RU65130U1

RU65130U1 - DEVICE FOR GAS AND SAND SEPARATION WHEN LIQUID IS PUMPED FROM A WELL WITH A SUBMERSIBLE ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU65130U1
Application number: RU2007105527/22U
Authority: RU
Inventors: Рафаэль Радикович Афлетонов; Таслия Магруфовна Муртазина; Айслу Илгизаровна Горбунова; Радик Зяузятович Зиятдинов; Марат Фагимович Асадуллин; Артур Илмасович Мингазов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-07-27

Abstract

Предложение относится к газонефтедобыче, в частности к устройствам для сепарации газа и песка от жидкости в скважине. Устройство для сепарации газа и песка при откачке жидкости из скважин погружным электроцентробежным насосом 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. Предлагаемое устройство достаточно эффективно в работе при наличии в откачиваемой из скважины жидкости значительного количества мелких твердых примесей (песка), поскольку позволяет сепарировать песок и собирать его в пескосборной камере, избежав тем сам попадание его на прием погружного электроцентробежного насоса, что позволяет продлить срок службы насоса в целом. 1 ил. на 1 л.The proposal relates to gas and oil production, in particular to devices for separating gas and sand from liquid in the well. A device for separating gas and sand when pumping liquid from wells with a submersible electric centrifugal pump includes a jet apparatus, an active nozzle hydraulically connected by a bypass channel with a working pressure line of a submersible electric centrifugal pump (PETsN), a body with gas and suction pipes installed under the intake of the PETsN, a filter installed on the lower end of the housing, an axis with radial perforations for the passage of the gas-liquid mixture, the inner space of the axis communicating with the suction cavity truynogo apparatus installed at the entrance to a gas outlet tube. The separation element is placed inside the housing under the gas outlet tube and is made in the form of conical shelves mutually facing towards each other, directed downward and rigidly fixed under each other on the inner surface of the housing and the outer surface of the axis. The device below the filter is equipped with a sand chamber. The proposed device is quite effective in operation if there is a significant amount of small solid impurities (sand) in the pumped out liquid from the well, since it allows you to separate the sand and collect it in a sand collecting chamber, thereby avoiding it getting on the reception of a submersible electric centrifugal pump, which allows to extend the life of the pump generally. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к газонефтедобыче, в частности к устройствам для сепарации газа и песка от жидкости в скважине.The proposal relates to gas and oil production, in particular to devices for separating gas and sand from liquid in the well.

Известен скважинный газопесочный сепаратор (авторское свидетельство SU №1073436 МПК 7 Е21В 43/38. опубл. в бюл. №6 от 15.02.1984 г.) содержащий фильтр, выполненный в виде спиральной ленточной пружины, один конец которой жестко соединен с переводником, а другой - с наконечником, установленным с возможностью осевого перемещения, направляющую размещенную во внутренней полости фильтра и связанную с наконечником, при этом спиральная пружина выполнена в виде ленты и в местах перекрытия лента имеет выступы, образующие фильтрующие щели, причем количество выступов на каждом из витков одинаково и расположены они равномерно, при этом сепаратор снабжен втулкой, связанной с направляющей, другой конец которой жестко соединен с наконечником, причем в переводнике выполнены радиальные каналы, перекрываемые втулкой.A well-known gas sand separator (copyright certificate SU No. 1073436 MPK 7 ЕВВ 43/38. Published in Bulletin No. 6 of 02.15.1984) containing a filter made in the form of a spiral tape spring, one end of which is rigidly connected to the sub, and the other with a tip mounted with axial movement, a guide located in the inner cavity of the filter and connected with the tip, while the coil spring is made in the form of a tape and in places of overlap the tape has protrusions forming filter slots, and the number of protrusions dressings on each of the turns they arranged equally and uniformly, the separator is provided with a sleeve connected to the guide, the other end of which is rigidly connected to the handpiece, wherein in the formed groove-sub channels, overlapping sleeve.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, недостаточная эффективность процессов дегазации отбираемой из скважины жидкости;- firstly, the insufficient efficiency of the degassing processes of the fluid taken from the well;

