Комбинированный скважинный подъемник жидкости Советский патент 1980 года по МПК F04B47/02 

1

Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к эксплуатации сверхглубоких скважин компрессорным способом в комбинации со скважинным штанговым насосом.

Известен скважинный подъемник .жидкости, выполненный в виде комбинации: скважинный штанговый насос - эрлифт, содержаший два ряда концентрично расположенных лифтовых труб, скважинный штанговый насос, насосные штатнги ,и пакер 1.

Недостаток указанного пбдъемника жидкости состоит в том, что он имеет низкую производительность по причине неполного заполнения цилиндра штангового насОса жидкостью, так как газ, подаваемый в кольцевое пространство концентрично расположенных лифтовых труб, поступает в Hiacoc совместно с жидкостью, занимая часть объема его цилиндра

Известен комбинированный скважинньш подъемник жидкости, содержащий верхнюю ступень в виде штангового насоса и нижнюю подпорную газлифтную ступень со стороны всасывающего патрубка насоса, снабженный цилиндрической камерой, один

конец которой соединен с цилиндром насоса и насосными трубами, а другой - оборудован насадкой, суживающейся частью направленной внутрь цилиндрической камеры и связан с затрубным пространством 5 скважины 2.

Недостатками данного подъемника являются низкая производительность и относитёльно небольшая высота подъема жидкости, недостаточная для эксплуатации сверхглубоких скважин с низким динамическим уровнем жидкости.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности подъемника путем сепарирОВаНйя Газа из жидкости энергией восходящего потока газожидкостной смеси.J.

Это достигается: тем, что цилиндрическая камера снабжена перегородкой, в которой с возможностью вращения установлен вал с выполнённьГм в нем таврообразным каналом и закрепленными на его концах крыльчатками, и делящей камеру на два отсека, в нижнем из Кот0рШраспОл0ЖШ нижний конец вала с крыльчаткой, установленной в зоне насадки, а в верхнем - верхний конец вала с крыльчаткой, причем всасывающий патрубок насоса выполнен удлинненным и имеет канал, аналогичный каналу в валу. Изобретение схематично представлено на .чертеже. Описываемый комбинированный скважинный подъемник жидкости состоит из эксплуатационной колонны 1, внутри которой концентрично расположены первый 2 и второй 3 ряды насосных труб, при этом в последнем из них на насосных штангах4 подвещивается скважинный щтанговый насос 5, посаженный в замковую опору 6. С зам ковой опорой 6 соединена цилиндрическая камера 7, полость которой разделена горизонтальной перегородкой 8 на два отсека: нижний 9 и верхний 10 и, в которой предусмотрены отверстия 11 и 12, предназначенные соответственно для пропуска из нижнего отсека 9 камеры 7 в кольцевое пространство между трубами 2 и 3 газожидкостной смеси и поступления в верхний отсек 10 камеры 7 этой смеси с последующим выходом из нее отсепарированного газа. Оба отсека 9 и 10 сообщаются между собой через таврообразный канал 13, выполненный в вале 14, на концах которого жестко закреплены крыльчатки 15 и 16, предназначенные соответственно для вращения вала 14 и столба жидкости в верхнем отсеке .10 камеры 7. В нижнем отсеке 9 камеры 7 установлена насадка 17, служащая для создания области пониженного давления, а в верхнем отсеке 10 камеры 7 размещен всасывающий патрубок 8, имеющий канал, аналогичный каналу в вале 14 и соединенный с всасывающим клапаном 19 насоса 5. Подъемник работает следующим образом. В затрубное пространство, т. е. кольцевое пространство между эксплуатационной колонной 1 и первым рядом 2 насосных труб подается сжатый воздух или газ, который через бащмак первого ряда 2 поступает внутрь этих труб, смещивается с жидкостью, поступающей из пласта и поднимает ее вверх. Газированная жидкость поступает в нижний отсек 9 камеры 7, привЬдит во вращение крыльчатку 15, а вместе с ней и крыльчатку 16, жестко закрепленные на валу 14, установленном в перегородке 8. После этого газированная, жидкость попадаетВ насадку 17 и образует в ней полость пониженного давления, затем через отверстия 11 направляется в кольцевое пространство между первым 2 и вторь1м 3 рядами насосных труб и поднимается вверх. При движении насосных штанг 4 вверх, частично отсепарированная в кольцевом пространстве за счет расширения рабочего агента и поворота у отверстия 12 жидкость, попадает в верхний отсек 10 камеры. При движении насосных щтанг 4 вниз в камере 7 происхОдйт вСгТлНвание пузырьков газа. Основная часть этого таза под действием подъемной силы пузырьков перемещается вверх до замковой опоры 6 и через отверстия 12 покидает камеру 7. Другая часть газа, не успевшая выйти из верхней части верхнего отсека 10 камеры 7 в процессе всасывания жидкости насосом, увлекается в нижнюю часть верхнего отсека 10, т. е. внутрь камеры 7 исовместно с жидкостью под действием крыльчатки 16 приводится во вращение во время которого под действием центробежной силы более тяжелые частицы жидкости стремятся К стенкам камеры 7, а .менее тяжелые пузырьки газа стремятся к ее центру. Одновременно с этим через таврообразный канал 13, расположенный в вале 14, происходит всасывание отсепарированного газа из верхне:го отсека 10 камеры 7 в область пониженного давления, образованную в насадке 17, и смешивайте его с потоком газированной жидкости, поступающим из бащмака первого ряда насосных труб. Таким образом, жидкость без газа через всасывающий патрубок 18 со всасывающим клапаном 19 поступает в цилиндр насоса 5 и по второму ряду 3 насосных труб извлекается на устье скважины. Отсепарированный газ по кольцевому пространству поднимается к устью и попадает к потребителю. Такое выполнение подъемника позволит увеличить производительность подъемника за счет максимального заполнения жидкостью цилиндра насоса. Это достигается тем, что газ, поступающий в камеру подъемника и выделившийся в ней из жидкости, сепарируется и удаляется через отверстия в боковой поверхности камеры и таврообразный канал, выполненный в вале крыльчаток, в результате чего увеличивается коэффициент наполнения насоса, что увеличивает дебит скважины. . Формула изобретения Комбинированный скважинный подъемник жидкости, содержащий верхнюю ступень в виде штангового насоса и нижнюю подпорную газолифтную ступень со стороны всасывающего патрубка насоса, снабжен.ную цилиндрической камерой, рдил конец которой соединен с цилиндромнасоса и насосными трубами, а другой - оборудован насадкой, суживающейся частью направленной внутрь цилиндрической камеры и связан с затрубным пространством скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности подъемника путем сепарирования газа из жидкости энергией восходящего потока газожидкостной смеси, цилиндрическая камера снабжена перегородкой, в которой с возможностью вращения установлен вал с выполненным в нем таврообразным каналом и закрепленными на его концах крыльчатками, и делящей камеру на два отсека, в нижнем из которых расположен нижний-конец вала с крыльчаткой, установленной в зоне насадки, а в верхнем - верхний конец вала с крыльчаткой, причем всасывающий патрубок насоса выполнен удлиненным и имеет канал, аналогичный каналу в валу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Иоаким Г. Добыча нефти и газа М., «Недра, 1966. с. 326-327.

2.Патент США № 3773437, кл. 417-87, опублик. 1973.