Устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин

 

Изобретение относится к области газовой добычи и может быть использовано для стабилизации дебитов скважин. Устройство для удаления жидкости из скважин содержит колонну лифтовых труб, в которой равномерно расположены вихревые насадки, состоящие из гильзы, шнековых лопастей. Гильза в верхней части имеет утолщение, которое защемлено торцами лифтовых труб в соединительной муфте. Вихревой насадок имеет высоту Н, где внутренний диаметр D и диаметр сквозного просвета d, находящиеся в геометрической пропорции: H : D : d = 3: 1,5: 1. Использование изобретения сокращает потери давления в лифтовой трубе за счет образования движущегося пленочного слоя отсепарированной жидкости с помощью вихревых насадков. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для стабилизации дебитов и функционирования газовых скважин и может применяться в период падающей добычи газа, когда скорость газа недостаточна для естественного выноса влаги.

Известно устройство [1] , которое устанавливается в полость лифтовых труб, снабжено веретеноподобным телом и направляющим аппаратом на выходе с целью диспергирования извлекаемой жидкости и закручивания газового потока.

Недостатком данного устройства, несмотря на низкие энергетические затраты по диспергированию жидкости, является невозможность проведения геофизических исследований, ремонтных и других работ.

Известно устройство [2], содержащее корпус для связи с колонной лифтовых труб, в котором установлен диспергатор, имеющий полое кольцо, вращающееся относительно своей оси. Кольцо имеет на выходе иглообразный контур, а по наружной и внутренней образующей - винтообразные выступы.

Негативом данного устройства является наличие вращающихся частей и энергетические затраты, связанные с местным увеличением скорости и дисперсией жидкости.

Цель изобретения - повышение эффективности удаления жидкости за счет снижения гидравлических потерь по лифту скважины. Поставленная цель достигается тем, что удаление жидкости с забоя скважины происходит за счет использования пленочного слоя жидкости, образующегося от сообщения потоку газа дополнительной угловой скорости, т.е. путем увеличения абсолютной скорости потока. Это обуславливается тем, что на стыках лифтовых труб устанавливаются полые вихревые насадки, на внутренних поверхностях которых имеются шнековые лопасти с увеличивающим углом наклона, сообщающие восходящему потоку тангенциальную скорость, которая способствует сепарации взвешенных жидкостных капель и их отложению на стенку лифтовой трубы пленочным слоем и его перемещение по винтовой траектории.

Движение газового потока относительно движущейся кольцевой жидкостной пленки происходит с уменьшением сил трения на 10-12%, что позволяет увеличить абсолютную скорость потока газа по трубе на эту величину с начальным углом подъема 60^oC.

На фиг.1 - представлено предлагаемое устройство с расположением вихревых насадков; на фиг.2 -общий вид насадки и его крепление к лифтовой трубе; на фиг.3 - поперечное сечение насадка.

Устройство состоит из скважины 1, имеющей лифтовую колонну 2, где равномерно по ее длине расположены вихревые насадки 3. Сам насадок полый и содержит гильзу 4, шнековые лопасти 5, имеющие увеличивающийся угол наклона от вертикальной оси. На верхней части насадка имеется утолщение 6, которое защемляется торцами лифтовых труб 7 в соединительной муфте 8.

Работа устройства происходит следующим образом. Газовый поток, подхватывая имеющуюся на забое жидкость, проходит через первый насадок 3, установленный на конце лифтовой трубы 7, приобретает дополнительно угловую скорость, которая способствует отложению отсепарированной жидкости пленочным слоем на внутренней поверхности трубы лифта 7 с наращиванием толщины пленки, способствующей приобретению ею подвижности и перемещение вслед за потоком газа по винтовой траектории до следующего насадка. Ввиду незначительного увеличения осевой скорости потока в полости насадка в сравнении с осевой скоростью в трубе лифта приобретение угловой скорости достигается активным объемом насадка, где расположены внутренние шнековые лопасти 5. имеющие увеличивающуюся крутизну, способствующую наименьшей турбулизации потока на выходе из насадка. Геометрия насадка находится в пропорции H:D:d = 3:1, 5:1. Приобретенная абсолютная скорость потока газа на 10-12% больше осевой позволяет отодвинуть порог критической скорости выноса капельной жидкости и обеспечить стабильную работу скважины.

Формула изобретения

Устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин, содержащее колонну лифтовых труб, в которых равномерно расположены вихревые насадки, отличающееся тем, что на внутренней поверхности полости насадка закреплены шнековые лопасти с увеличивающимся углом наклона, а сам вихревой насадок имеет высоту Н, внутренний диаметр D и диаметр сквозного просвета d, находящиеся в геометрической пропорции H : D : d = 3 : 1,5 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3