RU2685383C1 - Gravity separator for horizontal wells - Google Patents
Gravity separator for horizontal wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685383C1 RU2685383C1 RU2018106750A RU2018106750A RU2685383C1 RU 2685383 C1 RU2685383 C1 RU 2685383C1 RU 2018106750 A RU2018106750 A RU 2018106750A RU 2018106750 A RU2018106750 A RU 2018106750A RU 2685383 C1 RU2685383 C1 RU 2685383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- gravity
- gas
- subs
- eccentric
- Prior art date
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 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)
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для отделения газа от жидкости при добыче пластового флюида посредством установок электроцентробежных насосов из горизонтальных скважин, скважин с большим углом отклонения от вертикали, с большим газосодержанием. Известно устройство для сепарации газа в нефтяных скважинах, (аналог) (1), патент на полезную модель №78524 Е21В 43/38. Устройство содержит «хвостовик» с пакером, открытую снизу газосборную емкость, выполненную в виде перевернутого стакана, снабженную газоотводной трубкой, сообщающейся с затрубным пространством. При этом газосборная емкость соединена своей донной частью с ЭЦН, а выход газоотводной трубки расположен над приемным модулем насоса. Таким образом, обеспечивается подача жидкости и газа в затрубное пространство, при этом жидкость подводится к зоне приема насоса, а газ выше этой зоны. Такая схема движения разделившихся фаз позволяет использовать высокопроизводительные УЭЦН взамен менее совершенных поршневых насосов.The invention relates to the oil industry and can be used to separate gas from liquid in the production of reservoir fluid through installations of electrical centrifugal pumps from horizontal wells, wells with a large angle of deviation from the vertical, with a high gas content. A device for the separation of gas in oil wells, (analog) (1), the patent for useful model No. 78524 EV 43/38. The device contains a "shank" with a packer, an open-bottom gas collection tank, made in the form of an inverted cup, equipped with a venting tube, which communicates with the annulus. At the same time, the gas collecting tank is connected with its bottom part to the ESP, and the outlet of the exhaust pipe is located above the pump receiving module. Thus, the supply of liquid and gas into the annulus is ensured, while the liquid is supplied to the pump inlet zone, and the gas is above this zone. Such a scheme of the motion of the separated phases allows the use of high-performance ESPs instead of less advanced piston pumps.
Недостатками способа является то, что газосепараторы нельзя применять в скважинах а также в боковых стволах с углом отклонения от вертикали более 60° из-за накапливания механических примесей, сбрасываемых из выкидных отверстий газосепаратора, так как при таких значениях угла наклона частицы не сползают по стенкам обсадной колонны, а остаются в зоне выброса, что приводит к затруднениям при извлечении или установке УЭЦН.The disadvantages of the method are that gas separators cannot be used in wells as well as in lateral trunks with an angle of deviation from the vertical of more than 60 ° due to the accumulation of mechanical impurities discharged from the discharge separator holes, since at such values of the angle of inclination the particles do not slip along the casing walls columns, and remain in the emission zone, which leads to difficulties in removing or installing ESP.
