СКВАЖИННЫЙ ПЕСОЧНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2002 года по МПК E21B43/38 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к нефтепромысловому оборудованию, и может быть использовано при добыче нефти из скважин с проявлениями песка.

При проявлениях песка быстро изнашивается плунжерная пара глубинного насоса и забивается песком забой скважины.

Известен скважинный газопесочный сепаратор (авт. св. N 1073436, кл. Е 21 В 43/38, опубл. 15.02.84 г.). Основными элементами сепаратора являются ленточно-телескопическая пружина с заданными щелями между витками (фильтрующий элемент) и трубка внутри этой пружины. Жидкость, содержащая песок, поступает через щели пружины и направляется вниз и по трубке внутри пружины поступает на прием насоса. Песок задерживается фильтрующим элементом, а при движении жидкости вниз происходит оседание части песка в жидкости. Недостатками этого сепаратора являются возможность засорения фильтрующего элемента и меньшее сечение трубки для подъема жидкости по сравнению с сечением для движения жидкости вниз. Из-за этого потоком жидкости вверх увлекается мелкозернистый песок и снижается эффективность сепаратора.

Наиболее близким к предлагаемому скважинному сепаратору является устройство для отделения песка из нефти в скважине (авт. св. N 1059146, кл. Е 21 В 43/38, опубл. 07.12.83 г. ), состоящее из секций, работающих параллельно, которые размещены друг над другом, соединены переводниками и трубой для подъема жидкости. Каждая секция имеет входной канал, часть подъемной трубы, патрубок с заглушенным концом и ловильные камеры для накопления песка. Промежуточный переводник имеет сквозной продольный канал, а нижний переводник - глухой. В каждой секции часть подъемной трубы имеет калиброванные отверстия. Недостатком такого сепаратора является ненадежность работы секций. При параллельной работе секций небольшое засорение калиброванных отверстий в какой-либо секции приводит к отключению этой секции от работы, что приводит к перегрузке других секций и снижению качества очистки жидкости от песка.

Таким образом, повышение эффективности работы скважинного песочного сепаратора является актуальной задачей.

Технический результат, ведущий к решению поставленной задачи, - это повышение степени отделения песка от жидкости до приема насоса, повышение надежности работы и срока службы скважинного насоса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном скважинном песочном сепараторе, включающем корпус, переводники, канал для подачи жидкости в сепаратор, связанный с трубкой, и ловильные камеры, согласно изобретению переводники выполнены с поперечными и продольными каналами, причем у нижнего двустороннего переводника поперечные каналы сообщаются с межтрубным пространством между обсадной колонной скважины и корпусом песочного сепаратора, а поперечные каналы промежуточных сложных переводников сообщаются с продольными каналами нижерасположенного переводника, при этом в ловильной камере каждой секции сепаратора канал для восходящего потока имеет сечение больше, чем сечение трубки для нисходящего потока.

Конструкция нижнего двустороннего переводника обеспечивает забор скважинной жидкости из межтрубного пространства между обсадной колонной скважины и корпусом песочного сепаратора и после первой нижней секции песочного сепаратора подачу жидкости во вторую вьшерасположенную секцию сепаратора.

Конструкция промежуточного сложного переводника обеспечивает последовательное прохождение скважинной жидкости из нижерасположенной в вышерасположенную секцию сепаратора.

В нижней секции сепаратора канал для восходящего потока жидкости имеет сечение в три раза больше, чем канал нисходящего потока, а в вышестоящих секциях соотношение сечений каналов восходящего и нисходящего потоков равно 2: 1. Большее сечение канала восходящего потока обеспечивает более благоприятные условия для осаждения песка в каждой секции сепаратора.

Таким образом организуется последовательная работа секций песочного сепаратора и обеспечивается высокая степень очистки жидкости от песка.

Выполнение скважинного песочного сепаратора многосекционным с подключением секций в работу последовательно обеспечивает удаление песка из продукции скважины до высокой степени. Размещение секций друг над другом отвечает условиям малого диаметра скважины.

Предлагаемое изобретение решает задачу очистки добываемой жидкости из скважины от песка, повышает надежность работы глубинного скважинного насоса и обеспечивает добычу нефти в осложненных условиях.

