UA150259U - Модуль плунжерного насоса з гравітаційним газосепаратором - Google Patents

Abstract

Модуль плунжерного насоса з гравітаційним газосепаратором, який встановлено у зоні забору свердловинної рідини насоса і з'єднаний з механічним фільтром твердих часток, де газосепаратор виконаний у вигляді окремого модуля, що містить концентрично встановлені корпусну трубу і трубу високого тиску, по торцях якого встановлено фланцеві муфти з каналами пропуску рідини. Кільцева внутрішня порожнина модуля гравітаційного газосепаратора суміщена з порожниною механічного фільтра і порожниною модуля плунжерного насоса через систему перепускних каналів відповідних фланцевих втулок, при цьому об'єм кільцевої внутрішньої порожнини модуля гравітаційного газосепаратора (Vг) з врахуванням середнього об'єму каналів (Vк) плунжерного насоса до входу в робочий циліндр плунжерного насоса виконаний у відношенні 1,5:1-2:1 відповідно до об'єму (Vц) робочого циліндра модуля плунжерного насоса (Vц).

Description

Корисна модель належить до галузі нафтового машинобудування, зокрема до конструкції заглибних свердловинних насосних установок, і служить для забезпечення газосепарації на вході модуля плунжерного насоса і нівелювання впливу газового фактора на продуктивність насосних установок.

На сьогоднішній день в нафтовій промисловості, при відборі продукції зі свердловини методами механізованої видобутку відбувається природний процес сепарації газу в зоні приймальної сітки насоса. При цьому частинки газу, проникаючи в канали насоса, можуть призводити до зниження продуктивності насоса.

У промисловості широко застосовуються пристрої додаткової газосепарації (газосепаратори).

Відомі пристрої, в яких виділення газу із свердловинної рідини реалізують під впливом відцентрової сили (Гіматудінов Ш.К. Довідкова книга з видобутку нафти. - М.: Нєдра, 1974, С. 330-333). Також існують пристрої, в яких виділення газу з рідини відбувається під дією сил гравітації.

З появою нових видів насосного обладнання, зокрема заглибних насосних установок з приводом від лінійного вентильного електродвигуна виникла проблема забезпечення газосепарації, так як відомі пристрої не адаптовані до особливостей конструкції і пов'язаними з цим принципом роботи насосної установки.

Із патенту на корисну модель Мо КО 19662 від 20.09.2001, відомий сепаратор для штангових насосів, що містить концентрично розташовані один в одному патрубки зі всмоктуючим каналом, сполученим з прийомом штангового насоса, і з заглушеним зверху і знизу міжтгрубним простором. Міжтрубний простір виконано єдиним, а внутрішній патрубок заглушений знизу, при цьому всмоктуючі і вхідні канали виконані у вигляді каліброваних отворів в стінках патрубків.

Також, з патенту на винахід КО 2487993 від 20.07.2013 відомий спосіб сепарації вільного газу на прийомі глибинного насоса для видобутку нафти шляхом повороту висхідного потоку газорідинної суміші та пропускання потоку газорідинної суміші через напівпрозору поверхню сепарації. Поверхня сепарації, що містить вертикально розташовані щілини, розміщується вертикально, а перпендикулярно поверхні сепарації створюють градієнти тиску таким чином, щоб забезпечити рух потоку газорідинної суміші з однаковою об'ємною швидкістю.

Зо Зазначене технічне рішення прийнято за найближчий аналог.

Технічною задачею, на вирішення якої спрямовано заявлену корисну модель, є підвищення ефективності модульного гравітаційного газосепаратора заглибної насосної установки з приводом від лінійного електродвигуна.

Технічний результат, який досягається від реалізації корисної моделі, полягає у підвищенні ефективності роботи модуля гравітаційного газосепаратора.

Суть заявленої корисної моделі полягає в тому, що модуль плунжерного насоса з гравітаційним газосепаратором встановлено на вході насоса і з'єднаний з механічним фільтром твердих часток. Газосепаратор виконаний у вигляді окремого модуля, що містить концентрично встановлені корпусну трубу і трубу високого тиску, по торцям якого встановлено фланцеві муфти з каналами пропуску рідини. Кільцева внутрішня порожнина модуля гравітаційного газосепаратора суміщена з порожниною механічного фільтра і порожниною модуля плунжерного насоса через систему перепускних каналів відповідних фланцевих втулок. Об'єм (мг) кільцевої внутрішньої порожнини модуля гравітаційного газосепаратора з врахуванням середнього об'єму (Ук) каналів плунжерного насоса до входу в робочий циліндр плунжерного насоса, виконаний у відношенні 1,5: 1-2:1 відповідно до об'єму (Мц) робочого циліндра модуля плунжерного насоса.

