ГАЗОСЕПАРАТОР ГРАВИТАЦИОННЫЙ Российский патент 2013 года по МПК E21B43/38 

Описание патента на изобретение RU2473801C1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче углеводородов для отвода попутного нефтяного газа или газа, выделяющегося из нефти при снижении давления в приемной части штангового скважинного насоса.

На скважинах с высоким газовым фактором наличие большого количества свободного газа негативно сказывается на работе штангового скважинного насоса, уменьшая коэффициент подачи насоса по причине того, что попадающий в цилиндр газ занимает часть рабочего объема цилиндра, и снижая коэффициент наполнения насоса, вплоть до срыва подачи, продолжительность которого составляет десятки минут. На наполнение насоса в известной мере можно влиять, изменяя коэффициент сепарации газа на приеме насоса, который зависит от условий всасывания газожидкостной смеси.

С помощью устройств, называемых газосепараторами, удается увеличить долю газа, уходящего через межтрубное пространство, а следовательно, уменьшить долю газа, поступающего в цилиндр насоса. Существуют устройства, в которых отделение газа от скважинной жидкости обеспечивается действием центробежных сил (Гиматудинов Ш.К. Справочная книга по добыче нефти. - М.: Недра, 1974, с.330-333; Авторское свидетельство СССР N 875000, кл. Е21В 43/84, 1981). Также существуют устройства, в которых разделение газа от жидкости происходит под действием сил гравитации.

Известен сепаратор для штанговых насосов (патент РФ на полезную модель №19662, опубл. 20.09.2001 г., принят за аналог), содержащий концентрично расположенные друг в друге патрубки со всасывающим каналом, соединенным с приемом штангового насоса, и с заглушенным сверху и снизу межтрубным пространством, разделенным муфтой на газовую и песочную камеры, причем всасывающий канал выполнен в торце муфты, а входные для жидкости и выходные для газа каналы выполнены в виде отверстий в стенках наружного патрубка, межтрубное пространство выполнено единым, а внутренний патрубок заглушен снизу, при этом всасывающие и входные каналы выполнены в виде калиброванных отверстий в стенках патрубков.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство для отделения песка и газа из нефти в скважине (патент РФ на изобретение №2006574, опубл. 30.01.1994 г., принят за прототип), содержащее патрубок с радиальными отверстиями и днищем. Оно имеет и подъемную трубу под насос. Она помещена в патрубке и образует с ним кольцевую полость. В верхней части патрубка помещена муфта. Она выполнена с каналами, сообщающими кольцевую полость с внешней средой. При этом патрубок жестко связан с подъемной трубой. Он связан с помощью муфты. Патрубок имеет длину, обеспечивающую перепад давления нефти в 1-2,5 МПа. Каналы перекрыты клапанами. Радиальные отверстия патрубка выполнены на расстоянии 1/10-1/12 длины патрубка от муфты. Подъемная труба своим нижним концом установлена на расстоянии 1/7-1/15 длины от его днища.

Общим недостатком вышеперечисленных устройств является следующее. При прохождении углеводородов парафинового ряда через отверстия патрубка происходит отложение асфальто-смоло-парафинистых веществ на стенках патрубка, что со временем приводит к уменьшению проходных сечений отверстий патрубка, а возможно, и к их полному перекрытию. А также эффективность добычи нефти при использовании устройств, принятых за прототип и аналог, снижается при всех прочих равных условиях из-за того, что то количество скважинной продукции, которое поступает из продуктивного пласта в единицу времени, не поднимается на поверхность вследствие уменьшения объема добываемой скважинной жидкости, поступающей через отверстия в патрубках на прием насоса.

Решаемой задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение коэффициента заполнения штангового скважинного насоса, соответственно, и коэффициента подачи насоса, рост эффективности использования насосного оборудования и увеличение ресурса работы насоса в скважинах с высоким газовым фактором, дающим продукцию с незначительным содержанием механических примесей и высокой концентрацией асфальто-смоло-парафинистых веществ.

Поставленная задача решается тем, что

- корпус газосепаратора выполнен из нескольких труб, соединенных между собой корпусными муфтами,

- внутри одной или нескольких корпусных муфт установлена разрезная втулка-центратор с выполненными на внутренней поверхности продольными пазами,

- в верхней части корпуса расположена муфта с центральным резьбовым каналом для подвеса штангового скважинного насоса через переводник, а между центральным каналом и внешней окружностью цилиндра муфты выполнены каналы, в которые установлены клапаны обратные съемные шариковые в сборе, состоящие из цанги, шарика, седла и резинового кольца,

- к нижней части корпуса присоединен переводник, оканчивающийся ниппелем,

- причем площадь поперечного сечения ниппеля меньше площади поперечного сечения трубы корпуса, а суммарная площадь поперечных сечений проточных частей седел клапанов больше суммарной площади поперечных сечений пазов разрезной втулки-центратора.

