し、遠心分離の原理により、ガス70とスラグ80とを互いに分離する。しかしながら、このようなセパレータ40では、軽い微小なスラグ80は、ガス70との分離が十分に行われず、また、付与する回転力でも回転されないような重い大きなスラグ80についても分離が十分に行われない。そのため、軽い微小なスラグ80や重い大きなスラグ80は、セパレータ40で除去されず、圧縮機30に流入する。   In the known general separator 40, for example, a rotational force is applied to the fluid 60 passing through the separator 40, and the gas 70 and the slag 80 are separated from each other by the principle of centrifugal separation. However, in such a separator 40, the light and small slag 80 is not sufficiently separated from the gas 70, and the heavy large slag 80 that is not rotated by the applied rotational force is also sufficiently separated. Absent. Therefore, the light minute slag 80 and the heavy large slag 80 are not removed by the separator 40 and flow into the compressor 30.

この場合、軽い微小なスラグ80は、圧縮機30にとって大きな負荷とはならないが、重い大きなスラグ80は、圧縮機30にとって大きな負荷となり、過負荷となった場合、圧縮機30を破損に至らしめる恐れがある。そこで、本実施形態では、セパレータ40のさらに上流側(底部側)に、大きなスラグ80を破砕して小さなスラグ80にするためのスラグ破砕格子50が設けられている。   In this case, the light minute slag 80 does not become a heavy load on the compressor 30, but the heavy large slag 80 becomes a large load on the compressor 30, and when the overload is caused, the compressor 30 is damaged. There is a fear. Therefore, in this embodiment, the slag crushing grid 50 for crushing the large slag 80 into the small slag 80 is provided on the further upstream side (bottom side) of the separator 40.

図2は、第1の実施形態に係るスラグ破砕格子50の(a)平面図および(b)斜視図の例を示した図である。図2(a)、(b)に示すように、スラグ破砕格子50は、互いに平行に配列された複数の横方向の横桟51と、縦方向の縦桟52が互いに交差するように配置されて構成される。そして、横桟51および縦桟52の両端部は、ケーシング20の内壁に固定される。すなわち、スラグ破砕格子50は、その格子面がケーシング20の長さ方向と略直交するようにケーシング20の内壁に固定される。このとき、スラグ破砕格子50における横桟51および縦桟52で囲まれるそれぞれの格子目53の大きさ(断面積)は、略均一であるとする。また、スラグ破砕格子50の格子面は、ケーシング20の中心軸に略垂直であるとするが、多少の傾きがあってもよい。   Drawing 2 is a figure showing the example of (a) top view and (b) perspective view of slag crushing lattice 50 concerning a 1st embodiment. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the slag crushing grid 50 is arranged such that a plurality of horizontal transverse bars 51 and vertical longitudinal bars 52 that are arranged in parallel with each other intersect each other. Configured. Then, both end portions of the horizontal beam 51 and the vertical beam 52 are fixed to the inner wall of the casing 20. That is, the slag crushing grid 50 is fixed to the inner wall of the casing 20 so that the grid surface is substantially orthogonal to the length direction of the casing 20. At this time, it is assumed that the size (cross-sectional area) of each lattice 53 surrounded by the horizontal beam 51 and the vertical beam 52 in the slag crushing lattice 50 is substantially uniform. Moreover, although the lattice plane of the slag crushing lattice 50 is assumed to be substantially perpendicular to the central axis of the casing 20, there may be some inclination.

