RU2660972C1 - Вихревой газосепаратор - Google Patents
Вихревой газосепаратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660972C1 RU2660972C1 RU2017133195A RU2017133195A RU2660972C1 RU 2660972 C1 RU2660972 C1 RU 2660972C1 RU 2017133195 A RU2017133195 A RU 2017133195A RU 2017133195 A RU2017133195 A RU 2017133195A RU 2660972 C1 RU2660972 C1 RU 2660972C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axial
- gas
- wheel
- shaft
- vortex
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
- E21B43/38—Arrangements for separating materials produced by the well in the well
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к погружным газосепараторам, предназначенным для отделения газа от пластовой жидкости, и может применяться при добыче нефти с большими значениями газового фактора. Технический результат – высокие сепарационные свойства газосепаратора, в том числе при больших скоростях потока, простота конструкции и технологичность в изготовлении. Вихревой газосепаратор содержит корпус с защитной гильзой, входной модуль, вращающийся вал с осевым закручивающим колесом, напорный блок, состоящий из насаженного на вал рабочего осевого колеса и направляющего аппарата, вихревую камеру и головку-разделитель. Осевое закручивающее колесо установлено между направляющим аппаратом и вихревой камерой. Рабочее осевое и закручивающее колесо выполнены совпадающими по конфигурации и представляют собой цилиндрическую или коническую втулку с центральным отверстием под вал, на которой закреплены от двух до четырех лопастей, имеющих форму отрезка спирали переменного шага, совершающей не более одного оборота вокруг оси. 1 ил.
Description
Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к погружным газосепараторам, предназначенным для отделения газа от пластовой жидкости, и может применяться при добыче нефти с большими значениями газового фактора.
Известен вихревой газосепаратор [Патент на полезную модель №161892 РФ, МПК Е21В 43/38, опубл. 19.04.2016], содержащий корпус, входной модуль, вращающийся вал, длинный геликоидальный шнек, заключенный в защитную гильзу, головку-разделитель и вихревую камеру, сформированную между торцами шнека и головки-разделителя.
Известен также вихревой газосепаратор производства Schlumberger (www.slb.com/~/media/Files/artificial_lift/product_sheets/vortex_gas_separator_ps.pdf), включающий входной модуль с отверстиями, корпус с защитной гильзой, вращающийся вал, на котором последовательно насажены длинный шнек с изменяющейся по ходу потока конфигурацией лопасти и осевое колесо, а также вихревую камеру, выполненную между осевым колесом и разделительным устройством, установленным на выходе сепаратора. Защитная гильза размещена на всей длине шнека. Шнек используется в качестве напорного блока, осевое колесо является генератором интенсивной закрутки потока.
Описанные вихревые сепараторы имеют общие недостатки. При высоких скоростях потока газожидкостной смеси (больших подачах) внутри длинного шнека неизбежно зарождаются вихри, приводящие к частичному перемешиванию первоначально разделенных компонентов смеси, что приводит к снижению эффективности сепарации и напорной способности шнека. Кроме того, длинный ротор, вращающийся на валу, имеет высокую потребляемую мощность, что снижает класс энергоэффективности устройства в целом.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является вихревой газосепаратор, содержащий цилиндрический корпус с защитной гильзой, входной модуль, осевое рабочее колесо и направляющий аппарат, насаженные на вал и образующие напорную ступень, шнек, головку-разделитель, вихревую камеру, выполненную между шнеком и головкой-разделителем, и закручивающее осевое колесо, размещенное на валу внутри вихревой камеры перед головкой-разделителем [Патент №2547854РФ, МПК Е21В 43/38, опубл. 10.04.2015]. Шнек жестко запрессован в защитную гильзу, закрепленную на корпусе, и снабжен центральным отверстием, через которое пропущен вращающийся вал. Защитная гильза размещена между направляющим аппаратом и головкой-разделителем. Вихревая камера выполнена в кольцевой полости между гильзой и валом, а ее длина не превышает длину шнека.
Наличие неподвижного шнека для принудительной закрутки потока задает повышенные требования по напору, развиваемому напорной ступенью, поскольку шнек в данной конструкции является дополнительным пассивным элементом, сопротивлением для потока. Таким образом, недостатком устройства является низкий напор, узкий рабочий диапазон подач, наличие в составе газосепаратора технологически сложных в изготовлении узлов (в частности, шнек, запрессованный в гильзу), повышающих стоимость изделия в целом.
