SU1155728A1

SU1155728A1 - Down-hole adjustable dispersing device

Info

Publication number: SU1155728A1
Application number: SU833573257A
Authority: SU
Inventors: Юрий Павлович Коротаев; Сумбат Набиевич Закиров; Роман Михайлович Кондрат; Михаил Михайлович Билецкий; Юрий Васильевич Марчук
Original assignee: Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина; Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
Priority date: 1983-04-01
Filing date: 1983-04-01
Publication date: 1985-05-15

Abstract

СКВАЖИННОЕ ДИСПЕРГИРУЮЩЕЕ , РЕГУЛИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее узел фиксации устройства в муфтовом соединении колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемент с корпусом, отличающеес тем, что, с цепью повышени степени диспергировани газожидкостной смеси при переменном дебите скважины за счет обеспечени посто-. нной скорости движени газожидкостного потока, диспергирующий элемент вьтолнен в виде двух р дов упругих пластин с установленными по их концам втулками, нижн из которых жестко св зана с корпусом, а верхн расположена с возможностью осевого перемещени и подпружинена относительно корпуса, причем упругие пластины образуют кольцевой зазор с внутренней поверхностью колонны лифтовых труб.A BOTTOM DISPERSE DEVICE, ADJUSTABLE DEVICE, containing a device fixing unit in a coupling connection of a lift pipe string, a gripping unit and a dispersing element with a housing, characterized in that the chain increases the degree of dispersion of the gas-liquid mixture at a variable debit of the well by providing a post. The dispersing element is made in the form of two rows of elastic plates with bushings installed at their ends, the bottom of which is rigidly connected to the body, and the top is axially displaceable and spring-loaded relative to the body, and the elastic plates form an annular gap with an internal surface of a column of lift pipes.

Description

Изобретение относитс к области добычи газа и нефти, в частности к движению газожидкостных смесей в подъемных трубах скважин, и может быть использовано дл интенсификации выноса жидкости (воды и углеводородного конденсата) из газовых скважин.The invention relates to the field of gas and oil production, in particular to the movement of gas-liquid mixtures in the lifting pipes of wells, and can be used to intensify the removal of liquid (water and hydrocarbon condensate) from gas wells.

Известно диспергирующее устройство со стационарной посадкой в муфтовых соединени х лифтовых труб, состо щее из штуцера (диафрагмы) или набора штуцеров (диафрагм) дл дроблени жидкости в газе fl ,A dispersing device with a fixed fit in sleeve coupling joints, consisting of a choke (diaphragm) or a set of chokes (diaphragms) for crushing a liquid in a gas fl, is known.

Недостатками известного устройст ва вл ютс низка эффективность диспергировани жидкости в газе и значительные потери давлени в устройстве вследствие изменени направлени движени газожидкостного потока при входе в него. Кроме того, оно не позвол ет поддерживать оптимальную структуру газожидкостного потока в лифтовых трубах при значительных колебани х дебита скважины .The disadvantages of the known device are low dispersion efficiency of the liquid in the gas and significant pressure losses in the device due to a change in the direction of movement of the gas-liquid flow upon entry into it. In addition, it does not allow to maintain the optimal structure of the gas-liquid flow in the lift pipes with significant fluctuations in the flow rate of the well.

Наиболее близким к данному вл етс скважинное диспергирующее устройство , содержащее узел фиксации устройства в муфтовом соединении колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемент с корпусом f2j.Closest to this is a downhole dispersing device containing a device fixing unit in a coupling connection of a tubing string, a gripping unit and a dispersing element with a body f2j.

Недостатком этого устройства вл етс низка эффективность диспер гировани жидкоости в газе, особенно при значительных колебани х дебита газовых скважин.A disadvantage of this device is the low dispersion efficiency of a liquid in a gas, especially with significant fluctuations in the flow rate of gas wells.

Цель изобретени - повьшение степени диспергировани газожидкостной смеси при переменном дебите скважины за счет обеспечени посто нной скорости движени газожидкостного потока.The purpose of the invention is to increase the degree of dispersion of the gas-liquid mixture at a variable flow rate of the well by ensuring a constant speed of movement of the gas-liquid flow.

