Скважинный газосепаратор Советский патент 1991 года по МПК E21B43/38 

I

(21)4675670/03

(22)14.04.89

(46) 30.04.91. Бюл. Р 16

(71)Казахский государственный науч но-исследовательский и проектный ин стнтут нефтяной промышленности

(72)В.Ф.Троицкий, В.КЛ Азрапинский, В.В.Уланов и Б.X.Акопов

(53) 622,276.53 (088.8)

(5)6) Авторское свидетельство СССР

№ 937080, кл. Е 21 В 43/34, 1931.

(54) СКВАЛИННЫЙ ГАЗОСЕПАРАТОР (57) Изобретение относится к добыче нефти и предназначено для откачки газожидкостной смеси. Цель - повышение сепарационной способности. Газосепаратор содержит корпус в виде гидравлически связанных между собой по крайней мере двух секций 1. В нижней секции 2 размещен завихритель 3 потока, имеющий лопасть. Над завихрителем 3 установлено средство для отвода газа

11

(л

ю

О5 Јъ СП Јь

-sj

00

в виде газоотводной трубы 5 и клапана 6. В каждой последующей секции 1, рас- цоложенной над нижней секцией 2, установлен дополнительный завихритель 7 потека. Последний имеет лопатки и средство 8 для отвода газе. В газосепараторе ускорение,вращения потока достигается уменьшением диаИзобретение относится к добыче нефти скважинными насосами и предназначено для откачки газожидкостной смеси .

Цель изобретения - повышение сепа- ,1ационной способности.

На фиг „ 1 схематично представлен :пзосепаратор, в котором угол наклона : .паток в каждом завихрителе уменьша- -тся от нижней к верхней секциям; на ,2 - сечение А-А на фиг . 1 ; на фпг03 - газосепаратор, в котором диаметр каждой секции корпуса выполнен уменьшающимся от нижней к верхней секциям, а лопатки в каждом завихрителе имеют одинаковый угол наклона; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.З.

Скважинный газосепаратор содержит корпус в виде гидравлически связанных между собой по крайней мере двух секций 1, размещенный в нижней секции 2 завихритель 3 потока, имеющий лопатки 4, установленное над завихрителем 3 потока средство для отбора газа в виде газоотводной трубы 5 и клапана 6, последовательно размещенные в каждой последующей секции 1, расположенной над нижней секцией 2, дополнительный завихритель 7 потока, имеющий лопатки, и средство 8 для отвода газа. Угол наклона лопаток 4, 9 и 10 в каждом завихрителе 3 и 7 потока выполнен уменьшающимся от нижней к верхней секций 2 и 1 корпуса в пределах от 60 до 30° относительно горизонтальной плоскости корпуса (фиг.1 и 3). Кроме того, газосепаратор (фиг.1 и 3) имеет газосборную воронку 11, расположенную под з вихрителями 3 и 7 потока на наружной поверхности нижней секции 2. Согласно газосепаратору, изображенному на фиг.3-5, диаметр каждой секции 2 и 1 снабжен уменьшающимся от нижней к верхней секциям, а лопатки 4. 9 и

метра вышерасположенных секций 1, а следовательно, и эавихрителей 7 потока. В этом варианте нет необходимости изменять угол наклона лопаток завих- рителей 3 и 7 в вышерасположенных секциях. В то же время для некоторых условии эксплуатации такой вариант возможен. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

I

0

5

0

5

0

5

0

5

12 в каждом из завихрителей 3 и 7 потока имеют одинаковый угол наклона, например, 45е относительно горизонтальной плоскости корпуса. Газосепаратор устанавливают в обсадной колонне 13 и опускают в нее на насосных трубах 14.

Скважинный газосепаратор работает следующим образом.

Газосборная воронка 11 перекрывает сечение обсадной колонны 13, чтобы вся газожидкостная смесь прошла через скважинный газосепаратор. Это необходимо для того, чтобы использовать энергию всплывающего газа для приведения во вращение газожидкостной смеси при прохождении ее через завихритель 3, установленный неподвижно в камере 2. Угол наклона лопаток в за- вихрителе 3 составляет 60° (фиг.1 и 2). Это сделано для того, чтобы при прохождении большого объема газа с жидкостью через завихритель 3 гидравлические сопротивления были бы минимальными при скорости смеси, соответствующей условиям гаэоотделения . При вращении потока над завихрителем 3, основная масса газа образует газовый шнур вдоль оси, который попадая в средство для отвода газа образует газовую подушку и как только высота этой подушки достигнет определенного уровня, клапан 6 открывается и газ выйдет в затрубное пространство.

(идкость, оттесненная центробежной силой к стенкам секции 2, вместе с частью газа, не попавшего в средство для отвода газа, поступит в вышерасположенную секцию 1, в которой угол наклона лопаток 9 в эавихрителе 7 потока будет меньше 60°.

Проходя через завихритель 7 потока с меньшим углом наклона лопаток, газожидкостная смесь получит большую скорость вращения. Это даст возможность

уловить средством для отвода газа еще некоторую часть газа и удалить его в эатрубное пространство и так далее. В верхней секции 1 угол наклона лопаток 10 в эавихрителе 7 потока составляет 30°. По экспериментальным данным такой угол наклона обеспечивает быстрое вращение всасываемой насосом жидкости с остатками газа при до- путимых гидравлических сопротивлениях в завихрителе. Таким многократным газоотделением можно отсепарировать практически весь свободный газ, со- (ийся в газожидкостной смеси, поступающей в газоотводную воронку 11 .

Б скважинном газосепараторе (фиг.3-5) ускорение вращения потока достигается уменьшением диаметра вы- шерасположенньгх секций 1, а 1леп,ова- тельно, и завихрителей 7 потока. В этом варианте нет необходимости изменять угол наклона лопаток 4, 9 и 12 завихрителей 3 н 7 потока, в ьышерас- положенных секциях, хотя для некоторых условий эксплуатации такой вариант возможен.

Формула иэобрет ния

секции эавихритель потока, имеющий лопатки, установленное над завихрите- лем потока средство для отвода газа в виде газоотводной трубы и клапана, отличающийся тем, что, с целью повышения сепарационной способности, он снабжен последовательно размещенными в каждой последующей Q секции, расположенной над нижней секцией, дополнительным завихрителем потока, имеющим лопатки, и средством для отвода газа.

к верхней секциям корпуса в пределах 60-30° относительно горизонтальной плоскости корпуса.

5 а лопатки в каждом из завихрителей потока имеют одинаковый угол наклона относительно горизонтальной плоскости корпуса.

30

жен газосборной воронкой, расположенной под завихрителями потока на наружной поверхности нижней секции корпуса .

Фиг. 2