RU2044865C1 - Device for prevention of scaling in gas wells - Google Patents
Device for prevention of scaling in gas wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2044865C1 RU2044865C1 SU5058517A RU2044865C1 RU 2044865 C1 RU2044865 C1 RU 2044865C1 SU 5058517 A SU5058517 A SU 5058517A RU 2044865 C1 RU2044865 C1 RU 2044865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separator
- nozzles
- gas
- hemisphere
- valves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для снижения интенсивности солеотложений в лифтовых трубах газовых скважин. The invention relates to the mining industry, in particular to devices for reducing the intensity of scaling in the lift pipes of gas wells.
Известно устройство для депарафинизации нефтяных скважин, состоящее из сепаратора, подогревателя, насосов и арматуры, причем между газосепаратором и насосами установлен узел очистки, выполненный с патрубками для подвода и отвода нефти, наклонными пустотелыми полками, сообщающимися сливными каналами, воздушными камерами, соединенными через полости полок [1]
В этом устройстве продукция скважины газонефтяная смесь поступает в газосепаратор, установленный на устье скважины, где осуществляется дегазация нефти, а в емкости с полками ее очистка от парафина. Дегазированная и очищенная от парафина нефть циркуляционным насосом подается в подогреватель и затем в затрубное пространство скважины через емкость, нефть освобождается от парафина.A device is known for dewaxing oil wells, consisting of a separator, heater, pumps and valves, and between the gas separator and pumps a cleaning unit is installed, made with pipes for supplying and discharging oil, inclined hollow shelves communicating with drain channels, air chambers connected through cavity shelves [1]
In this device, the production of the well, the gas-oil mixture enters the gas separator installed at the wellhead, where oil is degassed, and in the tank with shelves it is cleaned of paraffin. The degassed and paraffin-free oil is circulated by a circulation pump to the heater and then into the annulus of the well through the tank, the oil is freed from paraffin.
В результате исключается возможность повторного отложения парафина на стенках скважины. Применение данного устройства увеличивает продолжительность работы скважины между их обработками. Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и большие энергозатраты. As a result, the possibility of re-deposition of paraffin on the walls of the well is excluded. The use of this device increases the duration of the well between their treatments. The disadvantages of this device are the design complexity and high energy consumption.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ввода жидкого ингибитора в затрубное пространство скважин, содержащее сепаратор, установленный над устьем скважины, промежуточную емкость, которые через запорные клапаны связаны трубопроводами с ее затрубным пространством, при этом верхняя часть промежуточной емкости через запорный клапан связана с верхней и нижней частями сепаратора, регулятором уровня жидкости и блокам управления с затрубным пространством, а выход регулятора уровня жидкости подключен к входу управления, выходы которого соединены с запорными клапанами под и над промежуточной емкостью. Дросселирующий узел в сепараторе выполнен в виде лопаточного завихрителя, межлопаточные каналы которого образуют конфузоры, а в нижней части сепаратора установлен конус, при этом в верхней части сепаратора установлена каплеотбойная решетка [2]
Недостатком этого устройства является сложность регулирования двухпозиционными пневматическими регуляторами верхнего и нижнего пределов уровня отсепарированной жидкости, так как попадание вязкой пленки и грязи на датчики отрицательно сказывается на надежности их работы. Кроме того сопла датчиков двухпозиционных пневматических регуляторов уровня жидкости из-за малых проходных сечений забиваются различными смолистыми отложениями, так как система пневмоавтоматики работает на природном газе, что приводит к снижению надежности их работы.Closest to the proposed one is a device for introducing a liquid inhibitor into the annulus of the wells, comprising a separator mounted above the wellhead, an intermediate tank, which are connected via piping valves to its annular space, while the upper part of the intermediate tank is connected to the upper and the lower parts of the separator, the fluid level controller and control units with annulus, and the output of the fluid level controller is connected to the control input whose odes are connected to shut-off valves under and above the intermediate tank. The throttling unit in the separator is made in the form of a blade swirl, the interscapular channels of which form confusers, and a cone is installed in the lower part of the separator, while a drop-off grill is installed in the upper part of the separator [2]
The disadvantage of this device is the difficulty of controlling the upper and lower limits of the level of the separated liquid by on-off pneumatic regulators, since the ingress of a viscous film and dirt on the sensors negatively affects the reliability of their operation. In addition, the nozzles of the sensors of on-off pneumatic fluid level controllers are clogged with various tarry deposits due to small flow cross sections, since the pneumatic automation system operates on natural gas, which reduces the reliability of their operation.
