×
20.04.2023
223.018.4c39

Результат интеллектуальной деятельности: СДВОЕННЫЙ ГАЗОСЕПАРАТОР (варианты)

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Группа изобретений относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к газосепараторам, и может быть использована для добычи нефти, осложненной высоким газовым фактором. Сдвоенный газосепаратор содержит нижний и верхний центробежные газосепараторы с выкидными отверстиями для удаления газа в затрубное пространство и входной модуль. Верхний газосепаратор выполнен с меньшим диаметром, чем нижний газосепаратор. Выкидные отверстия газосепараторов развернуты на 180 градусов относительно друг друга. Каждое выкидное отверстие снабжено отводом, ориентированным вдоль газосепаратора и выполняющим роль байпаса. В другом варианте выкидные отверстия нижнего и верхнего газосепараторов расположены внутри соосно установленного кожуха и отделены друг от друга продольными перегородками. Кожух снизу ограничен глухой поперечной перегородкой. Технический результат - обеспечение эффективной, надежной работы газосепаратора при добыче скважинной жидкости с высоким содержанием газа. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к газосепараторам, и может быть использована для добычи нефти, осложненной высоким газовым фактором.

Известно, что при добыче нефти с высоким газовым фактором используют газосепараторы, которые размещают перед входом в электроцентробежный насос над электродвигателем [RU 2232301, RU2504691, RU 159811 U1].

Известные газосепараторы производят отделение газа от жидкости с последующим выводом его в затрубное пространство и подачей жидкости на прием насоса.

Недостатком известных газосепараторов является ограниченные возможности из-за неспособности работать с высоким газосодержанием на приеме.

Известен секционный дифференциальный газосепаратор с боковыми обводными каналами [RU 172117, Е21В 43/38, опубл. 29.06.2017], включающий корпус, вал, установленные одна над другой нижнюю, среднюю и верхнюю секции, каждая из которых содержит вихревую ступень, пропеллерное колесо, завихритель, колокол, стакан, ступени рабочих колес и имеет приемные каналы, причем нижняя и средняя секции соединены между собой обводным каналом с выкидными отверстиями для дегазированной водонефтяной смеси, при этом газосепаратор дополнительно снабжен дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами, имеющим также в каждой секции отверстия в корпусе для обводного канала отделившегося свободного газа.

Недостатком данного газосепаратора является излишняя сложность конструкции. Кроме того, под воздействием перепада давления между выкидными отверстиями обводного канала и входным отверстием средней секции - возникает переток отсепарированного газа, который из выкидного отверстия вновь попадает внутрь газосепаратора, что снижает его эффективность.

Наиболее близким к заявляемому является сдвоенный газосепаратор центробежного насоса, состоящий из нижнего и верхнего центробежных газосепараторов, каждый из которых снабжен входным модулем для подачи водонефтегазовой смеси из затрубного пространства скважины и выкидным отверстием для удаления газа в затрубное пространство [RU 67627, Е04В 43/00, опубл. 27.10.2007]. Для исключения отложения механических примесей, неорганических солей, асфальто-смолистых и парафиновых отложений на рабочих органах газосепараторов и насоса центробежные газосепараторы обеспечены акустическими преобразователями, состоящими из статоров и роторов. При работе насосной установки скважинная жидкость поднимается по колонне НКТ.

Недостатком данного газосепаратора является то, что под воздействием перепада давления между выкидными отверстиями и входным модулем возникает переток отсепарированного газа. За счет более высокого давления на верхнем газосепараторе часть отсепарированного газа из верхнего выкидного отверстия попадает через входной модуль и выкидное отверстие в нижний газосепаратор. Переток понижает эффективности сдвоенных газосепараторов, вследствие чего коэффициент сепарации мало отличается от использования единичного сепаратора.

Задачей настоящей группы изобретений является разработка эффективного сдвоенного газосепаратора для добычи скважинной жидкости с высоким содержанием газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в сдвоенном газосепараторе, состоящим из верхнего и нижнего центробежных газосепараторов с выкидными отверстиями для удаления газа в затрубное пространство и входного модуля, согласно изобретению, верхний газосепаратор выполнен с меньшим диаметром, чем нижний газосепаратор, выкидные отверстия газосепараторов развернуты на 180 градусов относительно друг друга, при этом каждое выкидное отверстие снабжено отводом, ориентированным вдоль газосепараторов и выполняющим роль байпаса.

