Устройство для создания однородного газожидкостного потока в скважине Советский патент 1987 года по МПК E21B43/00 

11

Изобретение относится к добыче газа и нефти, в частности к движению газожидкостных смесей в подъемных трубах скважин, и может быть использовано для интенсификации выноса жидкости (воды и углеводородного конденсата из газовых скважин.

Цель изобретения - увеличение дебита газа и снижение потерь давления в колонне лифтовых труб за счет повышения степени диспергирования жидкости в газе.

На фиг. изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство для создания однородного газожидкостного потока в скважине содержит колонну лифтовых труб 1, концентрично установленный в ней диспергатор, выполненный в виде двух диафрагм 2 и З.с кольцевой прокладкой 4 между ними, каждая из которых имеет осевой канал воронкообразной формы, обращенной узкой частью с острыми кромками к газо- жидкостному потоку. Верхняя диафрагма 2 выполнена с равномерно расположенными по окружности зубцеобразными вырезами 5, причем поверхность диафрагмы 2 между вырезами 5 гофрирова на и расположена под углом к направлению движения газожидкостного потока. Диспергатор устанавливают в муфтовом соединении 6 колонных лифтовых труб 1. Для этого между стыками труб зажимают торцы верхней и нижней диафрагм. Первый диспергатор монтируют в первом снизу муфтовом соединении труб.

Устройство работает следующим об- разом.

В процессе подъема газожидкостной смеси по колонне лифтовых труб 1 происходит частичное разделение компонент потока. Газ с взвешенными частицами жидкости занимает центральную часть колонны лифтовых труб, а в периферийной части движется жидкость с включением пузырьков газа, Для создания однородного газожидкос ного потока в колонне лифтовых труб устанавливается диспергатор. Направление движения газожидкостного потока показано стрелками.

При попадании в диспергатор су- щественно возрастает скорость движения газожидкостной смеси и происходит ее турбулизация. С целью увеличения турбулентности потока кромки от582

верстий нижней и верхней; диафрах м выполнены острыми.

В предлагаемом устройстве нижняя диафрагма предназначена для турбули- зации газожидкостного потока. В полости между диафрагмами происходит образование устойчивых турбулентных вихрей и затем в верхней диафрагме - усиление турбулентности потока. С целью увеличения длины линии соприкосновения верхней диафрагмы с газожидкостным потоком и тем самым повышения его турбулентности центральная часть верхней диафрагмы снабжена равномерно расположенными по окружности зубцеобразными вырезами, а поверхность диафрагмы между вырезами гофрирована и расположена под углом к направлению движения газожидкостного потока. Выполнение проходного канала верхней диафрагмы ле- песткообразным существенно увеличивает длину линии соприкосновения газожидкостного потока с диспергирующим устройством по сравнению с круглым отверстием той же площади. Это позволяет ограничиться применением только двух диафрагм вместо нескольких по известному устройству.

Наличие зубцеобразных вырезов (щелей) в центральной части верхней диафрагмы также способствует снижению потерь давления в диспергато- ре за счет прохождения части газа через щели и повышению степени диспергирования л идкости в газе за счет дополнительного дробления (в щелях) капель жидкости, образовавшихся в ни;кней диафрагме.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве отсутствуют застойные зоны по пути движения газожидкостного потока за диафрагмами, которые являются накопителями жидкости. В результате того, что центральная часть верхней диафрагмы выполнена в сечении в виде конуса и расположена под углом к направлению движения газожидкостного потока., жидкость имеет возможность стекать по направлению к щелям и центральному отверстию. Гофрированная поверхность верхней диафрагмы значительно увеличивает площадь стенания жидкости. При зтом уменьшается толи ина слоя стекающей жидкости,что создает условия дл образования тонкодисперснь х капель.

Таким образом, в предлагаемом устройстве происходит более интенсив31

ное перемешивание (турбулизация; га- зожидкостнрй смеси по сравнению с известным при одновременном снижении потерь давления в узле диспергирования.

В результате повышения степени диспергирования жидкости в газе и создания за счет этого однородного высокодисперсного газожидкостного потока в колонне лифтовых труб снижаются потери давления в стволе скважины. Это позволяет увеличить отборы газа и конденсата из пласта при том же значении устьевого давления и продлить период устойчивой работы газовых скважин при наличии жидкости в газовом потоке.

Диспергатор целесообразно исполь- зовать при эксплуатации .газовых скважин, в продукции которых имеется жидкость.

584

Формула из- обретения

Устройство для создания однородного газожидкостного потока в скважине, содержащее колонну лифтовых труб и концентрично установленный в ней диспергатор, выполненный в ви- де двух диафрагм с кольцевой прокладкой между ними, каждая из которых имеет осевой канал воронкообразной формы, обращенной узкой частью с острыми кромками к газожидкостному потоку, отличающееся тем, что, с целью увеличения дебита газа и снижения потерь давления в колонне лифтовых труб за счет повьшения степени диспергирования жидкости в газе,верхняя диафрагма выполнена с равномерно расположенными по окружности зубцеобразными вырезами, причем поверхность диафрагмы между вырезами гофрирована и расположена под углом к направлению движения газожидкостного потока.

Редактор Н.Бобкова

Фиг. 2

Составитель В.Йорискина Техред М.Ходанич

Заказ 1941/27 Тираж 533Подписное

ВНИ1-ШИ 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

Корректор С.Черни

Изобретение касается добычи газа и нефти и может быть использовано для интенсификации выноса жидкое ти из газовых скважин. Цель изобретения - увеличение дебита газа и снижеч: ние потерь давления в колонне лифтовых труб за счет повышения степени диспергирования жидкости в газе. Для создания однородного газожидкостного потока ( ГЖП ) в колонне труб установлен диспергатор, вьшолненный в виде двух диафрагм ( Д ) 2 и 3 с коЛь- цевой прокладкой 4 между ними. Каждая из Д 2 и 3 имеет осевой канал воронкообразной формь, обращенный узкой частью с острыми кромками к ГЖП. Благодаря этому увеличивается тур- булентно.сть потока. Для увеличения длины сопрокос.новения Д 2 с ГЖП она выполнена с равномерно расположенными по окружности зубцеобразны- ми вырезами. Поверхность Д 2 между вырезами гофрирована и расположена под углом к направлению движения ГЖП. При движении ГЖП по трубе.он разделяется на отдельные компоненты. При попадании в диспергатор существенно возрастает скорость Г)Ш и происходит его турбулизация. 2 ил. с (Л Фиг.1