Результат интеллектуальной деятельности: СКВАЖИННЫЙ СЕПАРАТОР

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, применяемому для защиты погружного насоса от выносимого из пласта песка.

На практике для этой цели широко применяются скважинные сепараторы, в основе работы которых лежит принцип разделения фаз в поле центробежных сил.

Известен скважинный сепаратор, содержащий корпус с входными отверстиями, узел предварительной сепарации газа в виде охватывающих корпус стаканов, обращенных друг к другу дном, узел гравитационной сепарации газа, узел сепарации механических примесей, каналы отвода очищенной жидкости и механических примесей и контейнер, при этом входные отверстия расположены у дна стаканов, открытых сверху, и у открытого торца стаканов, открытых снизу [Пат. на ПМ №72015 РФ, Е21В 43/34, 2008].

Наряду с этим, известен скважинный сепаратор, содержащий корпус с входными отверстиями, в верхней части которого концентрично установлен патрубок, содержащий полый шнек с двухзаходной профилированной спиралью ниже входных отверстий на расстоянии более наружного диаметра шнека, двухзаходный спиральный канал, сообщающий входные отверстия с внутренней полостью корпуса выше вихревой камеры, концентрично установленной в нижней части корпуса под патрубком с сепарирующим узлом, герметизирующий элемент, установленный на корпусе выше входных отверстий, и контейнер [Пат. на ПМ №124308 РФ, Е21В 43/38, 2013].

Кроме того, известно скважинное устройство, содержащее корпус с входными отверстиями, пружинный фильтр, размещенный между опорно-регулирующими элементами, трубу для прохода очищенной жидкости, один конец которой закреплен в переводнике, соединенном с корпусом, а второй конец окружен шнеком, нижний виток которого соединен с трубкой для отвода механических примесей, и контейнер [Пат. на ПМ №105355 РФ, Е21В 43/00, 2011].

Помимо того, известен скважинный сепаратор, включающий корпус из подключенных последовательно и размещенных одна над другой секций с общей ловильной камерой снизу, соединяющие секции переводники с продольными каналами и поперечными каналами, которые в нижнем переводнике сообщены с межтрубным пространством, а в промежуточных переводниках - с продольными каналами нижерасположенного переводника, трубки для нисходящего потока, сливные патрубки, жестко соединенные снизу с трубками и оснащенные сверху конусной поверхностью, сужающейся сверху вниз и соединенной с корпусом вышерасположенной секции [Пат. на ПМ №61788 РФ, Е21В 43/38, 2007].

И, наконец, известен скважинный сепаратор, имеющий наибольшее число общих признаков с заявляемым, который содержит цилиндрический металлический корпус с входными отверстиями, соединенный с переводником для крепления к колонне труб, внутри корпуса на внутренней резьбе переводника, охватывающего верхний торец корпуса, закреплена отводящая трубка, в кольцевом зазоре между корпусом и отводящей трубкой установлен шнек, спиральный канал которого сообщает входные отверстия корпуса с внутренней полостью сепаратора, под которой установлен контейнер [Пат. на ПМ №157711 Е21В 43/38, 2015].

Общим недостатком перечисленных скважинных сепараторов, в том числе принятого за прототип, является возможность абразивного износа металлического корпуса, особенно при больших дебитах пластовой жидкости. Кроме того, во многих скважинах металлический корпус подвергается коррозии, что в сочетании с абразивным износом может привести к разрушению корпуса и падению скважинного сепаратора на забой.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности скважинного сепаратора за счет устранения абразивного износа и коррозии корпуса.

Поставленная задача решается тем, что в скважинном сепараторе, содержащем цилиндрический корпус с входными отверстиями, верхний переводник с внутренней резьбой, навинченный на отводящую трубку с охватом верхнего торца корпуса, шнек, размещенный в кольцевом зазоре между корпусом и отводящей трубкой, и контейнер, согласно изобретению, корпус выполнен из стеклопластика с полиуретановым покрытием внутри и охвачен нижним переводником, который имеет резьбу для присоединения контейнера, периферийные отверстия для сообщения с контейнером и центральное отверстие под нижний резьбовой конец отводящей трубки, снабженной ниже шнека перфорациями и заглушенной снизу.

Изобретение поясняется фиг. со схематично изображенным скважинным сепаратором.

Скважинный сепаратор содержит цилиндрический стеклопластиковый корпус 1 с входными отверстиями 2 и размещенную концентрично в нем отводящую трубку 3 с верхним и нижним резьбовыми концами 4 и 5 (фиг.). Верхний резьбовой конец 4 ввернут во внутреннее резьбовое отверстие 6 верхнего переводника 7. Нижний резьбовой конец 5 вставлен в центральное отверстие 8 нижнего переводника 9 и зафиксирован посредством гайки 10. В некоторых вариантах исполнения в центральном отверстии 8 нарезана внутренняя резьба, и нижний резьбовой конец 5 отводящей трубки 3 ввертывается в нее. За счет резьбовых концов 4 и 5 на отводящей трубке 3 обеспечивается притягивание верхнего и нижнего переводников 7 и 9 к торцам стеклопластикового корпуса 1. На внутреннюю поверхность стеклопластикового корпуса 1 нанесено полиуретановое покрытие 11, обладающее высокой износостойкостью. В кольцевом зазоре между стеклопластиковым корпусом 1 и отводящей трубкой 3 размещен шнек 12, образующий спиралевидный канал 13. В отводящей трубке 3 ниже шнека 12 выполнены перфорации 14, а снизу установлена заглушка 15. Нижний переводник 9 имеет наружную резьбу 16 для присоединения контейнера 17 и отверстия 18 для сброса в контейнер отсепарированных частиц.

Скважинный сепаратор работает следующим образом.

При включении погружного насоса пластовая жидкость с частицами песка поступает из межтрубного пространства через входные отверстия 2 в стеклопластиковый корпус 1. Далее по спиралевидному каналу 13 жидкость движется вниз вдоль шнека 12 и приобретает вращательное движение. Действующие при вращательном движении центробежные силы и силы гравитации смещают частицы песка в наружную часть потока и прижимают их к стеклопластиковому корпусу 1 и шнеку 12. Во время движения частицы песка трутся о полиуретановое покрытие 11 на внутренней поверхности стеклопластикового корпуса 1, которое благодаря своим свойствам способно противостоять абразивному износу и предохраняет от износа сам корпус. Кроме того, корпус из стеклопластика не подвержен коррозии, что также поднимает эксплуатационную надежность скважинного сепаратора. После прохождения спиралевидного канала 13 очищенная жидкость втекает через отверстия 14 в отводящую трубку 3 и течет по ней вверх к погружному насосу, а частицы песка опускаются на нижний переводник 9 и через отверстия 18 падают в контейнер 17.