Скважинный сепаратор Советский патент 1993 года по МПК E21B43/38 

Изобретение относится к насосной добыче нефти из скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности отделения от нефти воды, газа и механических частиц.

Поставленная цель достигается тем, что скважинный сепаратор, включающий корпус соединенный с муфтой, имеющей жид- костный и газоотводный каналы и размещенным в корпусе шнеком, ось кото: рого выполнена полой, снабжена перфорационными отверстиями и сообщена с газоотводным каналом в муфте, оборудованным обратным клапаном, содержит установленный на муфте и корпусе сепаратора герметичный кожух с перепускным обратным клапаном в нижней его части/полость ; кожуха сообщена с газоотводным каналом:-; муфты, внутри муфты выполнена полость разделенная кольцевой перегородкой, образующей в муфте две кольцевые камеры, из которых внутренняя кольцевая камера сообщена с жидкостным каналом муфты, а периферийная кольцевая камера сообщена. с полостью кожуха посредством перфорации; онных отверстий в стенке муфты, причём.: они закрыты трубчатым чехлом из эластиЧ- ного материала, один конец которого ect- ко закреплен на поверхности муфты, а другой свободно обхватывает ее.

Существенными отличиями заявляемо-1 го скважинного сепаратора является то. что

00

I

ю

на корпусе сепаратора и муфте установлен герметичный кожух с перепускным обратным клапаном в нижней части, полость кожуха сообщена с газоотводным каналом муфты, внутри муфты выполнена полость, разделенная кольцевой перегородкой, образующей в муфте две кольцевые камеры, из которых внутренняя кольцевая камера сообщена с жидкостным каналом муфты, а периферийная кольцевая камера сообщена с полостью кожуха посредством перфорационных отверстий в стенке муфты, причем они закрыты трубчатым чехлом из эластичного материала, один конец которого жестко закреплен на поверхности муфты, а другой свободно обхватывает ее.

Техническая сущность и принцип действия заявляемого скважинного сепаратора поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез устройства.

Скважинный сепаратор крепится к штанговому насосу посредством труб (на чертеже не показано) и включает корпус 1 с размещенным в нем шнеком 2, ось которого выполнена полой и снабжена перфорационными отверстиями 3. Корпус 1 связан с муфтой 4, снабженной жидкостным каналом 5 и газоотводным каналом 6 с обратным клапаном 7. На корпусе 1 и муфте 4 установлен герметичный кожух 8, оборудованный в нижней части перепускным обратным клапаном 9. Внутри муфты 4 имеется полость, разделенная кольцевой перегородкой 10, . образующей в полости муфты 4.две кольцевые камеры 11 и 12. Внутренняя кольцевая камера 11 сообщена с жидкостным каналом: 5 в муфте 4, а периферийная кольцевая камера 12 сообщена с полостью кожуха 8 посредством перфорационных отверстий 13 в стенке муфты 4, причем отверстия 13 закрыты трубчатым чехлом 14 из эластичного материала (например, резины), один конец которого жестко закреплен на поверхности муфта, а другой свободно обхватывает ее. Работает скважинный сепаратор следующим образом. . .

В процессе всасывания штангового насоса газожидкостная смесь (смесь воды, нефти, газа, а также механических частиц породы), поступает в полость корпуса 1 устройства. При этом газожидкостная смесь, проходя по виткам шнека 2, приобретает вращательное движение. Под действием центробежной силы, жидкостью частицы песка будут отбрасываться к стенкам корпуса 1, а газ из смеси, как наименее плотный, будет располагаться вблизи полой оси шнека 2 и через перфорационные отверстия 3 будет поступать в полую ось и далее через клапан 7 в газоотводный канал 6 муфты 4 в

полость кожуха 8. Под действием центробежной силы происходит также и разделение жидкости на фракции. Вода и частицы песка будут находиться возле самой стенки

корпусаЛ1, а нефть будет занимать промежуточное положение в витках шнека 2. Двигаясь поступательно фракции, жидкости поступают в полость в муфте 4, которая раз- делена кольцевой перегородкой 10. образующей в полости муфты 4 две кольцевые камеры 11 и 12. При этом нефть поступает во внутреннюю кольцевую камеру 11 и через жидкостный канал 6 на прием насоса. Вода и частицы породы, находящиеся у са5 мой стенки корпуса 1, поступают в периферийную кольцевую камеру 12, где скорость движения резко снижается. Кольцевая камера 12 сообщена с полостью кожуха 8 посредством перфорационных отверстий 13 в

