RU2775246C1 - Центробежный абразивостойкий газосепаратор - Google Patents
Центробежный абразивостойкий газосепаратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775246C1 RU2775246C1 RU2021133050A RU2021133050A RU2775246C1 RU 2775246 C1 RU2775246 C1 RU 2775246C1 RU 2021133050 A RU2021133050 A RU 2021133050A RU 2021133050 A RU2021133050 A RU 2021133050A RU 2775246 C1 RU2775246 C1 RU 2775246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inlet
- outlet
- protective sleeve
- gas
- gas separator
- Prior art date
Links
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к погружным газосепараторам, предназначенным для отделения газа от пластовой жидкости, и может применяться при осложнении добычи выносом абразивных частиц. Технический результат – увеличение конструкционной надежности и повышение ресурса работы защитной гильзы газосепаратора. Центробежный абразивостойкий газосепаратор включает корпус, входной модуль, входную решетку с сужающимися на выходе проходными каналами, защитную гильзу, вал с насаженным на него ротором и головку-разделитель с отводами для сброса отсепарированного газа в затрубное пространство. Сужающиеся проходные каналы образованы за счет утолщения внешней стенки входной решетки и на выходе смещены в сторону вала. Входная решетка снабжена по периферии выступом, сопряженным с выходом проходных каналов и плавно скругленным с переходом на защитную гильзу. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к погружным газосепараторам, предназначенным для отделения газа от пластовой жидкости, и может применяться при осложнении добычи выносом абразивных частиц.
Известен погружной газосепаратор, содержащий цилиндрический корпус, вал, на котором последовательно по направлению потока расположены узел ввода, сепарационный узел в виде шнека с переменным шагом и узел отвода отсепарированного газа [Патент на ПМ №190456 РФ, МПК Е21В 43/38, опубл. 01.07.2019].
В этой конструкции газосепаратора в пространстве между шнеком и входным модулем происходит радиальный износ защитной гильзы, обусловленный наличием вихрей и высокими окружными скоростями потока в этой зоне по сравнению с остальной длиной гильзы.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является центробежный абразивостойкий газосепаратор, содержащий цилиндрический корпус, входной модуль с отверстиями для прохода жидкости, вращающийся вал с насаженным на него ротором, защитную гильзу, входную решетку в виде неподвижного направляющего аппарата с сужающимися на выходе проходными каналами и головку-разделитель с каналами для прохода отсепарированной жидкости и отводами для выхода отсепарированного газа в затрубное пространство [Патент на ПМ №2696040 РФ, МПК Е21В 43/38, опубл. 30.07.2019]. Направляющий аппарат выполнен в виде втулки с закрепленными на ней радиальными лопастями, при этом между лопастями, боковой поверхностью втулки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса сформированы проходные каналы, поперечное сечение которых на выходе потока из направляющего аппарата заужено за счет расширения втулки и/или лопастей кверху.
В конструкции описанного выше газосепаратора также происходит радиальный износ корпуса и защитной гильзы, но с меньшей интенсивностью благодаря сужению проходных каналов на выходе из направляющего аппарата, за счет чего поток газожидкостной смеси выходит из него с увеличенной скоростью и уносит тяжелые частицы механических примесей, снижая вероятность контакта примесей и гильзы в отсутствие локальных завихрений потока. Однако полностью избежать износа гильзы не удается, так как выходящий поток направлен на периферию, т.е. на внутреннюю поверхность гильзы, и движется вместе с примесями вдоль нее.
Задачей настоящего изобретения является разработка абразивостойкого газосепаратора с вращающимся ротором, обладающего высокой конструкционной надежностью и ресурсом элементов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в центробежном абразивостойком газосепараторе, содержащем корпус, входной модуль, входную решетку с сужающимися на выходе проходными каналами, защитную гильзу, вал с насаженным на него ротором и головку-разделитель с отводами для сброса отсепарированного газа в затрубное пространство, согласно изобретению, сужающиеся проходные каналы образованы за счет утолщения внешней стенки входной решетки и на выходе смещены в сторону вала. Входная решетка снабжена по периферии выступом, плавно скругленным с переходом на защитную гильзу, при этом ротор в области выступа выполнен с подрезанным по конусу входным участком лопастей.
Проходные каналы для равномерного распределения потока в радиальном направлении имеют скругленное поперечное сечение и могут быть выполнены в виде эллипса, круга или равнобедренной трапеции со скругленными вершинами.