従って、本実施形態では、ケーシング20の底部から流入する流体60は、スラグ破砕格子50が配設された位置に到達すると、流体60のうち、ガス70および格子目53よりも小さなスラグ80は、スラグ破砕格子50を通過する。一方、格子目53よりも大きなスラグ80は、スラグ破砕格子50に衝突して、破砕され、小さくなる。そして、その格子目53よりも小さくなったスラグ80は、スラグ破砕格子50を通過する。   Therefore, in this embodiment, when the fluid 60 flowing in from the bottom of the casing 20 reaches the position where the slag crushing lattice 50 is disposed, the slag 80 smaller than the gas 70 and the lattice 53 in the fluid 60 is Pass through the slag crushing grid 50. On the other hand, the slag 80 larger than the lattice 53 collides with the slag crushing grid 50 and is crushed and becomes smaller. The slag 80 that has become smaller than the lattice 53 passes through the slag crushing lattice 50.

すなわち、ケーシング20の底部から流入する流体60に大きなスラグ80が含まれていたとしても、その大きなスラグ80は、スラグ破砕格子50を通過するとき、スラグ破砕格子50によって破砕され、格子目53よりも小さなスラグ80になる。従って、格子目53の大きさを適切に定めることにより、スラグ破砕格子50を通過するスラグ80の大きさを、セパレータ40で効率よく分離可能な大きさにすることができる。   That is, even if a large slag 80 is included in the fluid 60 flowing from the bottom of the casing 20, the large slag 80 is crushed by the slag crushing lattice 50 when passing through the slag crushing lattice 50, and from the lattice 53 Becomes a small slag 80. Therefore, by appropriately determining the size of the lattice 53, the size of the slag 80 passing through the slag crushing lattice 50 can be made a size that can be efficiently separated by the separator 40.

その場合、微小なスラグ80を除き大部分のスラグ80がセパレータ40で除去されることになるので、少なくとも大きなスラグ80が圧縮機30へ流入することはない。その結果、圧縮機30は過負荷になることはなく、圧縮機30の破損が防止される。よって、本実施形態では、大きなスラグ80がセパレータ40を通過し、圧縮機30へ流入し、圧縮機30を破損に至らしめるという従来技術の課題が解決される。   In that case, most of the slag 80 except for the minute slag 80 is removed by the separator 40, so that at least the large slag 80 does not flow into the compressor 30. As a result, the compressor 30 is not overloaded, and the compressor 30 is prevented from being damaged. Therefore, in this embodiment, the problem of the prior art that the big slag 80 passes the separator 40, flows into the compressor 30, and causes the compressor 30 to be broken is solved.

なお、図2に示したスラグ破砕格子50では、横桟51および縦桟52は、例えばステンレスなどからなる板材で構成されているとしているが、ステンレスなどからなる棒材や線材などで構成されているとしてもよい。   In the slag crushing lattice 50 shown in FIG. 2, the horizontal beam 51 and the vertical beam 52 are made of a plate material made of, for example, stainless steel, but are made of a rod material or wire made of stainless steel or the like. It may be.

(第1の実施形態の第1の変形例)
図3は、本発明の第1の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10で用いられるスラグ破砕格子50の第1の変形例を示した図である。図2に示したスラグ破砕格子50の横桟51および縦桟52は、直線状の板材、棒材、線材などで構成されているが、図3に示した第1の変形例では、スラグ破砕格子50aの横桟51aおよび縦桟52aは、波線状の板材、棒材、線材などで構成されている。また、ここでは、横桟51aおよび縦桟52aで囲まれるそれぞれの格子目53aの大きさ(断面積)は、略均一であるとする。
(First modification of the first embodiment)
FIG. 3 is a view showing a first modification of the slag crushing lattice 50 used in the downhole compression apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. The horizontal beam 51 and the vertical beam 52 of the slag crushing grid 50 shown in FIG. 2 are composed of straight plate material, bar material, wire material, etc. In the first modification shown in FIG. The horizontal beam 51a and the vertical beam 52a of the lattice 50a are configured by wavy plate material, bar material, wire material, or the like. Here, it is assumed that the size (cross-sectional area) of each lattice 53a surrounded by the horizontal beam 51a and the vertical beam 52a is substantially uniform.