Установка в муфте съемных обратных клапанов повышает ремонтопригодность газосепаратора. Разрезная втулка-центратор используется для центрирования цилиндра штангового скважинного насоса в корпусе газосепаратора гравитационного. К ниппелю переводника в нижней части корпуса можно подвесить хвостовик, фильтр или другое скважинное оборудование. В конструкции газосепаратора гравитационного площадь поперечного сечения ниппеля должна быть меньше площади поперечного сечения трубы корпуса для создания перепада давления на входе в устройство, что создает эффект дросселирования, обеспечивающий лучшее отделение газа от нефтяной составляющей скважинной продукции. При обильном газоотделении в корпусе газосепаратора гравитационного возможно оттеснение уровня жидкости скопившимся газом ниже приема насоса и нарушение работы скважинного насоса, для предотвращения данного явления суммарная площадь поперечных сечений проточных частей седел клапанов должна быть больше суммарной площади поперечных сечений пазов разрезной втулки-центратора.

Положительный технический эффект от использования предлагаемой конструкции газосепаратора заключается в повышении ресурса работы скважинного штангового насоса при добыче продукции с незначительным содержанием механических примесей и высокой концентрацией асфальто-смоло-парафинистых веществ из скважин с высоким газовым фактором.

Газосепаратор гравитационный (ГСГ) рекомендуется использовать на скважинах с высоким газовым фактором, а также на скважинах, работающих с низким динамическим уровнем, и применяется для штанговых скважинных насосов трубного (невставного) типа.

На фиг.1 представлена схема газосепаратора гравитационного, на фиг.2 представлена схема клапана обратного съемного шарикового.

Корпус газосепаратора гравитационного состоит из нескольких труб 1, соединенных между собой корпусными муфтами 2. Внутри одной или нескольких корпусных муфт 2 установлена разрезная втулка-центратор 3 для центрирования штангового скважинного насоса 4 в корпусе ГСГ. На внутренней поверхности втулки-центратора 3 выполнены продольные пазы, предназначенные для прохождения газа. В верхней части корпуса расположена муфта 5 с центральным резьбовым каналом для подвеса штангового скважинного насоса 4 через переводник 6. Между центральным каналом и внешней окружностью цилиндра муфты 5 выполнены каналы, в которые установлены клапаны обратные съемные шариковые. Каждый съемный клапан (фиг.2) состоит из цанги 7, шарика 8, седла 9 и резинового кольца 10. К нижней части корпуса ГСГ (фиг.1) присоединен переводник 11, оканчивающийся ниппелем. К ниппелю переводника 11 можно подвесить хвостовик, фильтр или другое скважинное оборудование.

Газосепаратор гравитационный работает следующим образом.

При всасывающем ходе насоса скважинная продукция через ниппель переводника 11 попадает в зону разрежения (снижения давления) - пространство между приемной частью штангового скважинного насоса 4 и нижней частью ГСГ, составляющее не менее 1 м. Выделение газа в камере разрежения происходит за счет того, что площадь поперечного сечения ниппеля 11 меньше площади поперечного сечения трубы 1 корпуса. Большая часть выделившегося попутного газа из нефти попадает в кольцевое пространство между стенками газосепаратора и цилиндром штангового скважинного насоса 4. Через втулку-центратор 3 с продольными пазами попутный газ поступает в радиально расположенные каналы муфты 5 и систему клапанов обратных съемных шариковых. Шарик 8 позволяет пропускать газ в одном направлении и срабатывает, как обратный клапан, т.е. при повышении давлении над шариком 8 он садится в седло 9. При использовании устройства имеет место гравитационное отделение газа из нефти. При этом газ выводится в межтрубное пространство, расположенное значительно выше приемной части штангового скважинного насоса 4. Через штанговый скважинный насос 4 проходит менее газированная продукция, улучшается качество посадки клапанов в клапанных парах насоса, уменьшая их износ и негативное влияние подплунжерного пространства штангового скважинного насоса 4.

Заявленное изобретение обеспечивает более надежную и устойчивую работу скважинного оборудования, рост эффективности использования насосного оборудования в скважинах с высоким газовым фактором.