0 стенке муфты 4, которая закрыта трубчатым чехлом 14 из эластичного материала. Вследствие резкого торможения потока е кольцевой камере 12 происходит повышение давления, под действием которого свобод

5 ный край трубчатого чехла 14 отжимается от поверхности муфты 4. При этом вода и частицы породы через перфорационные отверстия 13 сбрасываются в полость кожуха. 8. При определенном давлении в полости ко0 жуха 8 открывается нижний перепускной обратный клапан 9 и часть обьема воды и механических примесей, находящихся в полости кожуха 8, вытесняется в ствол скважины. В дальнейшем при работе насоса в

5 кожухе 8 поддерживается определенный уровень воды, постепенно понижающийся до полного вытеснения его и части газа в ствол скважины, а затем снова уровень воды и мехпримесей будет подниматься до опре0 деленной величины. Таким образом, в полости кожуха 8 происходит циклическое накопление газа, воды и мехпримесей, и дальнейшее их вытеснение в ствол скважины. Вследствие этого на прием насоса по5 ступает дегазированная и обезвоженная нефть, очищенная от механических примесей. Это позволяет увеличить коэффициент заполнения насоса, а следовательно, и его производительность, уменьшить износ де0 талей насоса и увеличить его межремонтный период, а также исключить образование водонефтяной эмульсии в на- сосно-компрессорных трубах в процессе подьема жидкости на поверхность. Все это

5 вместе взятое позволяет .увеличить продуктивность скважины и снизить затраты на эксплуатацию оборудования и подготовку товарной нефти.

Оценка технико-экономической эффективности изобретения.

При расчете экономической эффективности заявляемого устройства, в качестве базы сравнения выбираем серийно выпускаемый газопесрчный якорь ЯГП2-114, Известный якорь обладает недостаточными сепарацйрнными качествами, при удалении из откачиваемой жидкости газа. Кроме того, газопесочный якорь позволяет удалить из жидкости только крупные фракции песка, но мелкие фракции поступают в скважинный насос, что сопровождается усиленным износом УЗЛОВ насоса и сокращением его меж- ремонт,ного периода. Заявляемый скважинный сепаратор позволяет эффективно удалять из откачиваемой нефти газ, воду и механические примеси, что позволяет увеличить производительность насоса и его межремонтный период. Скважинный сепаратор позволяет увеличить межремонтный период работы погружного насоса с 2 до 3 месяцев.

Формула изобретения Скважинный сепаратор, включающий цилиндрический корпус, соединенный с

муфтой с газоотводным каналом с обратным клапаном и жидкостным каналом и размещенным в корпусе шнеком с полым валом, выполненным с перфорационными

отверстиями, полость которого связана с газоотводным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки нефти от воды, газа и механических частиц, он снабжен установленным

0 концентрично корпусу герметичным кожухом с перепускным .обратным клапаном в нижней части, полость которого сообщена с газоотводным каналом муфты, при этом последняя выполнена с боковыми от-верстия5 ми, перекрытыми чехлом из эластичного материала по наружной поверхности, один конец которого жестко закреплен на поверхности муфты, а другой - свободно обхватывает ее, и имеет кольцевую перегородку.

0 делящую полость муфты на две камеры, одна из которых связана с жидкостным каналом, а другая через.боковые отверстия - с полостью герметичного кожуха.

Использование: в насосной добыче нефти из скважины для повышения эффективности отделения от нефти воды, газа и механических частиц. Сущность изобретения: корпус сепаратора соединен с муфтой, имеющей жидкостный и газоотводный каналы с обратным клапаном и размещенный в. корпусе шнек с полым валом, выполненным с перфорационными отверстиями, и полость которого сообщена с газоотводным каналом в муфте. Концентрично корпусу сепаратора установлен герметичный кожух с перепускным обратным клапаном в. нижней его части. Полость кожуха сообщена с газоотводным каналом муфты. Муфта имеет кольцевую перегородку, делящую полость ее на две кольцевые камеры, из которых одна сообщена с жидкостным каналом муфты, а другая - с полостью кожуха через перфорационные отверстия, выполненные в . стенке муфты. Отверстия Закрыты трубча- тым чехлом из эластичного материала, один конец которого жестко закреплен на поверхности муфты, а другой свободно обхватывает ее. Сепаратор позволяет отделять нефть от газа, воды и механических частиц и увеличить коэффициент заполнения насоч ica и его производительность, снизить износ деталей насоса и увеличить его межремонтный период. 1 ил..