К недостаткам данного устройства относится также и ненадежная работа дросселирующего узла, расположенного в сепараторе, так как газожидкостная смесь, содержащая и механические примеси, без предварительной очистки непосредственно поступает в лопаточный завихритель. The disadvantages of this device also include the unreliable operation of the throttling unit located in the separator, since the gas-liquid mixture containing mechanical impurities directly enters the blade swirl without preliminary cleaning.
В результате межлопаточные каналы забиваются вязкой пленкой и механическими включениями, что приводит к снижению эффективности работы сепаратора. Кроме того из-за резкого поворота в нем газового потока увеличивается его гидравлическое сопротивление. As a result, the interscapular channels are clogged by a viscous film and mechanical inclusions, which leads to a decrease in the efficiency of the separator. In addition, due to a sharp turn in the gas flow in it, its hydraulic resistance increases.
К недостаткам также относится и вторичный унос пленки жидкости из каплеотбойной решетки верхней части сепаратора восходящим потоком газа, так как отсутствуют ограничители ее движения вверх. The disadvantages also include the secondary ablation of the liquid film from the drop-off grate of the upper part of the separator by the upward gas flow, since there are no limiters to its upward movement.
Целью изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства за счет обеспечения упрощения автоматического регулирования ввода ингибитора, предотвращения засорения каналов дросселирующего узла и снижения вторичного уноса ингибитора. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the device by ensuring the simplification of automatic control of the input of the inhibitor, preventing clogging of the channels of the throttle assembly and reducing secondary entrainment of the inhibitor.
Цель достигается тем, что предлагаемое устройство, включающее сепаратор с отстойной полостью, дросселирующим узлом и каплеотбойной решеткой, установленный над устьем скважины, и промежуточную емкость, связанные между собой и затрубным пространством скважины трубопроводами через запорные клапаны с мембранно-исполнительными механизмами, снабжено отбойником и автоматическим узлом управления запорными клапанами, гидравлически сообщенным своим входом с полостью промежуточной емкости и выходом пневмолиниями с мембранно-исполнительными механизмами запорных клапанов, причем трубопровод, связывающий отстойную полость сепаратора с выкидной линией, имеет сифонную трубку, дросселирующий узел сепаратора выполнен в виде открытой полусферы, обращенной выпуклостью вверх, с тангенциально прикрепленными к ее наружным кромкам соплами и каплеотбойной решетки, установленной на ее внутренней поверхности, а отбойник выполнен в виде цилиндрической обечайки с наружной отбортовкой в верхней части и установлен в верхней части сепаратора над его каплеотбойной решеткой. The goal is achieved by the fact that the proposed device, including a separator with a settling cavity, a throttling unit and a drop-off grate, installed above the wellhead, and an intermediate tank, interconnected with the annular space of the well by pipelines through shut-off valves with membrane-actuating mechanisms, is equipped with a chipper and automatic control unit for shut-off valves hydraulically connected by its inlet to the cavity of the intermediate tank and the output by pneumatic lines with a membrane-executive shut-off valve mechanisms, moreover, the pipeline connecting the separator cavity to the discharge line has a siphon tube, the separator throttle assembly is made in the form of an open hemisphere, convex upward, with nozzles tangentially attached to its outer edges and a drop-off grill mounted on its inner surface, and the chipper is made in the form of a cylindrical shell with an external flanging in the upper part and is installed in the upper part of the separator above its drop-breaking grate.
Сопла дросселирующего узла установлены под острым углом к горизонтали и выполнены коническими, а входной конец каждого из них имеет косой срез, обращенный внутрь полусферы. The nozzles of the throttle assembly are installed at an acute angle to the horizontal and are made conical, and the inlet end of each of them has an oblique cut facing the hemisphere.
Длина сопел по крайней мере в восемь-десять раз превышает их диаметр. The length of the nozzles is at least eight to ten times their diameter.
Каплеотбойная решетка дросселирующего узла выполнена в виде пластинчатых изогнутых полуколец, установленных под острым углом к горизонтали и смещенных друг относительно друга на угол, равный 90о.The drop-off grate of the throttling unit is made in the form of lamellar curved half rings installed at an acute angle to the horizontal and offset from each other by an angle equal to 90 about .