Кроме того, отводы закреплены на газосепараторах с помощью хомутов и сформированы из металлического основания и П-образной направляющей, выполненной из упругого материала с прямоугольным сечением, с образованием прямоугольного поперечного сечения, заглушенного снизу.

Использование верхнего газосепаратора с меньшим диаметром, по сравнению с нижним газосепаратором, обусловлено тем, что при работе нижнего газосепаратора часть потока скважинной жидкости сбрасывается вместе с отсепарированным газом в межтрубное пространство, и на вход верхнего газосепаратора поступает меньший объем смеси, с меньшим содержанием растворенного в скважинной жидкости газа.

Применение отводов, закрепленных на корпусах газосепараторов и играющих роль байпасов, по которым отсепарированный газ поднимается вверх и выводится в межтрубное пространство, исключает переток отсепарированного газа. Наличие упругих П-образных направляющих, формирующих отводы с внешней стороны, исключает «застревание» сдвоенного газосепаратора при спуске в искривленную скважину.

В другом варианте исполнения сдвоенный газосепаратор, состоящий из верхнего и нижнего центробежных газосепараторов с выкидными отверстиями, развернутыми на 180 градусов относительно друг друга, верхний газосепаратор выполнен с меньшим диаметром, чем нижний газосепаратор, выкидные отверстия нижнего и верхнего газосепараторов расположены внутри соосно установленного кожуха, при этом кожух снизу ограничен глухой поперечной перегородкой, а внутри кожуха установлены продольные перегородки, отделяющие выкидные отверстия нижнего и верхнего газосепараторов друг от друга.

Кожух служит для разделения и отвода отсепарированного газа в затрубное пространство. При этом предпочтительна установка двух диаметрально расположенных перегородок.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен заявляемый сдвоенный газосепаратор с отводами; на фиг.2 - поперечное сечение А-А, фиг.1; на фиг.3 - сдвоенный газосепаратор по второму варианту с кожухом; на фиг.4 - сдвоенный газосепаратор с кожухом, поперечный разрез А-А, фиг.3; на фиг.5 - распределение давления скважинной жидкости в различных сечениях сдвоенного газосепаратора.

Сдвоенный газосепаратор содержит нижний газосепаратор 1 с выкидным отверстием 4, верхний газосепаратор 2 с выкидным отверстием 5 и входной модуль 3, установленный на нижнем газосепараторе 1 (фиг.1, 3).

Верхний и нижний газосепараторы расположены таким образом, что выкидное отверстие 4 нижнего газосепаратора 1 развернуто на 180 градусов относительно выкидного отверстия 5 верхнего газосепаратора 2, при этом каждое из выкидных отверстий расположено внутри объема, образованного соответствующим отводом 9, который, формируя направленный поток, исключает переток отсепарированного газа.

Для повышения КПД насосной установки верхний газосепаратор 2 подбирают меньшего диаметра, чем нижний газосепаратор 1.

Верхний газосепаратор 2 присоединен к входу погружного насоса 6, на корпусах газосепараторов с помощью хомутов 8 закреплены отводы 9, которые ориентированы вдоль газосепаратора и играют роль байпасов для отвода отсепарированного газа в межтрубное пространство (фиг.1).

Отводы 9 (фиг.2) состоят из металлического основания 10, придающего жесткость конструкции, которое расположено со стороны корпусов газосепараторов 1, 2, и трех упругих наружных стенок 11, образованных П-образной направляющей, закрепленной на основании 10. П-образная направляющая выполнена из упругого материала, например, маслобензостойкой резины. Снизу каждого отвода 9 установлена поперечная стенка, с помощью которой исключается переток отсепарированного газа вниз на входной модуль 3. Сверху отводы 9, имеющие прямоугольное поперечное сечение, открыты для выхода отсепарированного газа в межтрубное пространство.

Внутри корпусов центробежных газосепараторов 1 и 2 последовательно расположены геликоидальные шнеки 12 с переменным шагом и вихревые камеры 13 с разделителями 14 (фиг.3).

Установка работает следующим образом.

После спуска сдвоенного газосепаратора в колонну 7, входной модуль 3 оказывается расположенным в объеме скважинной жидкости.

