Извлекаемый струйный насос



Извлекаемый струйный насос
Извлекаемый струйный насос
Извлекаемый струйный насос

 


Владельцы патента RU 2362913:

Открытое акционерное общество "Газпром" (RU)

Насос предназначен для испытаний, освоений и эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин. Насос содержит корпус, в котором выполнены отверстия и переходник, соединяющий корпус с колонной насосно-компрессорных труб. Между корпусом и переходником установлено кольцо для фиксации извлекаемого струйного насоса. Струйный насос содержит распределитель потоков, выполненный с радиальными каналами и центральным каналом подвода рабочего газа, с периферийными осевыми каналами пассивного газа и установленным в нем активным соплом. Патрубок с камерой смешения образует приемную камеру. Последовательно к патрубку присоединяются камера смешения и диффузор. Верхняя часть струйного насоса состоит из кармана, штока и цанги. Шток и цанга жестко соединены срезным штифтом. Карман выполняет функции переходника, соединяющего диффузор со штоком, в нем выполнены радиальные отверстия для выхода продукции скважины и проточка для размещения цанги в рабочем состоянии и в момент извлечения струйного насоса. В верхней части штока выполнена головка для захвата ловильным инструментом. В нижней части струйного насоса помещен обратный клапан с седлом, который устанавливается во внутренней проточке регулятора потоков, соединенного с распределителем потоков. Внутренняя проточка позволяет перемещать вверх струйный насос при закрытом обратном клапане на нужную высоту. Технический результат - расширение арсенала технических средств. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам, в которых поток текучей среды индуцируется за счет перепада давления под воздействием скоростного потока другой текучей среды, и может быть использовано при испытании, освоении и эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин.

Известна скважинная струйная установка, содержащая колонну труб с посадочным седлом и установленный в колонне труб с возможностью осевого перемещения струйный насос с активным соплом, камерой смешения, диффузором и радиальным каналом для отвода смеси сред, при этом в колонне труб выполнены перепускные отверстия, а струйный насос снабжен срезным штифтом, закрепленным в колонне труб, при этом насос установлен в последней на срезном штифте выше посадочного седла [Авторское свидетельство СССР №1525342, МПК4 F04F 5/54, опубл. 31.03.1988].

Основным недостатком конструкции описанной струйной установки является то, что подача рабочего агента осуществляется по колонне насосно-компрессорных труб (далее - НКТ), а отвод смеси сред осуществляется по затрубному пространству. Подобная конструкция и принцип работы не приемлемы для использования в скважинах с продукцией, содержащей асфальтосмолопарафиновые компоненты.

Известна скважинная струйная установка, содержащая спускаемый струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и корпусом. Колонна лифтовых труб снабжена корпусом с соосно выполненными внутренними ступенчато-посадочными расточками и седлом. Между верхней расточкой и седлом выполнены радиальные отверстия подвода активной среды. Корпус струйного аппарата выполнен в виде ступенчатой втулки с наружными кольцевыми выступами, в расточках которой расположено основное сопло с каналами подвода пассивной среды, камера смешения с дополнительным соплом - кольцевым зазором подвода активной среды дополнительного сопла и диффузором. Кольцевые зазоры основного и дополнительного сопл сообщены с общей камерой подвода активной среды, которая сообщена с подводом активной среды через радиальные отверстия. Струйный аппарат в сборе выполнен с разъемом и установлен в корпусе колонны лифтовых труб с возможностью установки и извлечения его на кабеле и выполнен опирающимся, по крайней мере, одним из наружных кольцевых выступов корпуса струйного аппарата установки на опорное седло корпуса колонны [Патент РФ №2171920, МПК7 F04F 5/14, опубл. 10.08.2001].

При анализе полного описания указанной установки выявлено, что в ней не решена задача, касающаяся обеспечения надежности крепления струйного насоса в колонне лифтовых труб, также отсутствуют признаки, характеризующие конструктивные элементы, предназначенные для удержания столба откачиваемой среды в случае остановки подачи рабочего агента. Считаем данные обстоятельства серьезными недостатками.