Суть технічного рішення пояснюється, але не обмежується, наведеними графічними матеріалами:

Фіг. 1 - схема насосного модуля заглибної насосної установки;

Фіг. 2 - модуль гравітаційного газосепаратора.

Описане технічне рішення, переважно, може бути реалізоване в конструкції заглибних насосних установок з приводом від лінійного вентильного електродвигуна. Приклади реалізації таких установок розкриті в патентах: КО205205; КО2615775; КО182645; КО183876.

В заявленому варіанті реалізації корисної моделі модуль плунжерного насоса 1 (Фіг. 1) зв'язаний з рухомою частиною 2 лінійного вентильного електродвигуна. Зона З забору свердловинної рідини плунжерного насоса 1 реалізована у верхній частині поблизу місця з'єднання 4 з колоною насосно-компресорних труб (НКТ). Зона З забору свердловини рідини сформована модулем механічного фільтра твердих частинок 5 і модулем гравітаційного газосепаратора 6.

Модуль гравітаційного газосепаратора 6 (Фіг. 2), з'єднаний з механічним фільтром 5 і виконаний у вигляді окремого модуля, що включає концентрично встановлені корпусну трубу 7 і трубу високого тиску 8. По торцях модуля 6 встановлені фланцеві муфти 9.1; 9.2 з каналами 10.1; 10.2 пропуску свердловинної рідини.

Між концентрично встановленими трубами 7, 8 сформована кільцева внутрішня порожнина 11, поєднана з порожниною 12 механічного фільтра 5 і порожниною робочого циліндра 13 модуля плунжерного насоса 1, через систему каналів 10.1; 10.2 відповідних фланцевих муфт 9.1; 9.2 і систему каналів модуля плунжерного насоса.

Однією з особливостей реалізації заявленої моделі, що забезпечує досягнення заявленого технічного результат, є те, що об'єм (Мг) кільцевої внутрішньої порожнини 11 модуля гравітаційного газосепаратора 6 з урахуванням середнього об'єму каналів (Мк) плунжерного насоса 1 до входу в робочий циліндр 13, виконаний у співвідношенні 1,5: 1-2:1 відповідно до об'єму (Му) робочого циліндра 13 модуля плунжерного насоса 1.

При відборі продукції (свердловинної рідини) зі свердловини методами механізованого видобутку відбувається природний процес сепарації газу в зона З забору рідини і частково в межах системи каналів плунжерного насоса.

Так як привід плунжерного насоса 1 реалізований від лінійного вентильного електродвигуна, то заповнення робочого циліндра 13 насоса 1 відбувається тільки під час ходу штока плунжера 14 вниз.

Потік 15.1 газо-рідинної суміші, потрапляючи всередину порожнин насосного модуля, змінює свій напрямок на 180" відносно до вхідного потоку 15, тому вектор 16 швидкості часток газу спрямований зустрічно основному потоку 15. У разі, коли швидкість часток газу 16 перевищує швидкість основного потоку 15, відбувається 10095 сепарація вільного газу у внутрішній порожнині модуля газосепаратора.

Необхідна швидкість руху часток газу забезпечена співвідношенням об'єму робочого циліндра 13 до об'єму (Мг) кільцевої внутрішньої порожнини 11 модуля гравітаційного газосепаратора і об'ємом каналів (Мг) плунжерного насоса 1. При цьому зв'язок плунжерного насоса з рухомою частиною 2 лінійного вентильного електродвигуна забезпечує додаткову можливість сепарації газу в період пауз, утворених при зворотно-поступальному русі рухомої

Зо частини 2 лінійного вентильного електродвигуна.

Реалізація заявленого технічного рішення забезпечує досягнення зазначеного технічного результату, підвищуючи ефективність роботи модуля гравітаційного газосепаратора, за рахунок різниці об'ємів (Мг - Мк» Мц), враховуючи особливості функціонування плунжерного насоса з приводом від лінійного вентильного електродвигуна.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Модуль плунжерного насоса з гравітаційним газосепаратором, який встановлено у зоні забору свердловинної рідини насоса і з'єднаний з механічним фільтром твердих часток, де газосепаратор виконаний у вигляді окремого модуля, що містить концентрично встановлені корпусну трубу і трубу високого тиску, по торцях якого встановлено фланцеві муфти з каналами пропуску рідини, який відрізняється тим, що кільцева внутрішня порожнина модуля гравітаційного газосепаратора суміщена з порожниною механічного фільтра і порожниною модуля плунжерного насоса через систему перепускних каналів відповідних фланцевих втулок,

   при цьому, об'єм кільцевої внутрішньої порожнини модуля гравітаційного газосепаратора (Мг) з врахуванням середнього об'єму каналів (Ук) плунжерного насоса до входу в робочий циліндр плунжерного насоса виконаний у відношенні 1,5:1-2:1 відповідно до об'єму (Мц) робочого циліндра модуля плунжерного насоса (Ми).