ГАЗОСЕПАРАТОР ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области нефтедобывающей техники и может быть использована при добычи нефти с большим газосодержанием.
Из уровня техники известен газосепаратор (А.А. Богданов, «Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти», издательство «Недра», Москва, 1968 г. Стр. 80-82, рис. 64, /1/).
Недостатком данного сепаратора /1/ является применение одновременно рабочих органов, закручивающих, а затем раскручивающих и переводящих поток в осевое направление, что сказывалось на эффективности сепарации газожидкостной смеси. Отсутствие принудительного ввода отсепарированной смеси газа в затрубье. Высокая металлоемкость.
Из уровня техники известен газосепаратор (RU 2286449 C2, E21B 43/38, 27.10.2006, /2/) погружного центробежного насоса, содержащий корпус с входными отверстиями для подвода газожидкостной смеси, каналами для подачи дегазированной жидкости в насос и вывода отсепарированного газа в затрубное пространство, установленные на валу напорную ступень и центробежный разделитель, характеризующийся тем, что он снабжен осевым вентилятором или вихревой или водокольцевой ступенью, которые установлены на валу за центробежным разделителем по ходу движения газожидкостной смеси и обеспечивают создание депрессии в центральной полости центробежного разделителя и принудительный вывод отсепарированного газа в затрубное пространство.
Недостатком сепаратора /2/ является применение одновременно рабочих органов, закручивающих, а затем раскручивающих от вращения и снова закручивающих и переводящих поток в осевое направление, что сказывалось на эффективности сепарации газожидкостной смеси. Так же недостатком /2/ является высокая металлоемкость.
Кроме того, из уровня техники известен (RU 2027912 C1, E21B 43/38, 27.01.1995, /3/) газосепаратор скважинного центробежного насоса, содержащий размещенные в корпусе последовательно по ходу потока скважинной продукции лопастное колесо, установленное на валу, и центробежный разделитель, выход которого по газу сообщен с затрубным пространством, а выход по жидкости - с входом насоса, характеризующийся тем, что, с целью повышения степени сепарации газа и пропускной способности газосепаратора по жидкости при одновременном уменьшении осевых размеров и металлоемкости, лопастное колесо выполнено суперкавитирующего типа и служит средством для укрупнения пузырьков свободного газа.
Данный гезосепаратор /3/ выбран в качестве прототипа, как материал того же назначения, обладающий наиболее близким составом к заявленному материалу.
Недостатком газосепаратора /3/ является применение одновременно рабочих органов, закручивающих, а затем раскручивающих от вращения, и снова закручивающих и переводящий поток в осевом направлении, что сказывается на эффективности сепарации газожидкостной смеси. Отсутствие принудительного отвода отсепарированного газа в затрубье. Высокая металлоемкость.
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в получении после спекания гомогенной структуры материала с низкой остаточной пористостью, что обеспечивает высокие характеристики по механической прочности и твердости материала, которые могут быть существенно улучшены после проведения дополнительных физико-химических способов упрочнения, например, закалки, старения или азотирования.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении эффективности сепарации газожидкостной смеси, увеличение расхода пластовой жидкости через насос, увеличение газосодержания на входе в газосепараторе, снижение металлоемкости, снижение трудоемкости изготовления газосепаратора.
Указанный технический результат достигается тем, что газосепаратор погружного центробежного насоса для добычи нефти из скважин, включающий цилиндрический корпус входными отверстиями для газожидкостной смеси, и выходными отверстиями для подвода жидкости к насосу и отвода газа в затрубье, и установленный на валу, по меньшей мере, один центробежный лопастной сепаратор и шнек для перемещения газожидкостной смеси, характеризующийся тем, что непосредственно после шнека установлено первое лопастное колесо, для создания скоростного напора газожидкостной смеси и придания ее одновременно вращательного и поступательного движения относительно вала, а в корпусной камере, на валу, установлено второе лопастное колесо для принудительного выталкивание газа в затрубье.
В одном из вариантов осуществления заявленной полезной модели лопатки первого лопастного колеса сориентированы по направлению к потоку под углом 85-60 градусов, а у второго лопастного колеса лопатки сориентированы по направлению к потоку под углом 85-60 градусов.
В одном из вариантов осуществления заявленной полезной модели лопастные колеса на валу установлены на расстоянии 300-1000 мм друг от друга.
Лопастное колесо, установленное непосредственно после шнека, и, имеющее заданный угол установки лопаток движущегося потока, создает скоростной напор, усиливает созданное шнеком вращательное движение, газожидкостной смеси, разделяя ее за счет действия центробежных сил на жидкостную и газообразную фракции с одновременный перемещением вдоль корпуса и вала. А лопастное колесо, установленное под определенным углом обеспечивает отвод отсепарированного газа в затрубье и исключает его поступление в обратном направлении.
На фиг. 1 показана конструкция гезосепаратора погружного центробежного насоса.
Газожидкостная смесь при работе погружного центробежного насоса, через выходные отверстия 1 в газосепараторе, поступает к шнеку 2, который частично закручивает и сообщает потоку поступательное движение. Непосредственно после шнека газожидкостная смесь поступает на первое лопастное колесо 3 со специально ориентированными лопатками относительно направлении потока, закручивает его с большими усилиями, и, создает скоростной напор, увеличивая осевую составляющую перемещения газожидкостной смеси. Газожидкостная смесь, пройдя первое лопастное колесо, за счет центробежных сил разделяется на две фазы: жидкую, которая отбрасывается на перефирию и газообразную, которая привязывается к валу. Жидкая фаза через полости 4 поступает на вход центробежного насоса, а газообразная, - попадает на второе лопастное колесо 5 со специально ориентированными лопатками, приобретает в корпусной камере 6 скоростной напор, обеспечивающий выброс газа по каналу 7 в затрубье.
Предложенный газосепаратор позволяет повысить эффективность сепарации газожидкостной смеси, увеличить расход пластовой жидкости через насос, увеличить газосодержания на входе в газосепараторе, снизить металлоемкость, снизить трудоемкость изготовления газосепаратора.