Известно устройство для сепарации газа и песка при откачке жидкости из скважины погружным электроцентробежным насосом, (аналог) (2), патент на полезную модель №65130, дата публикации 27.07. 2007, которое включает струйный аппарат, активное сопло гидравлически сообщенное обводным каналом с рабочей напорной линией погружного электроцентробежного насоса (ПЭЦН), корпус с газоотводной и всасывающей трубами, установленный под приемом ПЭЦН, фильтр, установленный на нижнем конце корпуса, ось с радиальными перфорационными отверстиями для прохода газожидкостной смеси, причем внутреннее пространство оси сообщено с всасывающей полостью струйного аппарата, установленного на входе газоотводной трубки. Сепарационный элемент размещен внутри корпуса под газоотводной трубкой и выполнен в виде взаимообращенных навстречу друг к другу конических полок, направленных вниз и жестко закрепленных друг под другом на внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности оси. Устройство ниже фильтра оснащено пескосборной камерой. Недостатками является то, что совместное использование центробежного электронасоса и струйного насоса для увеличения добычи нефти из одного объекта эксплуатации требует применения ЭЦН с более высокими напорами для преодоления высоких сопротивлений, возникающих в области сужения в сопле эжекторного струйного насоса, а также невозможность установки непосредственно в горизонтальных скважинах. Известен скважинный газосепаратор, (прототип) (3), патент РФ №2087700 Е21В 43/38, дата подачи заявки 12.10.1994, опубликовано 20.08.1997. Устройство включает полый корпус с входными отверстиями в верхней части. В корпусе размещена всасывающая труба. Она образует с корпусом кольцевую полость. В кольцевой полости размещено средство для создания перепада давления. Оно выполнено в виде перегородки с отверстием. Отверстие перегородки выполнено концентрично всасывающей трубе. Она образует с перегородкой кольцевую щель. Нижняя поверхность перегородки выполнена конической с вершиной конуса, направленной вверх.A device for separation of gas and sand when pumping liquid from a well by a submersible electrocentrifugal pump, (analog) (2), patent for a utility model No. 65130, publication date 27.07. 2007, which includes the jet device, the active nozzle hydraulically provided by the bypass channel with the working pressure line of the submersible electric centrifugal pump (PECN), the housing with the flue gas pipe and the suction pipe, installed under the FPECH inlet, the filter installed at the lower end of the housing, the axis with radial perforations for the passage of the gas-liquid mixture, and the inner space of the axis is in communication with the suction cavity of the jet device installed at the inlet of the vapor pipe. The separation element is placed inside the body under the flue pipe and is made in the form of conical shelves mutually facing towards each other, directed downwards and rigidly fixed under each other on the inner surface of the body and the outer surface of the axis. The device below the filter is equipped with a sand chamber. The disadvantages are that the combined use of a centrifugal electric pump and a jet pump to increase oil production from a single operation object requires the use of ESPs with higher heads to overcome the high resistances arising in the narrowing area of the ejector jet pump in the nozzle, as well as the impossibility of installing directly in horizontal wells . Known downhole separator, (prototype) (3), patent of the Russian Federation No. 2087700 EV 43/38, filing date of the
Недостатками являются накапливание механических примесей в корпусе газосепаратора, а также невозможность установки непосредственно в горизонтальных скважинах. Задачей изобретения является создание устройства для отделения газа от жидкости при добыче пластового флюида посредством установок электроцентробежных насосов из горизонтальных скважин, скважин с большим углом отклонения от вертикали, с большим газосодержанием.The disadvantages are the accumulation of mechanical impurities in the gas separator housing, as well as the impossibility of installing directly in horizontal wells. The objective of the invention is the creation of a device for separating gas from liquid in the production of reservoir fluid through the installation of electrical centrifugal pumps from horizontal wells, wells with a large angle of deviation from the vertical, with a large gas content.