Известна струйная скважинная насосная установка, предназначенная для перекачивания жидких сред из скважин. Установка содержит колонну насосно-компрессорных труб с пакером и размещенный в ней струйный насос. Колонна труб снабжена пусковым клапаном и цанговым замком. Струйный насос выполнен съемным и снабжен корпусом с уплотнительными элементами и посадочным местом для взаимодействия с цанговым замком [Патент РФ №2121084, МПК6 F04F 5/02, опубл. 27.10.1998].

Недостатком установки является ограниченность ее использования, заключающаяся в применении только на скважинах, вскрывающих не менее двух продуктивных горизонтов, причем верхний должен быть высокого давления, а нижний - низкого. При использовании струйного аппарата описываемой установки для откачки флюида из скважины с одним продуктивным пластом и с подачей рабочего агента в затрубное пространство необходимо дооборудование струйного насоса элементами, предназначенными для удержания столба откачиваемой среды в случае остановки подачи рабочего агента. При этом конструкция цангового замка такова, что возможно заклинивание струйного насоса при его извлечении.

Задачей заявляемого нами изобретения является устранение описываемых выше недостатков за счет безотказной реализации назначения каждого из конструктивных элементов струйного насоса в их взаимосвязи и взаимозависимости и, как следствие, повышение надежности в работе. Технический результат - расширение арсенала технических средств.

Поставленная задача в извлекаемом струйном насосе, включающем корпус с выполненными в нем отверстиями, обратный клапан, каналы подвода и отвода пассивной и активной сред, активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор, цанговый механизм со срезным штифтом, решается тем, что струйный насос содержит распределитель потоков, выполненный с радиальными каналами и центральным каналом подвода активной среды, с периферийными осевыми каналами пассивной среды и с установленным в нем активным соплом, патрубок, соединяющий распределитель с камерой смешения, к которой присоединяется диффузор, и образующий приемную камеру, при этом верхняя часть струйного насоса состоит из кармана, штока и цанги, где карман, выполняющий функцию переходника и соединяющий диффузор со штоком, выполнен с радиальными отверстиями для выхода продукции скважины и проточкой для размещения цанги в рабочем состоянии и в момент извлечения струйного насоса, а шток, соединенный с цангой срезным штифтом, снабжен головкой для захвата ловильным инструментом, а также обратный клапан с седлом, размещенный во внутренней проточке регулятора потоков, соединенного с распределителем потоков.

Предлагаемое нами изобретение содержит следующие существенные отличительные признаки:

- распределитель потоков, выполненный с радиальными каналами и центральным каналом подвода активной среды, с периферийными осевыми каналами пассивной среды и с установленным в нем активным соплом;

- патрубок, соединяющий распределитель с камерой смешения, к которой присоединяется диффузор, и образующий приемную камеру;

- верхняя часть струйного насоса состоит из кармана, штока и цанги, где карман, выполняющий функцию переходника и соединяющий диффузор со штоком, выполнен с радиальными отверстиями для выхода продукции скважины и проточкой для размещения цанги в рабочем состоянии и в момент извлечения струйного насоса, а шток, соединенный с цангой срезным штифтом, снабжен головкой для захвата ловильным инструментом;

- обратный клапан с седлом, размещенный во внутренней проточке регулятора потоков, соединенного с распределителем потоков.

Перечисленные выше существенные отличительные признаки нам были неизвестны из источников патентной и научно-технической информации, поэтому мы можем утверждать, что заявленное нами изобретение соответствует условию патентоспособности изобретения «Новизна».

Заявленное нами изобретение в описанной выше совокупности признаков является неочевидным для специалиста в указанной выше области техники, поэтому мы считаем, что оно соответствует условию патентоспособности изобретения «Изобретательский уровень».