При включении электродвигателя, скважинная жидкость проходит через входной модуль 3 и попадает в нижний центробежный газосепаратор 1, где закручивается геликоидальным шнеком 12 с переменным шагом. В поле центробежных сил происходит первичная сепарация газа, продолжающаяся в вихревой камере 13 с переносом жидкой фазы к периферии и вытеснением газовой фазы к центру. Из вихревой камеры 13 с помощью разделителя 14 отсепарированный газ из центра нижнего газосепаратора 1 выводится через выкидные отверстия 4, а частично отсепарированная скважинная жидкость, направляется в верхний газосепаратор 2 на дополнительную сепарацию. По завершению вторичной сепарации отделенный газ удаляется через выкидные отверстия 5 верхнего газосепаратора 2. Удаленный из отверстий 4 и 5 газ проходит через отводы 9, расположенные по разные стороны газосепараторов 1 и 2, и попадает в межтрубное пространство, а нефтесодержащая жидкость поступает в насос 6, пройдя который, поднимается на поверхность.

Таким образом, использование сдвоенного газосепаратора, установленного совместно с П-образными направляющими, повышает надежность работы электроцентробежного насоса благодаря двойной сепарации растворенного в скважинной жидкости газа.

Во втором варианте исполнения сдвоенный газосепаратор снабжен внешним кожухом (фиг.3). Кожух выполнен в виде цилиндрического наружного корпуса 15, расположенного концентрично оси газосепаратора, снизу корпуса 15 установлена глухая поперечная перегородка 16, перекрывающая кольцевое пространство. Внешний кожух устанавливается на корпус газосепаратора, таким образом, чтобы его поперечная перегородка 16 была ниже выкидного отверстия 4 нижнего газосепаратора 1, а верхний торец корпуса 15 был расположен выше выкидного отверстия 5 верхнего газосепаратора 2. По всей длине кожуха между внутренней стенкой корпуса 15 и сдвоенным газосепаратором диаметрально размещены две продольные перегородки 17 (фиг.4), отделяющие выкидные отверстия 4 и 5 друг от друга. Поперечная перегородка 16 и продольные перегородки 17 разделяют кольцевое пространство между корпусом 15 и газосепараторами на два половинчатых изолированных снизу объема, предназначенных для отвода отсепарированного газа в межтрубное пространство и исключающих переток отсепарированного газа во входной модуль 3 и между выкидными отверстиями 4 и 5 верхнего и нижнего газосепараторов 1 и 2.

Длина отводов 9 в первом варианте и длина наружного корпуса 15 во втором варианте подбирается из условия, отсутствия перетока газа на входной модуль 3 сдвоенных газосепараторов. Распределение давления скважинной жидкости в различных сечениях сдвоенных газосепараторов на примере варианта с кожухом показано на фиг.5. Расстояние h3 от входного модуля 3 до верхнего конца отвода 9, или до конца наружного корпуса 15 находим по формуле

h3 ≥ (ΔP2/ςg + (ΔΡ1 + ΔP2)/ ςg ≈ 3 м,

где ΔΡ2 - разница давлений на выкидных отверстиях 4 и 5 верхнего 2 и нижнего 1 газосепараторов, в Па;

ΔР1 - разница давлений между выкидным отверстием 4 нижнего газосепаратора 1 и входным модулем 3,

ς кг/м3 - плотность скважной жидкости,

g м/с2 - ускорение свободного падения.

Установка работает следующим образом.

После спуска сдвоенного газосепаратора в скважину, входной модуль 3 оказывается расположенным в объеме скважинной жидкости. При включении электродвигателя скважинная жидкость проходит через входной модуль 3 в нижний центробежный газосепаратор 1, где закручивается геликоидальным шнеком 12 с переменным шагом. В поле центробежных сил происходит первичная сепарация газа, продолжающаяся в вихревой камере 13 с переносом жидкой фазы к периферии и вытеснением газовой фазы к центру. Из вихревой камеры 13 с помощью разделителя 14 отсепарированный газ из центра выводится через выкидные отверстия 4 нижнего газосепаратора в один половинчатый изолированный объем, а частично отсепарированная скважинная жидкость, направляется в верхний газосепаратор 2 на дополнительную сепарацию. По завершению вторичной сепарации отделенный газ через выкидные отверстия 5 верхнего газосепаратора 2 попадает во второй половинчатый изолированный объем, образованный наружным корпусом 15, нижней поперечной перегородкой 16 и боковыми продольными перегородками 17, откуда через открытый верх наружного корпуса 15, попадает в межтрубное пространство, а освобожденная от газа нефтесодержащая жидкость поступает в насос 6, пройдя который, поднимается на поверхность.

