RU2087679C1

RU2087679C1 - Accelerator-disperser

Info

Publication number: RU2087679C1
Application number: RU9494015800A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Зрелкин; Наталия Львовна Думанская
Original assignee: Владимир Александрович Зрелкин; Наталия Львовна Думанская
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU94015800A

Abstract

FIELD: gas production industry. SUBSTANCE: this is used at delivering liquid from bottom hole of gas wells. Accelerator-disperser has body installed in pump-compressor tube string over its longitudinal axis together with resilient members located in it which are bent in middle part and connected at ends by bushes. One of bushes can be axially displaced. Resilient members are bent towards center for possible creation of axial through-passage. Opposite ends of resilient members are fixed in bushes with displacement at certain angle or without such displacement and they are spring-loaded in middle part by lateral resilient members. Displacement of opposite ends of resilient members relative to each other can be non-adjustable or adjustable at installing accelerator-disperser. It can be provided with splines in inner surface, and bushes can have respective protrusions for splines of pipe union in outer surfaces. EFFECT: high efficiency. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к добыче нефти и газа и может быть использовано в газлифте и при выносе жидкости с забоя газовых скважин. The invention relates to the production of oil and gas and can be used in gas lift and in the removal of fluid from the bottom of gas wells.

Известны штуцерные диспергаторы, состоящие из набора шайб определенного диаметра, закрепленные в специальном корпусе и используемые для искусственного диспергирования газовой фазы [1]
Известны ускорители, установленные по длине колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) перпендикулярно их оси, представляющие собой перегородку с осевым каналом и предназначенные для непрерывного удаления жидкости с забоя газовой скважины [2] Наиболее близкой по технологической сущности к заявляемому изобретению является конструкция скважинного диспергирующего регулируемого устройства, выбранного в качестве прототипа, содержащего диспергирующий элемент, выполненный в виде двух рядов упругих пластин с установленными по их концам втулками, нижняя из которых жестко связана с корпусом, а верхняя расположена с возможностью осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса [3]
Недостатком известных устройств является невозможность использования глубинных приборов для проведения исследования скважин.Known nozzle dispersants, consisting of a set of washers of a certain diameter, mounted in a special housing and used for artificial dispersion of the gas phase [1]
Known accelerators installed along the length of the string of tubing perpendicular to their axis, representing a baffle with an axial channel and designed to continuously remove fluid from the bottom of a gas well [2] The closest dispersive technological contour to the claimed invention is a device selected as a prototype containing a dispersing element made in the form of two rows of elastic plates with bushings installed at their ends s, the bottom of which is rigidly connected with the housing, and the top is axially movable and spring-loaded relative to the housing [3]
A disadvantage of the known devices is the inability to use deep devices for conducting well surveys.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности работы газожидкостного подъемника при сохранении возможности проведения исследовательских работ глубинными приборами. The task of the invention is to increase the efficiency of a gas-liquid elevator while maintaining the possibility of research work by deep instruments.