本変形例でも、スラグ破砕格子50aは、大きなスラグ80を破砕して、格子目53aの大きさに応じたサイズのスラグ80にすることができる。従って、セパレータ40に流入するスラグ80の大きさを、セパレータ40で効率よく分離可能な大きさにすることが可能となる。よって、本変形例でも、大きなスラグ80が圧縮機30へ流入するのを防止し、圧縮機30の破損を防止することができるという前記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also in this modification, the slag crushing lattice 50a can crush the large slag 80 to obtain a slag 80 having a size corresponding to the size of the lattice 53a. Therefore, the size of the slag 80 flowing into the separator 40 can be made a size that can be efficiently separated by the separator 40. Therefore, also in this modified example, it is possible to prevent the large slag 80 from flowing into the compressor 30 and to obtain the same effect as in the first embodiment that can prevent the compressor 30 from being damaged.

(第1の実施形態の第2の変形例)
図4は、本発明の第1の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10で用いられるスラグ破砕格子の第2の変形例を示した図である。図4に示すように、第2の変形例に係るスラグ破砕格子50bは、径が異なる円形状(円弧状)の複数の横桟51bがケーシング20の中心軸を中心に同心円状に配置され、直線状の複数の縦桟52bがケーシング20の中心軸を通るように放射状に配置されて構成される。この場合、横桟51bと縦桟52bとで囲まれる格子目53bの大きさ(断面積)は、ケーシング20内の中心部で小さく、周辺部で大きくなる。
(Second modification of the first embodiment)
FIG. 4 is a view showing a second modification of the slag crushing lattice used in the downhole compression apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, in the slag crushing grid 50b according to the second modified example, a plurality of circular (arc-shaped) horizontal bars 51b having different diameters are arranged concentrically around the central axis of the casing 20, A plurality of straight vertical bars 52 b are arranged radially so as to pass through the central axis of the casing 20. In this case, the size (cross-sectional area) of the lattice 53b surrounded by the horizontal beam 51b and the vertical beam 52b is small in the central portion in the casing 20 and large in the peripheral portion.

従って、ガス70とスラグ80とからなる流体60がスラグ破砕格子50aを通過すると、通過後のスラグ80の平均的な大きさは、ケーシング20内の中心部で小さく、周縁部で大きくなる。従って、ケーシング20内の中心部で平均的に小さく、周縁部で平均的に大きいスラグ80を含んだ流体60が、セパレータ40に流入することとなる。言い換えれば、セパレータ40には、スラグ80の分離が何ほどか行われた状態の流体60が流入すると考えることができる。従って、本変形例では、セパレータ40は、より効率よくスラグ80を分離することが可能になる。   Therefore, when the fluid 60 composed of the gas 70 and the slag 80 passes through the slag crushing lattice 50a, the average size of the slag 80 after passing is small at the central portion in the casing 20 and large at the peripheral portion. Therefore, the fluid 60 containing the slag 80 that is small at the center in the casing 20 and that is large at the peripheral edge flows into the separator 40. In other words, it can be considered that the fluid 60 with some separation of the slag 80 flows into the separator 40. Therefore, in this modification, the separator 40 can separate the slag 80 more efficiently.

よって、本変形例でも、複数の円形状の横桟51bのおよび放射状の縦桟52bの数および間隔を適切に決めることにより、セパレータ40を通過した後のスラグ80の大きさをセパレータ40が効率よく分離可能な大きさにすることができる。よって、本変形例では、大きなスラグ80が圧縮機30へ流入するのをより効果的に防止することができ、圧縮機30の破損をより効果的に防止することができるようになる。   Therefore, also in this modified example, the separator 40 efficiently determines the size of the slag 80 after passing through the separator 40 by appropriately determining the number and interval of the plurality of circular horizontal bars 51b and the radial vertical bars 52b. The size can be well separated. Therefore, in this modification, it can prevent more effectively that the big slag 80 flows in into the compressor 30, and can prevent the damage of the compressor 30 more effectively.