Поставленна цель достигаетс тем, что в скважинном диспергирующем регулируемом устройстве, содержащем узел фиксации устройства в муфтовом соединении колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемен с корпусом, диспергирующий элемент выполнен в виде двух р дов упругих пластин с установленными по их концам йтулками, нижн из которых жестко св зана с корпусом, а верхн расположена с возможностью осевого перемещени и подпружинена относительно корпуса, причем упругие пластины образуют кольцевой зазор с внутренней поверхностью колонны лифт.овых труб.The goal is achieved by the fact that in a borehole dispersing adjustable device containing a device fixing unit in a coupling joint of a tubing string column, a gripping unit and a dispersing element with a housing, the dispersing element is made in the form of two rows of elastic plates with their sleeves installed at their ends, bottom which is rigidly connected to the body, and the top is axially displaceable and spring-loaded relative to the body, where the elastic plates form an annular gap with an internal angle NOSTA column lift.ovyh pipes.

На фиг. 1 изображено диспергирующее устройство в рабочем положении, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a dispersing device in the working position, a longitudinal section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one.

Скважинное диспергирующее устройство состоит из узлов захвата, фиксации (стопора) и диспергирующего элемента с корпусом. Узлы захвата и фиксации состо т из корпуса подвески 1, оправки 2, двух сегментных сухарей 3 замка 4, ограничител 5, фиксатора 6 трех сухарей 7 и пружин 8 - 10. Диспергирующий элемент состоит из корпуса (штока) 11, внутреннего р да упругих пластин 12, внешнего р да упругих пластин 13, верхней втулки 14 нижней неподвижной втулки 15, пружины 16 и втулки регулировани раст же ни пружины 17.A downhole dispersing device consists of gripping, fixing (stopper) units and a dispersing element with a housing. The gripping and fixing units consist of a suspension body 1, a mandrel 2, two segment crackers 3 of the lock 4, a limiter 5, a clamp 6 of three crackers 7 and springs 8-10. The dispersing element consists of the body (stem) 11, an internal row of elastic plates 12, an outer row of elastic plates 13, an upper sleeve 14 of the lower fixed sleeve 15, a spring 16, and an adjustment bush for growing the same spring 17.

Скважинное диспергирующее регулируемое устройство устанавливаетс в муфтовом соединении 18 колонны лифтовых труб 19 и удерживаетс с помощью сухарей 7.A borehole dispersing adjustable device is installed in the coupling connection 18 of the tubing string 19 and is held by means of the crackers 7.

В рабочем положении фиксатор 6 находитс вверху, а сухари 7 выдвинуты между торцами труб в муфтовом соединении.In the working position, the latch 6 is at the top, and the crackers 7 are extended between the ends of the pipes in the coupling joint.

В исходном положении перед спуском скважинного диспергирующего устройства в скважину и в процессе подъема его из скважины фиксатор 6 находитс в нижнем положении, а сухари 7 вт нуты в гнезда фиксатора.In the initial position before the descent of the downhole dispersing device into the well and in the process of lifting it from the well, the latch 6 is in the lower position, and the crackers 7 are pulled into the latch sockets.

Спуск и подъем скважинного диспергирующего регулирующего устройства осуществл етс методом канатных работ с помощью специального прис.пособлени , включающего спускное устройство и ЯСС.The descent and ascent of the downhole dispersing control device is carried out by the method of cable works with the help of a special device, including a drain device and an IASS.

