Скважинный газопесочный сепаратор

 

Изобретение относится к нефтедобыче из скважин, эксплуатируемых глубинными штанговыми насосами, для защиты их от вредного воздействия газа и песка. Обеспечивает повышение сепарационной способности скважинного сепаратора, упрощение конструкции. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, выполненный в верхней части с впускными отверстиями и газовыпускными каналами и с контейнером в нижней части. Концентрично в корпусе размещен приемный патрубок. Устройство имеет также приемную воронку на приемном патрубке и фильтрующий элемент для гравитационного отделения газа от жидкости и отфильтровывания крупных фракций механических примесей. Кожух имеет впускные отверстия в верхней части. Фильтрующий элемент перекрывает впускные отверстия. Кожух установлен концентрично наружной поверхности корпуса и образует с ним камеру для механических примесей. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к добыче нефти из скважин, эксплуатируемых глубинными штанговыми насосами (ШГН) для защиты их от вредного воздействия газа и песка.

Известен газопесочный сепаратор, включающий корпус с верхними боковыми впускными отверстиями, газовыпускными каналами и контейнером для песка, размещенный концентрично в корпусе приемный патрубок [1].

Известный сепаратор имеет невысокую степень сепарации газа вследствие большого значения горизонтальной составляющей средней скорости потока при прохождении газожидкостной смеси через верхние боковые впускные отверстия.

Известный сепаратор имеет низкую сепарационную способность для песка, т. к. скорость восходящего потока в приемном патрубке значительно превышает скорость осаждения частиц песка. Конструктивное исполнение не обеспечивает защиту приема насоса от попадания вместе с жидкостью механических примесей, находящихся во взвешенном состоянии в скважине.

Известное устройство сложно в изготовлении, т.к. используется значительное число насосных труб большого размера.

Цель изобретения - повышение сепарационной способности скважинного сепаратора и упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что газопесочный сепаратор содержит корпус, выполненный в верхней части с выпускными отверстиями и газовыпускными каналами и с контейнером в нижней части, приемный патрубок, размещенный концентрично в корпусе, перекрыт фильтрующим элементом, перекрывающим впускные отверстия 2 корпуса 3, а концентрично наружной поверхности корпуса установлен кожух, имеющий в верхней части впускные отверстия и образующий с корпусом камеру для механических примесей.

Кроме того, фильтрующий элемент выполнен в виде винтовой намотки стальной проволоки, образующей винтовые канавки с зазором между витками 0,3 - 0,4 мм, а приемный патрубок имеет в нижней части приемную воронку.

На чертеже изображена схема газопесочного сепаратора.

Сепаратор состоит из кожуха 1 с камерой для мехпримесей 2, корпуса с впускными отверстиями 4, в верхней части и газовыпускными каналами 5 и контейнером 6 в нижней части. Впускные отверстия 4 перекрыты фильтрующим элементом 7. Приемный патрубок 8 имеет воронку 9.

Перед спуском в скважину сепаратор прикрепляется к приему ШГН. Контейнер 6 собирается из насосно-компрессорных труб (НКТ), а на свободный конец нижней трубы навинчивается заглушка 10.

Скважинный газопесочный сепаратор работает следующим образом.

В процессе работы ШГН жидкость из ствола скважины, делая поворот на 180^o, поступает в полость сепаратора 11, образованную корпусом 3 и приемным патрубком 8, и, вновь поворачивая на 180^o, поступает в приемный патрубок и далее на прием насоса.

При прохождении потока через фильтрующий элемент 7 происходит гравитационное отделение газа от жидкости. Большая часть газа поступает в межтрубное пространство скважины. Наличие проволочной обмотки обеспечивает равномерность и снижение скорости потока при входе в полость сепаратора 11, а также в случае интенсивного пенообразования в скважине способствует разрушению пены при прохождении ее через фильтрующий элемент 7. Крупные фракции механических примесей, поступающие с нефтью, отфильтровываются фильтрующим элементом и основная масса отфильтрованного песка осаждается в камере 2. Дополнительная сепарация газа и песка, попавшего в полость сепаратора 11 с нефтью, происходит при поступлении в приемный патрубок через воронку (поворот на 180^o). Отсепарированный газ выводится через газовыпускные каналы 5 в затрубное пространство скважины, а песок оседает в контейнере 6. Известно, что условием эффективности осаждения песка в сепараторе является то, что скорость восходящего потока нефти меньше скорости осаждения частиц песка. Так как площадь сечения кольцевого зазора полости сепаратора 11 примерно в 2 раза больше, чем у приемного патрубка 8, то для создания повышенной скорости потока нефти с песком, направленного вниз, предлагается на конце приемного патрубка установить воронку 9.

Таким образом, предлагаемый скважинный сепаратор за счет высокой сепарационной способности позволяет увеличить наработку ШГН.

Источник информации 1. RU 2006574, E 21 B 43/38, 1989.

Формула изобретения

1. Скважинный газопесочный сепаратор, содержащий корпус, выполненный в верхней части с впускными отверстиями и газовыпускными каналами и с контейнером в нижней части, размещенный концентрично в корпусе приемный патрубок, отличающийся тем, что он снабжен приемной воронкой на приемном патрубке, фильтрующим элементом для гравитационного отделения газа от жидкости и отфильтровывания крупных фракций механических примесей и кожухом с впускными отверстиями в верхней части, при этом фильтрующий элемент перекрывает впускные отверстия, а кожух установлен концентрично наружной поверхности корпуса и образует с ним камеру для механических примесей.

2. Скважинный газопесочный сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде винтовой намотки стальной проволоки, образующей винтовые канавки с зазором между витками 0,3 - 0,4 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1