<第2の実施形態>
図5は、本発明の第2の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10cの縦断面構造の例を模式的に示した図である。また、図6は、第2の実施形態に係るスラグ破砕格子50cの斜視図の例を示した図である。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a longitudinal sectional structure of a downhole compression apparatus 10c according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view showing an example of a perspective view of the slag crushing lattice 50c according to the second embodiment.

図5に示すように、第2の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10cは、円筒状のケーシング20の底部から流入する流体60をケーシング20内で圧縮し、ケーシング20の上部へ供給する装置であり、圧縮機30、セパレータ40およびスラグ破砕格子50cを備えて構成される。この第2の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10cは、スラグ破砕格子50cの形状が図1および図2に示したスラグ破砕格子50と相違することを除けば、第1の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10と同じである。   As shown in FIG. 5, the downhole compression device 10 c according to the second embodiment is a device that compresses the fluid 60 flowing in from the bottom of the cylindrical casing 20 in the casing 20 and supplies the compressed fluid 60 to the top of the casing 20. Yes, and includes a compressor 30, a separator 40, and a slag crushing grid 50c. The downhole compression apparatus 10c according to the second embodiment is the downhole according to the first embodiment, except that the shape of the slag crushing grid 50c is different from the slag crushing grid 50 shown in FIGS. It is the same as the hall compression device 10.

図5および図6に示すように、第2の実施形態では、スラグ破砕格子50cは、その格子面の一部または全体が流体60の流れの上流側に向かって凸状に突出したものとなっている。図6に示すように、スラグ破砕格子50cは、例えば、倒立した半円錐の底面および側面に配置された直線状または円弧状の桟により構成され、その格子面の形状は、倒立半円錐のかご状を呈している。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the second embodiment, the slag crushing grid 50 c has a part or the whole of the grid surface protruding in a convex shape toward the upstream side of the flow of the fluid 60. ing. As shown in FIG. 6, the slag crushing grid 50c is constituted by, for example, linear or arc-shaped bars arranged on the bottom and side surfaces of an inverted half cone, and the shape of the grid surface is an inverted half cone cage. It has a shape.

ちなみに、図6に例示したスラグ破砕格子50cは、倒立半円錐の底面部が、図2に示したような横桟と縦桟とからなる格子で構成され、倒立半円錐の側面部が、当該円錐の軸を中心とした円形の桟と当該円錐の頂点を通る直線に沿った直線状の桟とからなる格子で構成されている。このような形状を有するスラグ破砕格子50cの場合、ケーシング20内の中心部、すなわち、倒立半円錐の底面部では、格子目の大きさは略均一なものとなっている。それに対し、ケーシング20内の周縁部、すなわち、倒立半円錐の側面部では、その格子目の大きさは周縁部に行くほど大きくなっている。そして、その格子目の大きさを、底面部の格子目の大きさよりも大きくすることができる。   Incidentally, in the slag crushing lattice 50c illustrated in FIG. 6, the bottom surface portion of the inverted half cone is configured by a lattice composed of a horizontal beam and a vertical beam as shown in FIG. It is composed of a lattice composed of a circular beam centered on the cone axis and a linear beam along a straight line passing through the apex of the cone. In the case of the slag crushing lattice 50c having such a shape, the size of the lattice is substantially uniform at the center portion in the casing 20, that is, the bottom portion of the inverted half cone. On the other hand, in the peripheral part in the casing 20, that is, the side part of the inverted half cone, the size of the lattice becomes larger toward the peripheral part. And the size of the lattice can be made larger than the size of the lattice on the bottom surface.