- во-вторых, низкое качество фильтрации содержащейся в отбираемой из скважины жидкости наиболее мелкой фракции твердых механических примесей.- secondly, the low quality of the filtration of the smallest fraction of solid mechanical impurities contained in the fluid taken from the well.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для сепарации газа при откачке жидкости из скважин погружным электроцентробежным насосом (авторское свидетельство SU №1550115 МПК 7 Е21В 43/38, опубл. в бюл. №10 от 15.03.1990 г.), включающее струйный аппарат, активное сопло которого гидравлически сообщено с рабочей напорной линией погружного электроцентробежного насоса, корпус с газоотводной и всасывающей трубами, установленный под приемом погружного электроцентробежного насоса, фильтр, размещенный под корпусом и сепарационный элемент, размещенный внутри корпуса под газоотводной трубкой, при этом сепарационный элемент, выполненный в виде шнека, полая ось которого имеет радиальные перфорационные отверстия для прохода газожидкостной смеси, а струйный аппарат размещен на входе газоотводной трубки, причем полость оси шнека сообщена с всасывающей полостью струйного аппарата.The closest in technical essence is a device for gas separation when pumping fluid from wells with a submersible electric centrifugal pump (copyright certificate SU No. 1550115 IPC 7 Е21В 43/38, published in bulletin No. 10 of 03.15.1990), including an inkjet apparatus, the active nozzle of which is hydraulically connected to the working pressure line of the submersible electric centrifugal pump, a housing with a gas outlet and suction pipes installed under the intake of the submersible electric centrifugal pump, a filter located under the housing and a separation element, azmeschenny within the housing under the vapor pipe, the separation element configured as a screw, a hollow axle which has radial perforations for the passage of liquid mixture, and the jet device is situated at the inlet a gas outlet tube, wherein the axis of the screw cavity communicates with the suction cavity jet apparatus.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

во-первых, мелкие фракции твердых примесей (например, песок) либо сразу поступают на прием погружного электроцентробежного насоса, либо выпадают в осадок и вновь поступают через отверстия фильтра на прием насоса, а это ускоряет выход насоса из строя;firstly, small fractions of solid impurities (for example, sand) either immediately arrive at the submersible electric centrifugal pump, or precipitate and again pass through the filter openings to the pump intake, which accelerates the failure of the pump;

во-вторых, низкая эффективность сепарационного элемента, выполненного в виде шнека при сепарировании мелких твердых примесей, поскольку они увлекаются жидкостью.secondly, the low efficiency of the separation element, made in the form of a screw during the separation of small solid impurities, since they are carried away by the liquid.

Технической задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства при наличии в откачиваемой из скважины жидкости значительного количества твердых механических примесей.The technical task of the utility model is to increase the efficiency of the device in the presence of a significant amount of solid solids in the fluid pumped from the well.

Указанная техническая задача решается устройством для сепарации газа и песка при откачке жидкости из скважин погружным электроцентробежным насосом, включающим струйный аппарат, активное сопло гидравлически сообщенное обводным каналом с рабочей напорной линией погружного электроцентробежного насоса, корпус с газоотводной и всасывающей трубами, установленный под приемом погружного электроцентробежного насоса, фильтр, размещенный 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, размещенный внутри корпуса под газоотводной трубкой.The specified technical problem is solved by a device for separating gas and sand when pumping liquid from wells with a submersible electric centrifugal pump, including an inkjet apparatus, an active nozzle hydraulically connected by a bypass channel with a working pressure line of a submersible electric centrifugal pump, a casing with a gas outlet and suction pipes, installed under a submersible electric centrifugal pump , a filter placed on the lower end of the housing, an axis with radial perforations for the passage of a gas-liquid mixture , Wherein the axis of the inner space is communicated with the suction cavity jet apparatus installed on the vapor inlet tube separation element disposed within the housing under the vapor pipe.

