Скважинный сепаратор Советский патент 1982 года по МПК E21B43/00 

(5) СКВАЖИННЫЙ СЕПАРАТОР

Изобретение относится к скважинным сепараторам при добыче газированной нефти из глубоких сква жин, Известны специальнве приспособле ния,устанавливаемые на приеме элект роцентробежного насоса, имеющие це.лью предварительную сепарацию нефти от свободного паза и песка, наличие которых в жидкости способствует уменьшению производительности насоса и иногда срыву эксплуатации. К ним относятся различной конструкции газ вые якоря, состоящие в простейшей своей конструкции из двух концентрически расположенных труб, одна из которых непосредственно связана с пр емом насоса, а другая - большего диа метра связана с корпусом насоса. Нефть с газом поступает в якорь через отверстия в верхней части наружной трубы и поворачивает вниз. Во время нисходящего движения пузырьки газа частично всплывают вверх и . уходят в скважину через верхние отверстия, нефть же по внутренней трубе поступает на прием насоса. Эффективность сепарации газа от нефти в газовом якоре зависит от соотношения скоростей всплывания пузырьков газа в жидкости и общей скорости движения смеси в кожухе якоря 1. Недостатком устройства является то, что диаметр корпуса якоря ограничивается диаметром обсадных труб, поэтому скорости движения жидкости в якоре не всегда удовлетворяют условиям полной сепарации нефти от газе. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является газосепаратор, включающий корпус с размещенным в нем валом, узлом для отделения газа от пластового флюида и канал для отвода газа t2. Сепаратор работает на принципе разделения жидкости и газа под дей3.9815 ствием центробежных сил. Кроме указанных узлов сепаратор имеет завихритель, колокол с системой боковых и радиальных каналов для улав.ливания отсепарированного свободного газа и отвода его в скважину. Цель изобретения - улучшение сепарационной способности устройства. Поставленная цель достигается тем, что скважинный сепаратор, включающий корпус с размещенным в нем валом, узлом для отделения газа от пластового флюида,и канал для отвода газа, снабжен тарелками с отверстием для прог хода пластового флюида, которые расположены одна над другой на расстоянии среднего диаметра частиц твердой фазы, а корпус имеет каналы для отвода воды и мехпримесей. На чертеже изображен скважинный сепаратор,продольный разрез. I Устройство .состоит из вала . 1, шнека 2, барабана 3, сальников -6, колокола 7, пакета 8 тарелок, расположенных друг над другом на расстоянии соепнего диаметра частиц твердой фазы, отверстий 9 в тарелках, канала для воды и мехпримесей 10, отверстия 11 для выхода газа, детали 12 сегментообразной формы по поперечному сечению, образующей канал для выхода газа, такой же дета ли 13 для сброса воды и мехпримесей, ниж ней перекрестной муфты 1, газовых труб 15, насосно-компрессорных труб 16, устьевой крестовины 17, бокового отвода 18, сальника 19 , верхней муфты 20, вмонтированного в нее горизон тального патрубка 21, жестко связанного с газовыми тоубами 22 нижних насосно-компоессорных труб 23, верхних насосно-компрессорных труб 2k, входного окна 25, приемной камеры 26, канала 27 для газа, обсадной колонны 28 и 29, фильтра 30. Все дег тали сепаратора размещены в корпусе 31.. В скважинном сепараторе предусмот рено два варианта работы. При первом варианте, межтрубное пространство эксплуатационной колонны и насосных труб не может быть ис пользовано в качестве обводного каг нала (периодический выброс жидкой фа зы или пропуск в резьбовых соединениях эксплуатационной колонны). В этом случае от нижней перекрестной муфты до устья идут газовые трубы. концентрически вставленные в насосно- компрессорные. Головка газовых труб на устье связана с боковым отводом в крестовине, через который поступает на дневную поверхность. При втором варианте в насоснокомпрессорных трубах на глубине выше динамического уровня смонтирована верхняя перекрестная муфта, которая связана с нижней перекрестной муфтой газовы1ми трубами. От нижней перекрестной муфты газ поступает по газовым трубам до верхней перекрестной муфты, из которой выходит в межтрубное пространство и идет на дневную поверхность. По первому варианту смесь под давлением динамического столба жидкости над приемом насоса по входному окну 25 поступает в приемную камеру 26, где вращающимся вместе с валом шнеком 2, подается ао вращающийся барабан 3. Под действием центробежной силы, в зависимости от плотности жидкостей, мехпримеси и газа разделяется на фазы. Газ, имеющий малую плотность по сравнению с нефтью, водой и мехпримесью, движется под колокол 7, где через боковое отверстие 11 по каналу 27 в детали 12 поступает к перекрестной муфте 14, откуда идет в газовые трубы 15, .концентрически вставленные в насоено-компрессорные трубы 1б. На устье с помощью крестовины 17, бокового патрубка 18 и сальника 19 газ выходит на дневную поверхность в сборные коммуникации. Нефть движется через отверстия 9 в пакете тарелок к приему центробежного насоса, который подает ее по межтрубному пространству труб 15 и 16 на дневную поверхность. Вода с мехпримесью отбрасывается к стенке барабана и через окно 10 по каналу 13 поступает в очистительный фильтр, где проходя через металлическую сетку очищается от мехпримеси и через отверстия в корпусе фильтра выходит в межтрубное прост- ; ранство и поступает снова на прием насоса. По второму варианту, когда сво.бодно межтрубное пространство и герметична эксплуатационная колонна, газ от нижней перекрестной муфты И по газовым трубам 22 движется вверх до верхней перекрестной муфты 20, где по горизонтальному каналу в патрубке 21 переходит в межтрубное пространство эксплуатационной колон ны 29 и насосно-компрессорных труб 2. По этому обводному каналу газ поступает на дневную поверхность, где по коммуникациям.движется, до сборного пункта. Предлагаемый скважинный сепаратор улучшает качество сепарации , и , как следствие, увеличивает производительность электроцентробежных насосов по добыче газированной нефти . Формула изобретения Скважинный cenapdTOp, включающий корпус с размещенным в нем валом. 9 узлом для отделения газа от пластового флюида и канал для отвода газа, отличающийся тем, что, с целью улучшения сепарационной способности, он снабжен тарелками с отверстием для прохода пластового флюида, которые расположены одна над Другой на расстоянии среднего диаметра частиц твердой фазы, а корпус имеет каналы для отвода воды и мехпримесей . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Муравьев И. М., Крылов А. П. Эксплуатация нефтяных месторождений, М-Л, Гостоптехиздат, , с. 608. 2.Богданов А. А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти. М., Недра,, 1968, с. 80 (прототип).