従って、このような形状を有するスラグ破砕格子50cをセパレータ40の上流側のケーシング20に配設すると、ケーシング20の底部から流入する流体60に含まれる大きなスラグ80は、スラグ破砕格子50cによって破砕され、その格子目よりも小さなスラグ80になる。従って、スラグ破砕格子50cの格子目の大きさを適切に定めることにより、スラグ破砕格子50cによって破砕されるスラグ80の大きさを、セパレータ40で効率よく分離可能な大きさにすることができる。   Therefore, when the slag crushing grid 50c having such a shape is disposed in the casing 20 on the upstream side of the separator 40, the large slag 80 contained in the fluid 60 flowing from the bottom of the casing 20 is crushed by the slag crushing grid 50c. The slug 80 is smaller than the lattice. Therefore, the size of the slag 80 crushed by the slag crushing grid 50c can be made a size that can be efficiently separated by the separator 40 by appropriately determining the size of the grid of the slag crushing grid 50c.

また、本実施形態の場合、図4の例の場合と同様に、スラグ破砕格子50c通過後のスラグ80の平均的な大きさを、ケーシング20内の中心部で小さく周辺部で大きくすることができる。従って、本実施形態では、セパレータ40は、より効率よくスラグ80を分離することが可能になる。よって、本実施形態では、大きなスラグ80が圧縮機30へ流入するのをより効果的に防止することができ、圧縮機30の破損をより効果的に防止することができるようになる。   In the case of this embodiment, as in the case of the example of FIG. 4, the average size of the slag 80 after passing through the slag crushing grid 50 c can be reduced at the center in the casing 20 and increased at the periphery. it can. Therefore, in this embodiment, the separator 40 can separate the slag 80 more efficiently. Therefore, in this embodiment, it can prevent more effectively that the big slag 80 flows in into the compressor 30, and can prevent the damage of the compressor 30 more effectively.

なお、図6に示した例では、スラグ破砕格子50cの格子面の形状は、倒立半円錐のかご状であるとしているが、例えば、球面の一部からなるボール(容器)状であるとしてもよい。この場合のスラグ破砕格子50cの形状の例としては、例えば、図4に示したスラグ破砕格子50bの格子面を流体60の流れの上流側に向かって凸球面状に突出させた形状とすることができる。   In the example shown in FIG. 6, the shape of the lattice surface of the slag crushing lattice 50 c is an inverted half-cone cage shape, but may be, for example, a ball (container) shape formed of a part of a spherical surface. Good. As an example of the shape of the slag crushing grid 50c in this case, for example, the slag crushing grid 50b shown in FIG. 4 has a grid surface protruding in a convex spherical shape toward the upstream side of the flow of the fluid 60. Can do.

(第2の実施形態の変形例)
図7は、本発明の第2の実施形態の変形例に係るダウンホール圧縮装置10dの縦断面構造の例を模式的に示した図である。図7に示すように、本変形例に係るダウンホール圧縮装置10dは、スラグ破砕格子50dの格子面の一部または全体が流体60の流れの下流側(上部側)に凸状に突出している点で、図5に示した第2の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10cと相違している。従って、スラグ破砕格子50dとしては、図6に示した倒立半円錐のかご状のスラグ破砕格子50cを上下反転したものをそのまま用いることができる。
(Modification of the second embodiment)
FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of a longitudinal sectional structure of a downhole compression apparatus 10d according to a modification of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in the downhole compression apparatus 10d according to this modification, a part or the whole of the lattice surface of the slag crushing lattice 50d protrudes in a convex shape on the downstream side (upper side) of the flow of the fluid 60. This is different from the downhole compression apparatus 10c according to the second embodiment shown in FIG. Therefore, as the slag crushing grid 50d, an inverted half-cone cage-like slag crushing grid 50c shown in FIG. 6 can be used as it is upside down.

すなわち、本変形例は、第2の実施形態とは、スラグ破砕格子50dの格子面の突出方向が相違しているだけであるので、本変形例でも第2の実施形態と同様の作用効果を奏する。よって、本変形例でも、大きなスラグ80が圧縮機30へ流入するのを防止し、圧縮機30の破損を防止することができる。   That is, this modification example is different from the second embodiment only in the protruding direction of the lattice surface of the slag crushing grating 50d, and thus this modification example also has the same function and effect as the second embodiment. Play. Therefore, also in this modification, it is possible to prevent the large slag 80 from flowing into the compressor 30 and prevent the compressor 30 from being damaged.

