RU1809021C

RU1809021C - Well separator

Info

Publication number: RU1809021C
Authority: RU
Inventors: Борис Михайлович Рылов; Богдан Николаевич Цвык; Владимир Ионикович Белоусов
Original assignee: Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть"
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-04-15

Abstract

Использование: в насосной добыче нефти из скважины дл повышени эффективности отделени от нефти воды, газа и механических частиц. Сущность изобретени : корпус сепаратора соединен с муфтой, имеющей жидкостный и газоотводный каналы с обратным клапаном и размещенный в. корпусе шнек с полым валом, выполненным с перфорационными отверсти ми, и полость которого сообщена с газоотводным каналом в муфте. Концентрично корпусу сепаратора установлен герметичный кожух с перепускным обратным клапаном в. нижней его части. Полость кожуха сообщена с газоотводным каналом муфты. Муфта имеет кольцевую перегородку, дел щую полость ее на две кольцевые камеры, из которых одна сообщена с жидкостным каналом муфты , а друга - с полостью кожуха через перфорационные отверсти , выполненные в . стенке муфты. Отверсти Закрыты трубча- тым чехлом из эластичного материала, один конец которого жестко закреплен на поверхности муфты, а другой свободно обхватывает ее. Сепаратор позвол ет отдел ть нефть от газа, воды и механических частиц и увеличить коэффициент заполнени насоч ica и его производительность, снизить износ деталей насоса и увеличить его межремонтный период. 1 ил.. Use: in pumping oil from a well to increase the efficiency of separating water, gas and mechanical particles from oil. SUMMARY OF THE INVENTION: The separator housing is connected to a coupling having fluid and gas outlet channels with a check valve and housed in. the housing is a screw with a hollow shaft made with perforations, and the cavity of which is in communication with the gas outlet channel in the coupling. Concentric to the separator body, a sealed casing with a bypass check valve c. its lower part. The cavity of the casing is in communication with the gas outlet channel of the coupling. The coupling has an annular partition dividing its cavity into two annular chambers, one of which is in communication with the fluid channel of the coupling, and the other with the casing cavity through perforations made in. coupling wall. Holes Closed by a tubular cover made of elastic material, one end of which is rigidly fixed to the surface of the coupling, and the other freely wraps around it. The separator allows you to separate oil from gas, water and mechanical particles and increase the fill factor of the pump ica and its performance, reduce wear on pump parts and increase its overhaul period. 1 il ..

Description

Изобретение относитс к насосной добыче нефти из скважины.The invention relates to pumping oil from a well.

Цель изобретени - повышение эффективности отделени от нефти воды, газа и механических частиц.The purpose of the invention is to increase the efficiency of separation of oil, water, gas and mechanical particles.

Поставленна цель достигаетс тем, что скважинный сепаратор, включающий корпус соединенный с муфтой, имеющей жид- костный и газоотводный каналы и размещенным в корпусе шнеком, ось кото: рого выполнена полой, снабжена перфорационными отверсти ми и сообщена с газоотводным каналом в муфте, оборудованным обратным клапаном, содержит установленный на муфте и корпусе сепаратора герметичный кожух с перепускным обратным клапаном в нижней его части/полость ; кожуха сообщена с газоотводным каналом:-; муфты, внутри муфты выполнена полость разделенна кольцевой перегородкой, образующей в муфте две кольцевые камеры, из которых внутренн кольцева камера сообщена с жидкостным каналом муфты, а периферийна кольцева камера сообщена. с полостью кожуха посредством перфорации; онных отверстий в стенке муфты, причём.: они закрыты трубчатым чехлом из эластиЧ- ного материала, один конец которого ect- ко закреплен на поверхности муфты, а другой свободно обхватывает ее.This goal is achieved in that the borehole separator, comprising a housing connected to a coupling having a fluid and gas channels and placed in the housing by a screw, the axis of which is hollow, is provided with perforations and communicates with a gas channel in the coupling, equipped with a check valve contains a sealed casing mounted on the clutch and cage of the separator with a bypass check valve in its lower part / cavity; the casing is in communication with the gas outlet: -; couplings, inside the coupling a cavity is made divided by an annular partition forming two annular chambers in the coupling, of which the inner annular chamber is in communication with the fluid channel of the clutch, and the peripheral annular chamber is communicated. with a cavity of the casing by means of perforation; holes in the wall of the coupling, moreover: they are closed with a tubular cover made of elastic material, one end of which is ect- fixed on the surface of the coupling, and the other freely wraps around it.