Для реализации заявленного изобретения нами разработана необходимая техническая документация (в том числе рабочие чертежи), моделирование работы извлекаемого струйного насоса производилось пошаговым вычерчиванием процессов его монтажа и извлечения с расчетным подтверждением необходимых усилий. На основании проведенных исследований мы можем утверждать, что заявленное изобретение может быть легко реализовано на конкретных производственных объектах и соответствует условию патентоспособности изобретения «Промышленная применимость».

Изобретение поясняется графическим материалом, где на фиг.1 изображен извлекаемый струйный насос в момент, когда он установлен в корпусе, на фиг.2 цанговый механизм со срезным штифтом, на фиг.3 регулятор потоков с обратным клапаном.

Описание извлекаемого струйного насоса, смонтированного на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером.

На колонне НКТ 1 смонтированы пакер 2, корпус струйного насоса 3, в котором выполнены отверстия 4, соединяющие затрубное пространство и внутреннюю полость струйного насоса, и переходник 5, соединяющий корпус 3 с НКТ 1. Между корпусом 3 и переходником 5 установлено кольцо 6 для фиксации извлекаемого струйного насоса. Струйный насос содержит распределитель потоков 7, выполненный с радиальными каналами 8 и центральным каналом 9 подвода рабочего газа, с периферийными осевыми каналами пассивного газа 10 и установленным в нем активным соплом 11. Патрубок 12, соединяющий распределитель потоков 7 с камерой смешения 13, образует приемную камеру 14. Последовательно к патрубку 12 присоединяются камера смешения 13 и диффузор 15. Верхняя часть струйного насоса состоит из кармана 16, штока 17 и цанги 18. Шток 17 и цанга 18 жестко соединены срезным штифтом 19. Карман 16 выполняет функции переходника, соединяющего диффузор 15 со штоком 17, в нем выполнены радиальные отверстия 20 для выхода продукции скважины и проточка 21 для размещения цанги 18 в рабочем состоянии и в момент извлечения струйного насоса. В верхней части штока 17 выполнена головка 22 для захвата ловильным инструментом. В нижней части струйного насоса помещен обратный клапан 23 с седлом 24, который устанавливается во внутренней проточке 25 регулятора потоков 26, соединенного с распределителем потоков 7. Внутренняя проточка 25, выполненная в регуляторе потоков 26, позволяет перемещать вверх струйный насос при закрытом обратном клапане 23 на нужную высоту, т.е. до момента открытия радиальных отверстий 27 регулятора потоков 26 и отверстий 28 седла 24 обратного клапана 23, выравнивающих давление над и под струйным насосом. Герметизация струйного насоса в корпусе 1 осуществляется уплотнительными манжетами 29.

Работа извлекаемого струйного насоса основана на использовании энергии газа, закачиваемого под высоким давлением по затрубному пространству в струйный насос для подъема продукции скважины на поверхность и транспорта в систему сбора газа. Конструктивные особенности струйного насоса заключаются в возможности спускать насос путем свободного падения, на проволоке, и извлекать с применением канатной техники. Конструкция насоса позволяет менять быстроизнашивающиеся детали без подъема НКТ.

Устройство устанавливается в скважине следующим образом. Корпус 3 спускается на НКТ совместно с пакером 2 на заданную глубину. Струйный насос под действием собственного веса спускается до корпуса 3. Под действием давления, создаваемого в НКТ, производится посадка струйного насоса в гнездо корпуса 3 и фиксирование в нем при помощи цанги 18. Перья цанги 18 при прохождении через кольцо 6 сжимаются и, пройдя через него, принимают исходное положение. Цанга 18 упирается буртами в кольцо 6 и удерживает струйный насос в корпусе 3. Рабочий газ высокого давления подается в затрубное пространство. Через радиальные каналы 8 в корпусе 3, центральный канал 9 распределителя потоков 7 и активное сопло 11 рабочий поток поступает в приемную камеру 14. При прохождении рабочего газа через активное сопло 11 в приемной камере 14 создается разрежение, передающееся через периферийные каналы 10 распределителя потоков 7, проходное отверстие седла 24 обратного клапана 23 в подпакерное пространство, и обеспечивается депрессия на пласт. При работающем струйном насосе обратный клапан 23 открыт. Пластовый флюид, поступающий из скважин через обратный клапан 23, периферийные каналы 10 распределителя потоков 7, приемную камеру 14, увлекаемый рабочим потоком, поступает в камеру смешения 13, в которой происходит смешивание и энергообмен между взаимодействующими потоками. Далее смешанный поток поступает в диффузор 15, в котором, за счет плавного замедления скорости потока, происходит рост давления до величины, необходимой для подъема продукции на поверхность. В момент остановки закачки рабочего газа обратный клапан 23 закрывается, а в подпакерном пространстве сохраняется пониженное давление, созданное при работе струйного насоса. Одновременно в подпакерном пространстве начинается процесс восстановления давления за счет энергии пласта.

