RU190456U1

RU190456U1 - SUBMERSHIP GAS

Info

Publication number: RU190456U1
Application number: RU2019113231U
Authority: RU
Inventors: Владислав Николаевич Баруткин; Евгений Олегович Губинов; Никита Андреевич Казаков; Антон Александрович Краев; Сергей Павлович Корепанов; Данила Николаевич Мартюшев; Максим Олегович Перельман; Евгений Вячеславович Пошвин
Original assignee: Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2019-07-01

Abstract

Полезная модель относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к погружным газосепараторам, предназначенным для отделения газа и механических примесей от пластовой жидкости, и может применяться в составе погружной насосной установки при добыче нефти с большими значениями газового фактора. Газосепаратор содержит цилиндрический корпус и вал, на котором последовательно по направлению потока расположены узел ввода, сепарационный узел в виде шнека с переменным шагом и узел отвода отсепарированного газа в затрубное пространство с выкидными каналами. В выкидных каналах установлен шариковый клапан, включающий седло, шар, стопорное кольцо и направляющую втулку. Техническим результатом является предотвращение повторного попадания отсепарированного газа и примесей из затрубного пространства в верхнюю часть газосепаратора и, как следствие, повышение надежности работы погружной установки. 2 ил.The utility model relates to oil-field equipment, in particular, to submersible gas separators, designed to separate gas and mechanical impurities from the reservoir fluid, and can be used as part of a submersible pump unit for oil production with large gas factor values. The gas separator contains a cylindrical body and a shaft, on which the input unit, the separating unit in the form of a screw with variable pitch and the unit for discharging the separated gas to the annulus with discharge channels are arranged sequentially in the direction of flow. A ball valve is installed in the outflow channels, which includes a seat, a ball, a retaining ring and a guide sleeve. The technical result is to prevent re-entering of the separated gas and impurities from the annulus in the upper part of the gas separator and, as a consequence, increase the reliability of the immersion installation. 2 Il.

Description

Полезная модель относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к погружным газосепараторам, предназначенным для отделения преимущественно газа, а также механических примесей от пластовой жидкости, и может применяться в составе погружной насосной установки при добыче нефти с большими значениями газового фактора.The utility model relates to oil-field equipment, in particular, to submersible gas separators, designed to separate mainly gas, as well as mechanical impurities from the reservoir fluid, and can be used as part of a submersible pumping unit for oil production with large gas factor values.

Известен погружной газосепаратор, состоящий из цилиндрического корпуса, головки с двумя группами перекрестных каналов для вывода газа и жидкости, основания и вала, на котором последовательно по направлению потока расположены винтовой шнек, лопастное колесо и сепарирующий барабан с радиальными лопастями [Оборудование для добычи нефти и газа / В.Н. Ивановский, В.И. Дарищев, А.А. Сабиров. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. Ч. 1. С. 449].Known submersible gas separator consisting of a cylindrical body, a head with two groups of cross channels for gas and liquid output, a base and a shaft, on which a screw auger, a paddle wheel and a radial-blade separating drum are arranged sequentially in the direction of flow [Equipment for oil and gas / V.N. Ivanovsky, V.I. Darischev, A.A. Sabirov. M .: GUP Publishing house "Oil and gas" RSU of oil and gas. THEM. Gubkina, 2002. Part 1. S. 449].

Также известен погружной газосепаратор, содержащий корпус с защитной гильзой, входной модуль, вал с осевым закручивающим колесом, напорный блок, состоящий из насаженного на вал рабочего осевого колеса и направляющего аппарата, вихревую камеру и головку-разделитель с каналами для вывода газа и жидкости, причем осевое закручивающее колесо установлено между направляющим аппаратом и вихревой камерой, при этом рабочее осевое и закручивающее колесо выполнены совпадающими по конфигурации и представляют собой цилиндрическую или коническую втулку с центральным отверстием под вал, на которой закреплены от двух до четырех лопастей, имеющих форму отрезка спирали переменного шага [Пат. №2660972 РФ, МПК Е21В 43/38, 2018].Also known is a submersible gas separator, comprising a housing with a protective sleeve, an input module, a shaft with an axial twisting wheel, a pressure unit consisting of an axial impeller mounted on the shaft and a guide vane, a vortex chamber and a separator head with channels for gas and liquid output, an axial twisting wheel is installed between the guide vane and the vortex chamber, while the working axial and twisting wheel are made coinciding in configuration and are cylindrical or conical in ulku with a central hole for the shaft on which are fixed two to four vanes having a spiral shape variable pitch interval [Pat. №2660972 of the Russian Federation, IPC Е21В 43/38, 2018].

