SU1629507A1 - Скважинный сепаратор двойного действи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефтедобывающей промышленности и предназначено дл  разделени  газожидкостной смеси, содержащей мехпримеси (МП). Цель - повышение эффективности работы сепаратора при одновременной сепарации газа и песка в услови х повышенных расходов газожидкостной смеси и высокой пенистости сепарируемой жидкости в широком диапазоне дебита скважины. Дл  этого делитель 9 потока выполнен в виде полого цилиндра 17с щелевыми прорез ми 20. образующего с корпусом 1 сепаратора кольцевой канал(К) 19 дл  отвода МП. Прорези 20 гидравлически св зывают проточный К 15, образованный спирал ми 13 установленного в корпусе 1 полого перфорированного шнека 12, с контейнером 4 дл  МП и полостью патрубка (П) 8 дл  отвода жидкости. Со шнеком 12 П 8 образует кольцевой К 27 дл  отвода газа. В корпусе 1 установлены газосборна  камера 21с отверстием 22 дл  выхода газа, многокамерный узел 5 предварительной сепарации газа с отверсти ми дл  сообщени  с пространством за корпусом 1 и газосборной камерой 21 и камерой 23 гравитационной сепарации газа. На П 8 между его входом и выходом спиралей 13 шнека 12 размещена перегородка 28, образующа  с внутренней поверхностью цилиндра кольцевой зазор 29. При вращении потока жидкости по К 15 шнека 12 МП отбрасываютс  по уклону спиралей 13 к внутренней стенке делител  9. Перемеща сь по периферии спиралей 13, МП достигают прорезей 20 и через них вынос тс  в К 19 По К 19 взвешенные частицы МП под действием силы т жести осаждаютс  в контейнере 4. Одновременно с процессом сепарации абразивных МП происходит предварительна  гравитационна  и центробежна  сепараци  газа, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С ON ю ю ел о VJ

Description

Изобретение относитс  к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам дл  разделени  газожидкостной смеси, содержащей механические примеси, и может быть использовано дл  защиты от вредного вли ни  газа и песка глубинных штанговых насосов.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы сепаратора при

одновременной сепарации газа и песка в услови х повышенных расходов газожидкостной смеси и высокой пенистости сепарируемой жидкости в широком диапазоне дебита скважин.

На фиг 1 изображен сепаратор, разрез; на фиг 2 - сечение А-А на фиг.1.

Скважинный сепаратор двойного действи  (фиг.1) состоит из корпуса 1 с присоединительным патрубком 2 и приемными отверсти ми 3, контейнера 4 дл  механических примесей , и размещенных внутри корпуса 1 многокамерного узла 5 предварительной сепарации газа, выполненного в виде перевернутого вверх дном стакана 6 с установленными снаружи кольцами 7, патрубка 8 дл  отвода жидкости делител  9 потока, совмещенного узла 10 центробежной сепарации газа и песка, содержащего полый перфорированный отверсти ми 11 и неподвижно установленный шнек 12 со спирал ми 13 и хвостовиком 14. Спирал ми 13 образован проточный канал 15 шнека 12, на хвостовике 14 предусмотрены отверсти  16. Делитель 9 потока выполнен в виде полого цилиндра 17 с приемным конусом 18. Знутри делител  потока размещены спирали 13 шнека 12 совмещенного узла 10 Центробежной сепарации газа и песка. Спирали 13 шнека выполнены с уклоном в сторону движени  потока.

Между делителем 9 потока и внутрен- ьей стенкой корпуса 1 образован кольцевой канал 19 дл  прохода механических примесей , сообщающийс  с патрубком 8 дл  отвода жидкости и контейнером 4 дл  механических примесей. На делителе 9 потока по образующей его цилиндра 17 выполнены щелевые прорези 20 (фиг.1 и 2), сообщающие проточный канал 15 шнека 12 с кольцевым каналом 19. Суммарна  площадь сечени  щелевых прорезей 20 подобрана так, что в потоке газожидкостной смеси при движении потока по проточному каналу 15 шнека 12 обеспечиваетс  поле центробежных сил. необходимое дл  разделени  потока смеси на фазы.

Между хвостовиком 14 шнека 12 и внутренней стенкой корпуса 1 образована кольцева  полость, содержаща  газосборную камеру 21 с газовыпускными отверсти ми

22и камеру 23 гравитационной сепарации газа, разделенные между собой многокамерным узлом 5 предварительной сепарации газа, имеющим отверстие дл  сообщени  с пространством за корпусом 1 и газосборной камерой 21.

Кольцева  полость между хвостовиком 14 шнека 12 и внутренней стенкой корпуса 1 разделена кольцами 7 на отдельные камеры 24, причем кажда  камера 24 сообщена через приемные отверсти  3 с затрубным пространством скважины и через отверсти  25 и 26 с газосборной камерой 21 и камерой

23гравитационной сепарации газа. Приемные отверсти  3 размещены против каждой камеры 24 и смещены относительно отверстий 26 на стакане 6 так, что после поступлени  жидкости через приемные отверсти 

3 в камерах 24 поток жидкости измен ет свое направление на 90° в сторону камеры 23 гравитационной сепарации газа.

Патрубок 8 дл  отвода жидкости размещен внутри полого перфорированного шнека 12 и образует с ним концентричный канал 27, который через отверсти  16 на хвостовике 14 сообщаетс  с газосборной камерой 21. На выходе спиралей 13 предусмотрена перегородка 28, котора  укреплена неподвижно на конце патрубка 8 дл  отвода жидкости. Между перегородкой 28 и внутренней стенкой делител  9 потока образован кольцевой зазор 29, площадь сечени 

которого выбрана с учетом требуемого расхода отсепарированной жидкости.

