RU2711329C1 - Downhole device for liquid cleaning - Google Patents
Downhole device for liquid cleaning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711329C1 RU2711329C1 RU2019101313A RU2019101313A RU2711329C1 RU 2711329 C1 RU2711329 C1 RU 2711329C1 RU 2019101313 A RU2019101313 A RU 2019101313A RU 2019101313 A RU2019101313 A RU 2019101313A RU 2711329 C1 RU2711329 C1 RU 2711329C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- channels
- vortex chamber
- tangential
- mechanical impurities
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract description 19
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 8
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для добычи нефти, и может быть использовано при эксплуатации скважин и насосного оборудования для очистки жидкостей от механических примесей.The invention relates to the oil industry, and in particular to devices for oil production, and can be used in the operation of wells and pumping equipment for cleaning liquids from mechanical impurities.
Добыча нефти происходит в тяжелых климатических условиях с существенными затратами физического труда. Этот производственный процесс часто сопровождается необходимостью подачи в подземные скважины большого количества воды или специальных жидкостей под большим давлением. Такие жидкости предварительно должны быть очищены от механических примесей, которые могут приводить к ускоренному износу насосных агрегатов и других скважинных устройств. Поэтому работы по созданию ремонтопригодных и эффективных скважинных устройств для очистки жидкостей от механических примесей, которые в конечном счете улучшают условия труда занятых в нефтедобывающей промышленности людей и сокращают затраты на добычу нефти, являются актуальными.Oil production occurs in severe climatic conditions with significant physical labor costs. This production process is often accompanied by the need to supply large quantities of water or special fluids to underground wells under high pressure. Such fluids must first be cleaned of mechanical impurities, which can lead to accelerated wear of pumping units and other downhole devices. Therefore, the work on creating maintainable and effective downhole devices for cleaning liquids from mechanical impurities, which ultimately improve the working conditions of people employed in the oil industry and reduce the cost of oil production, is relevant.
Из уровня техники известно скважинное устройство для очистки флюида (RU 2148708 C1, МПК Е21В 43/38, опубл. 10.05.2000), содержащее сепаратор, включающий цилиндрический корпус с размещенным в нем полым усеченным конусом и с входными отверстиями и соединительными элементами в верхней и нижней части, концентрично установленный в нем сепарирующий узел в виде полого шнека с профилированной спиралью, внутри которого закреплен патрубок для отвода жидкости и заглушенный отстойник для сбора механических примесей [1].In the prior art, a downhole fluid cleaning device is known (RU 2148708 C1, IPC ЕВВ 43/38, publ. 10.05.2000), comprising a separator comprising a cylindrical body with a hollow truncated cone placed in it and with inlets and connecting elements in the upper and the lower part, a separating unit concentrically installed in it in the form of a hollow screw with a profiled spiral, inside of which a nozzle for draining the liquid and a damped sump for collecting mechanical impurities are fixed [1].
Недостатком устройства является ограниченная ремонтопригодность обусловленная возможностью деформации деталей устройства при его разборке вследствие их заклинивания между собой и не достаточно высокая эффективности очистки жидкости от механических примесей.The disadvantage of this device is the limited maintainability due to the possibility of deformation of the parts of the device during disassembly due to their jamming with each other and not high enough efficiency of cleaning the liquid from mechanical impurities.
Наиболее близким к заявленному изобретению техническим решением, принятым в качестве прототипа, признано скважинное устройство для очистки флюида (RU 114720 U1, МПК Е21В 43/38, опубл. 10.04.2012), содержащее цилиндрический корпус с входными отверстиями и установленным аксиально в его верхней части патрубком для отвода жидкости, на нижней части которого концентрично размещен сепарирующий узел в виде полого шнека, вихревую камеру в виде полого усеченного конуса и отстойник для сбора механических примесей, причем в верхней части вихревой камеры выполнена коническая расточка, в которой и размещен полый шнек с выполненной ответной конической поверхностью [2].The closest to the claimed invention, the technical solution adopted as a prototype, recognized downhole device for cleaning fluid (RU 114720 U1, IPC EV 43/38, publ. 10.04.2012), containing a cylindrical body with inlets and mounted axially in its upper part a pipe for draining the liquid, on the lower part of which a separating unit in the form of a hollow screw is concentrically placed, a vortex chamber in the form of a hollow truncated cone and a settler for collecting mechanical impurities, moreover, in the upper part of the vortex chamber a conical bore in which a hollow screw is placed and formed with mating tapered surface [2].
