RU155800U1 - Скважинный газопесочный якорь - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат заключается в повышении эффективности фильтрации механических примесей и газа, а также защиты насоса от засорения кордовым волокном. Скважинный газопесочный якорь содержит с заглушенным концом наружную трубу с фильтрационными прорезями и концентрично расположенную внутреннюю трубу, установленную под насосным оборудованием. На верхнем торце внутренней трубы закреплено кольцо, расположенное между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении. Верхняя часть наружной трубы имеет отверстия для выхода свободного газа. Фильтрационные прорези дополнительно обернуты металлической сеткой, закрепленной при помощи хомутов. На наружной трубе над и под фильтрационными прорезями установлены центраторы. 7 з.п. ф-лы, 1 фиг.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для защиты скважинного насоса от попадания в него механических примесей и свободного газа.

Известен газопесочный якорь (патент RU №82758, МПК E21B 43/38, опубл. 10.05.2009), содержащий с заглушенным нижним концом наружную трубу с фильтрационными отверстиями и концентрично расположенную всасывающую трубу, установленную под насосным оборудованием, причем нижний конец насоса с наружной трубой соединен через переводник с выполненными выходными отверстиями в верхней «крайней» точке кольцевого зазора между наружной и всасывающей трубами и муфтой.

Известен скважинный газопесочный якорь (патент RU №95356, МПК E21B 43/08, опубл. 27.06.2010), содержащий с заглушенным концом наружную трубу с фильтрационными отверстиями и концентрично расположенную всасывающую трубу, установленную под насосным оборудованием, причем на верхнем торце всасывающей трубы с помощью сварного соединения закреплено кольцо, расположенное между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении, причем в верхней части кольцевого пространства между наружной и всасывающей трубами установлены резиновые прокладки.

Известен газопесочный якорь скважинного насоса (патент RU №65128, МПК E21B 43/34, опубл. 27.07.2007), включающий закрытую снизу наружную трубу с радиальными впускными отверстиями и внутреннюю трубу для направления скважинной жидкости из нижней части наружной трубы в насос, причем впускные отверстия наружной трубы закрыты фильтрующей сеткой, причем в кольцевом пространстве между наружной трубой и сеткой установлены разделительные кольца, размещенные непосредственно под каждым рядом впускных отверстий наружной трубы.

Известен газопесочный якорь (патент RU №119024, МПК E21B 43/08, опубл. 10.08.2012), ближайший по технической сущности к заявляемому способу и принятый за прототип, содержащий с заглушенным концом наружную трубу с фильтрационными отверстиями и концентрично расположенную всасывающую трубу, установленную под насосным оборудованием, причем на верхнем торце всасывающей трубы с помощью сварного соединения закреплено кольцо, расположенное между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении, а верхняя часть наружной трубы имеет отверстия для выхода свободного газа, причем в нижней части всасывающей трубы имеются центраторы, представляющие собой металлические прямоугольные призмы, соединяющиеся с всасывающей трубой с помощью сварного соединения, которые также являются ускорителями потока жидкости.

Однако, известные устройства не позволяют защитить прием насоса от попадания кордового волокна (из-за малой удельной плотности кордовое волокно не подвергается гравитационной очистке), а фильтры, которые устанавливают на прием газопесочного якоря (обычно это перфорированный патрубок), имеют достаточно большие входные отверстия, которые практически не обеспечивают удержание кордового волокна.

Заявляемый газопесочный якорь предназначен для гравитационной очистки добываемой жидкости от механических примесей, а также, в отличие от других конструкций газопесочных якорей, в данной конструкции имеется сетчатый фильтр на входе, что обеспечивает защиту от кордового волокна.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка устройства газопесочного якоря для гравитационной очистки добываемой жидкости от механических примесей, а также защиты насоса от засорения кордовым волокном.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности фильтрации механических примесей, а также защиты насоса от засорения кордовым волокном.

Технический результат достигается тем, что скважинный газопесочный якорь содержит с заглушенным концом наружную трубу с фильтрационными прорезями и концентрично расположенную внутреннюю трубу, установленную под насосным оборудованием, причем на верхнем торце внутренней трубы закреплено кольцо, расположенное между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении, а верхняя часть наружной трубы имеет отверстия для выхода свободного газа, причем фильтрационные прорези дополнительно обернуты металлической сеткой, закрепленной при помощи хомутов, а в верхней части наружной трубы установлены центраторы.

Фильтрационные прорези выполнены прямоугольной формы с размером ячеек 10×150 мм.

Кольцо с внутренней трубой и центраторы с наружной трубой соединены с помощью сварного соединения.

Количество центраторов по меньшей мере по четыре с каждой стороны.

Заглушенный конец наружной трубы образует шламосборник, выполненный с возможностью регулировки своей длины путем добавления дополнительных насосно-компрессорных труб.

Наружный диаметр кольца меньше внутреннего диаметра муфты и больше внутреннего диаметра наружной трубы, а толщина кольца равна зазору между наружной трубой и насосным оборудованием.

Отверстий для выхода газа по меньшей мере два.

Устройство поясняется на фигуре, на которой приведен чертеж скважинного газопесочного якоря, с продольным и поперечным сечением А-А.

Устройство состоит из следующих элементов.