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является погружной газосепаратор, содержащий цилиндрический корпус и вал, на котором последовательно по направлению потока расположены узел ввода, напорный узел, сепарационный узел и узел отвода отсепарированного газа в затрубное пространство с выкидными каналами, при этом сепарационный узел выполнен в виде шнека с переменным шагом, лопасть которого образует с осью вращения в меридиональном сечении постоянный или монотонно уменьшающийся от входа к выходу угол [Пат. №2379500 РФ, МПК Е21В 43/38, 2010].The closest in technical essence to the claimed is a submersible gas separator containing a cylindrical body and a shaft, on which the input unit, the pressure unit, the separation unit and the separation unit for discharge of the separated gas into the annulus with discharge channels are arranged in the direction of flow. the form of a screw with variable pitch, the blade of which forms with the axis of rotation in the meridional section a constant or monotonously decreasing angle from the entrance to the output [US Pat. No 2379500 of the Russian Federation, IPC E21B 43/38, 2010].

Недостатком рассмотренных погружных газосепараторов, в том числе принятого за прототип, является то, что при остановке погружной насосной установки отсепарированный газ и механические примеси попадают обратно из затрубного пространства через выкидные каналы в узле отвода в верхнюю часть погружного газосепаратора, где сепарация уже невозможна. При возобновлении работы установки газ и механические примеси проникают в погружной насос, что отрицательно сказывается на характеристиках и работе погружной насосной установки в целом.The disadvantage of the considered submersible gas separators, including the one adopted for the prototype, is that when the submersible pumping unit stops, the separated gas and mechanical impurities get back from the annulus through the discharge channels in the drainage unit to the upper part of the submersible gas separator, where separation is no longer possible. When the installation is resumed, gas and mechanical impurities penetrate the submersible pump, which adversely affects the performance and operation of the submersible pump installation as a whole.

Настоящая полезная модель улучшает работу погружной насосной установки за счет предотвращения повторного попадания отсепарированного газа и примесей через узел отвода погружного газосепаратора в случае остановки установки, и уменьшает вибрацию и пульсацию потока, обеспечивая тем самым возобновление работы с первоначально заданным КПД при возобновлении работы установки.This utility model improves the operation of the submersible pumping unit by preventing re-entry of separated gas and impurities through the submersible gas separator drain unit in case of a plant shutdown, and reduces vibration and pulsation of the flow, thus ensuring the resumption of work with the initial set efficiency when the plant is resumed.

Указанный технический результат достигается тем, что в погружном газосепараторе, содержащем цилиндрический корпус и вал, на котором последовательно по направлению потока расположены узел ввода, напорный узел, сепарационный узел и узел отвода отсепарированного газа и механических примесей в затрубное пространство с выкидными каналами, согласно полезной модели, в выкидных каналах узла отвода установлен шариковый клапан, включающий седло, шар, стопорное кольцо и направляющую втулку.This technical result is achieved by the fact that the submersible gas separator containing a cylindrical body and a shaft on which the input unit, the pressure unit, the separation unit and the outlet gas of the separated gas and mechanical impurities into the annulus with discharge channels are sequentially arranged in the flow direction, according to the utility model , a ball valve is installed in the outflow channels of the outlet unit, which includes a seat, a ball, a retaining ring and a guide sleeve.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид погружного газосепаратора, а на фиг. 2 - клапан.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the submersible gas separator, and FIG. 2 - valve.

