Скважинный газопесочный сепаратор Советский патент 1984 года по МПК E21B43/38 

00

4; со о

Изобретение относится к нефтедобывающей промьшшенности, а именно к глубиннонасосной эксплуатации нефтяных скважин, и может быть использовано для одновременной сепарации газа и песка при добыче нефти.

Известен газопесочный сепаратор, содержащий переводник, клапан, наконечник и фильтр, выполненный в виде нормально сжатой пружины, один конец которой жестко связан с переводником, а другой - с наконечником Cl .

Недостаток этого сепаратора заключается в том, что в нем пружинный фильтр подвержен поперечным и пррдольньм колебаниям, приводящим к образованию неравномерных с постоянно изменяющейся величиной зазоров между витками пружины фильтра, что также снижает эффективность фильтрации.

Наиболее близким к изобретению является скважинный газопесочный сепаратор, содержащий фильтр, выпол-г венный в виде спиральной пружины, один конец которой жестко соединен с переводником, а другой - с наконечником, установленным с возможностью осевого перемещения, направляющую, размещенную во внутренней полости фильтра и связанную с наконечником С2 .

Недостатком указанного сепаратора является низкая фильтрующая способность его, поскольку при осевой вибрации во время работы насоса величина зазора между витками постоянно меняется, нарушается фильтрующая способность и, соответственно, понижается эффективность работы устройства. Кроме того, не исключена возможность выхода из строя пружины фильтра от удара столба жидкости о фильтр при подъеме насоса.

Цель изобретения - повышение фильтрую11{ей способности сепаратора и обеспечение слива жидкости из труб при подъеме сепаратора из скважин.

Указанная цель достигается тем, что скважинный газопеёочный сепаратор , содержащий фильтр, выполненный в виде спиргшьной пружины, один конец которой жестко соединен с переводником, а другой - с наконечником/ установленным с возможностью осевого перемещения, направляющую, размещенную во внутренней полости

фильтра и связанную с наконечником, спиральная пружина выполнена в виде ленты и в местах перекрытия лента имеет выступы, образукадие фильтруюие щели.

Кроме того, количесво выступов на каждом из витков одинакова- и ,

расположены они равномерно.

Сепаратор снабжен втулкой, связанной с направляющей, другой конец которой жестко соединен с наконечником, причем в переводнике выполнены радиальные каналы, перекрываемые 5 втулкой.

На фиг. 1 изображен скважинный газопесочный сепаратор, в рабочем положении; на фиг. 2 - то же, в положении фильтра под нагрузкой стол10 ба жидкости при подъеме его из скважин . ..

Скважинный газопесочный сепаратор содержит переводник 1, наконечник 2, фильтр, выполненный в виде спираль5 ной пружины 3, имеющей форму ленты с заострённой нижней кромкой 4 в Bifде пескобрея. Пружина 3 имеет выступы 5. Наконечник 2 жестко соединен с направляющей 6, верхний конец коQ торой размещен в полости переводника 1 .и снабжен втулкой 7. Нижняя часть переводника 1 снабжена упором 8 для ограничения хода втулки 7. Переводник 1 для предотвращения выхо5 да из строя фильтра от удара столба жидкости при подъеме сепаратора из скважины имеет радиальные каналы 9, которые в .рабочем положении фильтра перекрыты втулкой 7,жестко

,. соединенной с направляющей б. Выступы 5 выполняются таким образом, .чтобы между витками пружины образовались щели 10. При этом необходимо выполнять эти выступы 5 или непосредственно над заостренной нижней

кромкой 4 пружины 3 в направлении к оси фильтра, или под верхней кромкой пружины 3 - от оси фильтра. На каждом витке .ленточной пружины 3 равномерно расположено равное ко-0 личество выступов 5. Высота высту- . пов 5 определяет величину щелей 10.

Газопесочный сепаратор работает следующим образом.

5 При работе установленного над сепаратором насоса поток жидкости, содержащий частицы песка и пузырьки газа и движущийся по стволу скважины, проходя в полость сепаратора . между витками ленточной пружины,

освобождается от них и поступает в прией насоса. Пузырьки газа в восходящем потоке ведут себя как твердые частицы, которые, доходя до. щелей 10 и не встречая препятствий

5 из-за заостренности нижних кромок 4 пружины 3, проскальзывают и всплывают наверх. Крупные твердые частицы песка не проходят в щели 10, сепарируются, а скопившаяся у входа щелей

0 10 их часть при относительном перемещении витков пружийы 3 соскабливаются заостренной кромкой 4. Постоянные относительные перемещения витков пружины 3, благодаря вибра5 ции подъемных труб при работе глу 310 бинного насоса и весу жестко соединенных наконечников 2, направляющей 6 и втулки 7, предотвращают заиливание и забивание щелей 10. За счет этого величина щелей 10 на протяжеНИИ всей работы сепаратора остается постоянной. Соответственно не меняется и его.фильтрующая сцособность. - . При подъеме насоса (срыве вставно го насоса или плунжера трубного насоса) столе5 жидкости устремляется вниз, растягивая пружину 3 и увлекая за собой .направляющую б с втулкой 7 до .упора 8. При этом открывгиотся радиальные каналы 9 и жидкость с напором вырывается в затруб ное пространство. Сечение каналов 9 превышает сечение подъемных труб. Это предохраняет ленточную пружину 3 от перегрузок. По мере снижения напора жидкости сепаратор принимает рабочее положение, при этом втулка 7 вновь перекрывает радигшьные каналы 9. . 64 При работе сепаратора втулка 7, благодаря жесткой связи направляющей 6 с наконечником 2, который, в свою очередь, соединен с пружиной 3, имеет возможность свободного продольного перемещения за счет вибрации подъемных труб. Однако, несмотря на цикличные перемещения втулки 7 в переводнике 1, каналы 9 постоянно остаются закрытыми, При использовании предлагаемого сепаратора, благодаря постоянству величины зазора между витками пружины, улучшается фильтрующая способность сепаратора, а следовательно, повышается и эффективность его работы, выступы на ленточной пружине позволяют устанавливать необходимую величину щели между витКг ш пружины. задавая по характеру месэгоррждения определенную фильтрующую способность сепаратору. Кроме того, обеспечена возможность сохранения величины зазора между витками пружины постоянной.

1. СКВАЖИННЫЙ ГАЗОПЕСОЧНЫЙ СЕПАРАТОР, содержащий фильтр, выполненный в виде спиральной пружины, один конец которойжестко соединен с переводником, а другой - с наконечником, установленным с возможностью осевого перемещения, направляющую, размещенную во внутрен ней полости фильтра и связанную с наконечником, отличающийс я тем, что, с целью повьшения фильтрующей способности сепаратора,, спиральная пружина выполнена в виде ленты и в местах перекрытия лента имеет выступы, образующие фильтрующие щели. 2.Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что количество выступов на каждом из витков одинаково и расположены они равномерно . 3.Сепаратор по пп. 1 и 2, о т личающийся тем, что, с i целью обеспечения слива жидкости из труб при подъеме сепаратора из скважины, он снабжен втулкой, связанной с направлякяцей, другой конец которой жестко соединен с наконечником, причем в переводнике выполнены радиальные каналы, перекрываемые втулкой.