Газовый сепаратор

 

ГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР скважинного центробежного насоса, содержащий корпус с входным патрубком и вал, на котором последовательно по направлению движения продукции скважины расположены винтовой, шнек, рабочие колеса и основной сепарирующий узел в. виде цилиндрического барабана с радиальными лопатками, на входе которого установлена крыльчатка, а выход сообщен с входом насоса посред ством переводника и с затрубным пространством посредством системл каналов для отвода отсепарированной газожидкостной смеси, о тли чающий с я тем, что, с целью увеличения подачи насоса при большом газосодержании продукции скважины ,за счет уменьшения газосодержання сбрасываемой в затрубное пространство отсепарированной газожидкостной смеси , сепаратор снабжен размещенным между ocHoBHbJM сепарирукмрм узлом и приемом насоса дополнительным сепарирующим узлом, выполненный в виде цилиндрического перфори р6ванного патрубка, размещенного коаксисл ально с переводником, который имеет ступенчатую форму и в верхней части усеченный конус, большее основание которого обращено в сторону приема насоса, при этом в полости между. , цилиндрическим перфорированным патрубком и переводником размещен & центробежный разделитель, а сама S полость сообщается сканалом для отвода отсепарированной газожидсо костной смеси и с затрубным прост4Sa ранством.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ3«

РЕСОУБЛИН

<(sl) Е 21 В 43 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВ РОРСЙОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 3557683/22-03 (22) 20.12.82 (46) 15.06.85. Бюл. № 22 (72) П.Д. Ляпков, В.И. Игревский, Р.Г. Сальманов, И.И. Дунюшкин, В.Н. Филиппов и И.Х. Уряшзон (71} Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт. нефтехимической и газовой промышленности им. И.М. Губкина и Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению бесштанговых насосов (53) 622.233.056(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

350957, кл. Е 21 В 43/34, 1970.

2. Патент ClifA N- 4088456, кл. 55-203, опублик. 1978 (прототип). (54)(57) ГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР скважинного центробежного насоса, содержащий корпус с входным патрубком и вал, на котором последовательно по направлению движения продукции скважины расположены винтовой шнек, рабочие колеса и основной сепарирующий узел в. виде цилиндрического барабана с радиальными лопатками, на входе которого установлена крыльчатка, а выход сообщен с входом насоса посредством переводника и с затрубным пространством посредством системы каналов для отвода отсепарированной газожидкостной смеси, о т л и ч.а ю— щ и.й с я тем, что, с целью увеличения подачи насоса при большом газосодержании продукции скважины,зф счет уменьшения газосодержания сбрасываемой в затрубное пространство отсепарированной газожидкостиой смеси, сепаратор снабжен размещенным между основным сенарирующим узлом и приемом насоса дополнительным сепарирующим узлом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного патрубка, размещенного коаксиально с переводником, который имеет ступенчатую форму и в верхней части усеченный конус, большее основание которого обращено в сторону приема насоса, при этом в полости между. цилиндрическим перфорированным патрубком и переводником размещен центробежный разделитель; а сама полость сообщается с каналом для отвода отсепарированной газожидкостной смеси и с затрубным пространством.

1 116169

Изобретение относится к нефтедо- ( бывающей промышленности и может быть применено при добыче нефти с большим газовым фактором.

Известен газовый сепаратор, содержащий корпус с отверстиями для отвода жидкости, шнек и втулку Р1 3.

Недостаток известного устройства заключается в том, что при большом содержании газа в добываемой продук16 ции скважины на era .выходе невозможно получить газожидкостную смесь с допустимым содержанием газа.

Наиболее близким к предпагаемому является газовый сепаратор скважинного центробежного насоса, содержащий корпус с входным патрубком и вал, на котором последовательно по направлению движения продукЦии скважины расположены винтовой шнек, рабочие колеса и основной сепарирующий узел в виде цилиндрического барабана с радиальными лопатками, на входе которого установлена крыльчатка, а выход сообщен со входом насоса по2S средством переводиика и с затрубным пространством посредством системы каналов для отвода отсепарированной газожидкостной смеси 12 ).

Предлагаемый сепаратор не обеспечивает достаточной подачи при большом газосодержании продукции скважины.

Цель изобретения - увеличение подачи насоса при большом газосо- 3$ держании продукции скважины за счет уменьшения газосодержания в сбрасы.ваемой в затрубное пространство отсепарированной газожидкостной смеси.

Указанная цель достигается тем, 40 что газовый сепаратор скважинного центробежного насоса, содержащий корпус с входным патрубком и вал, на котором последовательно по направление движения продукции скважины расположены винтовой шнек, рабочие колеса и основной сенарирующий узел в виде цилиндрического барабана с радиальными лопатками, на входе которого установлена крыльчатка, а выход сообщен с входом насоса посредством переводника и с затрубным пространством посредством системы каналов для отвода отсепарированной газожидкостной смеси, снабжен размещенив м между основным сепарирующим узлом и приемом насоса дополнительньм сепарирующим узлом, выполненным

4 2 в виде цилиндрического перфорированного патрубка, размещенного коаксиально с переводником, который имеет ступенчатую форму и в верхней части усеченный конус, большее основание которого обращено в сторону приема насоса, при этом в полости между цилиндрическим перфорированным патрубком и переводником размещен центробежный разделитель, а сама полость сообщается с каналом для отвода отсепарированной гаэожндкостной смеси и с эатрубным пространством.

