RU2614553C1 - Borehole pump with gas separator - Google Patents
Borehole pump with gas separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614553C1 RU2614553C1 RU2016110115A RU2016110115A RU2614553C1 RU 2614553 C1 RU2614553 C1 RU 2614553C1 RU 2016110115 A RU2016110115 A RU 2016110115A RU 2016110115 A RU2016110115 A RU 2016110115A RU 2614553 C1 RU2614553 C1 RU 2614553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- pump
- chamber
- degassing
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти при большом содержании растворенного газа в откачиваемой жидкости.The invention relates to the oil industry and can be used for oil production with a high content of dissolved gas in the pumped liquid.
Известен скважинный газосепаратор, содержащий корпус с газозащитной камерой, которая имеет каналы для прохода скважинной жидкости и дегазационную камеру, которая имеет газовыпускной клапан. Дегазационная камера установлена последовательно с газозащитной камерой. В дегазационной камере размещена всасывающая труба. Она выполнена с возможностью гидравлической связи с насосом. Верхнюю часть дегазационной камеры и нижнюю часть газозащитной камеры соединяет подводящая труба. При этом газозащитная камера выполнена с возможностью концентричного размещения в ней подводящей трубы. Она установлена эксцентрично относительно дегазационной камеры. Обе трубы выполнены с нижними торцевыми заглушками. Диаметр подводящей трубы выполнен из условия пропуска за цикл всасывания объема скважинной жидкости, равного 60-75% объема жидкости, отбираемой насосом. Диаметр газозащитной камеры выполнен из условия, что площадь ее кольцевого сечения не меньше площади проходного сечения подводящей трубы (патент РФ №2079649, 30.06.1994).Known borehole gas separator containing a housing with a gas protection chamber, which has channels for the passage of the borehole fluid and a degassing chamber, which has a gas outlet valve. The degassing chamber is installed in series with the gas protection chamber. A suction pipe is located in the degassing chamber. It is made with the possibility of hydraulic communication with the pump. The inlet pipe connects the upper part of the degassing chamber and the lower part of the gas protection chamber. In this case, the gas protection chamber is configured to concentrically place a supply pipe therein. It is mounted eccentrically relative to the degassing chamber. Both pipes are made with lower end caps. The diameter of the supply pipe is made from the condition of skipping for the suction cycle of the volume of the well fluid equal to 60-75% of the volume of fluid taken by the pump. The diameter of the gas protection chamber is made from the condition that the area of its annular section is not less than the area of the inlet section of the supply pipe (RF patent No. 2079649, 06/30/1994).
Недостатком этого скважинного газосепаратора является то, что применена система газоотделения в виде резкого изменения направления потока жидкости, которая недостаточна и не очень эффективна для газоотделения из откачиваемой жидкости, а направления потоков откачиваемой жидкости и отделившегося свободного газа совпадают и направлены снизу вверх. Кроме того, чем больше удельный вес материала запорного органа газовыпускного клапана, тем больше свободного газа в виде газовой шапки будет оставаться в верхней части дегазационной камеры при закрытом газовыпускном клапане. При определенных условиях газовыпускной клапан может не открыться совсем.The disadvantage of this downhole gas separator is that a gas separation system is used in the form of a sharp change in the direction of fluid flow, which is insufficient and not very effective for gas separation from the pumped liquid, and the directions of the pumped liquid and separated free gas flows coincide and are directed from the bottom up. In addition, the greater the specific gravity of the material of the locking member of the gas outlet valve, the more free gas in the form of a gas cap will remain in the upper part of the degassing chamber with the gas outlet valve closed. Under certain conditions, the gas outlet valve may not open at all.
Известен скважинный штанговый насос с газосепаратором, содержащий подводящий патрубок с отверстиями в верхней части и завихрителем потока, сепарационную камеру с газовыпускным клапаном, всасывающий коллектор, сообщающийся с нижней частью сепарационной камеры. Верхняя часть подводящего патрубка с завихрителем потока концентрично размещена в сепарационной камере. Эта камера установлена во всасывающем коллекторе. Гидравлическая длина подводящего патрубка и сепарационной камеры обеспечивают гидрозатвор для предупреждения прохода газа (патент РФ №2159330, 13.05.1999).A well-known sucker-rod pump with a gas separator, comprising a supply pipe with holes in the upper part and a flow swirl, a separation chamber with a gas outlet valve, a suction manifold in communication with the lower part of the separation chamber. The upper part of the inlet pipe with a flow swirl is concentrically placed in the separation chamber. This chamber is installed in the intake manifold. The hydraulic length of the inlet pipe and separation chamber provide a water seal to prevent the passage of gas (RF patent No. 2159330, 05/13/1999).