Общими отличительными от прототипа признаками являются: гидравлическое сообщение полости промежуточной емкости с автоматическим узлом; связь автоматическим узлом верхней части промежуточной емкости через запорный клапан с верхней и нижней частями сепаратора, и верхней и нижней частями промежуточной емкости через запорный клапан с затрубным пространством, при этом выход из автоматического узла одновременно соединен пневмолиниями с мембранно-исполнительными механизмами запорных клапанов; снабжение трубопровода, связывающего выкидную линию из сепаратора и переливной патрубок, сифонной трубкой; выполнение дросселирующего узла сепаратора в виде открытой полусферы, обращенной выпуклостью вверх, к наружным кромкам которой тангенциально прикреплены сопла. Common distinguishing features from the prototype are: hydraulic communication of the cavity of the intermediate tank with an automatic node; the automatic assembly of the upper part of the intermediate tank through the shut-off valve with the upper and lower parts of the separator, and the upper and lower parts of the intermediate tank through the shut-off valve with the annulus, while the exit from the automatic assembly is simultaneously connected by pneumatic lines to the membrane-actuating mechanisms of the shut-off valves; supply of the pipeline connecting the flow line from the separator and the overflow pipe with a siphon tube; the throttle assembly of the separator in the form of an open hemisphere, convex upward, to the outer edges of which nozzles are tangentially attached.
Частичными отличительными признаками являются: оснащение внутренней поверхности полусферы дросселирующего узла каплеотбойной решеткой, выполненной в виде пластинчатых полуколец, установленных под острым углом к горизонтали и смещенных друг относительно друга на 90о; установка сопел дросселирующего узла под острым углом к горизонтали по направлению к выходному патрубку и выполнение их коническими, а входные концы имеют косой срез, обращенный внутрь полусферы.Partial distinctive features are: equipping the inner surface of the hemisphere of the throttle assembly eliminator grating formed in a plate half-rings mounted at an acute angle to the horizontal and offset relative to each other by 90 °; setting the nozzles of the throttle assembly at an acute angle to the horizontal towards the outlet pipe and making them conical, and the inlet ends have an oblique cut facing the hemisphere.
Гидравлическое сообщение полости промежуточной емкости с автоматическим узлом, связь при его помощи верхней части промежуточной емкости через запорный клапан с верхней и нижней частями сепаратора, а верхней и нижней частей промежуточной емкости через запорный клапан с затрубным пространством необходима для создания условий работы автоматического узла и стока самотеком отсепарированной жидкости из сепаратора в промежуточную емкость, а затем после переключения запорных клапанов в затрубное пространство скважин. Одновременное соединение выхода автоматического узла пневмолинией с мембранно-исполнительными механизмами запорных клапанов (НО нормально открыт закрывается давлением воздуха или газа), НЗ нормально закрыт открывается давлением воздуха или газа на мембрану). The hydraulic communication of the cavity of the intermediate tank with the automatic unit, communication with it of the upper part of the intermediate tank through the shut-off valve with the upper and lower parts of the separator, and the upper and lower parts of the intermediate tank through the shut-off valve with the annulus is necessary to create the working conditions of the automatic unit and the drain by gravity separated liquid from the separator to the intermediate tank, and then after switching the shut-off valves into the annulus of the wells. Simultaneous connection of the output of the automatic assembly by a pneumatic line with the membrane-actuating mechanisms of the shut-off valves (NO normally open closes with air or gas pressure), NC normally open opens with air or gas pressure on the membrane).
Благодаря такому выполнению схемы управления работой запорных клапанов повышается надежность ее работы за счет исключения из схемы регуляторов уровня жидкости. Отсутствие поплавка и других движущихся частей и узлов, широкий диапазон регулирования уровня, высокая чувствительность является отличительной особенностью предлагаемого автоматического узла. Due to such a design of the control valve operation of shut-off valves, the reliability of its operation is increased by eliminating fluid level controllers from the circuit. The absence of a float and other moving parts and assemblies, a wide range of level control, high sensitivity is a distinctive feature of the proposed automatic unit.
Сифонная трубка предназначена для образования гидрозатвора на трубопроводе, связывающем переливной патрубок в сепараторе и выкидной трубопровод, повышая надежность работы устройства за счет предотвращения прорыва неотсепарированного газового потока, минуя дросселирующий узел. The siphon tube is designed to form a water trap on the pipeline connecting the overflow pipe in the separator and the discharge pipe, increasing the reliability of the device by preventing the breakdown of the unseparated gas flow, bypassing the throttling unit.
Дросселирующий узел, выполненный в виде открытой полусферы, обращенной выпуклостью вверх, к наружным кромкам которой тангенциально под острым углом α к горизонтали прикреплены конические сопла, входные концы которых имеют косые срезы, обращенные внутрь полусферы, а ее внутренняя поверхность оснащена каплеотбойными пластинами, предназначен для дополнительного охлаждения газового потока и одновременно создания закрученного восходящего газового потока. A throttling unit made in the form of an open hemisphere convex upward, to the outer edges of which tangentially attached conical nozzles tangentially at an acute angle α to the horizontal, the inlet ends of which have oblique sections facing the inside of the hemisphere, and its inner surface is equipped with drop-off plates, designed for additional cooling the gas stream and simultaneously creating a swirling upward gas stream.