На фиг. 1 чертежа представлен газовый сепаратор, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.

Газовый сепаратор выполняется в виде отдельного узла (модуля), раэмещаемого в установке погружного центробежного насоса между узлом гидрозащиты и насосом. Гаэосепаратор содержит корпус 1 с входным патрубком 2, в котором выполнены всасываю— щне отверстия 3. В корпусе 1 по ходу движения продукции скважины расположены: коническая воронка 4, винтовой шнек 5, выполняющая решетка 6, лопастные ступени погружного центробежного насоса высокой производительности, включающие рабочие колеса 7 и направляющие аппараты 8, выправляющий аппарат насосной ступени газосепаратора 9, крыльчатка 10, цилиндрический барабан 11 с радиальными лбпатками 12, отвод 13, содержащий кольцо 14, решетку 15, каналы для отвода отсепарированной гаэожидкостной смеси 16 и жидкости 17.

Винтовой шнек 5, рабочие колеса 7, цилиндрический барабан 11 с крыльчаткой 10 расположены на валу 18 гаэосепаратора н вращаются со скоростью, определяемой числом оборотов погружного двигателя. Остальные детали закреплены неподвижно относительно корпуса 1 газосепаратора, На переводнике 19 гаэосепаратора коаксиально установлен цилиндрический пефорированный патрубок 20.

Между переводником 19, патрубком 20 закреплен центробежный разделитель

21, образующий совместно с цилиндрическим патрубком 20 н переводником 19 спиральный канал 22, являющийся продолжением канала для отвода газа 16. В цилиндрическом патрубке 20 выполнены отверстия 23, со116169.

3 общающие спиральный канал 22 с эатрубным пространством скважины.

Цилиндрический патрубок 20 с отверстиями 23 и винтовая спираль составляют дополнительный сепарирующий % узел.

Газовый сепаратор работает следующим образом.

Гаэожидкостная смесь поступает в газовый сепаратор из скважины че- 10 реэ всасывающие отверстия 3 и проходит через коническую воронку 4, которая повышает кавитационное качество предвключенного винтового шнека 5. В свою очередь винтовой шнек 5 повышает кавнтационное качество сту- пеней центробежного насоса, назначение которых создать подпор, необходимый для проталкивания газожидкостной смеси через гаэосепаратор, а отсепарированного газа с частью жидкости — через канал для отвода отсепарированной гаэожидкостной смеси 16, в том числе и через предлагаемый дополнительный сепарирующий 23 узел.

После винтового шнека 5 поток продукции скважины раскручивается выправляющей решеткой 6 до осевого направления, что позволяет применить З в качестве силовых ступеней с наклонноцилиндрическими лопатками у рабочих колес 7 и направляющих аппаратов 8, отличающиеся простотой изготовления при сохранении высоких- гидродинамических качеств ступеней.

Выправляющий аппарат 9 раскручивает поток смеси, а крыльчатка 10 позволяет уменьшить. потери на удар при поступлении потока смеси в про40 точные каналы цилиндрического барабана 11.

Неподвижное кольцо 14 на выходе барабана разделяет поток на две части.

Жидкость, содержащая наиболее мелкие э 4$ не успевшие отсепарироваться пузырьки газа, поступает по каналу 17, включающему кольцевой зазор между ф валом 18 гаэосепаратора и внутренней поверхностью переводника 19,в погружу ной центробежный насос. Остаточный свободный гаэ не сникает рабочих характеристик насоса, так как он находится в мелкодисперсном состоянии и в небольшом количестве- (до 15Х от объема смеси).

Отсепарированный свободный газ- с частью жидкости через канал для отвода отсепарированной газожидкостной смеси 16 поступает в дополнительный сепарирующий узел. При движении в спиральном канале 22 происходят разделение сбрасываемой газожидкостной смеси. Жидкость под действием центробежной силы отбрасывается к цилиндрическому патрубку 20 через отверстия 23 в нем, вытекает из сепарирующего узла и стекает по корпусу 1 газового сепаратора, снова поступая на его вход. При этом снижается cageyжание свободного газа в смеси, поступающей в газосепаратор.

Это позволяет увеличивать производительность и уменьшать глубину спуска электронасоса в скважину в большем диапазоне изменения гаэосодержания смеси, притекающей снизу из ствола скважины.

При уменьшении глубины спуска погружного агрегата (насос, двигатель и гидроэащита). снижается величина давления и температура охлаждающей жидкости. Это существенно повьавает надежность электрической частМ установки погружного центробежного насоса. Кроме того, уменьшается раслхщ насосно-компрессорных труб, электри-ческого кабеля, снижаются потери электроэнергии в кабеле и уменьшается вероятность выхода установки из строя в процессе спуско-подъемных операций прн подземном ремонте, стоимость которого также снижается. Таким образом, повышается надежность установки электробежного насоса и снижаются эксплуатационные затраты.

t! 61694

Фиг. 1

ВНИИПИ Заказ 3948/38 Тираж 540 Подписное

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