Газлифтный подъемник Советский патент 1984 года по МПК E21B43/00 

i

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промыишенностИз в частности к технике подъема нефти с помощью газа из добываршцих скважин.

Известен газлифтный подъемник, содержащий колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с установленными на конце колонны электродами. Электроды соединены кабелем с наземной промьгашенной электросетью через фазоизменяющую аппаратуру; регулирующую частоту коротких (дуговых) замыканий между электродами, в результате которого в нефти происходит газообразование, образующиеся пузыри газа лифтируют нефть 11 .

Недостатками газолифтного подъемника являются необходимость подвода в скважину промьшшенной электроэнергии, большие его потери в многокилометровом кабеле, необходимость применения сложной наземной электроаппаратуры, образование неблагоприятных газонефтяных структур потока и отсутствие воздействия для улучшения этих структур.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является газлифтный подъемник, содержащий размещенную в обсадной колонне колонну НКТ с установленными внутри нее по высоте газодиспергатсрами и наземное оборудование 2 .

Недостатками подъемника являются низкие производительность и КПД, что обусловлено высокими гидравлическими сопротивлениями, вызванными установкой внутри колонны НКТ газодиспергаторов, а также неэкономным расходованием энергии на диспергирование газа, которое осуществляется путем дробления всего газонефтяного потока, в то время как имеется необходимость диспергирования только газа в газонефтяном потоке.

Цель изобретения - повышение про изводительности и КПД подъемника путем использования для диспергирования газа в газонефтяном потоке энергии электрокинетического потенциала.

Указанная цель достигается тем, что в газлифтном подъмниквг содержащем размещенную в обсадной колонне колонну НКТ с установленными внутри нее по высоте газодиспергатораки и на214032

земное оборудование, газодиспергаторы выполнены в виде установленных один против другого разрядных электродов, один из которых электрически 5 соединен с колонной НКТ, другой электроизолирован от нее и электрически соединен с обсадной колонной, причем колонна НКТ электроизолирована от обсадной колонны и наземно10 го оборудования.

Достижение положительного эффекта основано на использовании известного явления возникновения электрокинетического потенциала

У5 в трубах при течении в них органических ясидкостей и их смесей с газом, причем возникающее электрическое поле характеризуется высокой напряженностью, достигающей сотен ки20 ловольт. Предусмотренная в газлифтном подъемнике электроизоляция колонны НКТ от обсадной колонны и наземного оборудования обеспечивает накопление всех электрических заря-5 дов.

Вьшолнение газодиспергаторов в виде установленных один против другого разрядных электродов обеспечивает почти полное сохранение проход0 ного сечения потока, поскольку толщина разрядных электродов мала по сравнению с площадью проходного сечения труб.

Электрическое соединение одного

2 из электродов с колонной НКТ, а другого - с обсадной колонной обеспечивает возникновение в зазоре между противостоящими концами электродов электрического поля.

Напряженность электрического поля растет во времени при течении по трубам газонефтяного потока. При достижении напряженностью величины напряженности электропробоя газа, происходит электрический разряд в момент прохождения пробки через концы электродов, сопровождающийся выделением энергии внутри полости газовой пробки, что сопровождается

0 резким повьшением давления и разрывом газовой полости с образованием множества мелких пузырьков, лифтирутощая способность которых много вьше, чем крупной газовой пробки.

5 Разряд происходит только при прохождении через электроды газовых пузырей, так как напряжение пробоя газа много меньше напряжения пробоя нефти. 3 чем обеспечивает.ся авторегулируемое диспергирование газа в газонефтяном потоке. На фиг. 1 показана схема газлифт ного подъемника, на фиг. 2 - участо подъемника, разрез. Газлифтный подъемник содержит ко лонну НКТ 1, соединенных муфта1-ш 2, и газодйспергаторы, выполненные в виде разрядных электродов 3. Колонна НКТ электрс изолирована от обсадной колонны 4 и наземного оборудования электроизоляторами 5-7. Один из противостоящих электродов электрически соединен с колонной НКТ, другой электрод изолирован от нее при помощи электроизолятора 8 и имеет электрический контакт с обсадной колонной (заземлен). Подъемник работает следующим образом. При движении в колонне НКТ 1 газонефтяной смеси происходит рост мелких газовых пузьфьков и их слияние в крупные пузыри(пробки). Одновременно в электроизолированной колонне НКТ 1 возникает электрокинетический потенциал, в результате чего между концами противостоящих электродов 3 растет напряженность электрического поля, по достижении которой величины пробойного напряжения для газа происходит разряд вн 03 ри газовой пробки в момент прохождения ее через противостоящие электроды. Электрический разряд сопровождается импульсным скачком давления, в результате чего газовая пробка разрушается . Дальнейший подъем образовавшихся мелких пузырьков вновь приводит к их постепенному росту, слиянию и образованию крупной газовой пробки, диспергирование которой повторяется описанным механизмом вьшестоящими разрядными электродами. Параметры электроразрядов рассчитывают по известным формулам. Таким образом, подъемник автоматически обеспечивает получение наиболее производительного режима лифтирования нефти газом и повышенного коэффициента полезного действия подъемника за счет сохранения проходного сечения лифтовой колонны и исключения затрат промьшшенной энергии на диспергирование газа. Экономический эффект от использования газлифтного подъемника возникает в основном от уменьшения расходов на компремирование газа вследствие уменьшения его удельного расхо да на лифтирование нефти, связанного с улучшением структуры газонефтяного потока и повьш1ением КПД процесса лифтирования нефти газом.

CHXl

ГАЗЛИФТНЫЙ ПОДЪЕМНИК, содержащий размещенную в обсадной колонне колонну насосно-компрессорных труб с установленными внутри нее по высоте газодиспергаторами и наземное оборудование, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и КПД подъемника путем использования для диспергирования газа в газонефтяном потоке энергии электрокинетическо- го потенциала, газодиспергаторы выполнены в виде установленных один против другого разрядных электродов, один из которых электрически соединен с колонной насосно-компресСорных труб, другой электроизолирован от нее и электрически соединен с обсадной колонной, причем колонна (Л насосно-компрессорных труб злектроизолирована от обсадной колонны и наземного оборудования.