Недостатком устройства также является его ограниченная ремонтопригодность, обусловленная возможностью деформации деталей устройства при его разборке вследствие их заклинивания между собой и не достаточно высокая эффективность очистки жидкости от механических примесей.The disadvantage of the device is its limited maintainability, due to the possibility of deformation of the parts of the device when it is disassembled due to their jamming with each other and not sufficiently high efficiency of liquid purification from mechanical impurities.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение ремонтопригодности путем исключения возможности деформации деталей устройства при его разборке и повышение эффективности очистки жидкости от механических примесей.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to improve maintainability by eliminating the possibility of deformation of device parts during disassembly and increasing the efficiency of cleaning liquids from mechanical impurities.
Поставленная техническая задача решена за счет того, что в известном скважинном устройстве для очистки жидкости, содержащем цилиндроконический корпус с входным тангенциальным каналом и установленным аксиально в его верхней части патрубком для отвода жидкости, на нижней части которого концентрично размещен сепарирующий узел в виде полого шнека с винтовыми каналами и с конической наружной поверхностью, под которым размещена трубчатая вихревая камера, нижняя часть которой сообщается с заглушенным отстойником для механических примесей. Отличает устройство от известных аналогов то, что центральный угол конической наружной поверхности шнека выполнен больше двух углов трения взаимодействующих поверхностей шнека и цилиндроконического корпуса, что исключает известный в механике эффект самоторможения такого конического соединения, уменьшая необходимые для его разборки силы и повышает ремонтопригодность устройства, за счет исключения возможности деформации деталей при его разборке. Направление каналов шнека совпадает с направлением входного тангенциального канала, что уменьшает гидродинамическое сопротивление течению жидкости в этой части устройства, увеличивает скорость истечения жидкости из каналов шнека и повышает эффективность очистки жидкости от механических примесей. В трубчатой вихревой камере выполнены совпадающие с направлением винтовых каналов шнека наклонные тангенциальные каналы, сообщающиеся с охватывающим трубчатую вихревую камеру заглушенным отстойником, что позволяет отводить механические примеси в заглушенный отстойник по всей длине вихревой камеры и повышает эффективность очистки жидкости от механических примесей. Угол наклона каналов к оси устройства уменьшается пропорционально квадрату их расстояния от торца шнека, что обеспечивает минимальное расхождение направления закрученного потока жидкости на внутренней стенке вихревой камеры с направлением выполненных в ней наклонных тангенциальных каналов и также повышает эффективность очистки жидкости от механических примесей.The stated technical problem is solved due to the fact that in the well-known downhole fluid purification device comprising a cylindrical conical housing with an inlet tangential channel and a nozzle for discharging fluid axially mounted in its upper part, on the lower part of which a separating unit is concentrically placed in the form of a hollow screw with screw channels and with a conical outer surface, under which a tubular vortex chamber is placed, the lower part of which communicates with a damped sedimentation tank for mechanical impurities. The device differs from known analogues in that the central angle of the conical outer surface of the screw is made more than two friction angles of the interacting surfaces of the screw and cylinder-conical body, which eliminates the self-braking effect of such a conical connection, known in mechanics, reducing the forces necessary for its disassembly and increases the maintainability of the device, due to eliminating the possibility of deformation of parts during disassembly. The direction of the auger channels coincides with the direction of the inlet tangential channel, which reduces the hydrodynamic resistance to the fluid flow in this part of the device, increases the rate of fluid outflow from the auger channels, and increases the efficiency of cleaning liquids from mechanical impurities. In the tubular vortex chamber, inclined tangential channels coinciding with the direction of the screw channels of the screw are made, communicating with the muffled sump covering the tubular vortex chamber, which allows mechanical impurities to be removed into the muffled sump along the entire length of the vortex chamber and increases the efficiency of liquid purification from mechanical impurities. The angle of inclination of the channels to the axis of the device decreases in proportion to the square of their distance from the end of the screw, which ensures a minimum divergence of the direction of the swirling fluid flow on the inner wall of the vortex chamber with the direction of the inclined tangential channels made in it and also increases the efficiency of cleaning the liquid from mechanical impurities.
