Газовый сепаратор Советский патент 1985 года по МПК E21B43/38 

Изобретение относится к нефтедобывающей промыишенности и может быт применено при добыче нефти с больши газовым фактором. Известен газовый сепаратор, содержащий корпус с отверстиями для отвода жидкости, шнек и втулку Cl Недостаток известного устройства заключается в том, что при большом содержании газа в добываемой продук ции скважины на его выходе невозмож но получить газожвдкостную смесь с допустимым содерЛсанием газа. Наиболее близким к предлагаемому является газовый сепаратор скважинного центробежного насоса, содержащий корпус с входным патрубком и ва на котором последовательно по напра лению движения продукции скважины расположены винтовой тнек, рабочие колеса и основной сепарирующий узел в виде цилиндрического барабана с радиальшфт лопатками, на входе которого установлена крыпьчатка, а выход сообщен со входом насоса посредством переводника и с затрубным пространством посредством системы каналов для отвода отсепарированной газожчдкостиой смеси С J. Предлагае в 1й сепаратор не рбеспе чивает достаточной подачи при большом газосодержании продукции скважи ны. Цель изобретения - увеличение подачи насоса при большом газосодержании продукции скважины за счет уменьшения гаэосодержания в сбрасываемой в затрубное пространство отсепарированной газожидкостной смеси Указанная цель достигается тем, что газовый сепаратор скьажинного центробежного насоса, содержащий корпус с входным патрубком и вал, н котором последовательно по направлению движения продукции скважины расположешл винтовой шнек, рабочие колеёа и основной сепарирующий узел в виде цилиндрического барабана с радиальными лопатками, на входе которого установлена крыльчатка, а выход с входом насоса посредством переводника и с затрубным пространством посредством системы каналов для отвода отсепарированной газожвдкостной смеси, снабжен размещеНга11м между основным сепарирующи узлом и приемом насоса дополнительньм сепарирукицим узлом, вьтолненным в виде цилиндрического перфорированного патрубка, размещенного коаксиально с переводником, который имеет ступенчатую форму и в верхней части усеченный конус, большее основание которого обращено в сторону приема насоса, при этом в полости между цилиндрическим перфорированным патрубком и переводником размещен центробежный разделитель, а сама полость сообщается с каналом для отвода отсепарированной газожидкостной смеси и с затрубным пространством. На фиг. 1 чертежа представлен газовый сепаратор, продольный раз-рез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1. Газовый сепаратор выполняется в виде отдельного узла (модуля), размещаемого в установке погружного центробежного насоса между узлом гидрозаадиты и насосом. Газосепаратор содержит корпус 1 с входным патрубком 2, в котором выполнены всасывающие отверстия 3. В корпусе 1 по ходу движения продукции скважины расположены: коническая воронка 4, винтовой шнек 5, выполняющая решетка 6, лопастные ступени погружного центро- , бежного насоса высокой производительности, включающие рабочие колеса 7 и направляющие аппараты 8, выправляющий аппарат насосной ступени газосепаратора 9, крыльчатка 10, цилиндрический барабан 11 с радиальными лбпатками 12, отвод 13, содержащий кольцо 14, решетку 15, каналы для отвода отсепарированной газожидкостной смеси 16 и жидкости 17. Винтовой шнек 5, рабочие колеса 7, цилиндрический барабан 11 с крыльчаткой 10 расположены на валу 18 газосепаратора и вращаются со скоростью, определяемой числом оборотов погружного двигателя. Остальные детали закреплены неподвижно относительно корпуса 1 газосепаратора , На переводнике 19 газосепаратора коаксиально установлен цилиндрический пефорированный патрубок 20. Между переводником 19, патрубком 20 закреплён центробежный разделитель 21, образующий совместно с цилиндрическим патрубком 20 и переводником 19 спиральный канал 22, являющийся продолжением канала для отвода газа 16. В цилиндрическом патрубке 20 выполнены отверстия 23, сообщающие спиральный канал 22 с затрубным пространством скважины. Цилиндрический патрубок 20 с отверстиями 23 и винтовая спираль составляют дополнительный сепарирующий узел..