Поставленная задача достигается тем, что в заявленном устройстве упругие элементы выполнены из нефте- и коррозионностойкого материала профилем, позволяющим им при прохождении глубинного прибора располагаться в зазоре между стенкой трубы и спускаемым прибором, и изогнуты в средней части к центру. Концы упругих элементов обвязаны втулками для избежания перехлеста проволокой или каротажным кабелем спускаемого прибора и имеют возможность перемещения вдоль оси симметрии устройства. Ускоритель-диспергатор устанавливается в НКТ. Сужение проходного сечения НКТ обеспечивается изогнутостью упругих элементов к оси симметрии. Проходное сечение сужающего устройства имеет форму замкнутой фигуры, близкой к форме окружности или многоугольника и изменяется под действием силы тяжести прибора, спускаемого в скважину при проведении исследовательских работ или под действием силы натяжения, развиваемой подъемным агрегатом, при его подъеме. The problem is achieved in that in the claimed device, the elastic elements are made of oil and corrosion-resistant material with a profile that allows them to be located in the gap between the pipe wall and the descent device when passing the depth tool, and are bent in the middle to the center. The ends of the elastic elements are tied with sleeves to avoid overlapping with a wire or logging cable of the descent tool and have the ability to move along the axis of symmetry of the device. The dispersant accelerator is installed in the tubing. The narrowing of the passage section of the tubing is provided by the curvature of the elastic elements to the axis of symmetry. The bore of the narrowing device has the shape of a closed figure, close to the shape of a circle or polygon and changes under the influence of the gravity of the device, lowered into the well during research or under the action of the tension developed by the lifting unit, when it is raised.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемое техническое устройство обладает следующими отличительными признаками:
1. Упругие элементы установлены со смещением их оснований на некоторый угол относительно друг друга;
2. В случае исполнения упругих элементов без смещения оснований последние подпружинены в средней части поперечными упругими элементами, работающими на сжатие основных упругих элементов к центру в плоскости перпендикулярной оси устройства;
3. Смещение оснований упругих элементов относительно друг друга выполняется как статическим, так и регулируемым при установке ускорителя-диспергатора, причем в последнем случае поворотом оснований достигается необходимый размер проходного сечения ускорителя;
4. При регулируемом смещении оснований обвязывающие их втулки для предотвращения их раскручивания имеют шлицы на наружной поверхности и фиксируются патрубком, имеющим шлицы на внутренней поверхности.Comparative analysis with the prototype showed that the claimed technical device has the following distinctive features:
1. The elastic elements are installed with the displacement of their bases by a certain angle relative to each other;
2. In the case of the execution of elastic elements without displacement of the bases, the latter are spring-loaded in the middle part by transverse elastic elements working to compress the main elastic elements to the center in the plane perpendicular to the axis of the device;
3. The displacement of the bases of the elastic elements relative to each other is both static and adjustable when installing the accelerator-dispersant, and in the latter case, by turning the bases the required size of the passage section of the accelerator is achieved;
4. With adjustable displacement of the bases, the sleeves that bind them to prevent their unwinding have slots on the outer surface and are fixed by a pipe having slots on the inner surface.

Наличие новых отличительных от прототипа существенных признаков обеспечивает достижение нового технического результата, выражающегося в следующем:
при необходимо малом проходном сечении устройства возможен пропуск прибора, имеющего диаметр больший, чем диаметр проходного сечения устройства;
при прохождении прибора через устройство движение газожидкостной смеси не прекращается ввиду "раскрытия" упругих элементов;
наличие щелей между упругими элементами обеспечивает разбиение пленочной жидкости на множество струй и достижение большей дисперсности;
исключается перекрытие проходного сечения лифта в случае обрыва и падения прибора.The presence of new distinctive from the prototype of the essential features ensures the achievement of a new technical result, expressed in the following:
with a necessary small cross section of the device, it is possible to skip a device having a diameter larger than the diameter of the cross section of the device;
when the device passes through the device, the movement of the gas-liquid mixture does not stop due to the "opening" of the elastic elements;
the presence of gaps between the elastic elements provides a breakdown of the film fluid into many jets and achieve greater dispersion;
eliminates the overlap of the passage section of the elevator in case of breakage and fall of the device.

На фиг.1-4 представлена схема ускорителя-диспергатора. Figure 1-4 presents a diagram of the accelerator-dispersant.

На фиг. 1-2 ускоритель-диспергатор состоит из неподвижной втулки 1 с закрепленными в ней упругими элементами 2, изогнутыми в средней части к центру и установленных со смещением оснований на некоторый угол Альфа. Незакрепленные, подвижные концы упругих элементов обвязаны втулкой 3. In FIG. 1-2 accelerator-dispersant consists of a stationary sleeve 1 with elastic elements 2 fixed in it, curved in the middle part to the center and installed with a shift of the bases to a certain angle Alpha. The loose, movable ends of the elastic elements are tied with a sleeve 3.