Задачей настоящего изобретения является разработка простого по конструктивному устройству, технологичного в изготовлении газосепаратора, работающего в широком диапазоне подач и имеющего высокие сепарационные свойства, в том числе при больших скоростях потока.
Указанный технический результат получен за счет того, что в вихревом газосепараторе, содержащем корпус с защитной гильзой, входной модуль, вращающийся вал с осевым закручивающим колесом, напорный блок, состоящий из насаженного на вал рабочего осевого колеса и направляющего аппарата, вихревую камеру и головку-разделитель, согласно изобретению, осевое закручивающее колесо установлено между направляющим аппаратом и вихревой камерой, при этом рабочее осевое и закручивающее колесо выполнены совпадающими по конфигурации и представляют собой цилиндрическую или коническую втулку с центральным отверстием под вал, на которой закреплены от двух до четырех лопастей, имеющих форму отрезка спирали переменного шага, совершающей не более одного оборота вокруг оси.
Использование рабочего осевого колеса позволяет закрутить поток газожидкостной смеси перед вихревой камерой, что способствует интенсификации процесса сепарации газа в свободном вихре. Кроме того, выполнение лопастей осевого колеса в виде отрезка спирали переменного шага снижает риск вихреобразования в проточных каналах колеса.
Установка закручивающего колеса между направляющим аппаратом и вихревой камерой, имеющего меньшую по сравнению с длинным шнеком устройства-аналога осевую длину, снижает расход потребляемой мощности и, усиливая закрутку потока, способствует улучшению сепарации. Совпадение конфигурации колес обеспечивает согласование потоков на стыках направляющего аппарата с обоими рабочими колесами, позволяет избежать нежелательного вихреобразования и потери энергии. Кроме того, упрощается и удешевляется процесс изготовления и сборки устройства в целом.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре изображен общий вид вихревого газосепаратора.
Вихревой газосепаратор содержит входной модуль 1, цилиндрический корпус 2, напорный блок, состоящий из осевого рабочего колеса 3 и направляющего аппарата 4, а также закручивающее осевое колесо 5. Закручивающее 5 и рабочее 3 осевые колеса состоят из винтовой лопасти 6, закрепленной на цилиндрической или конической втулке 7. Оба колеса 3 и 5 насажены на вал 8. Вихревая камера 9, расположенная между закручивающим колесом 5 и головкой-разделителем 10, окружена защитной гильзой 11, размещенной в корпусе 2 по всей длине между направляющим аппаратом 4 напорного блока и головкой-разделителем 10.
Головка-разделитель 10, установленная после вихревой камеры 9, предназначена для выброса газа в затрубное пространство. Вихревая камера 9, находящаяся выше осевого закручивающего колеса 5, представляет собой кольцевую полость между гильзой 11 и валом 8 и служит для увеличения коэффициента сепарации.
Вихревой газосепаратор работает следующим образом.
При включении установки газожидкостная смесь поступает через проточные каналы входного модуля 1 в осевое рабочее колесо 3, в котором происходит передача энергии от вращающихся винтовых лопастей 6 потоку. Затем газожидкостная смесь попадает в проточные каналы направляющего аппарата 4, в которых радиальная составляющая скорости потока преобразуется в осевую. Осевой поток из направляющего аппарата 4 поступает на вход осевого закручивающего колеса 5, где вновь раскручивается винтовыми лопастями 6. В поле центробежных сил происходит частичная сепарация газа от жидкости, продолжающаяся в вихревой камере 9, с переносом жидкой фазы к периферии и вытеснением газовой фазы к центру. После вихревой камеры 9 с помощью головки-разделителя 10 отсепарированный газ из центра газосепаратора сбрасывается через выкидные отверстия в затрубное пространство скважины, а дегазированная жидкость с периферии подается на вход первой секции основного добывающего насоса.
Таким образом, использование заявляемой конструкции позволяет отсепарировать газ от жидкости при высоких значениях скорости потока, а сама предлагаемая конструкция является максимально простой и технологичной.
