RU208344U1

RU208344U1 - Downhole gas separator of submersible installation with vane pump and electric motor

Info

Publication number: RU208344U1
Application number: RU2021128121U
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Трулев; Александр Валерьевич Клипов; Наталья Анатольевна Макарова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РИМЕРА-АЛНАС"
Priority date: 2021-09-26
Filing date: 2021-09-26
Publication date: 2021-12-14

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти из скважин с высоким содержанием свободного газа и абразивных частиц посредством установок электроцентробежных насосов. Скважинный газосепаратор погружной установки с лопастным насосом и электродвигателем содержит вал, корпус, установленную в корпусе защитную гильзу, последовательно установленные по ходу прохождения потока газожидкостной смеси основание с отверстиями, шнек, установленный на валу, головку с каналами для прохода отсепарированной жидкости в лопастной насос и отверстиями для выхода газа в затрубное пространство. На входе в шнек проточная часть имеет конусообразный диффузорный участок, изготовленный в основании. Минимальный внутренний диаметр конусообразного диффузорного участка по крайней мере на 9% меньше внутреннего диаметра защитной гильзы. Отношение внутреннего диаметра защитной гильзы и внешнего диаметра ступицы шнека не более 2,5. Шнек имеет постоянный ход, на выходе из шнека на валу установлен дополнительный шнек постоянного хода, величина хода которого превышает ход шнека на 10-25%. В головке газосепаратора установлена разделительная втулка, формирующая две области: отвода дегазированной жидкости и отвода отсепарированного газа. Внутренний диаметр разделительной втулки меньше внешнего по крайней мере на 25%. Между внешним диаметром разделительной втулки и защитной гильзой образован кольцевой зазор. Техническим результатом является повышение надежности работы газосепаратора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the oil industry and can be used in the extraction of oil from wells with a high content of free gas and abrasive particles by means of electric submersible pumps. A downhole gas separator of a submersible installation with a vane pump and an electric motor contains a shaft, a housing, a protective sleeve installed in the housing, a base with holes installed in series along the flow of the gas-liquid mixture, an auger mounted on the shaft, a head with channels for the passage of the separated liquid into the vane pump and holes for gas to escape into the annulus. At the screw inlet, the flow part has a cone-shaped diffuser section made at the base. The minimum inner diameter of the cone-shaped diffuser section is at least 9% smaller than the inner diameter of the thermowell. The ratio of the inner diameter of the protective sleeve and the outer diameter of the screw hub is not more than 2.5. The auger has a constant stroke, at the outlet of the auger an additional screw of constant stroke is installed on the shaft, the stroke value of which exceeds the screw stroke by 10-25%. A separator sleeve is installed in the head of the gas separator, which forms two areas: the removal of degassed liquid and the removal of separated gas. The inner diameter of the separator sleeve is at least 25% smaller than the outer one. An annular gap is formed between the outer diameter of the separating sleeve and the protective sleeve. The technical result is to increase the reliability of the gas separator. 2 w.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти из скважин с высоким содержанием свободного газа и абразивных частиц посредством установок электроцентробежных насосов.The utility model relates to the oil industry and can be used in the production of oil from wells with a high content of free gas and abrasive particles by means of electric centrifugal pump installations.

Известен из патента RU 2442023 газосепаратор установки электроцентробежного насоса, содержащий размещенные в корпусе последовательно установленные на валу по ходу прохождения потока газожидкостной смеси основание с отверстиями и с приемной сеткой, шнек, защитную гильзу. Сепаратор, выполненный в виде радиальных ребер, головку с каналами, выход которых связан с входом в насос, и отверстиями для выхода газа в затрубное пространство, при этом шнек имеет переменный шаг, а лопатки шнека установлены под входным углом, определяемым из условия безударного входа пластовой жидкости.Known from the patent RU 2442023, a gas separator of an electric centrifugal pump installation, containing a base with holes and a receiving grid, a screw, a protective sleeve, placed in the housing in series on the shaft along the flow of the gas-liquid mixture. A separator made in the form of radial ribs, a head with channels, the outlet of which is connected to the inlet to the pump, and holes for gas outlet into the annular space, while the screw has a variable pitch, and the screw blades are installed at an inlet angle determined from the condition of a shockless reservoir inlet liquids.