Выполненный авторами поиск в доступных на дату подачи заявки информационных источниках не выявил аналогичных технических решений, обладающих всеми отличительными признаками заявленного устройства, что подтверждает соответствие изобретения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».A search performed by the authors in the information sources available at the filing date of the application did not reveal similar technical solutions that have all the hallmarks of the claimed device, which confirms the compliance of the invention with the criteria of “novelty” and “inventive step”.
Конструкция устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема скважинного устройства для очистки жидкостей; на фиг. 2 приведено поперечное сечение скважинного устройства для очистки жидкостей; на фиг. 3 приведено продольное смещенное от оси сечение скважинного устройства для очистки жидкостей.The design of the device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a diagram of a downhole fluid purification device; in FIG. 2 shows a cross section of a downhole fluid purification device; in FIG. Figure 3 shows a longitudinal section of a downhole device for cleaning liquids, offset from the axis.
Скважинное устройство для очистки жидкостей содержит цилиндроконический корпус 1 с входным тангенциальным каналом 2 для подвода очищаемой от механических примесей жидкости и установленным аксиально в его верхней части патрубком 3 для отвода очищенной жидкости. На нижней части патрубка 3 концентрично размещен сепарирующий узел в виде полого шнека 4 с винтовыми каналами 5 и с конической наружной поверхностью 6, под которым размещена трубчатая вихревая камера 7, нижняя часть которой сообщается с заглушенным отстойником 8 для механических примесей. Центральный угол β конической наружной поверхности 6 шнека 4 выполнен больше двух углов трения взаимодействующих поверхностей шнека 4 и цилиндроконического корпуса 1. Если эти детали выполнены стальными и их поверхности обработаны шлифованием и закалены, то угол трения составляет 7…8 градусов, следовательно, угол β должен быть больше 16 градусов. Направление винтовых каналов 5 шнека 4 совпадает с направлением входного тангенциального канала 2. В трубчатой вихревой камере 7 выполнены совпадающие с направлением винтовых каналов 5 шнека 4 наклонные тангенциальные каналы 9 сообщающиеся с охватывающим трубчатую вихревую камеру 7 заглушенным отстойником 8. Угол наклона тангенциальных каналов 9 к оси устройства уменьшается пропорционально квадрату их расстояния от торца шнека. Такое уменьшение угла наклона тангенциальных каналов по длине вихревой камеры обусловлено известными положениями гидродинамики закрученных потоков, например, работами Г.Н. Абрамовича, о том, что тангенциальная составляющая закрученного потока убывает пропорционально квадрату расстояния от источника потока. Тангенс угла αL наклона каждого из каналов 9 размещенных на расстоянии L от шнека 4 определяется выражением: tgαL=tgα0/[1+(L/B)2], где tgα0 - тангенс угла наклона винтовых каналов 5 шнека 4 к оси устройства, В - глубина винтовых каналов 5 шнека 4 в нижнем сечении. Диаметр тангенциальных каналов 9 рекомендуется назначать равным максимальному размеру удаляемых механических примесей. По окружности вихревой камеры 7 выполняется несколько рядов тангенциальных каналов. Количество тангенциальных каналов 9 в каждом ряду определяется длиной цилиндрической части вихревой камеры 7 и технологическими возможностями их выполнения.The downhole fluid purification device comprises a cylindrical
Скважинное устройство для очистки жидкостей работает следующим образом.Downhole device for cleaning liquids is as follows.