Такое выполнение дросселирующего узла позволяет повысить эффективность работы устройства за счет того, что газожидкостный поток подвергается предварительной грубой очистке от капельной жидкости и механических примесей. This embodiment of the throttling unit can improve the efficiency of the device due to the fact that the gas-liquid stream is subjected to preliminary rough cleaning of droplet liquid and mechanical impurities.
Оснащение внутренней поверхности полусферы каплеотбойными пластинами, выполненными в виде полуколец, установленными под острым углом к горизонтали и смещенными друг относительно друга на 90о, необходимо для предотвращения вторичного уноса твердых и жидких примесей газовым потоком через конические сопла, поскольку отскочившие от внутренней полусферической поверхности капли жидкости будут ими улавливаться, стекать по сферической поверхности, обтекать конические сопла и попадать на цилиндрическую поверхность сепаратора. Отделившаяся таким образом влага не попадает снова в газовый поток.Equipping the inner surface of the hemisphere eliminator plates, are designed as half-rings mounted at an acute angle to the horizontal and offset relative to each other 90, it is necessary to prevent re-entrainment of solid and liquid contaminants by the gas flow through a conical nozzle as rebound from the inner hemispherical surface of the liquid droplets they will be trapped, run off on a spherical surface, flow around conical nozzles and fall onto the cylindrical surface of the separator. The moisture thus separated does not fall back into the gas stream.
Установка сопел дросселирующего узла под острым углом к горизонтали по направлению к выходному патрубку, выполнение их коническими и с косым срезом на входных концах, обращенных внутрь полусферы, необходимо для плавного безударного входа газового потока и его дальнейшего раскручивания, чем снижается гидравлическое сопротивление дросселирующего узла по сравнению с прототипом. The installation of nozzles of the throttle assembly at an acute angle to the horizontal towards the outlet, their conical and oblique cut at the inlet ends facing the hemisphere, is necessary for a smooth, shockless entry of the gas flow and its further unwinding, which reduces the hydraulic resistance of the throttle assembly compared with the prototype.
Выполнение сопел коническими необходимо для осуществления дросселирования газового потока, а косой срез на выходной части сопла необходим для того, чтобы предотвратить подхватывание стекающей по стенкам сепаратора пленки жидкости газовым потоком опять внутрь сопел. The execution of the nozzles conical is necessary for the throttling of the gas flow, and the oblique cut at the outlet of the nozzle is necessary in order to prevent the liquid flowing down the walls of the separator from the gas stream again into the nozzles.
Длину сопел выбирают такой, чтобы во время работы устройства исключить попадание отскочивших от внутренней сферической поверхности капель жидкости вместе с газовым потоком в конические сопла и чтобы были достаточными инерционные силы, которые воздействуют на процессы коагуляции и выделения из потока капель жидкости при его предварительной очистке. Как установлено экспериментом, оптимальная длина должна в семь-десять раз превышать их диаметр. Уменьшение длины менее семи диаметров приводит к захватыванию части капель жидкости в сопла и снижает действие инерционных сил по коагуляции капель жидкости. Увеличение длины сопел не приводит к существенному увеличению эффективности процесса сепарации, а лишь увеличивает металлоемкость устройства. Большая длина также ограничивается уровнем отсепарированной жидкости в нижней части сепаратора, т.е. между уровнем жидкости и соплами должен быть достаточный зазор для входа газа в сопла. The length of the nozzles is chosen so that during operation of the device to prevent the ingress of liquid droplets that bounced off the inner spherical surface along with the gas stream into the conical nozzles and that the inertial forces that affect the coagulation and release of liquid droplets from the stream during its preliminary cleaning are sufficient. As established by the experiment, the optimal length should be seven to ten times their diameter. Reducing the length of less than seven diameters leads to the capture of part of the liquid droplets in the nozzle and reduces the effect of inertial forces on the coagulation of liquid droplets. Increasing the length of the nozzles does not lead to a significant increase in the efficiency of the separation process, but only increases the metal consumption of the device. The long length is also limited by the level of the separated liquid in the lower part of the separator, i.e. There should be sufficient clearance between the liquid level and the nozzles to allow gas to enter the nozzles.
