Устройство для регулирования режима работы скважины

 

Изобретение относится к разработке и эксплуатации нефтяньк и газовых месторождений и станций подземного хранения газа. Цель изобретения - повышение надежности работы уст-ва за счет уменьшения степени конденсации газа на устье скважины (с) при дросселировании. Дроссель устр-ва выполнен в виде турбины (Т), проходное сечение которой равно сечению арматуры на устье С. На конце вращающего Т вала (в) 1 установлены ступени 2 Т, в корпусе 3 - направляющие 4. С дросселем соединен узел автоматического регулирования дебита С, состоящий из установленной при помощи крестовины 5 и ступени 2 обоймы 6 с магнитными сегментами 7, размещенными на В 1, и охваченных катушками 10 магнитов 9 постоянного тока. Катушки 10 последовательно через реостат и амперметр соединены с источником постоянного тока.Выходящий из С газ, проходя Т, вращает В 1 с сегментами 7. Последние, взаимодействуя с магнитами 9 катушек 10, регулируют расход газа. Необходимый дебит С устанавливают с помощью реостата по амперметру . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 В 43 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) -4042562/22-03 (22) 26.03.86 (46) 30.06.88. Бюл, Р 24 (7!) Ивано"Франковский институт нефти и газа (72) M.È.Ñàâ÷óê, В.В.Говдун, Т.И.Савчук, И,Ю.Иотрук и О.С.Тарханова (53) 622.245.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 825876, кл . Е 21 В 43/12, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕЖИМА РАБОТЫ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к разработке и эксплуатации нефтяных и ra" зовых месторождений и станций подземного хранения газа. Цель изобретения - повышение надежности работы уст-ва эа счет уменьшения степени конденсации газа на устье скважины (С) при дросселировании, Дроссель

„.80„„1406351 А1 устр-ва выполнен в виде турбины (Т), проходное сечение которой равно сечению арматуры на устье С. На конце вращающего Т вала (В) l установлены ступени 2 Т, в корпусе 3 - направляющие 4. C дросселем соединен узел автоматического регулирования дебита

С, состоящий из установленной при помощи крестовины 5 и ступени 2 обоймы 6 с магнитными. сегментами 7, размещенными на В 1, и охваченных катушками 10 магнитов 9 постоянного тока.

Катушки 10 последовательно через реостат и амперметр соединены с источником постоянного тока. Выходящий из С газ, проходя Т, вращает В 1 с сегментами

7. Последние, взаимодействуя с магнитами 9 катушек 10 регулируют расход газа. Необходимый дебит С устанавливают с помощью реостата по амперметру. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1406351

Изобретение относится к разработке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, а также станций подземного хранения rasa в частности к устройствам регулирования режима ра5, боты скважины, 1

Цель изобретения — повьппение на-! дежности работы устройства за счет уменьшения степени конденсации газа на устье скважины при дросселировании.

На фиг.l изображено устройство для регулирования режима работы скважины, общий вид; на фиг. 2 — схема подключения узла автоматического, регулирования дебита скважины; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.l.

Устройство для регулирования режи" ма работы скважины состоит из дрос- 20 селя, выполненного в виде турбины, проходное сечение которой равно сечению арматуры скважины, и соединенного с ним узла автоматического регулирования дебита скважины. 25

Турбина состоит из вращающего ее

1 вала 1, на левом конце которого уста" новлены ступени 2 турбины (роторы), в корпусе 3 " направляющие 4 (статоры). Иежду ступенями 2 и направляю- ур щими 4 существует пространство, ширина которого обеспечивает отсутствие перекрытия окон между ними. На правом конце вала при помощи крестовины

5 и последней ступени 2 турбины установлена обойма 6, футерованная по внешней поверхности магнитными сегментами 7, укрепленными при помощи гайки 8, взаимодействующими с катушками 10 магнитов 9 постоянного тока, 4< охватывающими обойму Ь и образующими узел автоматического регулирования дебита скважины, закрытый кожухом 11 и крышкой 12. Вал вращается в подшип" никах 13, установленных в крышке 12 и фланце 14. Устройство крепится в линию на фланцах 14, приваренных к корпусу 3 и крышке 12. Катушки 10 магнитов 9 постоянного тока последовательно при помощи реостата 15 и амперметра 16 соединены с источником

17 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом, Газ из скважины, проходя через

55 турбину, вращает вал 1 вместе с магнитными сегментами 7, которые, взаимодействуя с магнитами постоянного тока катушек 10, регулируют расход де S„

n,z

Для сообра зовать сечение между двумя соседними ступенями турбины; сечение свободного пространства; сечение между двумя соседними направляющими; — количество ступеней и нап равляющих соответственно. низко дебитных скважин целезно в качестве турбины испольшнек. газа. В зависимости от величины тока в катушках 10 величина взаимодействия между магнитами будет различна, а значит, и усилие, возникающее на турбине, препятствующее ее вращению газом, будет зависеть от тока, протекающего в катушках, который регулируется реостатом 15. По амперметру lб устанавливают необходимый дебит скважины с помощью реостата 15.