Принцип работы устройства заключается в том, что гравитационный сепаратор для горизонтальных скважин содержит патрубок, установленный на свободно вращающихся эксцентричных переводниках. Эксцентричные переводники под действием смещенного центра тяжести обеспечивают расположение патрубка всегда ближе к нижней по горизонтали стенке корпуса, при этом в патрубке выполнены перфорационные отверстия, расположенные в одной плоскости, совмещенной с центром тяжести эксцентричных переводников. При заборе пластового флюида через корпус устройства, жидкость из нижней части корпуса через перфорационные отверстия в патрубке поступает в хвостовик для подачи на прием погружного электроцентробежного насоса, заключенного в герметичный кожух, а газ выходит через верхние перфорационные отверстия корпуса в эксплуатационную колонну горизонтального ствола скважины. При этом минимизирована возможность попадания газа из газовой шапки в хвостовик. Поставленная задача решается устройством гравитационного сепаратора для горизонтальных скважин, включающим корпус, содержащий перфорационные отверстия, в котором, во втулках, расположенных в переводниках корпуса и поджатых гайками, установлены свободно вращающиеся эксцентричные переводники, между которыми в нижней части, где находится центр тяжести, установлен патрубок. Эксцентричные переводники под действием смещенного центра тяжести обеспечивают расположение патрубка всегда ближе к нижней по горизонтали стенке корпуса, при этом в патрубке выполнены перфорационные отверстия, расположенные в одной плоскости, совмещенной с центром тяжести эксцентричных переводников, в переводник корпуса верхний завернута муфта для соединения с хвостовиком, а в переводник корпуса нижний заглушка. При заборе пластового флюида через корпус устройства, жидкость из нижней части корпуса через перфорационные отверстия в патрубке поступает в хвостовик для подачи на прием погружного электроцентробежного насоса заключенного в герметичный кожух, а газ выходит через верхние перфорационные отверстия корпуса в эксплуатационную колонну горизонтального ствола скважины. При этом минимизирована возможность попадания газа из газовой шапки в хвостовик.The principle of operation of the device lies in the fact that the gravity separator for horizontal wells contains a pipe installed on freely rotating eccentric subs. Eccentric subs under the action of an offset center of gravity ensure that the nozzle is always closer to the lower horizontal wall of the housing, while the nozzle has punched holes located in one plane aligned with the center of gravity of eccentric subs. When collecting formation fluid through the device body, fluid from the lower part of the body through the perforations in the nozzle enters the shank for supplying the submersible electrocentrifugal pump, enclosed in a sealed casing, and gas escapes through the upper perforations of the body into the production string of the horizontal wellbore. At the same time minimized the possibility of gas from the gas cap in the shank. The task is solved by the device gravity separator for horizontal wells, including a housing containing perforations, in which, in the sleeves located in the hull subs and tucked in nuts, freely rotating eccentric lifters are installed, between which in the lower part, where the center of gravity is located, a nozzle is installed . Eccentric subs under the action of an offset center of gravity ensure that the nozzle is always closer to the lower horizontal wall of the case, while the nozzle has punched holes located in one plane aligned with the center of gravity of the eccentric subs, the sleeve is connected to the stem sub and in the case sub bottom cap. When collecting formation fluid through the device case, fluid from the lower part of the case through the perforations in the nozzle enters the shank for supplying the submersible electric centrifugal pump to the receiver enclosed in a sealed casing, and the gas exits through the upper perforations of the case into the production string of the horizontal wellbore. At the same time minimized the possibility of gas from the gas cap in the shank.
Предлагаемое устройство гравитационного сепаратора для горизонтальных скважин позволяет повысить эффективность технологии добычи пластового флюида за счет отделения газа от жидкости при добыче пластового флюида посредством установок электроцентробежных насосов из горизонтальных скважин, скважин с большим углом отклонения от вертикали, с большим газосодержанием, стабилизации работы оборудования, устранения скопления газа и возможности захвата его электроцентробежным насосом, приводящего к срыву рабочего режима электроцентробежного насоса.The proposed device gravity separator for horizontal wells allows to increase the efficiency of formation fluid production due to the separation of gas from the liquid in the production of reservoir fluid through installations of electrical centrifugal pumps from horizontal wells, wells with a large deviation angle from the vertical, with a high gas content, stabilizing equipment operation, eliminating accumulation gas and the possibility of capturing it with an electric centrifugal pump, leading to disruption of the operating mode th pump.
На чертеже в продольном разрезе представлена конструкция устройства гравитационного сепаратора для горизонтальных скважин.The drawing in longitudinal section shows the design of the device gravity separator for horizontal wells.