Недостатком этого скважинного штангового насоса с газосепаратором является то, что применена система газоотделения в виде резкого изменения направления потока жидкости, которая недостаточна и не очень эффективна для газоотделения из откачиваемой жидкости, а направления потоков откачиваемой жидкости и отделившегося свободного газа совпадают и направлены снизу вверх, особенно после завихрителя. Кроме того, чем больше удельный вес материала запорного органа газовыпускного клапана, тем больше свободного газа в виде газовой шапки будет оставаться в верхней части сепарационной камеры при закрытом газовыпускном клапане. При определенных условиях газовыпускной клапан может не открыться совсем.The disadvantage of this borehole sucker rod pump with gas separator is that a gas separation system is applied in the form of a sharp change in the direction of fluid flow, which is insufficient and not very effective for gas separation from the pumped liquid, and the directions of the pumped liquid and separated free gas flows coincide and are directed upward, after the swirl. In addition, the greater the specific gravity of the material of the shut-off element of the gas outlet valve, the more free gas in the form of a gas cap will remain in the upper part of the separation chamber when the gas outlet valve is closed. Under certain conditions, the gas outlet valve may not open at all.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с размещенным в нем полым плунжером, в нижней части которого установлен нагнетательный клапан. Всасывающий клапан установлен в нижней части насосной камеры. Насос снабжен перепускным каналом с поплавковым клапаном, выполненным с запорным поплавковым элементом и расположенным над ним седлом. Цилиндр выполнен со стороны внутренней поверхности ступенчатым, а перепускной канал с запорным поплавковым элементом выполнен в нижней части меньшей ступени цилиндра над насосной камерой. Одно отверстие канала соединено с верхней частью насосной камеры, а другое отверстие канала соединено со скважиной (патент РФ №2440513, 29.09.2010).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a borehole sucker rod pump containing a cylinder with a hollow plunger placed in it, in the lower part of which a discharge valve is installed. A suction valve is installed at the bottom of the pump chamber. The pump is equipped with a bypass channel with a float valve, made with a shut-off float element and a seat located above it. The cylinder is made stepped on the side of the inner surface, and the bypass channel with a shut-off float element is made in the lower part of the lower cylinder stage above the pump chamber. One channel hole is connected to the upper part of the pump chamber, and the other channel hole is connected to the well (RF patent No. 2440513, 09/29/2010).
Недостатком этого скважинного штангового насоса является то, что применен ступенчатый цилиндр, что ведет к изменению конструкции стандартного скважинного штангового насоса, а также использован нестандартный поплавковый клапан.The disadvantage of this borehole sucker rod pump is that a stepped cylinder is used, which leads to a change in the design of a standard borehole sucker rod pump, and a non-standard float valve is also used.
Задачей настоящего изобретения является принудительное газоотделение из скважинной жидкости с последующим удалением образовавшегося свободного газа до его попадания в насосную камеру насоса с использованием широко применяемых стандартных погружных насосов, а также обеспечение противопотока скважинной жидкости и отделившегося свободного газа.The present invention is the forced gas separation from the wellbore fluid, followed by removal of the generated free gas before it enters the pump chamber using commonly used standard submersible pumps, as well as providing a counterflow of the wellbore fluid and separated free gas.