Струйный насос извлекается при помощи ясса. Ударом вверх срезается штифт 19. За головку 22 производится подъем струйного насоса. Цанга 18, упираясь в кольцо 6, задвигается в карман 16, где сжимается и освобождает струйный насос от фиксации (фиг.2).

При извлечении струйного насоса обратный клапан 23, ввиду перепада давления, закрыт. Струйный насос совместно с регулятором потоков 26 приподнимается вверх (фиг.3) до открытия радиальных отверстий 27. При этом газ из затрубного пространства перемещается по отверстиям 27 регулятора потоков 7 и отверстию 28 седла 24 в подпакерное пространство, выравнивается давление над и под струйным насосом, и обратный клапан 23 не препятствует его извлечению.

Извлекаемый струйный насос, включающий корпус с выполненными в нем отверстиями, обратный клапан, каналы подвода и отвода пассивной и активной сред, активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор, цанговый механизм со срезным штифтом, отличающийся тем, что содержит распределитель потоков, выполненный с радиальными каналами и центральным каналом подвода активной среды, с периферийными осевыми каналами пассивной среды и с установленным в нем активным соплом, патрубок, соединяющий распределитель с камерой смешения, к которой присоединяется диффузор, и образующий приемную камеру, при этом верхняя часть струйного насоса состоит из кармана, штока и цанги, где карман, выполняющий функцию переходника и соединяющий диффузор со штоком, выполнен с радиальными отверстиями для выхода продукции скважины и проточкой для размещения цанги в рабочем состоянии и в момент извлечения струйного насоса, а шток, соединенный с цангой срезным штифтом, снабжен головкой для захвата ловильным инструментом, а также обратный клапан с седлом, размещенный во внутренней проточке регулятора потоков, соединенного с распределителем потоков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вакуумной технике. .

Изобретение относится к проблеме добычи воздушных струйных течений из тропосферы Земли, обладающих высокими скоростями 30-80 м/с [1] и минусовой температурой до -55°С, и может быть применено для использования в холодильной технике, в ветровых электростанциях, для кондиционирования воздуха, как в жилых домах, так и в промышленных предприятиях металлургии, машиностроения и во многих других областях техники.

Изобретение относится к струйной технике и может быть использован для создания вакуума, смешения или перекачки жидкостей, газов или сыпучих материалов. .

Эжектор // 1789774

Эжектор // 1756650

Эжектор // 1714217
Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано в системах кондиционирования воздуха и при перекачке различных сред. .

Изобретение относится к струйной технике . .

Эжектор // 1649125
Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано для смешения различных сред Цель изобрете ния - повышение экономичности путем уменьшения расхода активной среды Эжектор содержит канал 1 подвода активной среды, активное сопло 2, камсоу 3 смешения, прерыватель (П) 4 активного потока, выполненный в виде ротора с отверстиями 5, оси которых расположены под углом к оси вращения П 4 Эжектор снабжен допол нительным П 4 активного потока, выполнен ным аналогично первому и установленным соосно с ним, и механизмами 6 фиксации каждого прерывателя 3 з п ф-лы, 3 ил (Л о 4.