Однако данный газосепаратор имеет недостаточную надежность при откачивании жидкости с повышенным содержанием абразивных частиц, так как в проточной части сепарационной камеры установлено высоконапорное осевое колесо, шнек переменного хода имеет большие углы на выходе, поэтому повышается вероятность возникновения обратных токов с выхода сепарационной камеры, где давление высокое, на вход, где давление существенно ниже. Обратные токи, захватывая механические примеси, имеют повышенную концентрацию абразивных частиц, являются причиной гидроабразивного износа элементов проточной части газосепаратора. Необходимо устранить, или, по крайней мере, существенно снизить их интенсивность.However, this gas separator has insufficient reliability when pumping out a liquid with an increased content of abrasive particles, since a high-pressure axial wheel is installed in the flowing part of the separation chamber, the variable stroke screw has large outlet angles, therefore, the likelihood of reverse currents from the outlet of the separation chamber, where the pressure is high, increases. , to the inlet, where the pressure is significantly lower. Reverse currents, capturing mechanical impurities, have an increased concentration of abrasive particles, are the cause of hydroabrasive wear of the elements of the gas separator flow path. It is necessary to eliminate, or at least significantly reduce their intensity.

Также газосепаратор имеет недостаточную эффективность сепарации газа из-за того, что отсутствует отбор дегазированной жидкости непосредственно с периферии сепарационной камеры, где она максимально очищена от свободного газа.Also, the gas separator has insufficient efficiency of gas separation due to the fact that there is no selection of degassed liquid directly from the periphery of the separation chamber, where it is maximally cleaned of free gas.

Наиболее близким аналогом является техническое решение, известное из патента RU 161892, в котором раскрыт вихревой газосепаратор, содержащий корпус, входной модуль, вращающийся вал, шнек переменного хода, заключенный в защитную гильзу, и головку разделитель.The closest analogue is the technical solution known from the patent RU 161892, which discloses a vortex gas separator containing a housing, an inlet module, a rotating shaft, a variable stroke screw, enclosed in a protective sleeve, and a separator head.

Однако данный газосепаратор имеет недостаточную надежность при откачивании жидкости с повышенным содержанием абразивных частиц, так как в проточной части сепарационной камеры установлено высоконапорное осевое колесо, поэтому повышается вероятность возникновения обратных токов с выхода сепарационной камеры, где давление высокое, на вход, где давление существенно ниже. Обратные токи, захватывая механические примеси, имеют повышенную концентрацию абразивных частиц, являются причиной гидроабразивного износа элементов проточной части газосепаратора. Необходимо устранить, или, по крайней мере, существенно снизить их интенсивность.However, this gas separator has insufficient reliability when pumping out a liquid with an increased content of abrasive particles, since a high-pressure axial wheel is installed in the flowing part of the separation chamber, therefore, the likelihood of reverse currents from the outlet of the separation chamber, where the pressure is high, to the inlet, where the pressure is significantly lower, increases. Reverse currents, capturing mechanical impurities, have an increased concentration of abrasive particles, are the cause of hydroabrasive wear of the elements of the gas separator flow path. It is necessary to eliminate, or at least significantly reduce their intensity.

На режимах, отличных от оптимальной подачи, при больших углах атаки возникают обратные токи на входе в шнек. При этом часть вращающейся жидкости с повышенным давлением может вытекать в затрубное пространство через отверстия в основании газосепаратора. Так как диаметр выхода этих отверстий совпадает с диаметром гильзы шнека. Обратные токи могут вызывать гидроабразивный износ элементов проточной части и диспергировать поток газожидкостной смеси (ГЖС), что приведет к снижению сепарирующих свойств, так как измельченные пузырьки малого диаметра сложнее сепарировать.In modes other than optimal feed, at large angles of attack, reverse currents appear at the inlet to the screw. In this case, part of the rotating fluid with increased pressure can flow into the annular space through the holes in the base of the gas separator. Since the diameter of the outlet of these holes coincides with the diameter of the screw sleeve. Reverse currents can cause hydroabrasive wear of the flow path elements and disperse the gas-liquid mixture (GLC) flow, which will lead to a decrease in separating properties, since crushed small-diameter bubbles are more difficult to separate.