Отбойник, установленный в верхней части сепаратора над каплеотбойной решеткой, выполненный в виде цилиндрической обечайки с наружной отбортовкой в верхней части, предназначен для предотвращения движения пленки жидкости вверх к выходному патрубку, таким образом предотвращается ее унос. A chipper installed in the upper part of the separator above the drop guard, made in the form of a cylindrical shell with an external flange in the upper part, is designed to prevent the liquid film from moving upward to the outlet pipe, thus preventing its entrainment.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации не обнаружены технические решения, содержащие такие отличительные признаки заявляемого устройства, как гидравлическое сообщение полости промежуточной емкости с автоматическим узлом, выход которого одновременно соединен пневмолиниями с мембранно-исполнительными механизмами запорных клапанов, снабжение трубопровода, связывающего закидную линию из сепаратора и его переливной патрубок сифонной трубкой. As a result of a search by sources of patent and scientific and technical information, no technical solutions were found containing such distinctive features of the claimed device as hydraulic communication of the intermediate tank cavity with an automatic assembly, the output of which is simultaneously connected by pneumatic lines to the membrane-actuating mechanisms of shut-off valves, supplying a pipeline connecting filling line from the separator and its overflow pipe with a siphon tube.
Дросселирующий узел сепаратора выполнен в виде открытой полусферы, обращенной выпуклостью вверх, к наружным кромкам которой тангенциально прикреплены конические сопла с установкой их под острым углом к горизонтали в направлении к выходному патрубку. The throttling unit of the separator is made in the form of an open hemisphere, convex upward, to the outer edges of which conical nozzles are tangentially attached with their installation at an acute angle to the horizontal in the direction of the outlet pipe.
Внутренняя полусфера дросселирующего узла оснащена каплеотбойной решеткой, выполненной в виде пластинчатых полуколец, которые установлены под острым углом к горизонтали и смещены друг относительно друга на 90о.Internal hemisphere throttling assembly equipped eliminator grating formed in a plate half-rings which are mounted at an acute angle to the horizontal and offset relative to each other at 90 °.
Не обнаружен также ряд других отличительных признаков взаимосвязанных с формой выполнения дросселирующего узла: наличие косого среза у входного конца сопла, выполнение длины сопел в семь-десять раз больше их диаметра. A number of other distinctive features are also not found that are interconnected with the form of the throttle assembly: the presence of an oblique cut at the inlet end of the nozzle, the execution of the length of the nozzles is seven to ten times their diameter.
В связи с этим дальнейший поиск других отличительных признаков не проводился, поскольку уже имеется основание считать, что заявляемые признаки соответствуют критериям "Новизна" и "Существенные отличия". In this regard, a further search for other distinguishing features was not carried out, since there is already reason to believe that the claimed features meet the criteria of "Novelty" and "Significant differences".
На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 вид Б на фиг.1; на фиг.4 вид В на фиг.1; на фиг.5 вид Г на фиг.1. Figure 1 shows a diagram of the proposed device; in Fig.2 a section aa in Fig. 1; figure 3 view B in figure 1; figure 4 view In figure 1; figure 5 view G in figure 1.
Устройство для предотвращения солеотложений включает сепаратор 1 с входным 2, выходным 3 патрубками газа и выходным патрубком 4 жидкости. Корпус сепаратора 1 разделен перегородкой 5 на две полости, верхнюю 6 и нижнюю 7 отстойную. На перегородке 5 установлен дросселирующий узел 8, состоящий из полусферического отбойника, обращенного выпуклостью вверх, к краям которого сверху крепится цилиндрическая обечайка 9, а снизу тангенциально под острым углом α (фиг. 5) к горизонтали конические сопла 10 с косым входным срезом, обращенным внутрь полусферы. A device for preventing scaling includes a
На внутренней поверхности полусферического отбойника закреплена каплеотбойная решетка 11, выполненная в виде пластинчатых изогнутых полуколец, установленных под острым углом к горизонтали и смещенных друг относительно друга на 90о.On the inner surface of the hemispherical bump stopper fixed
В верхней части сепаратора установлена каплеотбойная решетка 12, состоящая из отдельных вертикальных прямолинейных пластин, которые закреплены под острым углом 10-15о к образующей цилиндра. Над каплеотбойной решеткой 12 прикреплен отбойник 13, выполненный в виде цилиндрической обечайки с наружной отбортовкой в верхней части. В нижней части сепаратора помещен фильтрующий элемент 14, состоящий из конусообразного корпуса и фильтровальной сетки. В верхней части конусообразного корпуса фильтрующего элемента 14 имеется патрубок 15, предназначенный для подачи газа на регенерацию фильтровальной сетки. Верхняя полость 6 сообщена с отстойной полостью 7 трубкой 16 расчетного сечения, которая крепится к перегородке 5. Для предотвращения перегрузки сепаратора отсепарированной жидкостью отстойная полость 7 сообщена с выкидной линией через сифонную трубку 17.In the upper part of the separator is installed
Сброс отфильтрованной жидкости происходит через запорный клапан 18 типа НО в промежуточную емкость 19. The discharge of the filtered liquid occurs through a shut-off valve 18 type HO in the intermediate tank 19.