Газопесочный якорь содержит наружную трубу 1, имеющую фильтрационные прорези 2, обернутые нержавеющей металлической сеткой 3, закрепленной при помощи хомутов 4.

Фильтрационные прорези 2 имеют прямоугольную форму.

Фильтрационные прорези 2 необходимы для снижения сопротивления движения потока жидкости в скважинный газопесочный якорь.

Нержавеющая металлическая сетка 3 предотвращает попадание кордового волокна в скважинный газопесочный якорь. Преимущественный размер ячеек сетки 1×1 мм.

На поверхности наружной трубы 1, над и под фильтрационными прорезями 2 установлены центраторы 12, которые соединяются с наружной трубой 1 с помощью сварного соединения.

Центраторы предотвращают повреждение или сползание сетки 3, т.е. обеспечивают ее целостность при спуске в скважину, а также центрируют скважинный газопесочный якорь относительно эксплуатационной колонны (скважины).

Нижний конец наружной трубы 1 герметично закрыт заглушкой 5 и является шламосборником. Длину шламосборника можно регулировать добавлением дополнительных насосно-компрессорных труб, соединяемых между собой с помощью муфты 6. Наружная труба 1 соединяется с насосным оборудованием 7 муфтой 8. В муфте 8 на верхний торец наружной трубы 1 устанавливается внутренняя труба 9, к верхней части которой с помощью сварного соединения закреплено кольцо 10.

Наружный диаметр кольца 10 немного меньше внутреннего диаметра муфты 8, но больше внутреннего диаметра наружной трубы 1, толщина кольца 10 равна зазору между наружной трубой 1 и насосным оборудованием 7, за счет этого внутренняя труба 9 зажимается в муфте 8.

В верхней части наружной трубы 1 имеются отверстия для выхода газа 11. Внутренняя труба 9 необходима для изменения скорости потока со сменой направления течения жидкости поступающей на прием насоса.

Устройство работает следующим образом.

При работе насосного оборудования 7 поток жидкости проходит через фильтрационные прорези 2, обернутые металлической сеткой 3, закрепленной хомутами 4, в зону А между наружной трубой 1 и внутренней трубой 9, удерживаемой в муфте 8 кольцом 10, закрепленным на верхнем торце внутренней трубы 9 при помощи сварного соединения. В верхней части шламосборника выше и ниже фильтрационных прорезей 2 имеются центраторы 12.

В устройстве реализован принцип многоступенчатой сепарации с использованием гидродинамических эффектов разворота струй жидкости, изменение скорости потока со сменой направления течения.

При повороте потока жидкости в зоне A за счет разности плотности газа и жидкости происходит разделение потока. Более легкий газ под действием архимедовой силы поднимается по кольцевому зазору между наружной и всасывающей трубами, т.к. скорость нисходящего потока жидкости в кольцевом пространстве меньше скорости всплытия газа, и далее через выходные отверстия 11 в межтрубное пространство скважины, а поток жидкости, двигаясь по кольцевому зазору между наружной и внутренней трубами, - к нижней части внутренней трубы 9. На нижнем конце внутренней трубы 9 в зоне Б жидкость снова меняет направление, и за счет силы инерции, а также из-за разности плотностей жидкости и механических примесей, происходит оседание механических примесей в шламосборнике длина которого регулируется добавлением дополнительных насосно-компрессорных труб, соединяемых между собой с помощью муфты 6 герметично закрытого заглушкой 5. Далее жидкость по внутренней трубе 9 поступает в насосное оборудование 7.

Таким образом, заявляемый скважинный газопесочный якорь имеет высокую эффективность фильтрации механических примесей и газа, а также предотвращает попадание на прием насоса кордового волокна.

Claims (8)

1. Скважинный газопесочный якорь, содержащий с заглушённым концом наружную трубу с фильтрационными прорезями и концентрично расположенную внутреннюю трубу, установленную под насосным оборудованием, причем на верхнем торце внутренней трубы закреплено кольцо, расположенное между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении, а верхняя часть наружной трубы имеет отверстия для выхода свободного газа, отличающийся тем, что фильтрационные прорези дополнительно обернуты металлической сеткой, закрепленной при помощи хомутов, причём на наружной трубе над и под фильтрационными прорезями установлены центраторы.

2. Скважинный газопесочный якорь по п. 1, отличающийся тем, что фильтрационные прорези выполнены прямоугольной формы с размером ячеек 10x150 мм.

3. Скважинный газопесочный якорь по п. 1, отличающийся тем, что размер ячеек металлической сетки 1x1 мм.

4. Скважинный газопесочный якорь по п. 1, отличающийся тем, что кольцо с внутренней трубой и центраторы с наружной трубой соединены с помощью сварного соединения.

5. Скважинный газопесочный якорь по п. 1, отличающийся тем, что количество центраторов по меньшей мере по четыре с каждой стороны.

6. Скважинный газопесочный якорь по п. 1, отличающийся тем, что заглушённый конец наружной трубы образует шламосборник, выполненный с возможностью регулировки своей длины путём добавления дополнительных насосно-компрессорных труб.

7. Скважинный газопесочный якорь по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр кольца меньше внутреннего диаметра муфты и больше внутреннего диаметра наружной трубы, а толщина кольца равна зазору между наружной трубой и насосным оборудованием.

8. Скважинный газопесочный якорь по п. 1, отличающийся тем, что отверстий для выхода газа по меньшей мере два.

Images