Устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ, . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик () ) I 002538 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 291031 (21) 3344401/22-03

Р М К з с присоединением заявки Нов

Е 21 В 43/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

РЗ} УДК 622 ° 276. .23(088.8) Опубликовано 07.03.83. Бюллетень Мо 9

Дата опубликования описания 070383 (72) Авторы изобретения

А.И.Гриценко, A.Ì.Ñèðîòèí и H..7.Èÿñêoâñéèé .

«/

Ф

f (71) заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ С ЗАБОЯ

ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к устройст.вам для интенсификации добычи газа на поздней стадии эксплуатации скважины и может быть использовано в газовой промышленности для скважин, дебит и/или пластовое давление на забое которых недостаточно для естественного выноса скапливающейся в скважине жидкости. 10

Известно устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин, содержащее колонну лифтовых труб, внутри которой пб ее длине последовательно установлены сбрасываемые диспергаторы обтекаемой формы. В указанном устройс=ве диспергаторы выполнены в виде удлиненных, преимущественно, ромбообразных в продольном сечении тел, установленных одно на другое и создающих местное заужение потока 1 ).

Недостаток устройства заключается в сравнительно большой материалоемкости и связанной с этим сравнительной дороговизне изготовления. 25

Цель изобретения — упрощение конструкции и удешевление устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для удаления жидкос- 30 ти с забоя газовых скважин, содержащем колонну лифтовых труб, внутри которой по ее длине последовательно установлены диспергаторы обтекаемой формы, диспергаторы выполнены с различной скоростью витания.

Кроме того, диспергаторы выполнены с разными значениями миделя.

Диспергаторы выполнены ив материалов с различными осредненными удельными весами.

Кроме того, диспергаторы выполнены пустотелыми с разным объемом внутренней полости.

На наружной поверхности диспергаторов выполнен рельеф, обеспечивающий их вращение.

Кроме того, рельеф выполнен аэродинамически несимметричным.

Для обеспечения вибрации диспергаторов, устройство снабжено установленными внутри диспергаторов гравитационными элементами, причем внутренняя полость диспергаторов выполнена ребристой.

Кроме Tolо, диспергаторы выполнены в виде каплеобразных в продольном сечении тел.

Высота каплеобразных тел диспергаторов больше внутреннего диаметра

1002538 проходного сечения колонны лифтовых труб в месте их расположения.

На фиг.1 представлено описываемое устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин; на фиг.2 шарообразный диспергатор с рифлением на внутренней поверхности полости и гравитационным элементом; на фиг.3 — каплеобразный диспергатор с аэродинамическим рельефом.

Описываемое устройство состоит (фиг.1 ) иэ свободно расположенных в скважине 1 диспергаторов 2-5, осуществляющих периодическое сужение потока газа, движущегося по проходному сечению б скважины. Колонна 7 лифтовых труб доходит до пласта 8. На забое скважины расположен забойный диспергатор, выполненный в виде заполняющего забой скважины мелкоячеистого сквознопористого наполнителя 9. Лифтовые диспергаторы

2 и 3 выполнены с шарообразной формой и пустотелыми. Внутренняя поверхность шарообразного диспергатора выполнена ребристой, с ребрами 9 (фиг.2). Внутри диспергатора распо25 ложен гравитационный элемент, например шарик 10. Каплеобразные диспергаторы 4 и 5 снабжены расположенным на их поверхности аэродинамическим рельефом, например, в виде 30 наклонно расположенных мелких канавок 11.

Описываемое устройство работает следующим образом.

Во время нормальной эксплуатации 35 скважины газовый поток движется по скважине с различной скоростью. Это происходит за счет того, что давление по длине скважины падает от забоя к устью, в связи с чем газ по- 40 степенно расширяется и его объем изменяется. Это приводит к тому, что скорость движения газа в скважине постепенно увеличивается и в каждом последующем сечении она выше, чем в предыдущем.

Благодаря этому, диспергаторы, которые в соответствии с описываемым изобретением имеют различную скорость витания, располагаются на разной высоте по длине скважины. место 50 их расположения, в зависимости от их скорости витания, легко расчитывается заранее. !

Поток газа вместе с диспергированной в забойном диспергаторе 9 жидкостью, подымаясь по скважине, периодически сужается в тех местах, где расположены лифтовые диспергаторы 2-5. Сужение проходного сечения в этих местах вызывает увели- 60 чение скорости протекания потока. .Это приводит к срыву со стенок колонны 7 лифтовых труб коалесцированных и осевших на ней частиц жидкости.