К нижней части промежуточной емкости присоединен трубопровод отвод 20, верхняя часть которого соединена с автоматическим узлом 21, а нижняя часть через дозатор 22 жидкости и запорный клапан 23 типа НЗ с затрубным пространством. Автоматический узел 21 служит для подачи командного импульса на исполнительные органы запорных клапанов 18 и 23, формирования временной задержки и сброса сигналов с исполнительных органов. Его питание осуществляется от блока 24 питания, который связан газовой магистралью с верхней частью сепаратора. В блоке 24 питания осуществляется подготовка газа редуцирование, осушка и очистка от механических примесей. Автоматический узел 21 состоит из мембраны с крышками, защитных тарелок, клапанов, патрубков, распределительного механизма и клапанной системы. An outlet pipe 20 is connected to the lower part of the intermediate tank, the upper part of which is connected to the automatic assembly 21, and the lower part is connected through the fluid dispenser 22 and the NZ type shutoff valve 23 with the annulus. The automatic node 21 serves to supply a command pulse to the actuators of the shutoff valves 18 and 23, the formation of a time delay and reset signals from the actuators. Its power is supplied from the power supply unit 24, which is connected by a gas line to the upper part of the separator. In the power supply unit 24, gas preparation is carried out, reduction, drying and purification of mechanical impurities. The automatic assembly 21 consists of a membrane with covers, protective plates, valves, nozzles, a distribution mechanism and a valve system.
Автоматический узел 21 установлен на верхней части трубы 25, внутрь которой через сальниковое уплотнение опущена импульсная трубка 26 со стаканом, перевернутым днищем вверх. Полость промежуточной емкости 19 через газовую магистраль 27 сообщается с сепаратором, а через газовую магистраль 28 с затрубным пространством. An automatic assembly 21 is mounted on the upper part of the pipe 25, inside of which an impulse pipe 26 is lowered through the gland seal with the cup turned upside down. The cavity of the intermediate tank 19 through the gas line 27 communicates with the separator, and through the gas line 28 with the annulus.
Для предотвращения замерзания отсепарированной жидкости при отрицательных температурах сепаратор, промежуточная емкость, запорная арматура и обвязочные трубопроводы теплоизолируются. To prevent freezing of the separated liquid at negative temperatures, the separator, intermediate tank, shutoff valves and piping piping are insulated.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В статическом состоянии перед началом работы устройства положение исполнительных органов, которыми являются запорные клапаны типа НО и НЗ, следующее: клапан 18 открыт, а клапан 23 закрыт. Газожидкостный поток, содержащий капельную влагу, из манифольда газовой скважины по обвязочному трубопроводу через входной патрубок 2 направляется в сепаратор 1 и далее под полусферический отбойник дросселирующего узла 8. In a static state before starting the device, the position of the actuators, which are shut-off valves of the type НО and НЗ, is as follows: valve 18 is open, and valve 23 is closed. A gas-liquid stream containing droplet moisture from the manifold of the gas well through a strapping pipe through the inlet pipe 2 is sent to the
Капли жидкости под действием инерционных сил, ударяясь о полусферический отбойник, коагулируются и тонкой пленкой ступенчато стекают на каплеотбойную решетку 11 и через прорези в пластинчатых полукольцах в нижнюю отстойную полость 7. Drops of liquid under the action of inertial forces, striking a hemispherical chipper, coagulate and stepwise flow down a thin film onto a
Освобожденный таким образом от капельной влаги газовый поток поступает в конические сопла 10, в которых осуществляется его дросселирование. При этом за счет охлаждения газового потока из него дополнительно выпадает часть жидкости, содержащейся в паровой фазе. The gas stream freed from droplet of moisture in this way enters the
На выходе из сопел газовый поток тангенциально направлен к внутренней цилиндрической обечайке 9 и образует восходящий вихревой закрученный поток. Из образовавшегося закрученного восходящего газожидкостного потока под действием центробежных сил вылетают капли жидкости, состоящие из конденсационной воды, которая по своему химическому составу приближается к пресной, и углеводородного конденсата, которые затем ударяются о внутреннюю цилиндрическую поверхность верхней части сепаратора 1. Каплеотбойная решетка 12, установленная в верхней части на внутренней цилиндрической поверхности сепаратора, образует пристеночную область, в которой отсутствуют вихревые течения газового потока. В застойные зоны между пластинами тангенциально к ним поступают капли, образуя пленку жидкости, которая затем стекает из верхней полости сепаратора в нижнюю отстойную полость 7 через трубку 16. Отбойник 13 предотвращает восходящее движение пленки жидкости. Освобожденный от жидкости