Похожие патенты RU2473801C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ ПО ПЛАСТАМ 2012
  • Аминев Марат Хуснуллович
  • Лукин Александр Владимирович
RU2495235C1
КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1997
  • Грабовецкий В.Л.
RU2132933C1
Погружной фильтр-смеситель жидкости штангового глубинного насоса в компоновках для одновременно-раздельной эксплуатации скважин 2020
  • Чаев Андрей Анатольевич
  • Тиабашвили Александр Тамазович
  • Игнатов Евгений Иванович
  • Думлер Олег Юрьевич
RU2752407C1
Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях, осложненных солеотложением в насосном оборудовании и коррозионной активностью добываемой продукции 2023
  • Касимов Ульфат Тагирович
  • Пищаева Алсу Алмазовна
RU2804949C1
СПОСОБ ДОБЫЧИ ЖИДКОСТИ И ГАЗА ИЗ СКВАЖИНЫ И ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Грабовецкий В.Л.
RU2186949C2
Дифференциальная штанговая насосная установка 2021
  • Козлов Алексей Александрович
  • Уразаков Камил Рахматуллович
  • Козлов Денис Алексеевич
  • Нуруллин Ильнар Загфярович
  • Баймурзин Эльдар Галиакбарович
  • Ахмадуллин Роберт Рафаэлевич
RU2763235C1
Скважинный газовый сепаратор 1988
  • Ежов Николай Иосифович
  • Лавелин Владимир Григорьевич
SU1596091A1
ГРАВИТАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН 2018
  • Малыхин Игорь Александрович
  • Сизов Леонид Александрович
RU2685383C1
ЗАМКОВАЯ ОПОРА ВСТАВНОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА 2010
  • Талалай Сергей Николаевич
  • Коршунов Валерий Николаевич
  • Машков Виктор Алексеевич
RU2436997C1
НАСОС, НАСОСНАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ПОДЪЕМА ЖИДКОЙ СРЕДЫ 2013
  • Мартиросов Роллан Гургенович
  • Дзнеладзе Юрий Васильевич
RU2542651C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 473 801 C1

Реферат патента 2013 года ГАЗОСЕПАРАТОР ГРАВИТАЦИОННЫЙ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче углеводородов для отвода попутного нефтяного газа. Корпус газосепаратора гравитационного состоит из нескольких труб, соединенных между собой корпусными муфтами. Внутри одной или нескольких корпусных муфт расположена разрезная втулка-центратор. Втулка-центратор служит для центрирования цилиндра штангового скважинного насоса в корпусе. На внутренней поверхности разрезной втулки-центратора выполнены продольные пазы. Газосепаратор гравитационный содержит муфту, соединенную через переводник с штанговым скважинным насосом. В муфте радиально расположены каналы, в которые установлены клапаны обратные съемные шариковые в сборе, состоящие из цанги, шарика, седла и резинового кольца. К нижней части корпуса присоединен переводник, оканчивающийся ниппелем. Достигаемый технический результат от использования газосепаратора гравитационного (ГСГ) предлагаемой конструкции заключается в повышении ресурса работы штангового скважинного насоса при добыче продукции с незначительным содержанием механических примесей и высокой концентрацией асфальто-смоло-парафинистых веществ из скважин с высоким газовым фактором. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 473 801 C1

1. Газосепаратор гравитационный, содержащий корпус, муфту с каналами, перекрытыми обратными клапанами, отличающийся тем, что корпус выполнен из нескольких труб, соединенных между собой корпусными муфтами, внутри одной или нескольких корпусных муфт установлена разрезная втулка-центратор с выполненными на внутренней поверхности продольными пазами, в верхней части корпуса расположена муфта с центральным резьбовым каналом для подвеса штангового скважинного насоса через переводник, а между центральным каналом и внешней окружностью цилиндра муфты выполнены каналы, в которые установлены клапаны обратные съемные шариковые в сборе, состоящие из цанги, шарика, седла и резинового кольца, к нижней части корпуса присоединен переводник, оканчивающийся ниппелем.

2. Газосепаратор гравитационный по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения ниппеля меньше площади поперечного сечения трубы корпуса, а суммарная площадь поперечных сечений проточных частей седел клапанов больше суммарной площади поперечных сечений пазов разрезной втулки-центратора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2473801C1

Односторонне действующее путевое электрическое контактное устройство 1929
  • Ильченко Н.И.
SU19662A1
Способ записи обесшумленной интенсивной пушпульной фонограммы класса А электронно-лучевой трубкой 1949
  • Тагер П.Г.
SU79936A1
ГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР СКВАЖИННОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 1999
  • Козлов М.Т.
  • Окин В.Н.
  • Сафин Р.Б.
RU2162937C1
US 6322616 В1, 27.11.2001.

RU 2 473 801 C1

Авторы

Аминев Марат Хуснуллович

Даты

2013-01-27Публикация

2011-08-12Подача