Скважинный сепаратор для установки погружного электроцентробежного насоса Советский патент 1987 года по МПК E21B43/38 

расположенным вдоль линии сопряжения 8 со шнеком 7 и, поступая в камеру 11, выводится в затрубное пространство через отверстия 21, На выходе из шнека 7 концентрические слои образовавшейся смеси разделяются делителем 15 на внутренний поток А, не содержащий механических примесей, и

1

Изобретение относится к нефтяной промьшшенности, в частности к нефтепромысловому оборудованию, и может быть использовано при механизированной добыче нефти из скважин,

Цель изобретения: - повышение сепарирующей способности сепаратора.

На фиг,1 изображена схема установки скважинного сепаратора; на фиг.2 - скважинный сепаратор, разрез на фиг,3 - сечение А-А на фиг,2; фиг,А - сечение Б-Б на фиг,2; фиг,5 - сечение Б-В на фиг,2; на фиг,6 - сечение Г-Г на фиг,2; на фиг,7 - сечение Д-Д на фиг«2,

Установка йогружного электроцентробежного насоса 1, помещенная в герметичный кожух 2 создает внутри последнего разрежение. За счет этого в полость кожуха поступает жидкость, освобожденная от механических приме сей и газа в сепараторе 3, Отделенные механические примеси выводятся из сепаратора через хвостовик 4,.

Скважинный сепаратор состоит из корпуса 5, имеющего приемные отверстия 6, сепарирующего узла в виде комбинированного шнека 7, выполненного в виде спирали 8 с переменным шагом, установленного внутри корпуса Внутри шнека 7 размещен патрубок 9 для отвода жидкости, причем между наружной его поверхностью и внутренней поверхностью шнека 7 образуется кольцевой зазор 10, сообщающий газо- сборную камеру 11 с сепарационным пространством 12 через газоотводящие окна 13,

Патрубок 9 для отвода жидкостей сообщается с кольцевой полостью 14 делителя 15 потока через боковые отверстия 16, а также с зоной I7 оконнаружный поток Б, содержащий механические примеси. За счет разрежения, создаваемого насосом внутри кожуха, поток А проходит патрубок 9 через боковые отверстия делителя 15, Поток Б движется в зону канала 18, и механические примеси попадают в зону 17 выделения примесей, 7 ил.

чательного вьщеления механических примесей через кольцевой канал 18, образованный нижней частью делителя 15 потока и стабилизатором 19, Газосборная камера 11 ограничивается корпусом 5, соединительной головкой 20 и верхним торцом комбинированног шнека 7 и сообщается с затрубным пространством через газовыводящие отверстия 21,

Полость герметичного кожуха 2 сообщается с полостью 14 делителя потока и зоной 17 окончательного выделения примесей через патрубок 9 для отвода жидкости, Б низу корпуса 5 выполнено отверстие 22 с резьбой для присоединения хвостовика 4, Соединительная головка 20 связана с патрубком 9,

Сепаратор работает следующим об- разом,

Скважинная жидкость, содержащая механические примеси и газ, поступает через приемные отверстия 6 в се- парационное пространство 12, где, двигаясь вдоль спирали 8 с переменным шагом, приобретает ускоренное вращательное движение, Наиболь;пей угловой скорости смесь достигает на выходе из шнека. Под действием центробежных сил и касательных составляю ших сил гравитации, направленных вдоль образующей слирали от центра к периферии, происходит разделение смеси на фазы. Механические примеси, как наиболее тяжелые, отбрасываются к стенкам корпуса, жидкость занимает промежуточный концентрический слой, а газ, вытесненный жидкостью, собирается во внутреннем концентрическом слое. При этом пузырьки газа всплывают вверх против течения ямд

кости до соприкосновения с нижней поверхностью спирали шнека,

В дальнейшем перемещение пузырьков к газоотводящим окнам происходит за счет касательной составляющей силы выталкивания, так как нижняя поверхность спирали 8 выполнена с дугообразным профилем, имеющим наивысшую точку в зоне примыкания к шнеку 7. Таким образом, газ отводится в кольцевой зазор 10 в меру его вытеснения к газоотводящим окнам, расположенным вдоль всей линии сопряжения спирали 8 со щнеком 7, и, поступая в газосборную камеру 11, выводится в затрубное пространство через отверстия 21,