На чертеже приведена схема скважинного песочного сепаратора, которая включает приемный патрубок 1 насоса, корпус песочного сепаратора 2, сложный переводник 3, двусторонний переводник 4, трубки 5, 6, корпус ловильной камеры 7, ловильные камеры 8, 9, поперечные каналы 10, 11, продольные каналы 12, 13.

Скважинный песочный сепаратор работает следующим образом.

Скважинный песочный сепаратор в собранном виде спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах и подсоединяется к приемному патрубку 1 насоса.

При включении в работу глубинного скважинного насоса жидкость с содержанием песка начинает поступать в ловильную камеру 9 нижней секции песочного сепаратора через поперечные каналы 11 в двустороннем переводнике 4 и трубку 6. В ловильной камере 9 скорость движения жидкости с песком резко падает, и жидкость с небольшой скоростью поднимается по межтрубному пространству между корпусом песочного сепаратора и трубкой 6. При этом из жидкости песок отделяется и за счет резкого изменения направления движения жидкости после выхода из трубки 6 на 180^o и падения скорости потока жидкости. Скорость потока жидкости падает, так как сечение межтрубного пространства в три раза больше, чем сечение трубки 6. Отделившийся песок накапливается в ловильной камере 9. Жидкость из ловильной камеры 9 через продольные каналы 13 в двустороннем переводнике 4 поступает в следующую верхнюю секцию сепаратора. В верхней секции сепаратора жидкость чеpeз поперечные каналы 10 в сложном переводнике 3 и по трубке 5 поступает в ловильную камеру 8, где происходит осаждение песка, оставшегося в жидкости после нижней секции сепаратора. В ловильной камере 8 жидкость, изменив направление движения на 180^o, с уменьшенной скоростью поднимается по межтрубному пространству между корпусом ловильной камеры 7 и трубкой 5 и далее по продольным каналам 12 переходит в следующую секцию песочного сепаратора, а при двухсекционном сепараторе поступает на прием скважинного глубинного насоса.

Число секций скважинного песочного сепаратора определяется необходимостью очистки продукции скважины от песка в зависимости от осложненности условий и требований к очистке жидкости от песка.

Предлагаемый скважинный песочный сепаратор относится к обращенному типу сепаратора, это означает, что скорость восходящего потока в ловильной камере в несколько раз меньше, чем скорость нисходящего потока жидкости. Это условие обеспечивает условия осаждения песка в ловильных камерах.

Многосекционное выполнение сепаратора обеспечивает более тонкую очистку жидкости от песка при меньших габаритах скважинного сепаратора.

Размещение секций сепаратора друг над другом позволяет реализовать высокую степень очистки жидкости от песка в стесненных условиях скважины.

Использование: в нефтяной промышленности при добыче нефти из скважин с проявлениями песка. Обеспечивает повышение надежности работы и срока службы скважинного насоса. Сепаратор включает корпус, состоящий из секций, размещенных одна над другой, переводники, соединяющие секции, канал для подачи жидкости в сепаратор, трубки для нисходящего потока и ловильные камеры. Согласно изобретению секции подключены последовательно. Переводники выполнены с продольными каналами для восходящего потока и поперечными каналами. Эти каналы в нижнем двустороннем переводнике сообщены с межтрубным пространством между обсадной колонной скважины и корпусом сепаратора, а в промежуточных переводниках - с продольными каналами ниже расположенного переводника. В ловильных камерах сечение межтрубного пространства для восходящего потока выполнено большим, чем сечение трубок для нисходящего потока. 1 ил.

Скважинный песочный сепаратор, включающий корпус, состоящий из секций, размещенных одна над другой, переводники, соединяющие секции, канал для подачи жидкости в сепаратор, трубки для нисходящего потока и ловильные камеры, отличающийся тем, что секции подключены последовательно, переводники выполнены с продольными каналами для восходящего потока и поперечными каналами, которые в нижнем двустороннем переводнике сообщены с межтрубным пространством между обсадной колонной скважины и корпусом сепаратора, а в промежуточных переводниках - с продольными каналами ниже расположенного переводника, при этом в ловильных камерах сечение межтрубного пространства для восходящего потока выполнено большим, чем сечение трубок для нисходящего потока.