После подачи очищаемой жидкости под рабочим давлением через входной тангенциальный канал 2 она с минимальным гидравлическим сопротивлением вследствие равной направленности с винтовыми каналами 5 шнека 4 истекает в виде закрученного потока в вихревую камеру 7. При закрученном движении жидкости в вихревой камере 7 под действием центробежных сил механические примеси обычно имеющие плотность, которая превышает плотность жидкости перемещаются на периферию потока к внутренней поверхности вихревой камеры 7. Далее механические примеси под действием радиальной составляющей скоростного напора закрученного потока жидкости поступают через наклонные тангенциальные каналы 9 в заглушенный отстойник 8 и накапливаются в его нижней части. При этом, по мере затухания закрутки потока жидкости в вихревой камере 7 - уменьшения осевой составляющей потока пропорционально первой степени расстояния от нижнего среза шнека 4 и уменьшения тангенциальной составляющей пропорционально квадрату этого же расстояния, и благодаря тому, что угол наклона тангенциальных каналов 9 изменяется по такому же закону, обеспечивается совпадение направления движения жидкости с направлением тангенциальных каналов 9. Именно это обуславливает наилучшие условия входа механических примесей в тангенциальные каналы 9 и достижение требуемого эффекта повышения эффективности очистки жидкости от механических примесей. По мере заполнения заглушенного отстойника 8 механическими примесями выполняется полная разборка и очистка устройства.After supplying the liquid to be cleaned under working pressure through the
Таким образом, предлагаемое скважинное устройство для очистки жидкостей позволяет повысить его ремонтопригодность путем исключения возможности деформации деталей устройства при его разборке за счет исключения явления заклинивания его деталей между собой и повысить эффективность очистки жидкости от механических примесей путем обоснованного расположения и конструктивного исполнения его элементов.Thus, the proposed downhole device for cleaning liquids can improve its maintainability by eliminating the possibility of deformation of the parts of the device during disassembly by eliminating the phenomenon of jamming of its parts among themselves and to increase the efficiency of cleaning liquids from mechanical impurities by reasoning the location and design of its elements.
Источники информацииSources of information
1. Пат. RU 2148708 C1 Российская Федерация, МПК Е21В 43/38. Скважинное устройство для очистки флюида / Такканд Г.В., Кармацких В.И., Михайлов С.И., Загорчик В.Б.; заявитель ЗАО НПО «СибирьСервисТехнология». №99103238/03; заявл. 18.02.1999; опубл. 10.05.2000. Бюл. №13.1. Pat. RU 2148708 C1 Russian Federation, IPC Е21В 43/38. Downhole fluid purification device / Takkand G.V., Karmatskikh V.I., Mikhailov S.I., Zagorchik V.B .; applicant, ZAO NPO SibirServisTehnologiya. No. 99103238/03; declared 02/18/1999; publ. 05/10/2000. Bull. No. 13.
2. Пат. RU 114720 U1 Российская Федерация, МПК Е21В 43/38. Скважинное устройство для очистки флюида / Ивановский В.Н., Сазонов Ю.А., Якимов С.Б., Сабиров А.А., Заякин В.И.; заявитель ООО «ЦОНиК им. И.М. Губкина» (RU). №2011135314/03; заявл. 25.08.2011; опубл. 10.04.2012. Бюл. №10. 2 с.; ил.2. Pat. RU 114720 U1 Russian Federation, IPC Е21В 43/38. Downhole fluid purification device / Ivanovsky VN, Sazonov Yu.A., Yakimov SB, Sabirov AA, Zayakin V.I .; Applicant LLC TsONiK im. THEM. Gubkin "(RU). No. 20111135314/03; declared 08/25/2011; publ. 04/10/2012. Bull. No. 10. 2 s .; silt
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101313A RU2711329C1 (en) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | Downhole device for liquid cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101313A RU2711329C1 (en) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | Downhole device for liquid cleaning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2711329C1 true RU2711329C1 (en) | 2020-01-16 |
Family