Упругие элементы выполнены из пластин переменного сечения. The elastic elements are made of plates of variable cross section.

На фиг. 3 ускоритель-диспергатор состоит из неподвижной втулки 1 с закрепленными в ней упругими элементами 2, изогнутыми в средней части к центру и установленных без смещения оснований, но подпружиненных снаружи изогнутыми пластинами или проволоками 4 с закрепленными на них упругими элементами или захватами 5 и 6, работающими на сжатие упругих элементов (пластин) 2 к центру в плоскости, перпендикулярной оси устройства. Ускоритель-диспергатор устанавливается в НКТ 7. In FIG. 3, the accelerator-dispersant consists of a fixed sleeve 1 with elastic elements 2 fixed in it, curved in the middle part to the center and installed without biasing the bases, but spring-loaded from the outside with curved plates or wires 4 with elastic elements or grippers 5 and 6 fixed to them, working compressing the elastic elements (plates) 2 to the center in a plane perpendicular to the axis of the device. The dispersant accelerator is installed in the tubing 7.

Ускоритель-диспергатор работает следующим образом. Установленный в НКТ 7 ускоритель-диспергатор перекрывает их сечение упругими элементами 2, обеспечивая повышение скорости газа в суженной части и предотвращая стекание жидкости, находящейся над устройством. Поднимающаяся вдоль стенки НКТ 7 жидкость, обтекая упругие элементы 2 через зазоры между ними, разбивается на множество струй, которые, отрываясь от упругих элементов 2, дробятся на мелкие капли и уносятся потоком газа. При спуске в скважину глубинного прибора или при его подъеме, упругие элементы 2 под действием силы тяжести прибора, а в случае его подъема под действием силы натяжения, развиваемой подъемным агрегатом, отгибаются к стенке НКТ 7 и располагаются в зазоре между стенкой НКТ и прибором, обеспечивая его беспрепятственный спуск и подъем. Втулка 3, обвязывающая свободные концы упругих элементов, препятствует возможному перехлесту проволокой, удерживающей глубинный прибор, упругих элементов 2 и захвата их при образовании слабины при спуске или при смещении проволоки к стенке НКТ 7 во время подъема прибора из искривленной скважины. The dispersant accelerator operates as follows. The accelerator-dispersant installed in the tubing 7 overlaps their cross section with elastic elements 2, providing an increase in the gas velocity in the narrowed part and preventing the flow of liquid above the device. The liquid rising along the tubing wall 7, flowing around the elastic elements 2 through the gaps between them, is divided into many jets, which, breaking away from the elastic elements 2, are crushed into small droplets and carried away by a gas stream. When the downhole tool is lowered into the well or when it is lifted, the elastic elements 2 under the influence of the gravity of the device, and if it is lifted by the tension developed by the lifting unit, bend to the tubing wall 7 and are located in the gap between the tubing wall and the device, providing its unobstructed descent and ascent. The sleeve 3, tying the free ends of the elastic elements, prevents possible overlap with the wire holding the deep device, elastic elements 2 and their capture in the formation of slack during descent or when the wire is displaced to the wall of the tubing 7 during the lifting of the device from a curved well.

После пропускания прибора упругие элементы 2 в силу своей собственной упругости или в результате действия подпружинивающих их элементов 5 и 6 возвращаются в рабочее положение, частично перекрывая проходное сечение НКТ. After passing the device, the elastic elements 2, due to their own elasticity or as a result of the action of the spring-loaded elements 5 and 6, return to their working position, partially overlapping the passage section of the tubing.

На фиг. 4 показан регулируемый ускоритель-диспергатор, состоящий из неподвижной втулки 1 с закрепленными в ней упругими элементами 2, выполненными из проволоки, и втулки 3. Втулки 1 и 3 на наружной поверхности имеют выступы (шлицы) 8. In FIG. 4 shows an adjustable accelerator-dispersant, consisting of a fixed sleeve 1 with elastic elements 2 made of wire fixed therein and a sleeve 3. The bushings 1 and 3 on the outer surface have protrusions (slots) 8.