Погружной газосепаратор содержит цилиндрический корпус 1, вал 2, на котором последовательно по направлению потока расположены узел ввода 3, сепарационный узел в виде шнека с переменным шагом 4 и узел отвода отсепарированного газа 5 в затрубное пространство (фиг. 1). В состав узла отвода 5 входит головка 6 с выкидными каналами 7, внутри каждого из которых размещен шариковый клапан 8. Клапан 8 состоит из седла 9, зафиксированного в выкидном канале 7 при помощи стопорного кольца 10, и шара 11, ход которого ограничивает втулка направляющая 12 и сетка 13, перекрывающая выход выкидного канала 7 в затрубное пространство (фиг. 2).The submersible gas separator contains a cylindrical body 1, a shaft 2 on which an input unit 3, a separating unit in the form of an auger with variable pitch 4 and a unit for discharging separated gas 5 into the annulus space are located sequentially in the direction of flow (Fig. 1). The node node 5 includes a head 6 with discharge channels 7, inside each of which is placed a ball valve 8. Valve 8 consists of a saddle 9 fixed in discharge channel 7 by means of a locking ring 10, and a ball 11, the stroke of which is limited by a guide bushing 12 and the grid 13, which overlaps the exit of the discharge channel 7 into the annulus (Fig. 2).

Погружной газосепаратор работает следующим образом.Submersible separator works as follows.

Поток газожидкостной смеси, поступающий в газосепаратор через узел ввода 3, проходит в сепарационный узел 4, где приводится во вращение (фиг. 1). Центробежные силы отделяют газ, который скапливается вблизи поверхности втулки шнека 4, от жидкости, заставляя ее двигаться в направлении стенок корпуса 1. Отсепарированный газ (темные стрелки) вместе с механическими примесями через выкидные каналы 7 попадает в затрубное пространство, а очищенная жидкость (контурные стрелки) через перекрестные каналы 14 в головке 6 попадает на вход погружного насоса (фиг. 2).The flow of gas-liquid mixture entering the gas separator through the input unit 3, passes into the separation unit 4, where it is rotated (Fig. 1). Centrifugal forces separate the gas, which accumulates near the surface of the auger bushing 4, from the liquid, causing it to move in the direction of the walls of the housing 1. Separated gas (dark arrows) together with mechanical impurities through the discharge channels 7 enters the annulus, and the purified liquid (contour arrows ) through the cross channels 14 in the head 6 enters the inlet of the submersible pump (Fig. 2).

При остановке работы погружной насосной установки шар 11 опускается в седло 9, в результате чего шариковый клапан 8 закрывается и перекрывает выкидной канал 7, препятствуя обратному попаданию отсепарированных газа и механических примесей из затрубного пространства в верхнюю часть погружного газосепаратора. Закрытие шарикового клапана 8 происходит под действием силы тяжести шара 11 и разности давлений внутри погружного газосепаратора и в затрубном пространстве. При остановке погружной насосной установки сепарационный узел 4 перестает нагнетать жидкость, давление внутри погружного газосепаратора становится ниже, чем в затрубном пространстве, и шар 11 клапана плотно прижимается к седлу 9.When stopping the operation of the submersible pump unit, the ball 11 is lowered into the saddle 9, with the result that the ball valve 8 closes and closes the discharge channel 7, preventing the separated gas and mechanical impurities from returning from the annulus to the upper part of the submersible gas separator. The closure of the ball valve 8 occurs under the action of gravity of the ball 11 and the pressure difference inside the submersible gas separator and in the annulus space. When the submersible pumping unit is stopped, the separation unit 4 stops pumping fluid, the pressure inside the submersible gas separator becomes lower than in the annulus, and the valve ball 11 is pressed tightly against the saddle 9.

Предотвращение повторного попадания отсепарированных газа и примесей в верхнюю часть погружного газосепаратора во время прекращения нагнетания жидкости повышает надежность дальнейшей работы установки, а также способствует уменьшению вибрации и пульсации потока внутри ее за счет повышения однородности жидкости, что дает возможность возобновлять работу установки с первоначально заданным КПД.Preventing the re-entry of separated gas and impurities into the upper part of the submersible gas separator during the cessation of fluid injection improves the reliability of the plant’s further operation, and also helps reduce vibration and pulsation of the flow inside it by increasing the uniformity of the fluid, which makes it possible to resume operation of the plant with the originally specified efficiency.

Claims

A submersible separator containing a cylindrical body and a shaft on which the input unit, a separating unit in the form of an auger with variable pitch and a unit for discharging the separated gas into the annulus with discharge channels, characterized in that a discharge valve is installed in the discharge channels, are successively arranged in the direction of flow; including seat, ball, retaining ring and guide sleeve.