Таким образом, использование сдвоенного газосепаратора с внешним кожухом заявленной конструкции повышает надежность работы электроцентробежного насоса благодаря двойной сепарации растворенного в скважинной жидкости газа. Отсепарированный газ можно добывать через межтрубное пространство.

Размеры сдвоенного газосепаратора, установленного внизу погружной насосной установки, по любому из вариантов могут быть подобраны с возможностью применения его в скважинах любых габаритов. Причем мощность и диаметр верхнего газосепаратора меньше, чем нижнего газосепаратора.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 86.
01.08.2019
№219.017.bb32

Абразивостойкий роторный газосепаратор

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к погружным газосепараторам, предназначенным для отделения газа от пластовой жидкости, и может быть применено при осложнении добычи выносом абразивных частиц. Абразивостойкий роторный газосепаратор содержит корпус, основание с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696040
Дата охранного документа: 30.07.2019
07.09.2019
№219.017.c86b

Насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов скважины

Изобретение относится к насосным установкам для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) двух пластов скважины. Установка содержит подвешенные на колонне лифтовых труб и разделенные пакером верхний и нижний насосные агрегаты, состоящие из электродвигателя, гидрозащиты, входного модуля и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699502
Дата охранного документа: 05.09.2019
24.10.2019
№219.017.d9a3

Насос для перекачивания газожидкостной смеси

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию для добычи нефти с высокой концентрацией газа, и может быть использовано для поверхностной перекачки или скважинной добычи газожидкостной смеси. Насос содержит корпус, внутри которого размещены напорный блок из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703774
Дата охранного документа: 22.10.2019
24.10.2019
№219.017.da4d

Вставной клапан-отсекатель (варианты)

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для добычи нефти. Вставной клапан-отсекатель устанавливается внутри трубного клапана-отсекателя в колонне насосно-компрессорных труб и содержит корпус с продольным каналом, верхний посадочный узел с выдвижными плашками для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704078
Дата охранного документа: 23.10.2019
15.11.2019
№219.017.e2cf

Способ периодической эксплуатации скважины с помощью погружной установки электроцентробежного насоса

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин с помощью погружных установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), работающих в периодическом режиме и осложненных асфальто-смоло-парафинистыми отложениями, для удаления которых применяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706153
Дата охранного документа: 14.11.2019
24.11.2019
№219.017.e55d

Способ изготовления скважинного фильтра

Изобретение относится к области изготовления скважинных фильтров для нефте- и газодобывающей промышленности. Способ включает получение полосы фильтровального материала путем протягивания нетканого холста из волокон базальта или полипропилена внутрь сетчатого рукава из нержавеющей проволоки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706981
Дата охранного документа: 21.11.2019
12.12.2019
№219.017.ec91

Входной фильтр погружного насоса

Изобретение относится к входным фильтрам, функционирующим с насосным оборудованием в горизонтальных скважинах, которые осложнены высоким содержанием свободного газа и механических примесей. Входной фильтр погружного насоса содержит корпус с впускными отверстиями, вал в виде трубы, установленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708475
Дата охранного документа: 09.12.2019
21.12.2019
№219.017.f088

Щелевой фильтр

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для защиты установок скважинных насосов при добыче нефти в условиях, осложненных высоким содержанием механических примесей в пластовой жидкости. Устройство содержит трубу, имеющую фильтровальный участок с перфорациями в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709580
Дата охранного документа: 18.12.2019
04.02.2020
№220.017.fd6f

Установка погружного насоса с магнитной муфтой

Изобретение относится к насосостроению и, в частности, к погружным нефтедобывающим насосным установкам с приводом от герметичного погружного электродвигателя для перекачивания скважинной жидкости. Установка содержит двигатель и насос. Они соединены магнитной муфтой. Эта муфта включает ведущую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712847
Дата охранного документа: 31.01.2020
28.02.2020
№220.018.06e4