Технической проблемой заявляемой полезной модели является создание технического решения, при котором в процессе работы газосепаратора внутри него снижается или полностью прекращается возникновение противотоков относительно основного потока пластовой жидкости (газожидкостной абразивной смеси) с высокой концентрацией механических примесей. The technical problem of the claimed utility model is the creation of a technical solution in which, during the operation of the gas separator inside it, the occurrence of countercurrents relative to the main flow of formation fluid (gas-liquid abrasive mixture) with a high concentration of mechanical impurities decreases or completely stops.

Это устраняет диспергирование, уменьшает диаметров пузырьков газа, предохраняет от износа внутреннюю поверхность корпуса газосепаратора, и в результате приводит к повышению надежности газосепаратора и эффективности сепарации. Отбор дегазированной жидкости осуществляется непосредственно с периферии сепарационной камеры, что приводит к повышению эффективности сепарации. Использование низконапорного осевого колеса (шнека) приводит к снижению мощности и энергопотребления.This eliminates dispersion, reduces the diameter of gas bubbles, protects the inner surface of the gas separator body from wear, and as a result leads to an increase in the reliability of the gas separator and the separation efficiency. The degassed liquid is withdrawn directly from the periphery of the separation chamber, which leads to an increase in the separation efficiency. The use of a low-pressure axle wheel (auger) leads to a decrease in power and energy consumption.

Техническим результатом является повышение надежности и эффективности работы погружной установки с газосепаратором и лопастным насосом.The technical result is to increase the reliability and efficiency of the submersible installation with a gas separator and a vane pump.

Следствием использования низконапорного осевого колеса является снижение энергопотребления погружной установки.The use of a low-pressure axle wheel results in a reduction in the energy consumption of the submersible installation.

Заявленный технический результат достигается за счёт того, что в погружной установке с центробежным насосом и газосепаратором, включающей в себя лопастной насос, газосепаратор, электродвигатель, газосепаратор содержит вал, корпус, установленную в корпусе защитную гильзу, последовательно установленные по ходу прохождения потока газожидкостной смеси основание с отверстиями, шнек, установленный на валу, головку с каналами для прохода отсепарированной жидкости в лопастной насос и отверстиями для выхода газа в затрубное пространство, на входе в шнек проточная часть имеет конусообразный диффузорный участок, изготовленный в основании, минимальный внутренний диаметр конусообразного диффузорного участка, по крайней мере, на 9% меньше внутреннего диаметра защитной гильзы, отношение внутреннего диаметра защитной гильзы и внешнего диаметра ступицы шнека не более 2,5, шнек имеет постоянный ход, на выходе из шнека на валу установлен дополнительный шнек постоянного хода, величина хода которого превышает ход шнека на 10-25%, в головке газосепаратора установлена разделительная втулка, формирующая две области: отвода дегазированной жидкости и отвода отсепарированного газа, внутренний диаметр разделительной втулки меньше внешнего, по крайней мере, на 25% , между внешним диаметром разделительной втулки и защитной гильзой образован кольцевой зазор.The claimed technical result is achieved due to the fact that in a submersible installation with a centrifugal pump and a gas separator, including a vane pump, a gas separator, an electric motor, the gas separator contains a shaft, a housing, a protective sleeve installed in the housing, sequentially installed along the flow of the gas-liquid mixture, a base with holes, a screw mounted on the shaft, a head with channels for the passage of the separated liquid into the vane pump and holes for the gas outlet into the annular space, at the inlet to the screw, the flowing part has a cone-shaped diffuser section made at the base, the minimum inner diameter of the cone-shaped diffuser section, according to at least 9% less than the inner diameter of the thermowell, the ratio of the inner diameter of the thermowell to the outer diameter of the auger hub is not more than 2.5, the auger has a constant stroke, an additional constant stroke auger is installed on the shaft at the outlet of the auger, the stroke of which is exceeded The screw travel is 10-25%, a separator sleeve is installed in the head of the gas separator, which forms two areas: the outlet of the degassed liquid and the removal of the separated gas, the inner diameter of the separator sleeve is at least 25% less than the outer diameter, between the outer diameter of the separator sleeve and the protective an annular gap is formed by the sleeve.

