ПОГРУЖНОЙ БЕСШТАНГОВЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС ДЛЯ ОТКАЧКИ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ ИЗ СКВАЖИНЫ

Заявляемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при эксплуатации часто ремонтируемого фонда скважин с высоким газовым содержанием.
Как известно, попутный газ, выделяющийся в области приемных отверстии установки электроцентробежного насоса, проникая с добываемой нефтью в рабочие органы, в значительной степени снижает коэффициент полезного действия УЭЦН, приводит к преждевременному отказу насоса (И.Т. Мищенко: Скважинная добыча нефти. Из-во «Нефть и газ». М. 2003., стр. 695, рис. 9.36.)
Для уменьшения вредного влияния свободного попутного газа на работу УЭЦН существуют сепараторы, устанавливаемые последовательно с насосом так, что газожидкостная смесь поступает сначала в сепаратор, где происходит отделение свободного газа от добываемой жидкости. Отделившийся газ подается в наружу УЭЦН (в кольцевое пространство между корпусом установки и эксплуатационной колонной нефтяной скважины), а дегазированная жидкость поступает в приемные отверстия погружного насоса. Все существующие сепараторы, в основном, центробежного принципа действия. Попадая внутрь газосепаратора, газожидкостная смесь приводится во вращательное движение, в результате чего пузырьки свободного газа, имея малую плотность концентрируются в центре сепаратора и выводятся наружу, а водонефтяная смесь по внутренней образующей сепаратора подается на прием центробежного насоса (например, патент РФ 2027912. Способ откачивания жидкости скважинным насосом и газосепаратор скважинного центробежного насоса / Авт. изобрет. П.Д. Ляпков, А.Н. Дроздов, В.И. Игревский, А.С. Монаенков, Р.Г. Ямлиханов, И.Т. Мищенко, В.Н. Сокорев, В.Н. Филиппов, Г.И. Богомольный. - М. кл F04D 13/10, E21B 43/38, от 28.02.1991), На таком принципе работают, в основном, все сепараторы российского производства типа МНГ.
Известно устройство для сепарации газа при откачке жидкости из скважины погружным электронасосом, содержащее погружной бештанговый центробежный электронасос, соединенный с газосепаратором, см. Международный транслятор. «Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти». М «Технонефгегаз». 1999. С. 293-319.
Известен погружной центробежный электронасос для откачки газированной жидкости из скважин с расположением электродвигателя ниже рабочих колес насоса и с использованием устройства для дегазации жидкости - газового якоря, встроенного под первой ступенью насоса, в виде двух, установленных одна в другой труб с отверстиями в стенках, через внутреннюю из которых пропущен вал электродвигателя. (Ав. св. №148770, Класс 5 а, 41, заявлено 21.04.1961 г.)
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой модели, является погружной бесштанговый электронасос, содержащий двигатель с гидрозащитами, модуль-секцию насоса с выкидными каналами, дифференциальную приставку-диспергатор с приемными каналами, хвостовик с приемным каналом, центратор-экран. (Патент на полезную модель №120157, МПК F04D 13/10 от 27.03.2012 г. прототип)
Недостатком известных устройств является то, что газосепараторы отечественного производства имеют недостаточную пропускную способность по жидкости и газосепарационный эффект и используются для эксплуатации с погружными электронасосами при откачке газожидкостной смеси с газосодержанием на приеме ЭЦН не более 55-60%.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности и эффективности эксплуатации погружных бесштанговых электронасосов за счет увеличения допустимой величины газосепарации, а также увеличения объема дегазированной жидкости, поступающей на прием насоса.
Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом погружном бесштанговым электронасе для откачки газированной жидкости из скважины, содержащем электродвигатель с гидрозащитами, модуль-секцию насоса с выкидными каналами, модуль-секцию насоса с приемными каналами, хвостовик с выкидными каналами, центратор-экран, в отличие от прототипа, он дополнительно снабжен газосепаратором в виде наружной цилиндрической камеры с приемными каналами и каналом для выхода газа и внутренней цилиндрической камерой с приемными каналами и каналом для выхода газа, а также имеющим приемную трубу с приемным каналом.
Снабжение погружного бесштангового электронасоса газосепаратором в виде наружной цилиндрической камеры с приемными каналами и каналом для выхода газа и внутренней цилиндрической камерой с приемными каналами и каналом для выхода газа повышает надежность и эффективность эксплуатации погружного бесштангового электронасоса за счет увеличения допустимой величины газосепарации, а также увеличения объема дегазированной жидкости, поступающей на прием насоса.
На чертеже представлен погружной бесштанговый электронасос для откачки газированной жидкости из скважины.
Погружной бесштанговый электронасос для откачки газированной жидкости из скважины 1 содержит электродвигатель 2 с гидрозащитами 3, 4, модуль-секцию насоса 5 с выкидными каналами 6, модуль-секцию насоса 7 с приемными каналами 8, хвостовик 9 с выкидными каналами 10, центратор-экран 11, газосепаратор 12 в виде наружной цилиндрической камеры 13 с приемными каналами 14 и каналом для выхода газа 15 и внутренней цилиндрической камерой 16 с приемными каналами 17 и каналом для выхода газа 18, приемную трубу 19 с приемным каналом 20.
Работает погружной бесштанговый электронасос для откачки газированной жидкости из скважины следующим образом:
В процессе работы погружного бесштангового электронасоса для откачки газированной жидкости из скважины 1 в кольцевое пространство 21, между эксплуатационной колонной и газосепаратором поступает водонефтегазовая смесь (ВНГС), которая изменяя направление, проникает через приемные каналы 14 в кольцевое пространство 22 между наружной цилиндрической камерой 13 и внутренней цилиндрической камерой 16, где также изменяется направление потока жидкости на 180° и ВНГС поступает через приемные каналы 17 в кольцевое пространство 23 между внутренней цилиндрической камерой 16 и приемной трубой 19. Из кольцевых пространств 21, 22, 23, в основном, весь объем ВНГС через приемный канал 20 поступает в приемную трубу 19. Во всех кольцевых пространствах часть газовых пузырьков всплывает при повороте потока ВНГС на 180° через приемные каналы вследствие разности скоростей газа и жидкости и направляется вверх, проходит по кольцевому пространству 21 мимо газосепаратора 12, а также всплывая, образует газовые подушки в самом газосепараторе: в кольцевых пространствах между наружной и внутренней цилиндрическими камерами 22, а также между внутренней цилиндрической камерой и приемной трубой 23. По мере увеличения газовых подушек в этих кольцевых пространствах, скопившийся газ, через каналы 15 и 18 для выхода газа из наружной 13 и внутренней 16 цилиндрических камер, устремится обратно в ствол скважины, между эксплуатационной колонной и наружной цилиндрической камерой газосепаратора, а дегазированная жидкость из приемной трубы 19, через проходной канал (на рис. не показан) поступает в модуль-секцию 5. Модуль-секция 5 нагнетает скважинную жидкость через выкидные каналы 6 в кольцевое пространство 21 между эксплуатационной колонной и ЭЦН. Свободный газ, отсепарированный в газосепараторе 12, при высоком давлении нагнетаемой жидкости модуль-секцией 5 вновь растворяется в ней и весь объем ВНГС поступает через приемные каналы 8 в модуль-секцию 7, которая нагнетает ее в НКТ 24.
Таким образом обеспечивается стабильная, экономичная работа погружного бесштангового насоса при откачке больших объемов ВНГС с высоким газовым фактором. Кроме сепарации газа в камерах самого газосепаратора, осуществляется дополнительная сепарация газа в затрубном пространстве скважины.