Claims (1)
- Вихревой газосепаратор, содержащий корпус с защитной гильзой, входной модуль, вращающийся вал с осевым закручивающим колесом, напорный блок, состоящий из насаженного на вал рабочего осевого колеса и направляющего аппарата, вихревую камеру и головку-разделитель, отличающийся тем, что осевое закручивающее колесо установлено между направляющим аппаратом и вихревой камерой, при этом рабочее осевое и закручивающее колесо выполнены совпадающими по конфигурации и представляют собой цилиндрическую или коническую втулку с центральным отверстием под вал, на которой закреплены от двух до четырех лопастей, имеющих форму отрезка спирали переменного шага, совершающей не более одного оборота вокруг оси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133195A RU2660972C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Вихревой газосепаратор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133195A RU2660972C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Вихревой газосепаратор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2660972C1 true RU2660972C1 (ru) | 2018-07-11 |
Family
ID=62917112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017133195A RU2660972C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Вихревой газосепаратор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2660972C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109356554A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-19 | 西安石油大学 | 一种井下自力式强制涡流排水采气装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5516360A (en) * | 1994-04-08 | 1996-05-14 | Baker Hughes Incorporated | Abrasion resistant gas separator |
US6113675A (en) * | 1998-10-16 | 2000-09-05 | Camco International, Inc. | Gas separator having a low rotating mass |
RU2286449C2 (ru) * | 2004-02-03 | 2006-10-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Газосепаратор погружного центробежного насоса |
RU2547854C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-04-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" (АО "Новомет-Пермь") | Скважинный вихревой газосепаратор (варианты) |
RU153249U1 (ru) * | 2014-12-25 | 2015-07-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Скважинный вихревой газосепаратор |
RU161892U1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Вихревой газосепаратор |
-
2017
- 2017-09-22 RU RU2017133195A patent/RU2660972C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5516360A (en) * | 1994-04-08 | 1996-05-14 | Baker Hughes Incorporated | Abrasion resistant gas separator |
US6113675A (en) * | 1998-10-16 | 2000-09-05 | Camco International, Inc. | Gas separator having a low rotating mass |
RU2286449C2 (ru) * | 2004-02-03 | 2006-10-27 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования" ("Црно") | Газосепаратор погружного центробежного насоса |
RU2547854C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-04-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" (АО "Новомет-Пермь") | Скважинный вихревой газосепаратор (варианты) |
RU153249U1 (ru) * | 2014-12-25 | 2015-07-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Скважинный вихревой газосепаратор |
RU161892U1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Вихревой газосепаратор |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109356554A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-19 | 西安石油大学 | 一种井下自力式强制涡流排水采气装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4481020A (en) | Liquid-gas separator apparatus | |
RU2409767C2 (ru) | Способ откачки двухфазного скважинного флюида и устройство для его осуществления (варианты) | |
RU161892U1 (ru) | Вихревой газосепаратор | |
CN104343734B (zh) | 离心压气机 | |
US20130284423A1 (en) | Downhole gas and liquid separation | |
RU2547854C1 (ru) | Скважинный вихревой газосепаратор (варианты) | |
RU2660972C1 (ru) | Вихревой газосепаратор | |
RU2616331C1 (ru) | Способ эффективной эксплуатации погружных лопастных насосов при откачивании пластовой жидкости с повышенным содержанием газа и абразивных частиц и газосепаратор установки электроцентробежного насоса для его осуществления | |
RU173966U1 (ru) | Вихревой газосепаратор | |
CN110159246B (zh) | 井下多级旋流聚结油水分离装置 | |
RU153249U1 (ru) | Скважинный вихревой газосепаратор | |
RU2368812C1 (ru) | Погружной мультифазный насос | |
CN110665657B (zh) | 一种旋流室自旋式水力旋流器 | |
GB2124929A (en) | Liquid gas separator | |
RU2428588C1 (ru) | Погружной мультифазный насос | |
US3972352A (en) | Discharge element for a liquid-gas separator unit | |
RU2548327C1 (ru) | Насос для перекачки газожидкостной смеси | |
RU2523943C1 (ru) | Газосепаратор-диспергатор погружного насоса для добычи нефти | |
RU186850U1 (ru) | Газосепаратор | |
RU2011127953A (ru) | Газосепаратор скважинного погружного насоса | |
US20110073305A1 (en) | Multisection Downhole Separator and Method | |
RU2363842C1 (ru) | Абразивостойкий газосепаратор | |
CN101403387A (zh) | 螺旋轴流式多相泵增压单元 | |
RU2777436C1 (ru) | Центробежный газосепаратор | |
RU2767750C1 (ru) | Центробежный газосепаратор |