На выходе из сепарационной камеры перед головкой газосепаратора с помощью разделительной втулки формируют две области: отвода дегазированной жидкости и отвода отсепарированного газа, входы в которые удалены друг от друга. Наиболее эффективное разделение жидкости и газа происходит, если внутренний диаметр разделительной втулки меньше наружного, по крайней мере, на 25 %. Между наружным диаметром разделительной втулки и внутренним диаметром защитной гильзы образован кольцевой канал для прохода дегазированной пластовой жидкости в лопастной насос. Между внутренним диаметром разделительной втулки и валом образован кольцевой канал для отвода отсепарированного газа и части пластовой жидкости в затрубное пространство.At the outlet from the separation chamber in front of the gas separator head, using a separating sleeve, two areas are formed: the degassed liquid outlet and the separated gas outlet, the inputs to which are remote from each other. The most effective liquid / gas separation occurs when the inner diameter of the spacer sleeve is at least 25% less than the outer diameter. An annular channel is formed between the outer diameter of the spacer sleeve and the inner diameter of the protective sleeve for the passage of degassed formation fluid into the vane pump. An annular channel is formed between the inner diameter of the spacer sleeve and the shaft for removing the separated gas and part of the formation fluid into the annulus.

На периферии сепарационной камеры собирается наиболее дегазированная жидкость. Поэтому, если дегазированная жидкость отбирается непосредственно из этой области, то повышается эффективность сепарации свободного газа.The most degassed liquid is collected at the periphery of the separation chamber. Therefore, if the degassed liquid is taken directly from this area, the separation efficiency of the free gas is increased.

Если шнек в сепарационной камере создает низконапорный поток, то это снижает потребление электроэнергии и вероятность образования обратных токов между выходом и входом в шнек, которые диспергируют ГЖС и могут приводить к гидроэрозийному износу элементов проточной части, так как имеют повышенное содержание механических примесей. За счет этого повышается надежность работы газосепаратора. Высокие сепарирующие свойства определяются способом отбора дегазированной жидкости от периферии сепарационной камеры и большими диаметрами пузырьков газа в ГЖС.If the auger in the separation chamber creates a low-pressure flow, then this reduces the power consumption and the likelihood of the formation of reverse currents between the outlet and the inlet of the auger, which disperse the HGM and can lead to hydroerosive wear of the flow path elements, since they have an increased content of mechanical impurities. This increases the reliability of the gas separator. High separating properties are determined by the way the degassed liquid is taken from the periphery of the separation chamber and by the large diameters of gas bubbles in the liquid-liquid mixture.