На выходе из спирали шнека 7 концентрические слои компонентов смеси разделяются с помощью делителя 15 потока на внутренний поток А, не содержащий механических примесей, и наружный Б, содержащий механические примеси. За счет разрежения, создаваемого насосом внутри кожуха 2, поток А проходит патрубок 9 через отверстия I6. Поток Б продолжает двигаться вниз с нарастающей скоростью по сужающемуся кольцевому пространству и достигает наибольшей скорости в зоне кольцевого канала 18, При этом механические примеси, продолжающие двигаться в наружной части потока Б, по инерции проходят в зону кольцевог канала 18, а очищенная жидкость поступает через кольцевой канал 18 в патрубок 9, где соединяется с потоком А, Механические примеси, прошедшие зону окончательного разделения, поступают к отверстию 22 и выводятся через хвостовик 4,

Для снижения гидродинамического сопротивления потокам газа и жидкости отверстия 6,13,16 и 21 выполняются под углом к нормали (фиг.2 - 6) с таким расчетом, чтобы их оси совпадали с направлением движения отводимых потоков, Сз ммарная площадь сечения боковых отверстий 16 рассчитывается так, чтобы создавался поток Б, движущийся вдоль внешних стенок дели :теля 15 потока со скоростью, достаточной для. вьщеления механических примесей под действием сил инерции.

Применение предлагаемого скважин- ного сепаратора позволит значительно повысить надежность работы погруж

O

5

0

ных насосных установок в условиях скважин с повышенным содержанием ме ;ханических примесей и снизить удельный расход электроэнергии за счет отвода газа и устранения абразивного трения в уплотнениях.

При введении необходимых изменений в конструкции промьш1ленных образцов УЭЦН в направлении расширения унификации можно будет использовать изобретение без применения герметичного кожуха что имеет решающее значение в условиях сильно искривленных скважин.

Применение герметичного кожуха в скважинах умеренной кривизны позволит улучшить охлаждение электродвигателей (ПЭД) , что важно в условиях повьш1енных скважинных температур в сочетании с предельно низким дебитом жидкости, вытекающим из условия качественного охлаждения.

Фор мула изобретения

Скважинный сепаратор для установки погружного электроцентробежного насоса, содержащий кожух, внутри

которого размещена установка погруж- ного электроцентробежного насоса, соединительную головку с патрубком для отвода жидкости, хвостовик, корпус с приемными отверстиями и газосборной камерой, сообщающейся с за- трубным пространством, верхняя часть корпуса связана через соединительную головку с кожухом, а нижняя - с хвостовиком, и сепарирующий узел, установленный внутри корпуса, отличающийся тем, что, с . целью повьш1ения сепарирующей способности его, он снабжен последовательно установленными под сепарирующим узлом делителем потока и стабилизатором, причем для сообщения затрубного пространства с полостью патрубка для отвода жидкости в верхней части делителя потока выполнена кольцевая полость, а нижняя часть его образует со стабилизатором кольцевой канал, сепарирующий узел выполнен в виде полого шнека с профилированной спиралью, внутри которого размещен патрубок для отвода жидкости, образующий с ним кольцевую полость, связанную с газосборной камерой.

А-А

/Л

фиг 3

в-Б

в-в

фиг,.

Фиъ 5

фмг. 6

Г-г

А-л

f9

. 7

Изобретение относится к области нефтяной промьшшенности и .предназначено для нефтепромыслового оборудования при механизированной добыче нефти из скважин. Цель изобретения - повьшение сепарационной способности сеператора. Внутри связанного с кожухом корпуса 5 установлен сепариру- . ющий узел в виде полого шнека 7 с профилированной спиралью 8. Внутри .шнека 7 размещен патрубок 9 для отвода жидкости, образуюпщй с ним кольцевую полость 10, связанную с газосборной камерой 11. Под сепарирующим узлом, установлен делитель 15 потока и стабилизатор 19. В .верхней части делителя 15 выполнена кольцевая полость 14 для сообщения затруб- ного пространства с полостью патрубка 9 для отвода жидкости. Нижняя часть дeJplитeля 15 образует со стабилизатором 19 кольцевой канал 18, Газ отводится в полость 10 по мере его вытеснения к газоотводящим окнам. идкоеять Смесь (Л .22 . put.2

Составитель В.Борискина Редактор В.Петраш Техред Л.Олейник Корректор М.Пожо

Заказ 1782/28 Тираж 533Цодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,- ул,Проектная,4,