СЕКЦИОННЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ГАЗОСЕПАРАТОР

Заявляемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти из скважин с большим содержанием газа и механических примесей.
Известны газосепараторы, предназначенные для отделения свободного газа из откачиваемой газожидкостной смеси на входе погружного центробежного насоса (Международный транслятор «Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти» М. 1999, стр.293-319)
Известные газосепараторы содержат одну сепарирующую ступень и состоят из размещенных в корпусе и последовательно установленных на валу по ходу прохождения потока откачиваемой газожидкостной смеси шнека, рабочего колеса и сепараторов. При этом шнек создает напор, рабочее колесо закручивает поток газожидкостной смеси, сепараторы производят отделение газа от жидкости с последующим выводом его в затрубное пространство и подачи жидкости на прием насоса.
Недостатком известных устройств является то, что газосепараторы при откачке вязкой водонефтегазовой смеси (ВНГС) имеют недостаточную эффективность работы за счет засорения рабочих органов механическими примесями, неорганическими солями и асфальто-смолистыми и парафиновыми отложениями (АСПО).
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемой модели является газосепаратор центробежного насоса, включающий нижнюю и верхнюю секцию газосепаратора, в которых установлены газосепарирующие устройства для перемещения и разделения газоводонефтяной смеси, (см. ПМ №67627 от 14.11.2006 г заявка №2006140270 МПК Е21В 43/38)
Недостатком данного устройства является то, что в нем не в полной мере созданы условия работы в секциях газосепаратора для эффективного диспергирования вязкой ВНГС и улучшения сепарационной характеристики, так как отделенный газ нижней секции газосепаратора поступает в затрубное
пространство скважины, а оттуда частично возвращается вместе с водонефтегазовой смесью на прием верхней секции газосепаратора, снижая эффективность газосепарации.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание надежного устройства секционного дифференциального газосепаратора, позволяющего эффективно диспергировать прокачиваемую ВНГС, улучшать сепарационную характеристику, предотвращать отложение механических примесей, неорганических солей и АСПО на рабочих органах газосепаратора и насоса.
Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом секционном дифференциальном газосепараторе, включающего корпус с нижней и верхней секциями, имеющими приемные каналы для подачи водогазонефтяной смеси из затрубного пространства скважины, направляющие аппараты, рабочие колеса, шнеки, сепарационные камеры, выходные каналы для газа, установленные на конце вала в верхней секции диспергатор и акустическую ступень, в отличии от прототипа, секции последовательно установлены на одном валу, соединены внутренними проходными каналами, в нижней секции размещен обводной канал для вывода газа в затрубное пространство скважины, расположенный выше приемного канала верхней секции, снабженного приемной кареткой, расположенной под углом 135° к оси секционного дифференциального газосепаратора. Обводной канал выполнен из антикоррозионного металла или сплава, имеет защитные пояса с двух концов на корпусе секционного дифференциального газосепаратора, предохраняющие обводной канал при спуско-подъемных операциях погружного центробежного насоса.
Расположение секций последовательно на одном валу, их соединение внутренними проходными каналами, снабжение нижней секции обводным каналом для вывода газа в затрубное пространство скважины, расположенным выше приемного канала верхней секции, снабженного приемной кареткой, расположенной под углом 135° к оси секционного
дифференциального газосепаратора, позволяют улучшить сепарационную характеристику, исключить отложение механических примесей, неорганических солей и АСПО на рабочих органах секционного дифференциального газосепаратора и насоса, увеличивая тем самым надежность работы.
Производительность акустической ступени, диспергатора, направляющего аппарата и рабочего колеса в верхней секции секционного дифференциального газосепаратора больше, чем оптимальная паспортная производительность нижней секции секционного дифференциального газосепаратора и больше чем оптимальная паспортная производительность основных рабочих ступеней центробежного насоса.
На Фиг.1 представлен секционный дифференциальный газосепаратор. На фиг.2 разрез А-А
Секционный дифференциальный газосепаратор содержит корпус - 1 с нижней - 2 и верхней - 3 секциями, приемные каналы - 4, 5 для подачи водогазонефтяной смеси из затрубного пространства скважины, направляющие аппараты - 6, 7, 8, рабочие колеса - 9, 10, 11, шнеки - 12, 13, сепарационные камеры - 14, 15, выходные каналы для газа - 16, 17, диспергатор - 18, акустическую ступень - 19, вал - 20, внутренние проходные каналы - 21, 22, в нижней секции - 2 размещен обводной канал - 23 для вывода газа в затрубное пространство скважины, расположенный выше приемного канала верхней секции - 5, снабженного приемной кареткой - 24, расположенной под углом 135° к оси секционного дифференциального газосепаратора. Обводной канал - 23 имеет защитные пояса - 25, 26.
Работает секционный дифференциальный газосепаратор следующим образом:
Поток ВНГС из затрубного пространства скважины поступает через приемные каналы 4 корпуса 1 в нижнюю секцию - 2 секционного дифференциального газосепаратора, установленного на валу 20, нагнетается направляющим аппаратом - 6 и рабочим колесом 9 на нижний шнек 12,
который подает ВНГС в сепарационную камеру - 14, где происходит разделение ВНГС на водонефтяную смесь и газ. Водонефтяная смесь поступает в верхнюю секцию - 3 секционного дифференциального газосепаратора через внутренний проходной канал 21, а газ, проходя по обводному каналу 23, закрепленому защитными поясами 25, 26 на корпусе 1, через выходной канал 16, выбрасывается в затрубное пространство скважины. В верхнюю секцию секционного дифференциального газосепаратора - 3 через приемное отверстие - 5 с приемной кареткой 24 также поступает ВНГС из затрубного пространства скважины, которая смешивается с водонефтяной смесью из нижней секции и нагнетается направляющим аппаратом - 7 и рабочим колесом 10 на верхний шнек 13, который подает ВНГС в сепарационную камеру - 15, где происходит вторичное разделение ВНГС на водонефтяную смесь и газ. Газ через выходной канал 17 уходит в затрубное пространство скважины, а водонефтяная смесь через проходной канал - 22 поступает на направляющий аппарат - 8, рабочее колесо - 11, далее на диспергатор - 18, обрабатывается акустической ступенью - 19 и подается в насос. (на рисунке не показан).
Коэффициент сепарации газа в секционном дифференциальном газосепараторе увеличивается за счет отвода газа из нижней секции по обводному каналу в затрубное пространство скважины, благодаря чему, этот газ не поступает в приемный канал верхней секции газосепаратора.
Сепарация газа в затрубном пространстве скважины увеличивается за счет разделения общего потока ВНГС на несколько потоков (по числу приемов), поступающих в секции с меньшей скоростью, а также за счет изменения угла поступления ВНГС в приемную каретку - 14, расположенную под углом 135°
Надежность секционного дифференциального газосепаратора достигается за счет улучшения газосепарационной способности в секциях газосепаратора, а также за счет применения акустической ступени, которая предотвращает отложение парафина, солей, мехпримесей. Применение
акустической ступени в секционном дифференциальном газосепараторе позволяет увеличивать производительность, КПД, межремонтный период работы оборудования насоса.
Увеличивается межремонтный период работы секционного дифференциального газосепаратора и насоса также и за счет сокращения механических соединений, так как он соединяется только с протектором и насосом, а также за счет повышения качества монтажа в цехе, а не на природе, особенно зимой.