<第3の実施形態>
図8は、本発明の第3の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10eの縦断面構造の例を模式的に示した図である。また、図9は、第3の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10eに設けられるスクリュー翼90の斜視図の例を示した図である。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of a longitudinal sectional structure of a downhole compression apparatus 10e according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing an example of a perspective view of a screw blade 90 provided in the downhole compression apparatus 10e according to the third embodiment.

図8に示すように、第3の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10eは、円筒状のケーシング20の底部から流入する流体60をケーシング20内で圧縮し、ケーシング20の上部へ供給する装置であり、圧縮機30、セパレータ40、スラグ破砕格子50およびスクリュー翼90を備えて構成される。この第3の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10eは、スクリュー翼90がセパレータ40の上流側に追加して配設されている点で、図1に示した第3の実施形態に係るダウンホール圧縮装置10と相違する。   As shown in FIG. 8, the downhole compression device 10 e according to the third embodiment is a device that compresses the fluid 60 flowing from the bottom of the cylindrical casing 20 in the casing 20 and supplies the compressed fluid 60 to the top of the casing 20. The compressor 30, the separator 40, the slag crushing grid 50, and the screw blades 90 are provided. The downhole compression apparatus 10e according to the third embodiment has a downhole according to the third embodiment shown in FIG. 1 in that a screw blade 90 is additionally provided on the upstream side of the separator 40. Different from the compression device 10.

スクリュー翼90は、図8および図9に示すように、軸材91とケーシング20の内壁との間に配設され、固定される。ここでは、スクリュー翼90は、4枚で構成されているとし、そのいずれもがケーシング20の内壁および軸材91の外壁にケーシング20の軸方向に対して傾斜するように取り付けられている。従って、ケーシング20の底部から上昇してくる流体60は、スクリュー翼90およびケーシング20の内壁に沿って斜め上方に流れることとなる。その結果、流体60は、スクリュー翼90を通過すると、その中に渦が生じる。ここで、図8に示した渦巻き型のブロック矢印は、流体60に生じる渦を表し、また、図9に示した太線の矢印は、スクリュー翼90を通過する流体60の流れの方向を表している。   As shown in FIGS. 8 and 9, the screw blade 90 is disposed and fixed between the shaft member 91 and the inner wall of the casing 20. Here, it is assumed that four screw blades 90 are configured, and all of them are attached to the inner wall of the casing 20 and the outer wall of the shaft member 91 so as to be inclined with respect to the axial direction of the casing 20. Therefore, the fluid 60 rising from the bottom of the casing 20 flows obliquely upward along the screw blades 90 and the inner wall of the casing 20. As a result, as the fluid 60 passes through the screw blades 90, vortices are created therein. Here, the spiral block arrow shown in FIG. 8 represents the vortex generated in the fluid 60, and the thick line arrow shown in FIG. 9 represents the flow direction of the fluid 60 passing through the screw blade 90. Yes.

以上のようにして、流体60に渦が生じると、大きい(重い)スラグ80は、ケーシング20の周縁側に押しやられ、小さい(軽い)スラグ80は、ケーシング20の中心近傍に残る。従って、流体60がスラグ破砕格子50を通過すると、とくに大きいスラグ80は、スラグ破砕格子50で小さく破砕されるが、セパレータ40の周縁部には、平均して大きいスラグ80が流入し、セパレータ40の中心部には、平均して小さいスラグが流れ込むことになる。   As described above, when a vortex is generated in the fluid 60, the large (heavy) slag 80 is pushed toward the peripheral edge of the casing 20, and the small (light) slag 80 remains in the vicinity of the center of the casing 20. Therefore, when the fluid 60 passes through the slag crushing grid 50, particularly large slag 80 is crushed into small pieces by the slag crushing grid 50, but on the average, the large slag 80 flows into the peripheral portion of the separator 40, and the separator 40 On the average, small slag flows into the center.