газовый поток через выходной патрубок 3 по обвязочному трубопроводу направляется в шлейф. Собранная в нижней части сепаратора жидкость из полости 7 периодически самотеком через фильтрующий элемент 14, где освобождается от механических примесей, по заборному патрубку 4, через открытый клапан 18 поступает в промежуточную емкость 19. В этот момент полость промежуточной емкости через магистраль 27 сообщается с верхней полостью 6 сепаратора 1 и таким образом происходит выравнивание давлений в промежуточной емкости и сепараторе. При достижении в промежуточной емкости 19 заданной высоты столба жидкости h (фиг.1) в работу включается автоматический узел 21. Принцип его работы основан на сжатии газа в стакане с импульсной трубкой 26 столбом накапливающейся жидкости и воздействии избыточного давления на мем- брану, расположенную в автоматическом узле. At the exit of the nozzles, the gas flow tangentially directed to the inner cylindrical shell 9 and forms an upward swirling swirl flow. Under the action of centrifugal forces, droplets of liquid, consisting of condensation water, which in its chemical composition approaches fresh water, and hydrocarbon condensate, which then hit the inner cylindrical surface of the upper part of the
Если в промежуточной емкости 19 жидкости нет, то давление газа на мембрану снизу и сверху равно давлению газа в емкости Рг. По мере накопления жидкости в емкости 19 газ в стакане и импульсной трубке автоматического узла 21 соответственно сжимается до давления Р, которое больше давления Рг на величину
ΔP h˙γ, где h высота столба жидкости в емкости 19;
γ- удельный вес жидкости.If there is no liquid in the intermediate tank 19, then the gas pressure on the membrane from below and above is equal to the gas pressure in the tank P g . As the fluid accumulates in the tank 19, the gas in the cup and the impulse tube of the automatic assembly 21, respectively, is compressed to a pressure P, which is greater than the pressure P g by
ΔP h˙γ, where h is the height of the liquid column in the tank 19;
γ is the specific gravity of the liquid.
Под воздействием избыточного давления ΔР мембрана, преодолевая усилия пружины, приподнимается и давит на переключающее устройство. Under the influence of excess pressure ΔР the membrane, overcoming the efforts of the spring, rises and presses on the switching device.
При наполнении емкости 19 жидкостью переключающее устройство включает питание газа на мембранно-исполнительные механизмы запорных клапанов 18 и 23. Клапан 18 типа Но закрывается, а клапан 23 типа НЗ открывается. Полость промежуточной емкости 19 через газовую магистраль 28 сообщается с затрубным пространством, при этом происходит выравнивание давлений в емкости и затрубном пространстве. Давление газа в насосно-компрессорных трубах меньше давления газа в затрубном пространстве на величину гидравлических сопротивлений. Как только давление в промежуточной емкости 19 станет равным затрубному, отсепарированная жидкость под воздействием гравитационных сил начнет поступать через открытый клапан 23 в дозатор 22 жидкости, где обрабатывается магнитным полем, а затем в затруное пространство газовой скважины и донасыщает газ влагой. По мере опорожнения емкости 19 происходит выравнивание давления газа по обе стороны мембраны автоматического узла 21, переключающее устройство которого отключает питание газа на мембранно-исполнительные механизмы запорных клапанов 18 и 23. Под воздействием пружинных механизмов клапаны возвращаются в исходное положение, т.е. клапан 18 открывается, а 23 закрывается. В промежуточной емкости 19 снова идет накопление жидкости, и после ее наполнения процесс слива ее в затрубное пространство повторяется. When filling the tank 19 with liquid, the switching device includes gas supply to the membrane-actuating mechanisms of the shut-off valves 18 and 23. The valve type 18 But closes, and the valve type 23 NC opens. The cavity of the intermediate tank 19 through the gas line 28 communicates with the annulus, while the pressure is equalized in the vessel and annulus. The gas pressure in the tubing is less than the gas pressure in the annulus by the amount of hydraulic resistance. As soon as the pressure in the intermediate tank 19 becomes equal to the annular one, the separated liquid, under the influence of gravitational forces, will begin to flow through the open valve 23 into the fluid dispenser 22, where it is processed by a magnetic field, and then into the annular space of the gas well and saturates the gas with moisture. As the container 19 is emptied, the gas pressure is equalized on both sides of the membrane of the automatic assembly 21, the switching device of which turns off the gas supply to the membrane-actuating mechanisms of the shut-off valves 18 and 23. Under the influence of the spring mechanisms, the valves return to their original position, i.e. valve 18 opens and 23 closes. In the intermediate tank 19, liquid accumulates again, and after filling it, the process of draining it into the annulus is repeated.
