RU2080493C1

RU2080493C1 - Vortex oil-well pump

Info

Publication number: RU2080493C1
Application number: RU94013124A
Authority: RU
Inventors: Р.Ш. Муфазалов; Р.К. Зарипов
Original assignee: Муфазалов Роберт Шакурович
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 1997-05-27

Abstract

FIELD: oil and gas recovery; manufacture of oil-well pumps. SUBSTANCE: vortex mixing chamber of oil-well pump has closed bottom; upper part of vortex chamber is provided with tangential active nozzle; passage supplying medium being handled is coaxial relative to vortex chamber and is brought in communication with it and with tangential outlet passages; supply passage is provide with check valve having taper seat. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для возбуждения скважины путем создания депрессии, и может быть использовано для освоения скважин, вызова притока нефти, воды, газа, эксплуатации скважины и газлифтной добычи нефти. The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to devices for stimulating a well by creating depression, and can be used to develop wells, cause the flow of oil, water, gas, well operation and gas lift oil production.

Наиболее близким к изобретению является устройство для возбуждения и освоения скважины, включающее вихревую камеру смещения, тангенциальное активное сопло для подвода эжектирующей рабочей среды в вихревую камеру, выходной канал и канал подвода перекачиваемой среды, сообщенный со скважиной (авт. св. СССР N 1546720, кл. F 04 F 5/02, 1990). Closest to the invention is a device for stimulating and developing a well, including a vortex displacement chamber, a tangential active nozzle for supplying an ejecting medium to the vortex chamber, an output channel and a channel for supplying a pumped medium in communication with the well (ed. St. USSR N 1546720, class F 04 F 5/02, 1990).

Недостатком прототипа является сложность конструкции, изготовления, сборки и большие гидравлические потери, следовательно, низкая надежность работы. The disadvantage of the prototype is the complexity of the design, manufacture, assembly and large hydraulic losses, therefore, low reliability.

Задача изобретения упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства. The objective of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the device.

Задача достигается тем, что скважинный вихревой насос содержит вихревую камеру смещения, тангенциальное активное сопло для подвода эжектирующей рабочей среды в вихревую камеру, тангенциальные выходные каналы, канал подвода перекачиваемой среды, сообщенный со скважиной, и пакер, вихревая камера смешения выполнена с закрытым дном, тангенциальное активное сопло выполнено в верхней части вихревой камеры, канал подвода перекачиваемой среды выполнен соосно с вихревой камерой, сообщен с ее полостью и тангенциальными выходными каналами, причем в канале подвода перекачиваемой среды установлен обратный клапан с коническим седлом. The task is achieved in that the downhole vortex pump contains a vortex displacement chamber, a tangential active nozzle for supplying an ejected working medium to the vortex chamber, tangential output channels, a supply channel for the pumped medium in communication with the well, and a packer, vortex mixing chamber is made with a closed bottom, tangential the active nozzle is made in the upper part of the vortex chamber, the channel for supplying the pumped medium is made coaxially with the vortex chamber, communicated with its cavity and tangential output channels, In the inlet of the pumped medium, a check valve with a conical seat is installed.

В предлагаемом устройстве в отличие от прототипа вихревая камера смещения выполнена с закрытым дном, перевернутым и активное сопло выполнено в верхней части вихревой камеры. Такое выполнение упрощает конструкцию, изготовление и сборку, уменьшается общая длина каналов и снижаются гидравлические потери. Это способствует повышению КПД вихревого насоса. In the proposed device, in contrast to the prototype, the vortex displacement chamber is made with the bottom closed, inverted, and the active nozzle is made in the upper part of the vortex chamber. This embodiment simplifies the design, manufacture and assembly, reduces the total length of the channels and reduces hydraulic losses. This increases the efficiency of the vortex pump.