На фиг.5 показан патрубок с ответными шлицами 11 на внутренней поверхности, служащей для фиксации положения втулок 1 и 3 относительно друг друга. Скользящая вдоль оси ускорителя втулка 3 имеет пригруз 9. Figure 5 shows the pipe with mating slots 11 on the inner surface, which serves to fix the position of the bushings 1 and 3 relative to each other. The sleeve 3 sliding along the axis of the accelerator has a load 9.

Устройство, показанное на фиг.4, работает следующим образом. Перед установкой ускорителя в колонне НКТ 7 втулку 1 или втулку 3 всовывают в патрубок 10, а затем, поворотом втулки 3 или втулки 1 закручивают вставленные между ними упругие элементы 2 на некоторый угол Фи (точки A' и A" перед закручиванием, т. е. в ненапряженном состоянии, находятся на прямой, параллельной оси ускорителя). В процессе закручивания упругие элементы 2 сходятся в средней части, чем достигается необходимый размер проходного сечения ускорителя и осуществляется регулирование проходного сечения. При получении необходимого размера проходного сечения втулка 3, или втулка 1 ускорителя, также вставляется в патрубок 10 и затем уже готовый ускоритель устанавливается в НКТ 7. Взаимодействие шлицов 11, патрубка 10 и шлицов (выступов) 8 втулок 1 и втулки 3 не позволяет раскручиваться втулкам 1, 3 относительно друг друга и менять размер проходного сечения ускорителя во время его работы. При спуске прибора упругие элементы 2 под действием силы тяжести прибора отгибаются к стенке НКТ и пропускают прибор. При этом расстояние между корпусом 1 и втулкой 3 уменьшается, причем втулка 3 скользит по направляющим шлицам 11 патрубка 10. Для уменьшения трения при скольжении втулки 3 по шлицам 11 последние могут быть выполнены винтообразно. После прохождения прибора упругие элементы 2 в силу своей упругости, а также и под действием силы веса пригруза 9, выполненного с втулкой 3 как единое целое, возвращаются в рабочее положение. The device shown in figure 4, operates as follows. Before installing the accelerator in the tubing string 7, the sleeve 1 or sleeve 3 is inserted into the nozzle 10, and then, by turning the sleeve 3 or sleeve 1, the elastic elements 2 inserted between them are twisted by a certain angle Phi (points A 'and A "before twisting, i.e. in an unstressed state, they are on a straight line parallel to the axis of the accelerator.) In the process of twisting, the elastic elements 2 converge in the middle part, thereby achieving the required size of the accelerator's cross-section and adjusting the cross-section. of the same cross section, the sleeve 3, or the sleeve 1 of the accelerator, is also inserted into the nozzle 10 and then the finished accelerator is installed in the tubing 7. The interaction of the slots 11, the pipe 10 and the slots (protrusions) 8 of the bushings 1 and the sleeve 3 does not allow the bushings 1, 3 to untwist relatively each other and change the size of the accelerator’s flow cross section during its operation.When the device is lowered, the elastic elements 2 under the influence of the gravity of the device are bent to the tubing wall and pass the device. The distance between the housing 1 and the sleeve 3 is reduced, and the sleeve 3 slides along the guide slots 11 of the pipe 10. To reduce friction when sliding the sleeve 3 along the slots 11, the latter can be made screw-like. After passing through the device, the elastic elements 2, by virtue of their elasticity, as well as under the action of the weight of the weight 9, made with the sleeve 3 as a whole, are returned to their working position.

