RU2006113143A - Способ откачки двухфазного скважинного флюида и устройство для его осуществления (варианты) - Google Patents

Claims (20)

1. Устройство для откачки скважинного флюида, содержащего газообразные и жидкие компоненты, включающее центральную секцию ротационного насоса для подачи жидких компонентов и окружающую ее кольцевую секцию турбины для сжатия газообразных компонентов.

2. Устройство по п.1, в котором секция насоса отделена от секции турбины цилиндрической стенкой.

3. Устройство по п.1, в котором секция насоса имеет элементы, вращающиеся синхронно с элементами секции турбины.

4. Устройство по п.1, в котором секция насоса содержит шнек.

5. Устройство по п.1, в котором секция турбины включает несколько ступеней, каждая из которых имеет набор вращающихся турбинных лопаток и диффузор с набором неподвижных диффузорных лопаток.

6. Устройство по п.1, в котором секция насоса включает несколько ступеней, каждая из которых имеет вращающийся канал, проходящий по спирали в первом направлении вращения, и диффузор с несколькими неподвижными каналами, проходящими по спирали во втором направлении.

7. Устройство по п.1, содержащее также корпус, в котором размещены секции турбины и насоса, устройство разделения компонентов, расположенное в корпусе по направлению потока перед секциями турбины и насоса и заставляющее жидкие компоненты скважинного флюида двигаться во внешней области корпуса, а газообразные компоненты скважинного флюида - в его центральной области, и устройство перекрестного отклонения потоков, расположенное по направлению потока за устройством разделения компонентов и перед секциями турбины и насоса для направления жидких компонентов скважинного флюида из внешней области корпуса в центральную, а газообразных компонентов скважинного флюида - из центральной области корпуса во внешнюю.

8. Устройство по п.1, в котором секция насоса включает несколько ступеней, каждая из которых имеет по меньшей мере одну лопасть, секция турбины включает несколько ступеней, каждая из которых имеет набор лопаток, вращающихся синхронно с указанной по меньшей мере одной лопастью одной из ступеней секции насоса, причем число лопаток на каждой ступени секции турбины превышает число лопастей на каждой ступени секции насоса.

9. Устройство для откачки скважинного флюида, содержащего газообразные и жидкие компоненты, включающее корпус с продольной осью, проходящий через корпус и приводимый во вращение вал, несколько рабочих колес, которые установлены на валу для совместного с ним вращения и каждое из которых имеет центральную секцию для приема жидких компонентов скважинного флюида, поступающих из центральной области корпуса, и внешнюю секцию для приема газообразных компонентов скважинного флюида, причем в каждом рабочем колесе центральная секция отделена от внешней секции цилиндрической стенкой, в центральной секции имеется по меньшей мере один проходящий по спирали канал, обеспечивающий в основном подачу жидкости, а во внешней секции - набор лопаток, обеспечивающих сжатие газа, и с каждым рабочим колесом сопряжен диффузор, неподвижно установленный в корпусе и содержащий центральную секцию, совмещенную с центральной секцией рабочего колеса, и внешнюю секцию, совмещенную с внешней секцией рабочего колеса, причем в каждом диффузоре центральная секция отделена от внешней секции цилиндрической стенкой, а во внешней секции диффузора имеется набор диффузорных каналов, обеспечивающих преобразование кинетической энергии газообразных компонентов, поступающих из внешней секции сопряженного с диффузором рабочего колеса, в повышенное давление.

10. Устройство по п.9, в котором в центральной секции каждого диффузора имеется несколько диффузорных каналов, обеспечивающих преобразование кинетической энергии жидких компонентов, поступающих из центральной секции сопряженного с диффузором рабочего колеса, в повышенное давление.

11. Устройство по п.9, в котором канал центральной секции каждого рабочего колеса образует винтовая пластина.

12. Устройство по п.9, в котором лопатки внешней секции рабочего колеса включают турбинные лопатки, причем у каждого рабочего колеса число турбинных лопаток превышает число каналов в его центральной области.

13. Устройство по п.9, в котором центральная секция каждого рабочего колеса содержит ступицу, в которую вставлен вал, а проходящий по спирали канал образован винтовой пластиной, расположенной между ступицей и цилиндрической стенкой и проходящей в окружном направлении, огибая ступицу по меньшей мере на 90°.

14. Устройство по п.9, содержащее также устройство разделения компонентов, заставляющее жидкие компоненты скважинного флюида двигаться во внешней области корпуса, а газообразные компоненты - в его центральной области, и устройство перекрестного отклонения потоков, расположенное по направлению потока за устройством разделения компонентов и перед рабочими колесами и диффузорами для направления жидких компонентов скважинного флюида из внешней области корпуса в центральную, а газообразных компонентов скважинного флюида - из центральной области корпуса во внешнюю.

15. Устройство по п.14, в котором устройство разделения компонентов содержит набор лопастей, установленных на валу для совместного с ним вращения.

16. Устройство по п.9, корпус которого имеет единый выпускной канал, обеспечивающий смешение жидких и газообразных компонентов, поступающих в этот канал из диффузоров и рабочих колес.

17. Способ откачки из скважины флюида, содержащего газообразные и жидкие компоненты, заключающийся в том, что

а) вокруг центральной секции ротационного насоса устанавливают кольцевую секцию турбины,

б) секции турбины и насоса помещают в скважину и приводят во вращение,

в) жидкие компоненты подводят в секцию насоса, с помощью которой их откачивают, и

г) газообразные компоненты подводят в секцию турбины, с помощью которой их сжимают.

18. Способ по п.17, в котором на стадии (б) секции турбины и насоса приводят во вращение синхронно.

19. Способ по п.17, в котором на стадии (в) принимают поток скважинного флюида, жидкие и газообразные компоненты которого находятся в смешанном состоянии, затем жидкие компоненты отделяют от газообразных и заставляют жидкие компоненты двигаться во внешней области потока скважинного флюида, а газообразные компоненты - в его центральной области, после чего жидкие компоненты направляют из внешней области потока скважинного флюида в его центральную область, а газообразные компоненты - из центральной области потока скважинного флюида в его внешнюю область.

20. Способ по п.17, в котором после стадии (г) жидкие и газообразные компоненты смешивают и в смешанном состоянии подают по скважине на поверхность.