すなわち、セパレータ40には、セパレータ40で分離すべきスラグ80が事前にある程度分離された状態で流入することになるので、セパレータ40は、スラグ80をより効率よく分離することが可能になる。従って、本実施形態では、大きなスラグ80が圧縮機30へ流入するのをより効果的に防止することができ、圧縮機30の破損をより効果的に防止することができるようになる。   That is, since the slag 80 to be separated by the separator 40 flows into the separator 40 in a state where it is separated to some extent in advance, the separator 40 can separate the slag 80 more efficiently. Therefore, in the present embodiment, it is possible to more effectively prevent the large slag 80 from flowing into the compressor 30, and it is possible to more effectively prevent the compressor 30 from being damaged.

なお、図8および図9では、スクリュー翼90の数は、4枚としているが、その数は、4枚には限定されず、何枚であってもよい。また、スクリュー翼90は、ケーシング20の内壁と軸材91の外壁との間に固定されるとしているが、軸材91は、ないものとしてもよい。   8 and 9, the number of screw blades 90 is four, but the number is not limited to four and may be any number. Moreover, although the screw blade 90 is fixed between the inner wall of the casing 20 and the outer wall of the shaft member 91, the shaft member 91 may not be provided.

また、本実施形態に係るダウンホール圧縮装置10eでは、図2に示されたスラグ破砕格子50が用いられているが、スラグ破砕格子50は、図3〜図6に示した構造のスラグ破砕格子50b〜50dであってもよい。さらに、横桟51と縦桟52とからなる図2に示したようなスラグ破砕格子50を用いる場合、中心部の格子目53の大きさを小さくし、周縁部の格子目53の大きさを大きくしてもよい。   In the downhole compression apparatus 10e according to the present embodiment, the slag crushing grid 50 shown in FIG. 2 is used. The slag crushing grid 50 is a slag crushing grid having the structure shown in FIGS. 50b-50d may be sufficient. Furthermore, when the slag crushing grid 50 as shown in FIG. 2 composed of the horizontal beam 51 and the vertical beam 52 is used, the size of the lattice 53 at the center is reduced and the size of the lattice 53 at the peripheral portion is reduced. You may enlarge it.

本発明は、以上に説明した実施形態および変形例に限定されるものではなく、さらに、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態および変形例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態や変形例の構成の一部を、他の実施形態や変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態や変形例の構成に他の実施形態や変形例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態や変形例の構成の一部について、他の実施形態や変形例に含まれる構成を追加・削除・置換することも可能である。   The present invention is not limited to the embodiments and modifications described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments and modifications have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of an embodiment or modification can be replaced with the configuration of another embodiment or modification, and the configuration of another embodiment or modification can be replaced with another embodiment or modification. It is also possible to add the following configuration. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment or modification, the configuration included in another embodiment or modification may be added, deleted, or replaced.

10,10c,10d,10e ダウンホール圧縮装置
20 ケーシング
30 圧縮機
40 セパレータ
50,50a,50b,50c,50d スラグ破砕格子
51,51a,51b 横桟
52,52a,52b 縦桟
53,53a,53b 格子目
60 流体
70 ガス
80 スラグ
90 スクリュー翼
91 軸材
10, 10c, 10d, 10e Downhole compressor 20 Casing 30 Compressor 40 Separator 50, 50a, 50b, 50c, 50d Slag crushing grid 51, 51a, 51b Horizontal beam 52, 52a, 52b Vertical beam 53, 53a, 53b Grid Eye 60 Fluid 70 Gas 80 Slag 90 Screw blade 91 Shaft

Claims (8)