Перед спуском скважинного диспергирующего устройства в скважину штоком спускового устройства нажимают на замок 4 и, сжима пружину 9, перемещают его ниже двух сегментных сухарей 3. При этом под действием пружины 10-, котора находитс в сжатом состо нии, внутренний выступ корпуса подвески 1 перемеп;ает сегментные сухари 3 внутрь оправки 1. Сегментные сухари 3 обжимают головку штока спускового устройства и удерживают диспергатор в зацеплении со спускным устройством. Сбоку диспертатор - спускное устройство - лес 3 спускают в скважину. На заданной гл бине скважинное диспергирующее регу лируемое устройство резким ударом сса вверх останавливают. Под дейст вием силы инерции корпус подвески.1 перемещаетс вниз и вьщвигает сухари 7 из гнезд фиксатора 6. При посл дующем плавном подъеме скважинного диспергирующего устройства вверх сухари V заход т в зазор между торцами труб в муфтовом соединении 18 и удерживают от дальнейщего перемещ ни корпус подвески 1. Фиксатор 6 вместе с оправкой 2 и замком 4 продолжает перемещатьс вверх, сжима пружину 10. В процессе движени Sвверх сухари 3 проход т внутренний выступ неподвижного корпуса подвески 1 и вьщвигаютс из оправки 2, освобожда головку штока спускного устройства. Под действием силы сжат пружины 9 замок 4 перемещаетс ввер и фиксирует сухари 3 и оправку 2 в рабочем положении. Спускное устройство вместе с ссом поднимают из скважины. Фиксатор 6 удерживает сухари 7 в рабочем положении, что пре дупреждает вертикальные перемещени .сКважинного диспергирующего регулируемого устройства. Дл подъема диспергатора в скважину спускают спускное устройство и подсоедин ют его к диспергатору аналогично. Скважинное диспергирующее регулируемое устройство работает следую щим образом, С помощью специального приспособ лени скважинное диспергирующее регулируемое устройство устанавливаетс на заданной глубине в одном из стыков Колонны лифтовых труб.. Диспергирование жидкости осуществл етс в кольцевом зазоре между упругими пружинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб. В процессе эксплуатации скважины газожидкостна смесь поднимаетс по лифтовым трубам. При подходе к диснергирующему эдемту она плавно измен ет направ.пение движени и поступает в кольцевой зазор, образованный упругими пружинами и внутрен ней поверхностью колонны лифтовых труб. В зазоре образуетс зона диспергировани , вызванна резким чением скорости движени газа . При эт газожидкостна смесь 11риобрета(2г высокодисперсную структуру, харак8 теризующуюс меньщими Лотер ми давлени по длине колонны лифтовых труб. Дл повышени эффективности выноса жидкости из скважин в услови х значительного колебани дебита газа целесообразно одновременно.с применением диспергирующих устройств осуществл ть ввод в газожидкостный поток вспенивакщих пдверхностно-активных веществ. В этом случае предложенное диспергирукицее устройство способствует созданию наиболее рациональной пенно-кольцевой структуры смеси низкой плотности.Величина зазора между упругими пластинами 12 и 13 и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб зависит от скоростного напора газожидкостного потока и силы раст жени пружины 16, котора регулируетс втулкой 17. Под действием скоростного напора газожидкостного потока упругие пластины 12 и 13 распр мл ютс , втулка 14 перемещаетс вверх и кольцевой зазор между пругими пластинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб увеличиваетс . Величина перемещени втулки 14, а следовательно , и кольцевого зазора определ етс силой раст жени пружины 16, котора стремитс возвратить упругие пластины в исходное положение. Соответствующим подбором пружины 16 и регулированием силы ее раст жени с помощью втулки 17 можно обеспечить посто нство скорости движени газожидкостной смеси в кольцевом зазоре и тем самым оптимальные услови ее диспергировани при значительных колебани х дебита скважины. Техническое преимущество предлагаемого скважинного диспергирующего регулируемого устройства по сравнению с известным заключаетс в обеспечении автоматического поддержани оптимальных гидродинамических условий диспергировани газожидкостной смеси при значительных суточных и сезонных колебани х дебита скважин. В известном устройстве площадь сечени штуцеров, с помощью которых осуществл етс диспергирование жидкости, вл етс посто нной и не зависит от дебита скважины . Поэтому при увеличении дебита скважины возникают неоправданно большие потери дав.пени в диспергаторе , а при снижении дебита скважины ухудшаетс степень диспергировани жидкости.Before launching the downhole dispersing device into the well, the stem of the trigger device pushes lock 4 and, compressing the spring 9, moves it below two segment crackers 3. Under the action of the spring 10, which is in a compressed state, the internal protrusion of the suspension housing 1 alternator; segmented crackers 3 inside the mandrel 1. Segmental crackers 3 compress the head of the trigger rod and hold the disperser in engagement with the trigger device. On the side of the dispersant - drain device - forest 3 is lowered into the well. At a given head of the well, the downhole dispersing controlled device is stopped by a sharp blow of the SSA. Under the action of inertial force, the suspension body 1 moves downwards and pushes the crackers 7 out of the retainer 6 sockets. When the downhole dispersing device is gradually lifted upward, the crackers V enter the gap between the pipe ends in the coupling 18 and keep the suspension body from further movement 1. The latch 6 together with the mandrel 2 and the lock 4 continues to move upward, squeezing the spring 10. In the course of moving S up the crackers 3, the internal protrusion of the fixed suspension body 1 passes and is pushed out of the mandrel 2, releasing the head rod and a drain device. Under the action of the force of compression of the spring 9, the lock 4 moves the door and locks the crackers 3 and the mandrel 2 in the working position. Bleed device with ssm lift from the well. The latch 6 holds the crackers 7 in the working position, which prevents vertical displacements with the Well dispersed adjustable device. To raise the dispersant into the well, the drain device is lowered and connected to the disperser in the same way. A downhole dispersing adjustable device works as follows. Using a special tool, a downhole dispersing adjustable device is installed at a predetermined depth in one of the joints of the lift pipe columns. The dispersion of the liquid is carried out in the annular gap between the elastic springs and the inner surface of the lift pipe string. During the operation of the well, the gas-liquid mixture rises through the lift pipes. When approaching the disnergic edemta, it smoothly changes the direction of movement and enters the annular gap formed by the elastic springs and the inner surface of the tubing string. A dispersion zone is formed in the gap, caused by a sharp increase in the velocity of the gas. When this gas-liquid mixture is purchased by the buyer (2g highly dispersed structure, characterized by lower pressure lotter along the length of the tubing string. To increase the efficiency of fluid removal from the wells under conditions of a significant fluctuation of the gas flow rate, it is expedient to simultaneously enter dispersants into the gas-flow flow to improve the flow of gas from the wells. Subsurfactants. In this case, the proposed dispersion of the device helps to create the most rational foam-ring structure of the mixture low density. The size of the gap between the elastic plates 12 and 13 and the inner surface of the tubing string depends on the velocity head of the gas-liquid flow and the force of the spring 16, which is regulated by the sleeve 17. Under the action of the speed head of the gas-liquid flow, the elastic plates 12 and 13 are spread, the sleeve 14 moves upward and the annular gap between the spring plates and the inner surface of the tubing string increases. The amount of movement of the sleeve 14, and hence of the annular gap, is determined by the tensile force of the spring 16, which tends to return the elastic plates to their original position. By appropriate selection of the spring 16 and regulation of the force of its expansion using the sleeve 17, it is possible to ensure the constancy of the velocity of the gas-liquid mixture in the annular gap and, thus, optimal conditions for its dispersion with significant fluctuations in the flow rate of the well. The technical advantage of the proposed borehole dispersing adjustable device in comparison with the known one is to provide automatic maintenance of the optimal hydrodynamic conditions for dispersing the gas-liquid mixture with significant daily and seasonal fluctuations in well production. In the known device, the cross-sectional area of the fittings, by means of which the liquid is dispersed, is constant and does not depend on the flow rate of the well. Therefore, as well production increases, unnecessarily large pressure losses in the dispersant occur, and as the production rate decreases, the degree of dispersion of the liquid deteriorates.

преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом вл етс уменьшение потерь давлени при движении через диспергатор газожидкостной смеси и повьпиении степени диспергировани жидкости за счет плавного изменени скорости двсскени потока на входе и выходе диспергирующего элемента. В известном устройстве возникают значительные потери давлени , св занные с изменением направлени движени жидкости на входе в диспергатор. На выходе известного устройства резко падает скорость движени газожидкостного потока, что приводит к частичному разделению компонент потока, образованию застойных зон по ходу An advantage of the proposed device in comparison with the prototype is a reduction in pressure loss during movement of a gas-liquid mixture through a disperser and an increase in the degree of dispersion of the liquid due to a smooth change in the velocity of the flow of the dispersing element at the inlet and outlet. In the known device, significant pressure losses occur associated with a change in the direction of fluid movement at the inlet to the dispersant. At the exit of the known device, the speed of movement of the gas-liquid flow drops sharply, which leads to a partial separation of the components of the flow, the formation of stagnant zones along

движени за штуцерами и снижению эффекта диспергировани .movement behind the fittings and reducing the dispersion effect.

В результате применени предлагаемого устройства снижаютс суммарные потери давлени в колонне лифтовых труб (в среднем на 10-15%), предотвращаютс самопроизвольные остановки скважин в услови х резких колебаний дебита скважиты, продлеваетс период устойчивой работы газовой скважины за счет использовани собственной знергии пластового газа и в среднем на 8-12% увеличиваютс суточные отборы газа и конденсата из скважины.As a result of using the proposed device, the total pressure loss in a string of lift pipes is reduced (by an average of 10-15%), spontaneous well shutdowns are prevented under conditions of sharp well flow fluctuations, the period of stable operation of the gas well is prolonged by using its own power of reservoir gas and an average of 8–12% increase in daily gas and condensate withdrawals from the well.

Технико-экономическа эффективность предлагаемого устройства определ етс добычей дополнительного количества газа и конденсата.Technical and economic efficiency of the proposed device is determined by the production of additional amounts of gas and condensate.

Claims

BORE DISPERSING. AN ADJUSTABLE DEVICE comprising a device fixing unit in a sleeve connection of an elevator pipe string, a gripping unit and a dispersing element with a housing, which is distinguished by the fact that, in order to increase the degree of dispersion of the gas-liquid mixture with a variable flow rate of the well, by providing a constant velocity of the gas-liquid flow, the dispersing element made in the form of two rows of elastic plates with bushings installed at their ends, the lower of which is rigidly connected to the housing, and the upper is axially mounted th The relative displacement and biased, in relative the housing, the elastic plates form an annular gap with the inner surface of the column of tubing.