Существенными отличи ми за вл емо-1 го скважинного сепаратора вл етс то. чтоThe salient differences behind the 1st Well Separator are. what

0000

II

юYu

на корпусе сепаратора и муфте установлен герметичный кожух с перепускным обратным клапаном в нижней части, полость кожуха сообщена с газоотводным каналом муфты, внутри муфты выполнена полость, разделенна кольцевой перегородкой, образующей в муфте две кольцевые камеры, из которых внутренн кольцева камера сообщена с жидкостным каналом муфты, а периферийна кольцева камера сообщена с полостью кожуха посредством перфорационных отверстий в стенке муфты, причем они закрыты трубчатым чехлом из эластичного материала, один конец которого жестко закреплен на поверхности муфты, а другой свободно обхватывает ее.a sealed casing with a bypass check valve in the lower part is installed on the separator casing and the clutch, the casing cavity is in communication with the gas outlet channel of the clutch, a cavity is made inside the clutch, divided by an annular partition forming two annular chambers in the clutch, of which the inner annular chamber is in communication with the clutch fluid channel and the peripheral annular chamber is in communication with the cavity of the casing by means of perforations in the wall of the coupling, moreover, they are closed by a tubular cover of elastic material, one end of which of it is rigidly fixed on the surface of the coupling, and the other freely clasps it.

Техническа сущность и принцип действи за вл емого скважинного сепаратора по сн етс чертежом, на котором показан продольный разрез устройства.The technical nature and principle of operation of the inventive downhole separator is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of the device.

Скважинный сепаратор крепитс к штанговому насосу посредством труб (на чертеже не показано) и включает корпус 1 с размещенным в нем шнеком 2, ось которого выполнена полой и снабжена перфорационными отверсти ми 3. Корпус 1 св зан с муфтой 4, снабженной жидкостным каналом 5 и газоотводным каналом 6 с обратным клапаном 7. На корпусе 1 и муфте 4 установлен герметичный кожух 8, оборудованный в нижней части перепускным обратным клапаном 9. Внутри муфты 4 имеетс полость, разделенна кольцевой перегородкой 10, . образующей в полости муфты 4.две кольцевые камеры 11 и 12. Внутренн кольцева камера 11 сообщена с жидкостным каналом: 5 в муфте 4, а периферийна кольцева камера 12 сообщена с полостью кожуха 8 посредством перфорационных отверстий 13 в стенке муфты 4, причем отверсти 13 закрыты трубчатым чехлом 14 из эластичного материала (например, резины), один конец которого жестко закреплен на поверхности муфта, а другой свободно обхватывает ее. Работает скважинный сепаратор следующим образом. . .The downhole separator is attached to the sucker rod pump by means of pipes (not shown in the drawing) and includes a housing 1 with an auger 2 placed in it, the axis of which is hollow and provided with perforation holes 3. The housing 1 is connected to a coupling 4 provided with a fluid channel 5 and a gas outlet channel 6 with non-return valve 7. A sealed casing 8 is installed on the housing 1 and the coupling 4, equipped in the lower part with a bypass non-return valve 9. Inside the coupling 4 there is a cavity separated by an annular partition 10,. forming in the cavity of the coupling 4. two annular chambers 11 and 12. The inner annular chamber 11 is in communication with the fluid channel: 5 in the clutch 4, and the peripheral annular chamber 12 is communicated with the cavity of the casing 8 through perforations 13 in the wall of the clutch 4, and the holes 13 are closed a tubular cover 14 of elastic material (for example, rubber), one end of which is rigidly fixed to the surface of the coupling, and the other freely wraps around it. The downhole separator operates as follows. . .