Устройство гравитационного сепаратора включает корпус 1, содержащий перфорационные отверстия 11, в котором во втулках 7, расположенных в переводниках корпуса 5 и 6 и поджатых гайками 4 установлены свободно вращающиеся эксцентричные переводники 3, между которыми установлен патрубок 2. Эксцентричные переводники 5 и 6 под действием смещенного центра тяжести обеспечивают расположение патрубка 2 всегда ближе к нижней по горизонтали стенке корпуса 1, при этом в патрубке 2 выполнены перфорационные отверстия 10, расположенные в одной плоскости, совмещенной с центром тяжести эксцентричных переводников 5 и 6, в переводник корпуса верхний 5 завернута муфта 8 для соединения с хвостовиком (на чертеже не показано), а в переводник корпуса нижний 6 заглушка 9. При заборе пластового флюида через корпус 1 устройства, жидкость из нижней части корпуса 1 через перфорационные отверстия 10 в патрубке 2 поступает в хвостовик для подачи на прием погружного электроцентробежного насоса, заключенного в герметичный кожух (на чертеже не показано), а газ выходит через верхние перфорационные отверстия 11 корпуса 1 в эксплуатационную колонну горизонтального ствола скважины. Новым является то, что гравитационный сепаратор для горизонтальных скважин, содержит корпус с перфорационными отверстиями, в котором во втулках, расположенных в переводниках корпуса и поджатых гайками установлены свободно вращающиеся эксцентричные переводники, между которыми в нижней части, где находится центр тяжести, установлен патрубок. Эксцентричные переводники под действием смещенного центра тяжести обеспечивают расположение патрубка всегда ближе к нижней по горизонтали стенке корпуса, при этом в патрубке выполнены перфорационные отверстия, расположенные в одной плоскости, совмещенной с центром тяжести эксцентричных переводников, в переводник корпуса верхний завернута муфта для соединения с хвостовиком, а в переводник корпуса нижний заглушка. При заборе пластового флюида через корпус устройства, жидкость из нижней части корпуса через перфорационные отверстия в патрубке поступает в хвостовик для подачи на прием погружного электроцентробежного насоса заключенного в герметичный кожух, а газ выходит через верхние перфорационные отверстия корпуса в эксплуатационную колонну горизонтального ствола скважины. При этом минимизирована возможность попадания газа из газовой шапки в хвостовик.The gravitational separator device includes a housing 1 containing
Технологический и технический результаты достигаются повышением эффективности технологии добычи пластового флюида за счет отделения газа от жидкости при добыче пластового флюида посредством установок электроцентробежных насосов из горизонтальных скважин, скважин с большим углом отклонения от вертикали, с большим газосодержанием, стабилизации работы оборудования, устранения скопления газа и возможности захвата его электроцентробежным насосом, приводящего к срыву рабочего режима электроцентробежного насоса.Technological and technical results are achieved by improving the efficiency of production of reservoir fluid due to the separation of gas from liquid in the production of reservoir fluid through the installation of electrical centrifugal pumps from horizontal wells, wells with a large deviation angle from the vertical, with a high gas content, stabilizing equipment operation, eliminating gas accumulation and the possibility capture it by an electric centrifugal pump, leading to disruption of the operating mode of the electric centrifugal pump.
Экономический эффект от использования изобретения может достигаться за счет продления срока службы электроцентробежного насоса и уменьшения количества спуско-подъемных операций.The economic effect of the use of the invention can be achieved by extending the service life of the centrifugal pump and reducing the number of tripping operations.
Использованная литератураReferences
1. Патент на полезную модель №78524 Е21В 43/38.1. Patent for useful model No. 78524 Е21В 43/38.