Слитая через затрубное пространство отсепарированная жидкость вместе с доувлажнением газа снижает и общую минерализацию находящейся на забое скважины пластовой воды, в результате процесс отложений водорастворимых солевых пробок снижается. Обработка отсепарированной жидкости магнитным полем предотвращает отложение солей жесткости в дозаторе жидкости и обвязочных трубопроводах при ее течении в затрубное пространство. Кроме того возникшие под влиянием магнитного поля ионные ассоциаты являются зародышами кристаллической фазы и выполняют роль центров кристаллизации при выделении солей жесткости (в виде шлама), которые затем выносятся газовым потоком на поверхность. Количество отсепарированной воды, необходимое для доувлажнения газа при дозировке в затрубное пространство, находится в пределах 50-100 л/сут и рассчитывается для каждой скважины в зависимости от конкретных термодинамических условий и дефицита влагосодержания. Separated fluid drained through the annulus together with gas re-humidification also reduces the total mineralization of produced water located at the bottom of the well, as a result, the process of deposits of water-soluble salt plugs is reduced. Processing the separated fluid with a magnetic field prevents the deposition of hardness salts in the fluid dispenser and piping when it flows into the annulus. In addition, ionic associates formed under the influence of a magnetic field are the nuclei of the crystalline phase and act as crystallization centers in the separation of hardness salts (in the form of sludge), which are then carried to the surface by a gas stream. The amount of separated water required to re-hydrate the gas when dosing into the annulus is in the range of 50-100 l / day and is calculated for each well depending on the specific thermodynamic conditions and moisture content deficit.
Процесс самоподлива отсепарированной жидкости, обработанной магнитным полем, осуществляется по замкнутому технологическому циклу. Выбросов в атмосферу и загрязнения окружающей среды не происходит. The self-fueling process of the separated liquid treated with a magnetic field is carried out in a closed technological cycle. Emissions to the atmosphere and environmental pollution do not occur.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058517 RU2044865C1 (en) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | Device for prevention of scaling in gas wells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058517 RU2044865C1 (en) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | Device for prevention of scaling in gas wells |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2044865C1 true RU2044865C1 (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=21611503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5058517 RU2044865C1 (en) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | Device for prevention of scaling in gas wells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2044865C1 (en) |
-
1992
- 1992-08-11 RU SU5058517 patent/RU2044865C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 746088, кл. E 21B 43/00, 1980. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 825871, кл. E 21B 43/00, 1981. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4539023A (en) | Horizontal gas and liquid separator | |
| US2610697A (en) | Gas and liquid separator apparatus | |
| US5690813A (en) | Fluid separator apparatus | |
| US3362136A (en) | Apparatus for degassing fluids | |
| WO1998001395A1 (en) | Oil/grease separator | |
| US4440639A (en) | Universal magnetic angled strainer | |
| RU2044865C1 (en) | Device for prevention of scaling in gas wells | |
| RU2468851C1 (en) | Centrifugal separator | |
| CN206793113U (en) | A kind of oil-water separation tank for dangerous waste processing system | |
| CN106669280A (en) | Spiral flow diversion and hydrocyclone separation settling device | |
| CN100467392C (en) | Multifunctional oil-water separator, and separation technique | |
| CN103691232B (en) | A kind of gas in natural gas separator with inverted round stage filter core | |
| CN207468254U (en) | Tank in a kind of tank | |
| US20050258089A1 (en) | Method for removing oil fat and grease from water | |
| CN107162244B (en) | A kind of kitchen waste water recycling and reusing device | |
| CN206613262U (en) | A kind of spiral stream guidance cyclonic separation settler | |
| CN110902760B (en) | Working method of dirty oil-water separation device | |
| CN103397873A (en) | Well head gas purifying device for natural gas field | |
| EP2845635B1 (en) | Ventilator | |
| RU2293595C1 (en) | Separator | |
| US20050016905A1 (en) | Fuel purifier | |
| CN218589926U (en) | Oil liquid purification device | |
| SU1329801A1 (en) | Apparatus for cleaning gases | |
| KR200252543Y1 (en) | Wastewater and Cooled Water Centrifuges | |
| CN111921306B (en) | Oil smoke waste gas effluent disposal system |