Сущность работы устройства заключается в том, что при увеличении расхода газа возрастает скорость вращения турбины с магнитными сегментами

7, что приводит к увеличению взаимодействия между магнитами, в результате увеличится противодавление на скважину и расход газа уменьшится.

Если требуется увеличить дебит скважины, то ток уменьшают, величина взаимодействия уменьшится и противодавление уменьшится, дебит скважины увеличится. Величина проходного се- чения турбины устройства подбирается равной величине сечения арматуры скважины.

В этом случае не происходит изменения давления за счет разности сечений, а значит, и не происходит резкого охлаждения газа и его конденсации на дросселе.

Под проходным сечением подразумевается плоскость сечения, расположенная между ступенями и направляющими и перпендикулярная их поверхностям.

Это сечение регулируется и равно сечению свободного пространства за счет колец 18. Если турбина имеет несколько ступеней, то между ними необходимо установить направляющие для сохранения необходимого угла атаки, сечение которых должно соответствовать проходному сечению ступеней 2, т.е. выполняется условие !!

ХЯя = S,Z.S,, h1 И В1„1

1406351

Дросселирование осуществляется не за счет изменения сечения, а за счет снижения скорости потока rasa (уменьшения его кинетической энергии).

Известно, что Q =- Б V где Ц,— расход; S . — площадь поперечного сечения, V — скорость потока, и при

S = const дебит rasa становится функ" 10 цией скорости, за счет чего происходит регулировка работы скважины.

Известно, что при дросселировании понижается внутренняя энергия газа по закону P = nkT, откуда следует, что падение давления прямопропорцио- . нально снижению температуры газа, Поэтому газ приходится после дросселирования разогревать, что резко повышает себестоимость газа и увеличивает энергоэатраты.

При дросселировании с помощью турбины используется кинематическая энергия массы газа, а не его внутренняя энергия, в результате температу- 25 ра газа понижается меньше. Другим фактором, препятствующим конденсации газа, является отсутствие расширения газа на выходе дросселя. Величина падения давления определяется из выра- 30 жения г)

U1 - Ue)

ЯР = 3/4o (— — - — —— где р — плотность газа; U " наЧальная скорость rasa;

U — конечная скорость газа пос- 35

1 ле дросселирования.

Величина изменения внутренней энергии равна аЕ = 3/2 ВР.

Величина изменения внутреннего давления при дросселировании турбиной определяется следующим образом

b P = Pecos Ы/(0+1 ) )

45 где P — начальное внутреннее давлеН ние; о " угол атаки газом ступени турбины, определяемый между направлением движения газа и нормалью к плос" кости ступени; Б — количество оборотов турбины sa одну секунду. При неподвижной турбине величина изменения внутреннего давления определяется углом атаки о ,1 п

При at = 90 потери отсутствуют, прямой проход, при а = 0 d P = P> проход закрыт.

При увеличении скорости вращения падение внутреннего давления уменьшается, а увеличивается падение динамического давления движения массы газа.

Формула изобретения

1, Устройство для регулирования режима работы скважины, состоящее из дросселя и соединенного с ним узла автоматического регулирования дебита скважины, отличающееся тем, что, с целью повьюения надежности работы устройства за счет уменьшения степени конденсации rasa на устье скважины при дросселировании, дроссель выполнен в виде турбины, проходное сечение которой равно сечению арматуры на устье скважины, а узел автоматического регулирования дебита скважины состоит из обоймы с магнитными сегментами, размещеиными на одном валу с турбиной, и охваченных катушками магнитов постоянного тока.

2 ° Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что катушки магнитов постоянного тока включены последовательно через реостат и амперметр с источником постоянного тока.

1406351

A-A

Составитель Г,Маслова

Техред М.Ходанич

Корректор В,Гирняк

Ред ах то р А, Дол инич

Заказ 3173/32

Тираж,531 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4