Установка для поверхностной перекачки газожидкостной смеси

Предлагаемое изобретение относится к области насосных установок, предназначенных для поверхностной перекачки газожидкостной смеси, в том числе с последующим ее нагнетанием под высоким давлением в нефтяной пласт. Установка содержит насос, связанный через линию нагнетания жидкости с эжектором,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715297
Дата охранного документа: 26.02.2020
Показаны записи 61-70 из 70.
12.12.2019
№219.017.ec91

Входной фильтр погружного насоса

Изобретение относится к входным фильтрам, функционирующим с насосным оборудованием в горизонтальных скважинах, которые осложнены высоким содержанием свободного газа и механических примесей. Входной фильтр погружного насоса содержит корпус с впускными отверстиями, вал в виде трубы, установленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708475
Дата охранного документа: 09.12.2019
21.12.2019
№219.017.f088

Щелевой фильтр

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для защиты установок скважинных насосов при добыче нефти в условиях, осложненных высоким содержанием механических примесей в пластовой жидкости. Устройство содержит трубу, имеющую фильтровальный участок с перфорациями в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709580
Дата охранного документа: 18.12.2019
04.02.2020
№220.017.fd6f

Установка погружного насоса с магнитной муфтой

Изобретение относится к насосостроению и, в частности, к погружным нефтедобывающим насосным установкам с приводом от герметичного погружного электродвигателя для перекачивания скважинной жидкости. Установка содержит двигатель и насос. Они соединены магнитной муфтой. Эта муфта включает ведущую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712847
Дата охранного документа: 31.01.2020
28.02.2020
№220.018.06e4

Установка для поверхностной перекачки газожидкостной смеси

Предлагаемое изобретение относится к области насосных установок, предназначенных для поверхностной перекачки газожидкостной смеси, в том числе с последующим ее нагнетанием под высоким давлением в нефтяной пласт. Установка содержит насос, связанный через линию нагнетания жидкости с эжектором,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715297
Дата охранного документа: 26.02.2020
05.03.2020
№220.018.08d1

Щелевой фильтр

Изобретение относится к горной и нефтедобывающим отраслям и может быть использовано для защиты установок скважинных насосов при добыче нефти в условиях, осложненных высоким содержанием механических примесей в пластовой жидкости. Устройство содержит трубу с перфорацией в виде отверстий и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715774
Дата охранного документа: 03.03.2020
30.05.2020
№220.018.2246

Насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к насосным установкам для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов скважины. Насосная установка содержит колонну лифтовых труб, кабель, верхний ЭЦН, верхний входной модуль, нижний насосный агрегат, включающий нижний ЭЦН, нижний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722174
Дата охранного документа: 28.05.2020
03.07.2020
№220.018.2da9

Погружная насосная установка для закачки жидкости

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к погружным насосным установкам для закачки жидкости из водоносного пласта в нефтеносный пласт с целью поддержания пластового давления. Установка содержит грузонесущий кабель в качестве средства для спуска, грузонесущую муфту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725202
Дата охранного документа: 30.06.2020
21.04.2023
№223.018.5027

Погружной маслозаполненный электродвигатель

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, в частности к погружным маслозаполненным электродвигателям привода центробежных насосов, служащих для подъема пластовой жидкости. Электродвигатель содержит статор, ротор, состоящий по крайней мере из одного пакета ротора, вал со шпоночным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002748630
Дата охранного документа: 28.05.2021
23.05.2023
№223.018.6bf2

Погружная насосная установка на грузонесущем кабеле и способ ее эксплуатации

Группа изобретений относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использована для добычи нефти, осложненной высоким газовым фактором. Способ эксплуатации погружной насосной установки на грузонесущем кабеле включает спуск в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) установки, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002737409
Дата охранного документа: 30.11.2020
17.06.2023
№223.018.7fcd

Сепарирующее устройство и тарельчатый сепаратор для внутрискважинной сепарации воды и нефти

Группа изобретений относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано для добычи нефти в условиях высокой обводненности добываемого флюида. Сепарирующее устройство для внутрискважинной сепарации воды и нефти содержит цилиндрический корпус с основанием, последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002768538
Дата охранного документа: 24.03.2022
+ добавить свой РИД