На входе в шнек проточная часть имеет конусообразный диффузорный участок, который образует основание газосепаратора, механически обработанное определенным образом. Рекомендованный угол раскрытия диффузора составляет от 10 до 60 градусов. Значение угла определяется необходимостью обеспечить плавный вход потока в подводящую область газосепаратора и требованиями по минимизации длины и себестоимости изделия. Конус, подобно крышке на стакане с водой, воспринимает на себя давление вращающегося кольца жидкости, препятствует вытеканию через подводящие каналы обратно в затрубное пространство. За счет этого повышается давление на входе в шнек узел на нерасчетных режимах и, соответственно, снижается вероятность образования обратных токов. Для эффективной борьбы с обратными токами минимальный внутренний диаметр диффузорного участка, по крайней мере, на 9 % должен быть меньше внутреннего диаметра защитной гильзы. Внешний диаметр диффузорного конусообразного участка на входе в шнек узел ограничивается защитной гильзой, минимальный внутренний диаметр - пересечением с подводящими каналами. Если внутренний диаметр будет больше рекомендованного значения, то повышается вероятность обратных токов, перетечек, вращающееся кольцо пластовой жидкости высокого давления сможет на некоторых режимах работы вытекать через подводящие каналы 18 обратно в затрубное пространство. Если меньше – могут быть проблемы с подводом потока газожидкостной смеси в газосепаратор в связи с уменьшением площади подводящего канала.At the inlet to the screw, the flow path has a cone-shaped diffuser section, which forms the base of the gas separator, mechanically processed in a certain way. The recommended opening angle of the diffuser is 10 to 60 degrees. The value of the angle is determined by the need to ensure a smooth entry of the flow into the inlet area of the gas separator and the requirements for minimizing the length and cost of the product. The cone, like a lid on a glass of water, absorbs the pressure of the rotating ring of liquid, prevents it from flowing out through the supply channels back into the annulus. Due to this, the pressure at the inlet to the screw unit increases in off-design modes and, accordingly, the probability of the formation of reverse currents decreases. To effectively combat backflows, the minimum internal diameter of the diffuser section must be at least 9% smaller than the internal diameter of the thermowell. The outer diameter of the cone-shaped diffuser section at the inlet to the screw assembly is limited by a thermowell, the minimum inner diameter - by the intersection with the supply channels. If the inner diameter is greater than the recommended value, then the likelihood of reverse currents, overflows increases, the rotating ring of high-pressure formation fluid may, in some operating modes, flow out through the supply channels 18 back into the annulus. If it is less, there may be problems with the supply of the gas-liquid mixture flow to the gas separator due to a decrease in the area of the supply channel.

Если отношение внутреннего диаметра защитной гильзы и внешнего диаметра ступицы шнека не более 2,5, то течение потока газожидкостной смеси будет происходить без образования обратных токов в широком рабочем диапазоне. Это отношение является оптимальным. При более высокой лопастной решетке снижается гидравлический КПД, повышается вероятность образования обратных токов, которые диспергируют свободный газ. При меньшей высоте - снижаются напор и радиальный градиент давления, который определяет сепарирующие свойства.If the ratio of the inner diameter of the protective sleeve and the outer diameter of the screw hub is not more than 2.5, then the flow of the gas-liquid mixture will occur without the formation of reverse currents in a wide operating range. This relationship is optimal. With a higher blade cascade, the hydraulic efficiency decreases, the likelihood of the formation of reverse currents increases, which disperse the free gas. At a lower height, the head and the radial pressure gradient, which determines the separating properties, decrease.

Если на выходе из шнека, на валу установлен дополнительный шнек постоянного хода, величина хода которого превышает ход шнека не менее чем на 10%, но не более чем на 25%, то при этом заметно увеличивается закрутка потока и давление, так как угол на выходе из дополнительного шнека выше, чем у шнека. При этом также выше давление на периферии сепарационной камеры, так как оно пропорционально вращению потока. Так как величина входа дополнительного шнека не превышает 25% от хода шнека, то, согласно методическим указаниям на проектирование шнеков, течение потока газожидкостной смеси между шнеками в рабочем диапазоне происходит без образования обратных токов.If at the outlet of the auger, an additional constant stroke auger is installed on the shaft, the stroke of which exceeds the stroke of the auger by at least 10%, but not more than 25%, then the flow swirl and pressure noticeably increase, since the angle at the outlet from the additional auger is higher than that of the auger. In this case, the pressure at the periphery of the separation chamber is also higher, since it is proportional to the rotation of the flow. Since the input value of the additional screw does not exceed 25% of the screw stroke, then, according to the guidelines for the design of screws, the flow of the gas-liquid mixture between the screws in the operating range occurs without the formation of reverse currents.