Новым является то, что сепарационный элемент 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, при этом устройство ниже фильтра оснащено пескосборной камерой.What is new is that the separation element is made in the form of conical shelves mutually facing each other, directed downward and rigidly fixed under each other on the inner surface of the housing and the outer surface of the axis, while the device below the filter is equipped with a sand chamber.

На фигуре схематично изображено предлагаемое устройство.The figure schematically shows the proposed device.

Устройство для сепарации газа и песка при откачке жидкости из скважин погружным электроцентробежным насосом включает струйный аппарат 1, активное сопло 2 гидравлически сообщенное обводным каналом 3 с рабочей напорной линией 4 погружного электроцентробежного насоса (ПЭЦН) 5, корпус 6 с газоотводной 7 и всасывающей 8 трубами, установленный под приемом ПЭЦН 5, фильтр 9, установленный на нижнем конце корпуса 6, ось 10 с радиальными перфорационными отверстиями 11 для прохода газожидкостной смеси, причем внутреннее пространство оси 10 сообщено с всасывающей полостью струйного аппарата 1, установленного на входе газоотводной трубки 7.A device for separating gas and sand when pumping liquid from wells with a submersible electric centrifugal pump includes a jet apparatus 1, an active nozzle 2 hydraulically connected by a bypass channel 3 with a working pressure line 4 of a submersible electric centrifugal pump (PETsN) 5, a housing 6 with a gas outlet 7 and a suction pipe 8, installed under the intake of the PETsN 5, the filter 9, mounted on the lower end of the housing 6, the axis 10 with radial perforations 11 for the passage of the gas-liquid mixture, and the inner space of the axis 10 is communicated from the inlet the cavity of the jet apparatus 1 installed at the inlet of the vent pipe 7.

Сепарационный элемент 12 размещен внутри корпуса 6 под газоотводной трубкой 7 и выполнен в виде взаимообращенных навстречу друг к другу конических полок 13 и 14, направленных вниз и жестко закрепленных друг под другом на внутренней поверхности корпуса 6 и наружной поверхности оси 10, соответственно. Устройство ниже фильтра 9 оснащено пескосборной камерой 15, например, выполненной из соединенных между собой 2-3 насосно-компрессорных труб.The separation element 12 is placed inside the housing 6 under the gas outlet tube 7 and is made in the form of conical shelves 13 and 14 interconnected towards each other, directed downward and rigidly fixed under each other on the inner surface of the housing 6 and the outer surface of the axis 10, respectively. The device below the filter 9 is equipped with a sand chamber 15, for example, made of 2-3 tubing connected to each other.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После монтажа установки в скважине 16 запускают ПЭЦН 5 в работу. Газожидкостная смесь с твердыми примесями поступает на прием фильтра 9, при этом более мелкие твердые примеси (например, частицы песка) проходят сквозь фильтр 9 и вместе с газожидкостной смесью поступают в корпус 6 и попадают на сепарационный элемент 12, размещенный внутри корпуса 6, и выполненный в виде взаимообращенных навстречу друг к другу конических полок 13 и 14, направленных вниз и жестко закрепленных друг под другом на внутренней поверхности корпуса 6 и наружной поверхности оси 10, соответственно.After the installation of the installation in the well 16, the PETSN 5 is launched. A gas-liquid mixture with solid impurities enters the filter 9, while smaller solid impurities (for example, sand particles) pass through the filter 9 and together with the gas-liquid mixture enter the housing 6 and fall on the separation element 12 located inside the housing 6, and made in the form of conical shelves 13 and 14 mutually facing each other, directed downward and rigidly fixed under each other on the inner surface of the housing 6 and the outer surface of the axis 10, respectively.