Технический результат - повышение КПД насоса и уменьшение негативного влияния газового фактора на его работу.The technical result is an increase in the efficiency of the pump and a decrease in the negative effect of the gas factor on its operation.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в скважинном погружном насосе с газосепаратором, содержащим цилиндр с размещенным в нем полым плунжером, в нижней части которого установлен нагнетательный клапан, имеющим насосную камеру с всасывающим клапаном, соединенную с газосепаратором, согласно изобретению корпус газосепаратора разделен перегородкой на две полости, между нижней частью корпуса и перегородкой образован гидрозатвор, входное окно для откачиваемой скважинной жидкости расположено на корпусе выше гидрозатвора, а между входным окном и гидрозатвором образована камера дегазирования, причем входное окно для откачиваемой скважинной жидкости является одновременно и выходным окном для отделившегося свободного газа из камеры дегазирования.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in a well submersible pump with a gas separator containing a cylinder with a hollow plunger placed in it, in the lower part of which there is a discharge valve having a pump chamber with a suction valve connected to the gas separator, according to the invention the gas separator case is divided by a partition into two cavities, a water seal is formed between the lower part of the case and the partition, the inlet window for the pumped down well fluid is located on sensor body above the water seal, and between the input window and the water seal is formed by degassing chamber, wherein the inlet window for the wellbore fluid is pumped simultaneously and exit window for the separated free gas from the degassing chamber.
Предпочтительно, что камера дегазирования снабжена устройством принудительного дегазирования, выполненным в виде геометрических элементов для резкого увеличения или уменьшения сечения потока скважинной жидкости.It is preferable that the degassing chamber is provided with a forced degassing device made in the form of geometric elements for a sharp increase or decrease in the cross section of the flow of the well fluid.
Кроме того, геометрические элементы для резкого увеличения или уменьшения сечения потока скважинной жидкости выполнены в виде чередующихся перегородок, перфорированных решеток или завихрителя потока.In addition, the geometric elements for a sharp increase or decrease in the cross section of the borehole fluid flow are made in the form of alternating partitions, perforated gratings, or a swirl flow.
На фиг. 1 - показан скважинный погружной насос с газосепаратором в начале процесса всасывания, на фиг. 2 - скважинный погружной насос с газосепаратором в конце процесса нагнетания. Сплошными стрелками показаны потоки жидкости, а пунктирными - показаны газовые потоки.In FIG. 1 shows a well submersible pump with a gas separator at the beginning of the suction process, FIG. 2 - a borehole submersible pump with a gas separator at the end of the injection process. Solid arrows indicate fluid flows, and dashed arrows indicate gas flows.
Скважинный погружной насос с газосепаратором (фиг. 1) состоит из корпуса 1, внутренний объем которого разделен вертикальной перегородкой 2 на две полости, первая из которых является насосной полостью 3, а вторая - представляет собой камеру дегазирования 4. Корпус 1 установлен в нижней части штангового глубинного насоса 5, который состоит, в свою очередь, из полого плунжера 6, находящегося подвижно в цилиндре 7. На нижнем конце плунжера 6 установлен нагнетательный клапан 8. В нижней части цилиндра 7 расположен всасывающий клапан 9. Насосная полость 3 соединена гидравлически через всасывающий клапан 9 с насосной камерой 10 штангового глубинного насоса 5, а камера дегазирования 4 соединена гидравлически со скважинной полостью 11, с находящейся в ней скважинной жидкостью 12 через входное окно 13. Насосная полость 3 и дегазационная камера 4 гидравлически соединены между собой в нижней части корпуса 1 с образованием гидрозатвора 14. В дегазационной камере 4 установлено устройство принудительного дегазирования 15, состоящее из чередующихся перегородок 16 и\или перфорированных решеток 17 и\или завихрителя потока 18. Расстояние H1 от нижнего среза перегородки 2 гидрозатвора 14 до нижней части устройства принудительного дегазирования 15 и расстояние Н2 от нижнего среза перегородки 2 гидрозатвора 14 до нижнего среза входного окна 13 являются расчетными величинами и зависят от свойств скважинной жидкости 12, характеристик штангового глубинного насоса 5, параметров откачивания и т.