Осевое колесо, установленное на выходе из дополнительного шнека, позволяет увеличить циркуляцию (вращение) потока в сепарационной камере и тем самым увеличить эффективность сепарации газа.An axial wheel installed at the outlet of the additional auger makes it possible to increase the circulation (rotation) of the flow in the separation chamber and thereby increase the efficiency of gas separation.

Если между конусообразным диффузорным участком, изготовленным в основании, и входом в шнек в основании установлен подшипник, то это позволяет повысить надежность работы газосепаратора, снизить вибрации ротора.If a bearing is installed between the cone-shaped diffuser section made in the base and the inlet to the auger at the base, this makes it possible to increase the reliability of the gas separator and reduce the rotor vibrations.

Сущность полезной модели поясняется фигурами 1-4, на которых показаны:The essence of the utility model is illustrated by Figures 1-4, which show:

На фиг. 1 – схема погружной установки в составе двигателя, газосепаратора, модуля с компрессорными диспергирующими ступенями, насоса и насосно-компрессорные трубы;FIG. 1 is a diagram of a submersible installation consisting of an engine, a gas separator, a module with compressor dispersing stages, a pump and tubing;

На фиг. 2 – общий вид газосепаратора в разрезе с двумя шнеками разного хода;FIG. 2 - General view of the gas separator in section with two screws with different strokes;

На фиг. 3 – общий вид газосепаратора в разрезе с двумя шнеками разного хода и установленным за ними дополнительным осевым колесом;FIG. 3 is a general view of the gas separator in section with two screws of different motion and an additional axial wheel installed behind them;

На фиг. 4 – головка газосепаратора.FIG. 4 - gas separator head.

На фиг. 1-4 позициями 1-25 обозначены:FIG. 1-4, positions 1-25 indicate:

1 – электродвигатель;1 - electric motor;

2 – газосепаратор;2 - gas separator;

3 – модуль с компрессорными диспергирующими ступенями;3 - module with compressor dispersing stages;

4 – лопастной насос;4 - vane pump;

5 – насосно-компрессорные трубы;5 - tubing;

6 – корпус газосепаратора;6 - gas separator body;

7 – защитная гильза;7 - protective sleeve;

8 – основание;8 - base;

9 – вал газосепаратора;9 - gas separator shaft;

10 – шнек;10 - auger;

11 – ступица шнека;11 - screw hub;

12 – дополнительный шнек;12 - additional auger;

13 – дополнительное осевое колесо;13 - additional axial wheel;

14 – головка;14 - head;

15 – каналы для отвода жидкости;15 - channels for drainage of liquid;

16 – отверстия для отвода газа;16 - holes for gas outlet;

17 – разделительная втулка;17 - dividing sleeve;

18 – подводящие каналы в основании;18 - supply channels at the base;

19 – подшипник;19 - bearing;

20 – лопастная решетка;20 - blade lattice;

21 – конусообразный диффузорный участок на входе в шнек;21 - cone-shaped diffuser section at the inlet to the screw;

22 – кольцевой канал для отвода отсепарированного газа;22 - annular channel for removing the separated gas;

23 – кольцевой канал для отвода дегазированной жидкости в насос;23 - annular channel for drainage of degassed liquid into the pump;

24 – внутренний диаметр разделительной втулки;24 - inner diameter of the spacer sleeve;

25 – внешний диаметр разделительной втулки.25 - outer diameter of the spacer sleeve.

Погружная установка содержит электродвигатель 1 с гидрозащитой, газосепаратор 2, модуль с компрессорными диспергирующими ступенями 3, лопастной насос 4 и насосно-компрессорные трубы 5.The submersible installation contains an electric motor 1 with hydraulic protection, a gas separator 2, a module with compressor dispersing stages 3, a vane pump 4 and tubing 5.