В процессе всасывани штангового насоса газожидкостна смесь (смесь воды, нефти, газа, а также механических частиц породы), поступает в полость корпуса 1 устройства . При этом газожидкостна смесь, проход по виткам шнека 2, приобретает вращательное движение. Под действием центробежной силы, жидкостью частицы песка будут отбрасыватьс к стенкам корпуса 1, а газ из смеси, как наименее плотный, будет располагатьс вблизи полой оси шнека 2 и через перфорационные отверсти 3 будет поступать в полую ось и далее через клапан 7 в газоотводный канал 6 муфты 4 вDuring the suction of the sucker rod pump, a gas-liquid mixture (a mixture of water, oil, gas, and also mechanical particles of the rock) enters the cavity of the device body 1. When this gas-liquid mixture, the passage along the turns of the screw 2, acquires a rotational movement. Under the action of centrifugal force, the sand particles will be ejected to the walls of the housing 1 by the liquid, and the gas from the mixture, as the least dense, will be located near the hollow axis of the screw 2 and through the perforations 3 will enter the hollow axis and then through valve 7 to the gas outlet channel 6 4v couplings

полость кожуха 8. Под действием центробежной силы происходит также и разделение жидкости на фракции. Вода и частицы песка будут находитьс возле самой стенкиcasing cavity 8. Under the action of centrifugal force, liquid is also divided into fractions. Water and sand particles will be near the wall itself

корпусаЛ1, а нефть будет занимать промежуточное положение в витках шнека 2. Двига сь поступательно фракции, жидкости поступают в полость в муфте 4, котора раз- делена кольцевой перегородкой 10. образующей в полости муфты 4 две кольцевые камеры 11 и 12. При этом нефть поступает во внутреннюю кольцевую камеру 11 и через жидкостный канал 6 на прием насоса. Вода и частицы породы, наход щиес у са5 мой стенки корпуса 1, поступают в периферийную кольцевую камеру 12, где скорость движени резко снижаетс . Кольцева камера 12 сообщена с полостью кожуха 8 посредством перфорационных отверстий 13 вcase L1, and the oil will occupy an intermediate position in the turns of the screw 2. Moving the fractions progressively, the liquids enter the cavity in the coupling 4, which is divided by an annular partition 10. forming two ring chambers 11 and 12. in the cavity of the coupling 4. into the inner annular chamber 11 and through the liquid channel 6 to the intake of the pump. Water and rock particles located at the very 5th wall of the housing 1 enter the peripheral annular chamber 12, where the speed of movement decreases sharply. The annular chamber 12 is in communication with the cavity of the casing 8 by means of perforations 13 in

0 стенке муфты 4, котора закрыта трубчатым чехлом 14 из эластичного материала. Вследствие резкого торможени потока е кольцевой камере 12 происходит повышение давлени , под действием которого свобод 0 to the wall of the sleeve 4, which is covered by a tubular cover 14 of elastic material. Due to the sharp deceleration of the flow in the annular chamber 12, an increase in pressure occurs, under the influence of which

5 ный край трубчатого чехла 14 отжимаетс от поверхности муфты 4. При этом вода и частицы породы через перфорационные отверсти 13 сбрасываютс в полость кожуха. 8. При определенном давлении в полости ко0 жуха 8 открываетс нижний перепускной обратный клапан 9 и часть обьема воды и механических примесей, наход щихс в полости кожуха 8, вытесн етс в ствол скважины . В дальнейшем при работе насоса вThe 5th edge of the tubular cover 14 is squeezed from the surface of the sleeve 4. In this case, water and rock particles are discharged through the perforations 13 into the cavity of the casing. 8. At a certain pressure in the cavity of the casing 8, the lower bypass check valve 9 is opened and part of the volume of water and mechanical impurities located in the cavity of the casing 8 is displaced into the wellbore. Subsequently, when the pump is operating in