Поток газожидкостной смеси с мелкими твердыми примесями (песком) по кольцевому пространству между корпусом 6 и осью 10 перемещается вверх, изменяя направление движения согласно траектории взаимообращенных навстречу друг к другу конических полок 13 и 14 направленных вниз, при этом частицы песка 17, находящиеся в газожидкостной смеси сталкиваясь с коническим полками 13 и 14 оседают на них и благодаря тому, что они направлены вниз, стекают по ним вниз и попадают в пескосборную камеру 15.The flow of a gas-liquid mixture with small solid impurities (sand) along the annular space between the housing 6 and the axis 10 moves upward, changing the direction of motion according to the path of the conical shelves 13 and 14 facing each other facing downward, while the sand particles 17 located in the gas-liquid mixture colliding with the conical shelves 13 and 14 settle on them and due to the fact that they are directed downward, flow down them and fall into the sand chamber 15.

Жидкость сквозь конические полки 13 и 14 сепарационного элемента 12 через всасывающую трубку 8 поступает на прием ПЭЦН 5, а пузырьки газа через радиальные перфорационные отверстия 11 оси 10 попадают во внутреннюю полость оси 10 и далее - во всасывающую полость струйного аппарата 1. Одновременно жидкость из рабочей напорной линии 4 ПЭЦН 5 поступает на поверхность, а некоторая ее часть (расчетная) по обводному каналу 3 поступает на активное сопло 2 струйного аппарата 1 под давлением гидростатического столба жидкости в напорной линии 4 (насосно-компрессорных трубах).The liquid through the conical shelves 13 and 14 of the separation element 12 through the suction tube 8 enters the receiving station 5, and gas bubbles through the radial perforations 11 of the axis 10 enter the internal cavity of the axis 10 and then into the suction cavity of the jet apparatus 1. At the same time, the liquid from the working the pressure line 4 of the PETsN 5 enters the surface, and some of it (calculated) through the bypass channel 3 enters the active nozzle 2 of the jet apparatus 1 under the pressure of the hydrostatic liquid column in the pressure line 4 (pump-compressor ornyh tubes).

Жидкость, истекая из активного сопла 2 с большой скоростью, обеспечивает необходимое разряжение, как во всасывающей полости струйного аппарата 1, так и во внутренней полости оси 10. Происходит интенсивное отделение газа от жидкости. Далее отбираемый газ вышеуказанной струей жидкости выбрасывается в кольцевое пространство 18 скважины 16. Жидкость стекает на прием устройства, а газ по кольцевому пространству 18 скважины 16 поднимается вверх.The liquid, flowing out of the active nozzle 2 at a high speed, provides the necessary discharge both in the suction cavity of the jet apparatus 1 and in the internal cavity of the axis 10. There is an intensive separation of gas from the liquid. Next, the sampled gas is ejected by the above liquid stream into the annular space 18 of the well 16. The liquid flows to the device and the gas rises upward through the annular space 18 of the well 16.

Предлагаемое устройство достаточно эффективно в работе при наличии в откачиваемой из скважины жидкости значительного количества мелких твердых примесей (песка), поскольку позволяет сепарировать песок и собирать его в пескосборной камере, избежав тем сам попадание его на прием погружного электроцентробежного насоса, что позволяет продлить срок службы насоса в целом.The proposed device is quite effective in operation if there is a significant amount of small solid impurities (sand) in the pumped out liquid from the well, since it allows you to separate the sand and collect it in a sand collecting chamber, thereby avoiding it getting on the reception of a submersible electric centrifugal pump, which allows to extend the pump life generally.

Claims

A device for separating gas and sand when pumping liquid from wells with a submersible electric centrifugal pump, including a jet apparatus, an active nozzle hydraulically connected by a bypass channel with a working pressure line of a submersible electric centrifugal pump, a casing with a gas and suction pipes installed under a submersible electric centrifugal pump, a filter, located on 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 co communicated with the suction cavity of the jet apparatus installed at the inlet of the exhaust pipe, a separation element located inside the housing under the exhaust pipe, characterized in that the separation element is made in the form of conical shelves mutually facing each other, directed downward and rigidly fixed under each other on the inner the surface of the housing and the outer surface of the axis, while the device below the filter is equipped with a sand chamber.