Выполнение ускорителя с закручиваемыми упругими элементами 2, т.е. с повернутыми относительно друг друга втулками 1 и 3, позволяет относительно легко (оперативно) менять проходное сечение ускорителя. При этом также исключается попадание каротажного кабеля или проволоки прибора в зазор между упругими элементами 2 и защемление их там, т.к. плоскость, в которой лежит линия соприкосновения между собой упругих элементов 2, находится под углом к оси каротажного кабеля или проволоки прибора. The implementation of the accelerator with twisted elastic elements 2, i.e. with sleeves 1 and 3 rotated relative to each other, it allows relatively easy (operational) change of the accelerator cross section. At the same time, the logging cable or wire of the device does not get into the gap between the elastic elements 2 and their jamming there, because the plane in which the line of contact between the elastic elements 2 lies, is at an angle to the axis of the wireline cable or wire of the device.

Детали крепления патрубка 10 в НКТ 7 и фиксация втулок 1 и 3 в патрубке 10 на фиг.4 не показаны, т.к. они могут быть выполнены любой формы, обеспечивающей их надежное крепление. Авторы не показывают материала, из которого выполнены детали ускорителя, т.к. он может быть любым, но имеющим достаточные прочностные и коррозионностойкие свойства, необходимые для эксплуатации ускорителя в конкретной скважине или в каком-либо ином месте. Авторы не показывают и способы крепления упругих элементов 2 в корпусе 1 и кольце 3, так как они могут быть закреплены как жестко, так и иметь относительно свободное крепление, позволяющее им иметь некоторый угол поворота относительно корпуса и кольца. Details of the fastening of the pipe 10 in the tubing 7 and the fixing of the bushings 1 and 3 in the pipe 10 in Fig. 4 are not shown, because they can be made of any shape, ensuring their reliable fastening. The authors do not show the material from which the accelerator parts are made, because it can be any, but having sufficient strength and corrosion-resistant properties necessary for the operation of the accelerator in a particular well or in any other place. The authors do not show the ways of fastening the elastic elements 2 in the housing 1 and the ring 3, since they can be fixed either rigidly or have a relatively loose mount, allowing them to have a certain angle of rotation relative to the housing and the ring.

Объединение нескольких технических решений в одну заявку связано с тем, что они решают одну и ту же задачу повышение эффективности работы газожидкостного подъемника с сохранением возможности проведения исследовательских работ скважинными глубинными приборами. The combination of several technical solutions in one application is due to the fact that they solve the same problem of increasing the efficiency of a gas-liquid elevator while maintaining the ability to conduct research work with downhole depth tools.

Заявляемое изобретение является промышленно применимым и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Изготовление ускорителя-диспергатора возможно из металла и других нефтестойких материалов, имеющих достаточные механическую прочность и стойкость к воздействию высоких температур. The claimed invention is industrially applicable and can be used in the oil industry. The manufacture of a dispersant accelerator is possible from metal and other oil-resistant materials having sufficient mechanical strength and resistance to high temperatures.

Claims

1. The accelerator-dispersant, containing installed in the column of tubing along its longitudinal axis, the housing and the elastic elements placed therein, bent in the middle part and connected at the ends by bushings, one of which is installed with the possibility of axial movement, characterized in that the elastic the elements are bent towards the center and installed with the possibility of forming an axial passage channel.

2. The accelerator-dispersant according to claim 1, characterized in that the opposite ends of the elastic elements are fixed in the bushings with an offset by a certain angle.

3. The accelerator-dispersant according to claim 1, characterized in that the opposite ends of the elastic elements are located without bias by a certain angle, and the elastic elements are spring-loaded in the middle part by transverse elastic elements.

4. The accelerator-dispersant according to claim 2, characterized in that the displacement of the opposite ends of the elastic elements relative to each other is made unregulated.

5. The accelerator-dispersant according to claim 2, characterized in that the displacement of the opposite ends of the elastic elements relative to each other is made adjustable when the accelerator-dispersant is installed.

6. The accelerator-dispersant according to claim 5, characterized in that it is equipped with a nozzle with slots on the inner surface, and the bushings are made with mating protrusions under the slots of the nozzle on the outer surfaces.