2. Патент на полезную модель №65130, дата публикации 27.07. 2007.2. Patent for utility model No. 65130, publication date 27.07. 2007
3. Патент РФ №2087700 Е21 В43/38, дата подачи заявки 12.10.1994, опубликовано 20.08.1997.3. RF patent number 2087700 E21 B43 / 38, the filing date of the application was 10/12/1994, published 08/20/1997.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106750A RU2685383C1 (en) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Gravity separator for horizontal wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018106750A RU2685383C1 (en) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Gravity separator for horizontal wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2685383C1 true RU2685383C1 (en) | 2019-04-17 |
Family
ID=66168316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018106750A RU2685383C1 (en) | 2018-02-22 | 2018-02-22 | Gravity separator for horizontal wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2685383C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1601360A1 (en) * | 1988-08-10 | 1990-10-23 | Сахалинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Gas separator |
US5588486A (en) * | 1994-03-30 | 1996-12-31 | Elan Energy Inc. | Down-hole gas separator for pump |
RU2087700C1 (en) * | 1994-10-12 | 1997-08-20 | Правобережное нефтегазодобывающее управление акционерного общества открытого типа "Саратовнефтегаз" | In-well gas-separator |
RU2481470C1 (en) * | 2012-07-05 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Downhole separator for separating water and gas and oil mixture |
CN205445578U (en) * | 2016-02-02 | 2016-08-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | A eccentric gas anchor of gravity for coal seam gas well |
US20160281486A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Premium Artificial Lift Systems Ltd. | Gas Separators And Related Methods |
-
2018
- 2018-02-22 RU RU2018106750A patent/RU2685383C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1601360A1 (en) * | 1988-08-10 | 1990-10-23 | Сахалинский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Gas separator |
US5588486A (en) * | 1994-03-30 | 1996-12-31 | Elan Energy Inc. | Down-hole gas separator for pump |
RU2087700C1 (en) * | 1994-10-12 | 1997-08-20 | Правобережное нефтегазодобывающее управление акционерного общества открытого типа "Саратовнефтегаз" | In-well gas-separator |
RU2481470C1 (en) * | 2012-07-05 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Downhole separator for separating water and gas and oil mixture |
US20160281486A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Premium Artificial Lift Systems Ltd. | Gas Separators And Related Methods |
CN205445578U (en) * | 2016-02-02 | 2016-08-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | A eccentric gas anchor of gravity for coal seam gas well |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3128719A (en) | Gas anchor | |
US20110048696A1 (en) | Gas-liquid separator | |
RU2600653C2 (en) | System and method of separating mixture containing two fluid phases at least partially non-mixed with each other and having different specific density, in particular, for downhole use | |
WO2014093468A2 (en) | Downhole gas separator and method | |
US9249653B1 (en) | Separator device | |
RU2018105968A (en) | Hydrocarbon Production System and Related Method | |
CN108894759B (en) | Underground oil-water separation injection and production integrated device based on electric pulse and application method thereof | |
RU2685383C1 (en) | Gravity separator for horizontal wells | |
RU2389909C1 (en) | Well jet pumping unit for degassing of coal beds | |
RU79936U1 (en) | DEVICE FOR SEPARATION OF GAS AND MECHANICAL IMPURITIES FROM OIL IN A WELL | |
RU2290506C1 (en) | Device for in-well gas separation | |
RU2691221C1 (en) | Method for gas separation of submersible electric centrifugal pump with submersible electric motor in casing | |
RU157711U1 (en) | BELL SEPARATOR | |
RU2560969C2 (en) | Borehole ejector | |
EP2685046B1 (en) | Crown-shaped separation device for separating oil and water in well | |
RU2586349C1 (en) | Downhole pump unit | |
RU184048U1 (en) | DEVICE FOR GAS SEPARATION OF SUBMERSIBLE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP IN CASING | |
RU2559277C1 (en) | Mechanical impurities separator for fluid | |
RU2459930C1 (en) | Downhole packer installation and device for gas extraction for it | |
RU164426U1 (en) | INSTALLATION OF A SPRAY PUMP FOR OIL PRODUCTION | |
SU1629507A1 (en) | Double-acting deep-well separator | |
RU2481470C1 (en) | Downhole separator for separating water and gas and oil mixture | |
RU66417U1 (en) | SUBMERSIBLE BORE PUMP UNIT FOR OIL PRODUCTION, Sludge trap and safety valve of the submersible well pump unit | |
RU2483211C1 (en) | Plant for borehole separation of water-gas-oil mixture from water | |
RU78524U1 (en) | DEVICE FOR GAS SEPARATION IN OIL WELLS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210223 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220113 |