При спуске в скважину сепаратор с помощью присоединительного патрубка 2 прикрепл етс  к приему штангового глубинного насоса (не показан).

Сепаратор работает следующим образом .

Газожидкостна  смесь в цикле всасывани  насоса поступает (стрелка а) через приемные отверсти  3 в камеры 24 многокамерного узла 5 предварительной сепарации газа. За счет смещенных относительно друг от друга отверстий 3 и 26 в камерах24 измен етс  направление движени  потока газожидкостной смеси на 90° в сторону камеры 23 гравитационной сепарации газа. При повышенных расходах высокопенистых нефтей поток газожидкостной смеси равномерно распредел етс  по отдельным камерам 24, что соответственно позвол ет уменьшить скорости нисход щего потока в этих камерах. Скорость потока уменьшаетс  пропорционально количеству камер 24 узла 5 предварительной сепарации

газа. За счет уменьшени  скорости нисход щего потока увеличиваетс  абсолютна  скорость движени  газовых пузырьков вверх. Отсепарированный газ в цикле нагнетани  выходит из камер 24 через приемные отверсти  3 в затрубное пространство скважины.

В цикле всасывани  поток жидкости из камер 24 через отверсти  26 поступает в камеру 23 гравитационной сепарации газа,

где процесс сепарации газа происходит за счет гравитационного разделени  фаз. При этом пузырьки газа унос тс  вверх(стрелка б) и через отверсти  25 попадают в газосборную камеру 21.

0Из камеры 23 гравитационной сепарации газа поток жидкости (стрелка в) через конус 18 поступает в совмещенный узел 10 центробежной сепарации газа и песка, где процесс сепарации усиливаетс  за счет по5 л  центробежных сил, возникающих при

прохождении потока по проточному каналу 15 шнека 12. Под воздействием центробежных сил здесь происходит разделение фаз, при этом более плотна  среда, включающа  жидкость и механические примеси, отжима- етс  к периферии проточного канала 15, а газова  среда стремитс  к центру шнека 12. Газа через отверсти  11 поступает в концентричный канал 27, поднимаетс  вверх (стрелка г) и через отверсти  16 попадает в газосбор- ную камеру 21.

При вращении потока жидкости по проточному каналу 15 шнека 12 механические примеси отбрасываютс  по уклону спиралей 13 к внутренней стенке делител  9 пото- ка и, перемеща сь по периферии спиралей 13, достигают щелевых прорезей 20. Механические примеси под воздействием центробежных сил вынос тс  (стрелка д) через щелевые прорези 20 в кольцевой канал 19 дл  отвода механических примесей. По кольцевому каналу 19 взвешенные частицы механических примесей под действием силы т жести осаждаютс  (стрелка е) в контейнере 4 дл  механических примесей, где они накапливаютс .

Жидкость после выхода из проточного канала 15 шнека 12 огибает (стрелка ж) перегородку 28 и через кольцевой зазор 29 попадает во внутреннюю полость патрубка 8 дл  отвода жидкости и далее к приему глубинного штангового насоса. В случае по влени  на выходе спиралей 13 шнека 12 пузырьков газа перегородка 28 преп тству- ет их прохождению в патрубок 8 дл  отвода жидкости, исключа  тем самым попадание газа в прием насоса (не показан). Пузырьки газа через отверсти  11 перфорированного шнека 12 вынос тс  в концентричный канал 27, всплывают вверх и попадают через отверсти  16 в газосборную камеру 21. По мере накоплени  объема газа в газосборной камере 21 жидкость отжимаетс  до газовыпускных отверстий 22, через которые газ выноситс  в затрубное пространство скважины .

Скважинный сепаратор обеспечивает совмещение процесса предварительной, гравитационной и центробежной сепарации газа с процессом сепарации абразивных механических примесей. Поэтому использование устройства повышает эффективность одновременной сепарации газа и механических примесей при откачке высокопенистых нефтей, содержащих абразивные механические примеси (песок), обеспечивает надежную защиту насоса в скважине от вредного вли ни  газа и песка.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Скважинный сепаратор двойного действи , содержащий корпус, контейнер дл  механических примесей, установленные в корпусе газосборную камеру с отверстием дл  выхода газа, многокамерный узел предварительной сепарации газа с отверсти ми дл  сообщени  с пространством за корпусом и газосборной камерой, камеру гравитационной сепарации газа, полый перфорированный шнек со спирал ми, образующими проточный канал, патрубок дл  отвода жидкости, образующий с полым шнеком кольцевой канал дл  отвода газа, и делитель потока, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы его при одновременной сепарации газа и песка в услови х повышенных расходов газожидкостной смеси и высокий пенистости сепарируемой жидкости в широком диапазоне дебита скважин, делитель потока выполнен в виде образующего с корпусом кольцевой канал дл  отвода мехпримесей по лого цилиндра с щелевыми прорез ми, гидравлически св зывающими проточный канал шнека с контейнером дл  механических примесей и полостью патрубка дл  отвода жидкости.
2. 2. Сепаратор по п.1,отличающийс  тем, что он снабжен размещенной на патрубке дл  отвода жидкости между его входом и выходом спиралей шнека перегородкой, образующей с внутренней поверхностью цилиндра кольцевой зазор.

   ж

   Фиг.

   А-А

   Фиг2