Обратный клапан, установленный в канале подвода, предотвращает утечку откачиваемой среды обратно в пласт при технологических остановках работы насоса, снижает время, затраченное на запуск насоса, повышает надежность его работы. A non-return valve installed in the inlet channel prevents leakage of the pumped medium back into the reservoir during technological stops of the pump, reduces the time taken to start the pump, and increases the reliability of its operation.

Приведенный поиск по научно-техническим и патентным источникам информации и выбранный из перечня аналогов прототип позволили выявить отличительные признаки в предлагаемом техническом решении, следовательно, заявленное устройство удовлетворяет критерию изобретения "новизна", а проведенный заявителем дополнительный поиск известных технических решений с целью обнаружения в них признаков, сходных с признаками отличительной части формулы заявленного технического решения, и сравнения свойств заявляемого и известных технических решений, обусловленных наличием в них указанных признаков показал, что, во-первых, не все признаки отличительной части формулы найдены в известных технических решениях, во-вторых, сопоставительный анализ свойств, обусловленных наличием некоторых отличительных признаков в известных решениях и в заявленном техническом решении, показал, что у заявленного решения проявляются свойства, не совпадающие со свойствами, проявляемыми указанными признаками в известных технических решениях, чем обуславливается достижение заявленного положительного эффекта, следовательно, заявленное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "существенные отличия". The search by scientific, technical and patent sources of information and the prototype selected from the list of analogues made it possible to identify distinctive features in the proposed technical solution, therefore, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty", and the applicant conducted an additional search for known technical solutions in order to detect signs in them similar to the features of the distinctive part of the formula of the claimed technical solution, and comparison of the properties of the claimed and known technical solutions due to the presence of these characteristics in them showed that, firstly, not all the signs of the distinctive part of the formula are found in the known technical solutions, and secondly, a comparative analysis of the properties due to the presence of some distinctive signs in the known solutions and in the claimed technical solution, showed that the claimed solution exhibits properties that do not match the properties exhibited by the indicated features in known technical solutions, which determines the achievement of the claimed positive effect Project, therefore, the claimed technical solution meets the criteria of the invention of "significant differences".

На фиг. 1 изображен общий вид скважинного вихревого насоса в разрезе в компоновке с механическим пакером; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1, где показано тангенциальное активное сопло; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1, где показаны тангенциальные выходные каналы. In FIG. 1 shows a sectional view of a borehole vortex pump in a layout with a mechanical packer; in FIG. 2, section AA in FIG. 1, which shows a tangential active nozzle; in FIG. 3 section BB in FIG. 1, which shows tangential output channels.

Насос состоит из корпуса 1 с каналом 2 для подвода эжектирующей рабочей среды. В корпусе 1 установлена вихревая камера 3 с тангенциально-направленным активным соплом 4. Активное сопло 4 выполнено на корпусе 5 вихревой камеры 3 касательно к внутренней ее стенке. Нижняя часть корпуса 1 имеет тангенциальные выходные каналы 6 (фиг. 3). На нижней части корпуса 1 выполнен центральный канал 7 подвода перекачиваемой среды. Канал 7 выполнен соосно с вихревой камерой 3. Для предотвращения обратной утечки перекачиваемой жидкости в канале подвода 7 установлен шаровой обратный клапан 8 с коническим седлом 9. Для герметизации затрубного пространства установлен стандартный механический пакер 10. Вихревой насос соединен с пакером 10 и насосно-компрессорными трубами НКТ 11 при помощи конической трубной резьбы. The pump consists of a housing 1 with a channel 2 for supplying an ejection medium. A vortex chamber 3 with a tangentially directed active nozzle 4 is installed in the housing 1. The active nozzle 4 is made on the housing 5 of the vortex chamber 3 with respect to its inner wall. The lower part of the housing 1 has tangential output channels 6 (Fig. 3). On the lower part of the housing 1, a central channel 7 for supplying a pumped medium is made. Channel 7 is made coaxially with the vortex chamber 3. To prevent reverse leakage of the pumped liquid, a ball check valve 8 with a conical seat 9 is installed in the supply channel 7. A standard mechanical packer 10 is installed to seal the annulus. The vortex pump is connected to the packer 10 and tubing Tubing 11 using a tapered pipe thread.