д. Вид устройства принудительного дегазирования 15 (чередующиеся перегородки 16, перфорированные решетки 17, завихритель потока 18 или иные геометрические элементы и физические устройства для провоцирования выделения из потока скважинной жидкости 12 растворенного в нем газа), его конфигурация, количество газоотделяющих элементов и т.д. определяются расчетно-опытным путем. Устройство принудительного газообразования 15 обеспечивает гораздо более значительные условия (перепады давления, скорость потока и т.д.) для выделения свободного газа из скважинной жидкости 12, чем те, которые возникают при прохождении скважинной жидкости 12 через всасывающий клапан 9, а именно через отверстие седла 19 и кольцевое пространство вокруг запорного органа 20 всасывающего клапана 9. В качестве запорного органа 20 может быть применен стандартный массивный металлический шар или золотниковый элемент.A well submersible pump with a gas separator (Fig. 1) consists of a
Скважинный погружной насос с газосепаратором работает следующим образом. В начале процесса всасывания (фиг. 1), когда плунжер 2 начинает движение вверх, идет расширение объема насосной камеры 10 с падением давления (РР), и когда давление (PW) скважинной жидкости 12 в скважинной полости 11 превысит давление (РР), в насосной камере 10 открывается запорный орган 20, через который скважинная жидкость 12 поступает в насосную камеру 10. Скважинная жидкость 12 сначала поступает в камеру дегазирования 4 через входное окно 13 и проходит через устройство принудительного дегазирования 15, где свободный газ отделяется из скважинной жидкости 12 и идет наверх против потока скважинной жидкости 12, идущего вниз. Дойдя до входного окна 13, свободный газ выходит через него в скважинную полость 11 и поднимается дальше по ней вверх. Отгазированная скважинная жидкость 12 поступает из дегазационной камеры 4 через гидрозатвор 14 в насосную полость 3 и далее в насосную камеру 10 уже без свободного газа. Если к началу движения плунжера 6 вниз в дегазационной камере 4 остается свободный газ, то он продолжает выходить из нее в скважинную полость 11 через входное окно 13. Так как образование свободного газа происходит в основном при прохождении скважинной жидкости 12 через запорный орган 20 под действием перепада давления (PW) в скважинной полости 11 и давления (РР) в насосной камере 10, учитывая, что весь свободный газ образовался при прохождении скважинной жидкости 12 через устройство принудительного дегазирования 15, которое создало для скважинной жидкости 12 гораздо более значительные условия для выделения свободного газа, чем те, которые возникают при прохождении скважинной жидкости 12 через всасывающий клапан 9, а именно через отверстие седла 19 и кольцевое пространство вокруг запорного органа запорного органа 20, то в скважинной жидкости 12, поступающей в насосную камеру 10, свободный газ будет уже отсутствовать.A well submersible pump with a gas separator operates as follows. At the beginning of the suction process (Fig. 1), when the
В начале процесса вытеснения (нагнетания) (фиг. 2) плунжер 6 начинает движение вниз, запорный орган 20 закрыт, а давление (РТ) столба скважинной жидкости 12, находящейся выше нагнетательного клапана 8, держит его закрытым. При дальнейшем движении вниз плунжера 6 возрастающее давление (РР) в насосной камере 10, достигнув значения давления жидкости (РТ) выше нагнетательного клапана 8, а затем и превысив его, открывает нагнетательный клапан 8 и скважинная жидкость 12 из насосной камеры 10 начинает поступать через открытый нагнетательный клапан 8 в полость плунжера 6. При достижении плунжером 6 своего крайнего нижнего положения вектор движения плунжера 6 меняется на противоположный и цикл повторяется.At the beginning of the displacement (injection) process (Fig. 2), the
Вышеизложенное позволяет увеличить заполнение насоса, что улучшает его эффективность. Газоотделение происходит при любой длине хода плунжера и при любом числе его двойных ходов. Газосепаратор может быть исполнен как отдельный узел, который может устанавливаться, например, на резьбе на любой стандартный штанговый глубинный насос.The above allows you to increase the filling of the pump, which improves its efficiency. Gas separation occurs at any stroke length of the plunger and at any number of its double strokes. The gas separator can be implemented as a separate unit, which can be installed, for example, on the thread on any standard sucker rod pump.