В некоторых вариантах исполнения ротор газосепаратора может быть представлен в виде шнека или осевого рабочего колеса. При использовании осевого рабочего колеса необходима установка направляющего аппарата для преобразования радиальной составляющей скорости в осевую и, как следствие, повышения напорной характеристики установки.
Смещение на выходе сужающихся проходных каналов в сторону вала изменяет направление выходящего потока газожидкостной смеси, отдаляя его от стенки защитной гильзы, что препятствует локальному скоплению абразивных частиц, содержащихся в газожидкостной смеси, и уменьшает их взаимодействие с гильзой. Это снижает гидроабразивный износ в связи с его распределением по всей длине защитной гильзы, независимо от величины подачи.
Выполнение входной решетки с выступом по периферии обеспечивает плавный переход выходящего потока на внутреннюю стенку защитной гильзы за счет равномерного уменьшения толщины выступа с созданием в области ротора с защитной гильзой единой сглаженной поверхности.
Из-за утолщения наружной стенки входной решетки на переходе между входной решеткой и ротором, входной участок лопастей ротора подрезан по конусу для формирования постоянного зазора между торцами лопастей и внешней стенкой входной решетки во избежание их касания.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид центробежного абразивостойкого газосепаратора, на фиг. 2 изображен вход входной решетки, на фиг. 3 - выход входной решетки, на фиг. 4 - сечение входной решетки, на фиг. 5, 6 - внешний вид ротора с подрезанными лопатками.
Центробежный абразивостойкий газосепаратор (фиг. 1) содержит входной модуль 1 с отверстиями для прохода жидкости, цилиндрический корпус 2, защитную гильзу 3, неподвижную входную решетку 4, головку-разделитель 5 с отводами для сброса отсепарированного газа в затрубное пространство, вал 6 с насаженным на него ротором 7, направляющий аппарат 9. В качестве ротора 7 использовано осевое рабочее колесо с лопастями 8. В случае использования в качестве ротора шнека необходимость в применении направляющего аппарата отпадает.
Входная решетка 4 выполнена с проходными каналами 10, имеющими поперечное сечение в виде равнобедренной трапеции со скругленными вершинами (фиг. 2-3). В некоторых вариантах исполнения поперечное сечение может быть выполнено в виде круга или эллипса. Проходные каналы 10 ориентированы вдоль вала 6 и концентрично сужаются в направлении выхода за счет утолщения внешней стенки 11 входной решетки 4 в сторону вала 6. За счет этого выходное отверстие канала 10 в отличие от прототипа оказывается смещенным в сторону вала 6 (фиг. 2, 3, 4).
По периферии входной решетки 4 выполнен выступ 12, сопряженный с выходом проходных каналов 10. Выступ 12 имеет скругление, обеспечивающее плавный переход на защитную гильзу 3. На входном участке осевого рабочего колеса или шнека лопасти 8 подрезаны по конусу для образования зазора с внешней стенкой выступа 12 (фиг. 5, 6).
При использовании в качестве ротора 7 осевого рабочего колеса с направляющим аппаратом 9, дополнительно устанавливается вторая ступень сепарации 13.
Центробежный абразивостойкий газосепаратор работает следующим образом.
При включении установки вал 6 приводится во вращение, поток ГЖС поступает через отверстия входного модуля 1 и движется в проходные каналы 10 входной решетки 4, имеющие концентрическое сужение, где увеличивает свою скорость и выводится вблизи вала 6.
Выходящий из входной решетки 4 поток попадает на центральную часть ротора 7, где линейные скорости ниже, чем на периферии, поэтому основная часть абразивных частиц из-за малого воздействия на них центробежной силы, перемещается по ротору 7 в осевом направлении, не контактируя с защитной гильзой 3. Часть выходящего потока перемещается вдоль выступа 12 решетки 4, где благодаря плавному переходу на защитную гильзу 3, будет отсутствовать зона образования вихрей.
При вращении ротора 7 происходит центробежная сепарация смеси на жидкую и газовую фазу. При наличии направляющего аппарата 9, поток попадает в него, увеличивает свою скорость в осевом направлении и поступает на вышерасположенную вторую ступень сепарации 13. Газовая фаза и часть абразивных частиц через головку-разделитель 5 выводится в затрубное пространство, а жидкая фаза с периферии подается на прием добывающего насоса.
При выключении установки абразивные частицы под силой собственного веса благодаря отсутствию зон, в которых может происходить накопление частиц, перемещаются через всю установку.
Таким образом, использование заявляемой конструкции позволяет повысить ресурс работы защитной гильзы за счет существенного уменьшения количества контактирующих с ней абразивных частиц и, как следствие, увеличивает ресурс установки в целом в широком диапазоне подач.