Газовый сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостная смесь поступает в газовый сепаратор из скважины через всасывающие отверстия 3 и проходит через коническую воронку 4, которая повышает кавитационное качество предвключенного винтового шнека 5. В свою очередь винтовой шнек 5 повьшает кавитационное качествоступеней центробежного насоса, назначение которхых создать подпор, необходимый для проталкивания газожидкостной смеси через газосепаратор, а отсепарированного газа с частью жидкости - через канал для отвода отсепарированной газожидкостной смеси 16, в том числе и через предпагаемыЛ дополнительный сепарирующий узел.

После винтового шнека 5 поток продукции скважины раскручивается выправляющей решеткой 6 до осевого направления, что позволяет применить в качестве силовых-ступеней с наклонноцилиндрическими лопатками у рабочи колес 7 и направляющих аппаратов 8, отличающиеся простотой изготовления при сохранении высоких гидродинамических качеств ступеней.

Выправляющий аппарат 9 раскручивает поток смеси, а крыльчатка 10 позволяет уменьшитьпотери на удар

при поступлении потока смеси в про

точные каналы цилиндрического барабана 11.

Неподвижное кольцо 14 на выходе брабана разделяет поток на две части, Жидкость, содержащая наиболее мелкие не успевшие отсепарироваться пузырьки газа, поступает по каналу 17, включа:ющему кольцевой зазор между .

валом 18 газосепаратора и внутренней поверхностью переводника 19,в погруж ной центробежный насос. Остаточный свободный газ не снижает рабочих характеристик насоса, так как он находится в мелкодисперсном состоянии и в небойьшон количестве Сдо 15% от объема смеси).

Отсепарированный свободный газ с частью жидкости через канал для отвода отсепарированной газожндкрстной .смеси 16 поступает в дополннтельяБвй сепарирующий узел. При движении в спиральном канале 22 происходит разделение сбрасываемой гаэожядкостной снеси. Жидкость под действием центробежной сшщ отбр асывается к цилиндрическому патрубку 20 через отверстия 23 в нем, вытекает из сепарирующего узла и стекает по корпусу 1 газового сепаратора, снова поступая на его вход. При этом снижается содержание свободного газа в смеси, поступающей в газосепаратор.

Это позволяет увеличивать производительность и уменьшать глубину спуска злектронасоса в скважину в вольшем диапазоне изменения газосодержания смеси, притекающей снизу из ствола скважины.

При уменьшении глубины спуска погружного агрегата (насос, двигатель и гидрозащита) снижается величина давления и температура охлаждающей жидкости. Это существенно повышает надежность электрической части установки погружного центробежного насоса. Кроме того, уменьшается рякГход насоско-компрессорных труб, злектри-ческого кабеля, снижаются потери электроэнергии в кабеле и уменьшается вероятность выхода установки из строя в процессе спуско-подъемных операций при подземном ремонте, стоиjMOCTb которого также снижается. Таким образом, повивается надежность установки злектробежного насоса и снижаются эксплуатационные, затраты.

юоооо

Лооооо

ГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР скважинного центробежного насоса, содержащий корпус с входным патрубком и вал, на котором последовательно по направлению движения продукции скважины расположены винтовой, шнек, рабочие колеса и основной сепарирующий узел в. виде цилиндрического барабана с радиальными лопатками, на входе которого установлена крыльчатка, а выход сообщен с входом насоса посред ством переводника и с затрубным пространством посредством системл каналов для отвода отсепарированной газожидкостной смеси, о тли чающий с я тем, что, с целью увеличения подачи насоса при большом газосодержании продукции скважины ,за счет уменьшения газосодержання сбрасываемой в затрубное пространство отсепарированной газожидкостной смеси, сепаратор снабжен размещенным между ocHoBHbJM сепарирукмрм узлом и приемом насоса дополнительным сепарирующим узлом, выполненный в виде цилиндрического перфори р6ванного патрубка, размещенного коаксисл ально с переводником, который имеет ступенчатую форму и в верхней части усеченный конус, большее основание которого обращено в сторону приема насоса, при этом в полости между. , цилиндрическим перфорированным патрубком и переводником размещен & центробежный разделитель, а сама S полость сообщается сканалом для отвода отсепарированной газожидсо костной смеси и с затрубным прост4Sa ранством.