Газосепаратор 2 содержит вал 9, корпус 6, установленную в корпусе 6 защитную гильзу 7, последовательно установленные по ходу прохождения потока газожидкостной смеси основание 8 с отверстиями, шнек 10 со ступицей 11, дополнительный шнек 12 с большей величиной хода, установленные на валу 9, головку 14 с каналами 15 для прохода отсепарированной жидкости в лопастной насос 4 и отверстиями 16 для выхода газа в затрубное пространство. Gas separator 2 contains a shaft 9, a housing 6, a protective sleeve 7 installed in the housing 6, a base 8 with holes installed in series along the flow of a gas-liquid mixture, a screw 10 with a hub 11, an additional screw 12 with a greater stroke, mounted on a shaft 9, a head 14 with channels 15 for the passage of the separated liquid into the vane pump 4 and holes 16 for the gas outlet into the annulus.

После дополнительного шнека 12 на валу 9 может быть установлено дополнительное осевое колесо 13. Шнек 10 и дополнительный шнек 12 образуют лопастную решётку 20. After the additional auger 12, an additional axial wheel 13 can be installed on the shaft 9. The auger 10 and the additional auger 12 form a blade cascade 20.

Отношение внутреннего диаметра защитной гильзы 7 и внешнего диаметра ступицы 11 шнека 10 не более 2,5. Шнек 10 имеет постоянный ход. На выходе из шнека 10 на валу 9 установлен дополнительный шнек 12 постоянного хода, величина хода которого превышает ход шнека 10 на 10-25%The ratio of the inner diameter of the protective sleeve 7 and the outer diameter of the hub 11 of the screw 10 is not more than 2.5. The auger 10 has a constant stroke. At the exit from the auger 10 on the shaft 9 there is an additional auger 12 of constant stroke, the magnitude of the stroke of which exceeds the stroke of the auger 10 by 10-25%

На входе в шнек 10 основание 8 имеет конусообразный диффузорный участок 21, минимальный внутренний диаметр которого, по крайней мере, на 9% меньше внутреннего диаметра защитной гильзы 7.At the inlet to the screw 10, the base 8 has a tapered diffuser section 21, the minimum inner diameter of which is at least 9% less than the inner diameter of the protective sleeve 7.

В головке 14 установлена разделительная втулка 17, формирующая две области: отвода дегазированной жидкости и отвода отсепарированного газа, и изготовлены каналы 15 для отвода отсепарированной жидкости в лопастной насос 4 и отверстия 16 для отвода газа в затрубное пространство.A separating sleeve 17 is installed in the head 14, which forms two regions: the removal of degassed liquid and the removal of separated gas, and channels 15 are made for removing the separated liquid into the vane pump 4 and holes 16 for removing gas into the annular space.

Внутренний диаметр 24 разделительной втулки 17 меньше внешнего 25, по крайней мере, на 25%.The inner diameter 24 of the spacer sleeve 17 is less than the outer 25 by at least 25%.

Между внешним диаметром 25 разделительной втулки 17 и защитной гильзой 7 образован кольцевой зазор 23. An annular gap 23 is formed between the outer diameter 25 of the spacer sleeve 17 and the protective sleeve 7.

Между конусообразным диффузорным участком 21 основания 8 и входом в шнек 10 в основании может быть установлен подшипник 19.A bearing 19 can be installed between the tapered diffuser section 21 of the base 8 and the entrance to the screw 10 at the base.

Погружная установка работает следующим образом.Submersible installation works as follows.

После включения электродвигателя 1 шнек 10 и дополнительный шнек 12 начинают закачивать газожидкостную смесь из затрубного пространства через основание 8 в сепарационную камеру между валом 9 и защитной гильзой 7.After turning on the electric motor 1, the auger 10 and the additional auger 12 begin to pump the gas-liquid mixture from the annular space through the base 8 into the separation chamber between the shaft 9 and the protective sleeve 7.