Благодаря этому, жидкость по всей длине скважины поддерживается в диспергированном состоянии.

Различная скорость витания диспергаторов может быть обеспечена за счет разных значений миделя диспергатора при том же весе. Совершенно очевидно, что при разных значениях миделя подъемная сила, действующая на витающее тело разная, а это при одинаковом весе тел дает разную скорость витания.

Различная скорость витания может быть также обеспечена за счет разных значений осредненных удельных весов, т.е. например, при том же размере (объеме) больший удельный вес создает большее усилие, воздействующее на тело вниз, что также обеспечивает разную скорость витания.

Еще один вариант обеспечения различной скорости витания заключается в том, что диспергатор выполняют пустотелым с разным объемом внутренней полости. Это, в конечном итоге является также одной из разновидностей варьирования при помощи различного удельного веса.

Диспергаторы могут быть выполнены с шероховатой наружной поверхностью.

Это дает возможность более эффективного захвата стекающей по стенкам скважины жидкости и диспергирования ее. Еще одним способом интенсификации захвата жидкости и диспергации ее является выполнение рельефа на внешней поверхности диспергаторов, обеспечивающего вращение диспергатора при витании. Для этого, например, на поверхности может быть выполнен аэродинамически несимметричный рельеф.

его H Hoe o HH MH eo oe сопротивление приводит к тому, что диспергатор начинает вращаться, что совместно с витанием интенсифицирует съем жидкости.

Еще одним дополнительным фактором, повышающим интенсивность диспергации, может быть вибрация диспергатора. Для ее возникновения при вращении диспергатора во внутренней полости последнего может быть размещен шарик, а на внутренней поверхности выполняется оребрение. При вращении диспергатора шарик 10, стараясь занимать нижнее из возможных положение, прыгает по оребрению, создавая мелкие частые толчки, которые, следуя с большой скоростью один за другим, обеспечивают вибрацию диспергатора.

Для обеспечения эффекта стягивания диспергированной жидкости к центру газового потока, диспергаторы могут быть выполнены в виде каплеобраэных в продольном сечении тел(фиг.3).При обтекании такого диспергатора, газожадкостный поток, пройдя сужение, плавно смыкается за диспергатором без

1002538 образования вихрей, что приводит к возникновению эффекта стягивания диспергированных частиц к центру потока.

Для того, чтобы такой диспергатор.. при резких возмущениях потока не опрокинулся, его высота должна быть больше внутреннего диаметра проходного сечения, в котором он установлен.

В целом описанное техническое решение позволяет существенно упростить конструкцию устройства для .поддержания удаляемой из скважины жидкости в диспергированном состоянии. Кроме того, снижается матери-. алоемкость, упрощается и удешевляется изготовление устройства. Это,в конечном итоге, приводит к снижению стоимости добываемого газа.

Формула изобретения

1. Устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин, содержащее колонну лифтовых труб, внутри которой по ее длине последовательно установлены сбрасываемые диспергаторы обтекаемой формы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения его конструкции, диспергаторы выполнены с различной скоростью витания. 30

2 ° Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что диспергаторы выполнены с различными значения- ми миделя.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что диспергаторы выполнены иэ материалов с различными осредненными удельными весами.

4. Устройство по пп 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что диспергаторы выполнены пустотелыми с разным объемом внутренней полости.

5. Устройство по пп.1-4, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что на наружной поверхности диспергаторов выполнен рельеф, обеспечивающий их вращение. б. Устройство по п.5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рельеф выполнен аэродинамически несимметричным.

7. Устройство по пп.4-б, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с целью обеспечения вибрации .. испергаторов, оно снабжено установленными внутри диспергаторов гравитационными элементами, причем внутренняя полость диспергаторов выполнена ребристой.

8. Устройство по пп.1-7, о т л ич а.ю щ е е с я тем, что диспергаторы выполнены в виде каплеобраэных в продольном сечении тел.

9. Устройство по п.8, о т л ич а ю щ е е с я тем, что высота каплеобразных тел диспергаторов больше внутреннего диаметра проходного сечения колонны лифтовых труб в мес.— те их расположения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3281022/03, кл. Е 21 В 43/00, 10.03.81 (прототип

1002538

Ди Р

Составитель В.Борискина

Техред М.Коштура

Редактор Т. ПарФенова

Корректор A. Ференц

Заказ 1485/4 Тираж 601

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4