5 кожухе 8 поддерживаетс определенный уровень воды, постепенно понижающийс до полного вытеснени его и части газа в ствол скважины, а затем снова уровень воды и мехпримесей будет подниматьс до опре0 деленной величины. Таким образом, в полости кожуха 8 происходит циклическое накопление газа, воды и мехпримесей, и дальнейшее их вытеснение в ствол скважины . Вследствие этого на прием насоса по5 ступает дегазированна и обезвоженна нефть, очищенна от механических примесей . Это позвол ет увеличить коэффициент заполнени насоса, а следовательно, и его производительность, уменьшить износ де0 талей насоса и увеличить его межремонтный период, а также исключить образование водонефт ной эмульсии в на- сосно-компрессорных трубах в процессе подьема жидкости на поверхность. Все этоIn casing 8, a certain level of water is maintained, gradually decreasing until it and all of the gas are completely displaced into the wellbore, and then again the level of water and solids will rise to a certain value. Thus, in the cavity of the casing 8 there is a cyclic accumulation of gas, water and mechanical impurities, and their further displacement into the wellbore. As a result, degassed and dehydrated oil, cleaned of mechanical impurities, arrives at the pump intake. This makes it possible to increase the pump fill factor and, consequently, its productivity, reduce wear on pump parts and increase its overhaul period, and also prevent the formation of a water-in-oil emulsion in the tubing during the lifting of the liquid to the surface. All this

5 вместе вз тое позвол ет .увеличить продуктивность скважины и снизить затраты на эксплуатацию оборудовани и подготовку товарной нефти.5 taken together allows one to increase well productivity and reduce the cost of operating equipment and preparing commercial oil.

Оценка технико-экономической эффективности изобретени .Evaluation of the technical and economic effectiveness of the invention.

При расчете экономической эффективности за вл емого устройства, в качестве базы сравнени выбираем серийно выпускаемый газопесрчный корь ЯГП2-114, Известный корь обладает недостаточными сепарацйрнными качествами, при удалении из откачиваемой жидкости газа. Кроме того, газопесочный корь позвол ет удалить из жидкости только крупные фракции песка, но мелкие фракции поступают в скважинный насос, что сопровождаетс усиленным износом УЗЛОВ насоса и сокращением его меж- ремонт,ного периода. За вл емый скважинный сепаратор позвол ет эффективно удал ть из откачиваемой нефти газ, воду и механические примеси, что позвол ет увеличить производительность насоса и его межремонтный период. Скважинный сепаратор позвол ет увеличить межремонтный период работы погружного насоса с 2 до 3 мес цев.When calculating the economic efficiency of the claimed device, as a comparison base, we select the commercially available gas-sand measles YaGP2-114. Known measles has insufficient separating qualities when gas is removed from the pumped liquid. In addition, gas-sand measles allows only large fractions of sand to be removed from the fluid, but the fine fractions enter the well pump, which is accompanied by increased wear of the pump KIT and shortening of its repair period. The inventive downhole separator makes it possible to efficiently remove gas, water and mechanical impurities from the pumped oil, which allows increasing the productivity of the pump and its overhaul period. The downhole separator allows increasing the overhaul period of the submersible pump from 2 to 3 months.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A downhole separator comprising a cylindrical body connected to

a coupling with a gas outlet channel with a check valve and a liquid channel and a screw with a hollow shaft located in the housing made with perforations

holes, the cavity of which is connected to the gas outlet channel, characterized in that, in order to increase the degree of purification of oil from water, gas and mechanical particles, it is equipped with an installed

0 concentrically to the casing with a sealed casing with a bypass. Check valve in the lower part, the cavity of which is in communication with the gas outlet channel of the coupling, the latter being made with lateral openings of 5 mi, covered by a cover of elastic material on the outer surface, one end of which is rigidly fixed to the surface couplings, and the other - freely clasps it, and has an annular partition.

0 dividing the coupling cavity into two chambers, one of which is connected to the liquid channel, and the other through lateral holes to the cavity of the sealed casing.