Шнек 10 и дополнительный шнек 12 подводят и закручивают ГЖС. Под воздействием центробежной силы в сепарационной камере происходит разделение ГЖС, дегазированная жидкость собирается на выходе на периферии сепарационной камеры и через кольцевой канал 23, образованный между внешним диаметром разделительной втулки 17 и внутренним диаметром защитной гильзы 7, по каналам 15 отводится в лопастной насос 4. The auger 10 and an additional auger 12 bring in and twist the HGM. Under the influence of centrifugal force in the separation chamber, the separation of the liquid-liquid mixture occurs, the degassed liquid is collected at the outlet at the periphery of the separation chamber and through the annular channel 23 formed between the outer diameter of the separating sleeve 17 and the inner diameter of the protective sleeve 7, through the channels 15 it is diverted to the vane pump 4.

При необходимости увеличить градиент давления в сепарационной камере за шнеком 10 и дополнительным шнеком 12 может быть установлено дополнительное осевое колесо 13. При этом будут улучшены сепарирующие свойства.If it is necessary to increase the pressure gradient in the separation chamber behind the auger 10 and an additional auger 12, an additional axial wheel 13 can be installed. This will improve the separating properties.

Отсепарированный газ собирается в центре вокруг вала 9 и через отверстия 16 отводится в затрубное пространство.The separated gas is collected in the center around the shaft 9 and is discharged through the holes 16 into the annular space.

В варианте конструктивного исполнения, для увеличения надежности работы на валу 9 и основании 8 может быть установлен подшипник 18.In a design variant, to increase the reliability of operation, a bearing 18 can be installed on the shaft 9 and base 8.

Газосепаратор 2 не может полностью удалить весь свободный газ из потока при высоком газосодержании в потоке. Чтобы уменьшить вредное влияние свободного газа на энергетические параметры насоса: напор и КПД на входе в насос 4 может быть установлен модуль с компрессорными диспергирующими ступенями 3 с целью диспергирования, уменьшения среднего диаметра пузырьков газа, сжатия и растворения в пластовой жидкости.Gas separator 2 cannot completely remove all free gas from the stream at a high gas content in the stream. To reduce the harmful effect of free gas on the energy parameters of the pump: head and efficiency at the inlet to pump 4, a module with compressor dispersing stages 3 can be installed in order to disperse, reduce the average diameter of gas bubbles, compress and dissolve in the formation fluid.

Пройдя через лопастной насос 4, где давление увеличивается, оставшийся свободный газ растворяется. Пластовая жидкость поступает в насосно-компрессорные трубы 5 и поднимается на поверхность.After passing through the vane pump 4, where the pressure increases, the remaining free gas dissolves. The formation fluid enters the tubing 5 and rises to the surface.

Таким образом, достигается технический результат по повышению надежности, эффективности работы установки с газосепаратором и лопастным насосом, снижению энергопотребления.Thus, the technical result is achieved to increase the reliability, the efficiency of the installation with a gas separator and a vane pump, and to reduce energy consumption.

Claims

1. A downhole gas separator of a submersible installation with a vane pump and an electric motor, containing a shaft, a housing, a protective sleeve installed in the housing, a base with holes installed in series along the flow of the gas-liquid mixture, a screw mounted on a shaft, a head with channels for the passage of the separated liquid in the vane pump and holes for gas outlet into the annulus, characterized in that at the inlet to the screw, the flow path has a tapered diffuser section made at the base, the minimum inner diameter of the tapered diffuser section is at least 9% less than the inner diameter of the thermowell, the ratio of the inner diameter protective sleeve and the outer diameter of the auger hub no more than 2.5, the auger has a constant stroke, an additional constant stroke auger is installed on the shaft at the outlet of the auger, the stroke value of which exceeds the stroke of the auger by 10-25% d in all areas: removal of degassed liquid and removal of separated gas, the inner diameter of the spacer sleeve is at least 25% less than the outer diameter, an annular gap is formed between the outer diameter of the spacer sleeve and the protective sleeve.

2. The downhole gas separator according to claim 1, characterized in that an axial wheel is installed at the outlet of the additional screw.

3. The downhole gas separator according to claim 1, characterized in that a bearing is installed between the cone-shaped diffuser section made in the base and the inlet to the auger at the base.