Claims (4)
1. Центробежный абразивостойкий газосепаратор, включающий корпус, входной модуль, входную решетку с сужающимися на выходе проходными каналами, защитную гильзу, вал с насаженным на него ротором и головку-разделитель с отводами для сброса отсепарированного газа в затрубное пространство, отличающийся тем, что сужающиеся проходные каналы образованы за счет утолщения внешней стенки входной решетки и на выходе смещены в сторону вала, при этом входная решетка снабжена по периферии выступом, сопряженным с выходом проходных каналов и плавно скругленным с переходом на защитную гильзу.
2. Газосепаратор по п. 1, отличающийся тем, что ротор в области выступа выполнен с подрезанным по конусу входным участком лопастей.
3. Газосепаратор по п. 1, отличающийся тем, что проходные каналы выполнены с поперечным сечением в виде круга, эллипса или равнобедренной трапеции со скругленными вершинами.
4. Газосепаратор по п. 1, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде шнека или осевых рабочих колес с направляющим аппаратом.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775246C1 true RU2775246C1 (ru) | 2022-06-28 |
Family
ID=
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 |
US6116338A (en) * | 1998-09-09 | 2000-09-12 | Green Country Supply, Inc. | Inducer for increasing centrifugal pump efficiency in wells producing high viscosity crude oil |
RU2363842C1 (ru) * | 2008-03-03 | 2009-08-10 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Абразивостойкий газосепаратор |
RU2503808C2 (ru) * | 2011-07-08 | 2014-01-10 | Алексей Владимирович Трулев | Газосепаратор скважинного погружного насоса |
RU2616331C1 (ru) * | 2015-12-31 | 2017-04-14 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | 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 |
RU2696040C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-07-30 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Абразивостойкий роторный газосепаратор |
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 |
US6116338A (en) * | 1998-09-09 | 2000-09-12 | Green Country Supply, Inc. | Inducer for increasing centrifugal pump efficiency in wells producing high viscosity crude oil |
RU2363842C1 (ru) * | 2008-03-03 | 2009-08-10 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Абразивостойкий газосепаратор |
RU2503808C2 (ru) * | 2011-07-08 | 2014-01-10 | Алексей Владимирович Трулев | Газосепаратор скважинного погружного насоса |
RU2616331C1 (ru) * | 2015-12-31 | 2017-04-14 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | 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 |
RU2696040C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-07-30 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Абразивостойкий роторный газосепаратор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2557098C (en) | Two phase flow conditioner for pumping gassy well fluid | |
CA2543460C (en) | Crossover two-phase flow pump | |
CA2510497C (en) | Gas separator fluid crossover for well pump | |
US5580214A (en) | Multiphase fluid treatment | |
US8590713B2 (en) | Centrifugal separator | |
SE457552B (sv) | Sidokanalpump | |
RU161892U1 (ru) | Вихревой газосепаратор | |
CN110662881B (zh) | 用于电动潜油式气体分离器的分流器系统和设备 | |
FI83237C (fi) | Foerfarande och anordning foer raffinering av fibermaterial. | |
US8858157B2 (en) | Centrifugal pump having an apparatus for the removal of particles | |
AU2011371818A1 (en) | Improved centrifugal separator | |
US6227796B1 (en) | Conical stacked-disk impeller for viscous liquids | |
EP1105219B1 (en) | Entraining device for a centrifugal separator | |
RU2775246C1 (ru) | Центробежный абразивостойкий газосепаратор | |
US20170312761A1 (en) | Active rotating separator | |
RU173966U1 (ru) | Вихревой газосепаратор | |
EP3648896B1 (en) | Cyclone with guide vanes | |
EP2628544A1 (en) | Centrifugal separator with inlet arrangement | |
KR0155957B1 (ko) | 에너지 변환장치를 가진 원심 분리기 | |
RU2696040C1 (ru) | Абразивостойкий роторный газосепаратор | |
RU2363842C1 (ru) | Абразивостойкий газосепаратор | |
RU2725791C1 (ru) | Полнопоточная центрифуга с вихревым приводом | |
RU2526068C1 (ru) | Погружной сепаратор механических примесей | |
RU2758406C1 (ru) | Центрифуга с вихревым приводом и регулируемым потоком очищаемой жидкости | |
RU2810912C1 (ru) | Способ работы установки лопастного насоса со скважинным сепаратором механических примесей - укрупнителем газовой фазы (варианты) и погружная установка лопастного насоса для его осуществления (варианты) |