Скважинный вихревой насос работает следующим образом. Downhole vortex pump operates as follows.

Насос спускают в скважину на трубах НКТ 11 до глубины 3 4 м выше перфорационных отверстий 12 обсадной колонны 13. Рабочая среда (жидкость, газ, газожидкостная смесь) подается по трубам НКТ 11 и через канал 2, активное сопло 4 поступает в вихревую камеру 3, где поток приобретает большую скорость вращения (в пределах 1•10³ 1,5•10³ с^-1). Вращающийся поток из вихревой камеры 3 выбрасывается через тангенциальные выходные каналы 6 в межтрубное пространство, как это показано на фиг. 1 (стрелками указан путь движения рабочего агента и перекачиваемой жидкости). За счет центробежной силы вращающегося потока и его кинетической энергии в центральной зоне вихревой камеры 3 образуется сильное разрежение вакуум. Под действием разрежения в камере 3 скважинная жидкость через патрубок пакера и центральный канал 7 отсасывается в вихревую камеру 3. В вихревой камере 3 происходит смешение рабочего агента и перекачиваемой жидкости. Далее смешанный поток через тангенциальные выходные каналы 6 выбрасывается в межтрубное пространство и подается вверх. При этом в призабойной зоне создается депрессия, ускоряется приток пластовой жидкости в скважину, улучшается очистка поровых каналов.The pump is lowered into the well on the tubing 11 to a depth of 3 to 4 m above the perforation holes 12 of the casing 13. The working medium (liquid, gas, gas-liquid mixture) is supplied through the tubing 11 and through channel 2, the active nozzle 4 enters the vortex chamber 3, where the flow acquires a high rotation speed (within 1 • 10 ³ 1,5 • 10 ³ s ^-1 ). The rotating flow from the vortex chamber 3 is ejected through the tangential output channels 6 into the annulus, as shown in FIG. 1 (arrows indicate the path of movement of the working agent and the pumped liquid). Due to the centrifugal force of the rotating stream and its kinetic energy, a strong vacuum is formed in the central zone of the vortex chamber 3. Under the action of rarefaction in the chamber 3, the borehole fluid through the packer pipe and the central channel 7 is sucked into the vortex chamber 3. In the vortex chamber 3, the working agent and the pumped liquid are mixed. Next, the mixed flow through the tangential output channels 6 is ejected into the annulus and is fed up. At the same time, depression is created in the bottomhole zone, the flow of formation fluid into the well is accelerated, and the cleaning of pore channels improves.

Требуемая производительность и давление насосных агрегатов зависит от глубины и конструкции скважины, пластового давления, коэффициента проницаемости и продуктивности, от геометрических параметров насоса. The required productivity and pressure of the pumping units depends on the depth and design of the well, reservoir pressure, permeability coefficient and productivity, and on the geometric parameters of the pump.

Насос позволяет высокоэффективно вести вызов притока и освоение в осложненных условиях. The pump allows you to highly efficiently handle the challenge of inflow and development in difficult conditions.

Устройство имеет компактную простую конструкцию, обладает надежностью, отличается технологичностью в изготовлении. The device has a compact simple design, is reliable, and is manufacturable.

Claims

A downhole vortex pump containing a vortex mixing chamber, a tangential active nozzle for supplying an ejection medium to the vortex chamber, an output channel and a channel for supplying a pumped medium in communication with the well, characterized in that the vortex mixing chamber is made with a closed bottom, the tangential active nozzle is made in the upper part of the vortex chamber, the channel for supplying a pumped medium is made coaxially with the vortex chamber, communicated with its cavity and tangential output channels, and in the channel for supplying a pumped medium The medium is equipped with a check valve with a tapered seat.