Преимущество изобретения состоит в том, что устройство принудительного газообразования может устанавливаться на всасывающем коллекторе других типов и видов объемных или лопастных насосов, где имеется проблема с образованием свободного газа при откачке скважинной жидкости с наличием растворенного газа с целью дегазирования поступающей во всасывающий коллектор насоса скважинной жидкости.An advantage of the invention is that the forced gas generation device can be installed on the suction manifold of other types and types of volumetric or vane pumps, where there is a problem with the formation of free gas during pumping of the wellbore fluid with the presence of dissolved gas in order to degass the wellbore fluid entering the pump manifold.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110115A RU2614553C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Borehole pump with gas separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110115A RU2614553C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Borehole pump with gas separator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2614553C1 true RU2614553C1 (en) | 2017-03-28 |
Family
ID=58506515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016110115A RU2614553C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Borehole pump with gas separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614553C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU804818A1 (en) * | 1976-12-09 | 1981-02-15 | Государственный Институт По Проектированиюи Исследовательским Работам Внефтяной Промышленности | Down-hole gas separator |
RU2079649C1 (en) * | 1994-06-30 | 1997-05-20 | Хаким Хасанович Гумерский | Well gas separator |
RU2101471C1 (en) * | 1996-01-31 | 1998-01-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Инженерный сервис" | Deep well rod pumping unit |
RU2159330C1 (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-20 | Некоммерческое партнерство Институт системных исследований процессов нефтегазодобычи | Down-hole gas separator |
RU2440513C1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-01-20 | Ривенер Мусавирович Габдуллин | Bottom-hole oil pump |
RU2561961C1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-09-10 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ") | Piston pump with gas intake suction valve |
-
2016
- 2016-03-21 RU RU2016110115A patent/RU2614553C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU804818A1 (en) * | 1976-12-09 | 1981-02-15 | Государственный Институт По Проектированиюи Исследовательским Работам Внефтяной Промышленности | Down-hole gas separator |
RU2079649C1 (en) * | 1994-06-30 | 1997-05-20 | Хаким Хасанович Гумерский | Well gas separator |
RU2101471C1 (en) * | 1996-01-31 | 1998-01-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Инженерный сервис" | Deep well rod pumping unit |
RU2159330C1 (en) * | 1999-05-13 | 2000-11-20 | Некоммерческое партнерство Институт системных исследований процессов нефтегазодобычи | Down-hole gas separator |
RU2440513C1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-01-20 | Ривенер Мусавирович Габдуллин | Bottom-hole oil pump |
RU2561961C1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-09-10 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ") | Piston pump with gas intake suction valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2440513C1 (en) | Bottom-hole oil pump | |
CA2355500A1 (en) | Wellbore pump | |
RU2567571C1 (en) | Device intended for gas withdrawal from annular space in oil well | |
RU2415253C1 (en) | Immersed pump with cleaned in well filter | |
US6182751B1 (en) | Borehole sucker-rod pumping plant for pumping out gas liquid mixtures | |
RU2340792C1 (en) | Well rod pump | |
RU2614553C1 (en) | Borehole pump with gas separator | |
RU2531228C1 (en) | Well operation installation | |
RU2312985C1 (en) | Gas separator of insert oil-well pump | |
RU2680028C1 (en) | Compressor unit | |
RU65964U1 (en) | DEVICE FOR OIL PRODUCTION FROM WATERFUL PRODUCED LAYER | |
RU2317443C1 (en) | Sucker-rod pumping unit | |
RU2677772C1 (en) | Oil well pump | |
RU2393367C1 (en) | Bottom-hole unit | |
RU99111983A (en) | WELL PRODUCTION METHOD AND DEPTH PUMP DEVICES FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2646522C1 (en) | Bottom-hole pump | |
RU159692U1 (en) | SUBMERSIBLE BARBED ELECTRIC PUMP FOR PUMPING A CARBONED LIQUID FROM A WELL | |
RU2293215C1 (en) | Oil-well sucker-rod pumping unit | |
RU165961U1 (en) | INSTALLATION FOR SEPARATE OIL AND WATER PRODUCTION FROM A HIGHLY WATERED OIL WELL | |
RU57812U1 (en) | DEVICE FOR OIL PRODUCTION FROM WATERFUL PRODUCED LAYER | |
RU108102U1 (en) | DEVICE FOR SEQUENTIAL SELECTION OF OIL AND WATER FROM A WELL EQUIPPED WITH ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP | |
RU2536521C1 (en) | Unit for operation of water supply wells | |
RU2825379C1 (en) | Sucker-rod pumping unit for oil production from wells with presence of sump in conditions of high gas factor | |
RU2762817C1 (en) | Borehole rod pump | |
US20220389806A1 (en) | Downhole gas separator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200322 |