筒状のケーシング内に配設され、前記ケーシングの一端から取り込んだ流体を前記ケーシング内で圧縮する圧縮機と、
前記流体の流れの方向に沿って、前記圧縮機の上流側の前記ケーシング内に配設され、前記流体に含まれるスラグを分離して除去するセパレータと、
前記流体の流れの方向に沿って、前記セパレータの上流側の前記ケーシング内に配設され、前記流体に含まれるスラグのうち自身の格子目よりも大きなスラグを破砕するとともに、前記格子目よりも小さなスラグを含んだ前記流体を通過させるスラグ破砕格子と、
を備えてなることを特徴とするダウンホール圧縮装置。
A compressor that is disposed in a cylindrical casing and compresses the fluid taken in from one end of the casing in the casing;
A separator that is disposed in the casing on the upstream side of the compressor along the direction of flow of the fluid, and separates and removes slag contained in the fluid;
Along the flow direction of the fluid, disposed in the casing on the upstream side of the separator, and crushes slag larger than its own lattice among the slag contained in the fluid, and more than the lattice A slag crushing grid for passing the fluid containing small slag;
The downhole compression apparatus characterized by comprising.
前記スラグ破砕格子は、互いに交差する横桟および縦桟からなり、前記横桟および前記縦桟の少なくとも一方は、直線状の板材、棒材または線材により構成されること
を特徴とする請求項1に記載のダウンホール圧縮装置。
2. The slag crushing grid is composed of a horizontal beam and a vertical beam that intersect each other, and at least one of the horizontal beam and the vertical beam is formed of a linear plate material, a bar material, or a wire material. The downhole compression apparatus as described in.
前記スラグ破砕格子は、互いに交差する横桟および縦桟からなり、前記横桟および前記縦桟の少なくとも一方は、波線状の板材、棒材または線材により構成されること
を特徴とする請求項1に記載のダウンホール圧縮装置。
The slag crushing lattice is composed of a cross beam and a vertical beam that intersect each other, and at least one of the horizontal beam and the vertical beam is configured by a wavy plate material, a bar material, or a wire material. The downhole compression apparatus as described in.
前記スラグ破砕格子は、互いに交差する横桟および縦桟からなり、前記横桟は、円弧状の板材、棒材または線材により構成されること
を特徴とする請求項1に記載のダウンホール圧縮装置。
The slag crushing grid consists rungs and vertical bar intersect each other, wherein the rungs are arcuate plate, downhole compression apparatus according to claim 1, characterized in that it is constituted by the bar or wire .
前記スラグ破砕格子は、その格子面が前記流体の流れの上流側に凸状に突出していること
を特徴とする請求項1に記載のダウンホール圧縮装置。
The downhole compression apparatus according to claim 1, wherein the slag crushing grid has a grid surface protruding in a convex shape upstream of the fluid flow.
前記スラグ破砕格子は、その格子面が前記流体の流れの下流側に凸状に突出していること
を特徴とする請求項1に記載のダウンホール圧縮装置。
The downhole compressor according to claim 1, wherein the slag crushing grid has a grid surface protruding in a convex shape downstream of the fluid flow.
前記スラグ破砕格子の格子目の大きさは、前記ケーシング内の中央部に位置する格子目よりも前記ケーシング内の周縁部に位置する格子目のほうが大きいこと
を特徴とする請求項1に記載のダウンホール圧縮装置。
The size of the lattice of the slag crushing lattice is larger in the lattice located in the peripheral portion in the casing than the lattice located in the central portion in the casing. Downhole compressor.
前記流体の流れの方向に沿って、前記スラグ破砕格子の上流側の前記ケーシング内に配設されて、通過した前記流体に渦を発生させるスクリュー翼を、さらに備えること
を特徴とする請求項1に記載のダウンホール圧縮装置。
The screw blade is further provided in the casing on the upstream side of the slag crushing lattice along the direction of the fluid flow, and generates a vortex in the fluid that has passed therethrough. The downhole compression apparatus as described in.
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