ID=69171381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019101313A RU2711329C1 (en) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | Downhole device for liquid cleaning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711329C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730062C1 (en) * | 2020-04-02 | 2020-08-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БР ИНЖИНИРИНГ" | Hydrocyclone liquid cleaning device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3289608A (en) * | 1965-04-23 | 1966-12-06 | Jr Claude C Laval | Separating device |
US4481020A (en) * | 1982-06-10 | 1984-11-06 | Trw Inc. | Liquid-gas separator apparatus |
SU1308754A1 (en) * | 1985-12-30 | 1987-05-07 | Центральная Научно-Исследовательская Лаборатория Производственного Объединения "Нижневартовскнефтегаз" | Deep-well separator for installing a submersible electric centrifugal pump |
RU2148708C1 (en) * | 1999-02-18 | 2000-05-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "СибирьСервисТехнология" | Device for cleaning of fluid in well |
RU114720U1 (en) * | 2011-08-25 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина" (ООО "ЦОНиК им. И.М. Губкина") | Borehole Fluid Cleaning Device |
RU2559277C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-08-10 | Вячеслав Абельевич Терпунов | Mechanical impurities separator for fluid |
-
2019
- 2019-01-16 RU RU2019101313A patent/RU2711329C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3289608A (en) * | 1965-04-23 | 1966-12-06 | Jr Claude C Laval | Separating device |
US4481020A (en) * | 1982-06-10 | 1984-11-06 | Trw Inc. | Liquid-gas separator apparatus |
SU1308754A1 (en) * | 1985-12-30 | 1987-05-07 | Центральная Научно-Исследовательская Лаборатория Производственного Объединения "Нижневартовскнефтегаз" | Deep-well separator for installing a submersible electric centrifugal pump |
RU2148708C1 (en) * | 1999-02-18 | 2000-05-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "СибирьСервисТехнология" | Device for cleaning of fluid in well |
RU114720U1 (en) * | 2011-08-25 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина" (ООО "ЦОНиК им. И.М. Губкина") | Borehole Fluid Cleaning Device |
RU2559277C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-08-10 | Вячеслав Абельевич Терпунов | Mechanical impurities separator for fluid |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730062C1 (en) * | 2020-04-02 | 2020-08-17 | Общество с ограниченной ответственностью "БР ИНЖИНИРИНГ" | Hydrocyclone liquid cleaning device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070206438A1 (en) | Storage/treatment tank mixing system | |
RU2711329C1 (en) | Downhole device for liquid cleaning | |
RU2017122415A (en) | DRIVING HYDROCYCLONE | |
CN112322344B (en) | Pipe network type rod electrode squirrel-cage array type three-stage degassing and dewatering device | |
RU2730062C1 (en) | Hydrocyclone liquid cleaning device | |
CN1034478C (en) | Spiral liquid circulation liquid-solid separator | |
RU2559277C1 (en) | Mechanical impurities separator for fluid | |
RU136367U1 (en) | HYDROCYCLONE | |
CN211339242U (en) | Oil-water-solid three-phase separation high-speed horizontal spiral sedimentation centrifuge | |
SU1760170A1 (en) | Pumping unit | |
WO2021008831A1 (en) | A vortex device and a method for hydroacoustic treatment of a fluid | |
RU2593574C1 (en) | Ball check valve (versions) | |
CN110813900A (en) | Method and device for treating oil sludge sand by using low-speed rotational flow | |
RU69564U1 (en) | CENTRIFUGAL PUMP GAS SEPARATOR FOR OIL PRODUCTION FROM WELLS | |
RU200894U1 (en) | CENTRIFUGAL-GRAVITATION GAS-SESSION FILTER | |
CN218774989U (en) | Oil gas field mud separator | |
RU2393926C1 (en) | Hydraulic cyclone | |
RU2802921C1 (en) | Three-product hydrocyclone | |
RU2810912C1 (en) | Method of operation of installing a vane pump with a downhole separator of mechanical impurities and a gas phase enlarger (options) and submersible installation of a vane pump for its implementation (options) | |
RU2580734C1 (en) | Hydrocyclone oil trap with controlled operation | |
RU2610960C1 (en) | Multistage submersible water-oil separator | |
WO2018235105A1 (en) | Helical impeller | |
SU1662702A1 (en) | Hydraulic cyclone | |
RU2166371C1 (en) | Hydrocyclone | |
SU918541A1 (en) | Well hydraulic cyclone-type pumping unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210117 |