Вентилятор предназначен для создания воздушной струи в комнате, в офисе или других помещениях. Безлопастной вентилятор содержит сопло (14), установленное на основании (12), и средство создания воздушного потока. Сопло (14) содержит внутренний канал (94), предназначенный для приема воздушного потока, выпускной участок (26), предназначенный для выпуска воздушного потока, и несколько неподвижных направляющих лопастей (120), каждая из которых расположена во внутреннем канале (94) и предназначена для направления части воздушного потока к выпускному участку (26). Сопло (14) определяет отверстие (24), через которое воздушный поток, выходящий из выпускного участка (26), всасывает воздух снаружи вентилятора. Технический результат - улучшение комфортных условий и повышение безопасности вентилятора. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 14 ил.

Вентилятор, предназначенный для создания воздушного потока и содержащий устройство (20) для впуска воздуха, устройство (14) для выпуска воздуха, крыльчатку (64) и двигатель (68), предназначенный для вращения крыльчатки с целью создания воздушного потока, проходящего от устройства для впуска воздуха до устройства для выпуска воздуха. Устройство (14) для выпуска воздуха содержит внутренний канал (94), предназначенный для приема воздушного потока, и выпускной участок (26), предназначенный для выпуска воздушного потока. Устройство для выпуска воздуха определяет отверстие (24), через которое воздушный поток, выходящий из выпускного участка, всасывает воздух снаружи вентилятора. Двигатель (68) содержит ротор, который при использовании может вращаться со скоростью, составляющей, по меньшей мере, 5000 об/мин. Устройство для впуска воздуха расположено в боковой стенке основания. Изобретение направлено на создание вентилятора с меньшими габаритами без уменьшения производительности. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к струйным насосам для сжимаемых текучих сред, и может быть использовано для создания вихревого эжектора, предназначенного для подачи газовоздушной смеси повышенной температуры во всасывающий трубопровод осевого компрессора газоперекачивающего агрегата перед входным направляющим аппаратом. Вихревой эжектор содержит корпус с тангенциальным выходным и входными радиальным и осевым патрубками. Корпус выполнен в виде входной и выходной соосных цилиндрических частей. Внутри входной части соосно установлен внутренний цилиндрический корпус с осевым входным патрубком, являющимся одновременно глухим осевым патрубком для входной части корпуса, и осевым выходом, совпадающим с выходным торцом входной части корпуса. В кольцевом пространстве между корпусом входной части и внутренним корпусом выполнен двухзаходный спиральный канал с началом его от радиального входного патрубка, расположенного в непосредственной близости от осевого входного патрубка, и окончанием, на 15±5 мм не доходя до выходного торца внутреннего корпуса. В выходной части корпуса, прилегающей к входной части, выполнен кольцевой диффузор, образованный внутренними обводами корпуса и встроенным соосно корпусу обтекателем. Выходной патрубок, расположенный тангенциально вблизи дальнего от входной части торца выходной части корпуса, выполнен в виде диффузора. Технический результат заключается в повышении эффективности предотвращения обледенения элементов входного тракта газоперекачивающего агрегата. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может использоваться для промысловой подготовки и переработки газа и газового конденсата на газоконденсатных или нефтегазоконденсатных месторождениях. Газовый эжектор содержит полый цилиндрический корпус с форкамерами и патрубками высоконапорного газа, низконапорного газа и смеси газов, размещенную в корпусе сменную проточную часть, включающую сопло с входным коническим участком и камеру смешения с диффузором. Сопло содержит турбулизатор пленки жидкости, выполненный в виде поочередно расположенных по длине входного участка, по меньшей мере двух кольцевых впадин и выступов. Сопло закреплено на съемной втулке, на которой по периметру выполнены продольные щели, а в торцовой части содержится поперечная перегородка с обтекателем. Камера смешения с диффузором закреплена в корпусе радиальными штифтами, которые сопряжены с пазами на камере смешения. Технический результат - повышение надежности газового эжектора при работе в условиях подготовки газа на газоконденсатных месторождениях и снижение трудоемкости наладки и обслуживания устройства. 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Наверх