ГАЗОПЕСЧАНЫЙ ВИХРЕВОЙ ЯКОРЬ

ГАЗО-ПЕСЧЙНЫЙ ВИХРЕВОЙ ЯКОРЬ
Полезная модель относится к области горного дела и может быть использована в штанговых глубинных насосах (ШГН) для очистки от газа и механических примесей добываемых нефти или других полезных ископаемых в виде газо-хидкостной эмульсии (ГЖЭ).
Известными устройствами, устанавливаемыми в ШГН для очистки ГЖЭ от газа и механических примесей, являются газопесчаные якоря (Методическое руководство по применению защитных приспособлений (газовых и песочных) для глубинных насосов РД 39-1-126485. АзНИПИнефть, 1985). Однокорпусной газовый якорь включает щелевой корпус-отстойник, проводящую трубу и переводник, соединяющий якорь с насосом.
Недостатками его является низкое качество очистки (высокий КВЧ) и малый межремонтный период, что обусловлено отсутствием очистительного элемента.
Наиболее близким аналогом предложенного устройства является устройство для очистки ГЖЭ, содержащее щелевой многосекционный кожух с очистительным элементом и отстойник, сообщающиеся проводящей трубой (пат.РФ N 2077670, КЛ.Е21В 43/38, 20.04.97), называемое якорем газо-песчаным чащечным (ЯГ11Ч-5000).
Недостатками данного устройства являются низкое качество очистки ГЯЭ (высокий КВЧ), короткий межремонтный период и трудоемкая ревизия устройства, высокая стоимость. Указанные недостатки обусловлены использованием в качестве очистительного элемента адсорбента. Посекционная фильтрация ГЖЭ через адсорбент приводит к тому, что секции быстро забиваются механическими примесями. Это вызывает выход из строя всего насоса. Кроме того, ревизия $П ПЧ-5000 сопряжена с трудностями, т.к. требуется тщательная промывка адсорбента.
Задачей предложенной полезной модели является создание устройства для очистки ГЗга, лищенного недостатков прототипа.
Техническим результатом заявленной полезной модели является стабильность работы как самого газо-песчаного вихревого якоря, так и ПВГН в целом, высокое качество очистки скважинной ГЖЭ (низкий КВЧ), увеличение межремонтного периода, простота ревизии якоря, низкая стоимость. Кроме того, при установке газопесчаного вихревого якоря увеличивается коэффициент наполнения ШГН, а также в некоторой мере повышается дебит скважины.
МПК Е21В 43/00
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для очистки скважинной ГЖЭ, содержащем щелевой многосекционный кожух с очистительным элементом и отстойник, сообщающиеся проводящей трубой, кожух расположен в высокоемком отстойнике с отводящими отверстиями, сообщен проводящей трубой с заглущенным щелевым фильтром, а в качестве очистительного элемента установлены крыльчатки с распорными щелевыми втулками; в кожухе установлена дроссельная воронка.
Такой якорь создан, успешно применяется в нефтяных скважинах с высоким КВЧ и носит название газо-песчаного вихревого якоря ГПВЯ-1ПУ.
Стабильность работы предложенного устройства обусловлена простотой и надежностью конструкции. Двухэтапная очистка потока ГЖЭ обеспечивает значительное снижение КВЧ. Кроме того, высокое качество очистки обусловлено установкой в ГПВЯ-ШУ в качестве очистительного элемента крыльчаток, что создает вращательное движение проходящего через якорь потока ГЖЭ, вследствие чего под действием центробежных сил через щели втулок и кожуха происходит вынос из ГЖЭ всех механических частиц, практически независимо от их размера. Накопление механических примесей происходит в высокоемком отстойнике, при этом требуется значительное время для его наполнения, а ревизия осуществляется нетрудоемкой промывкой. Повыщение коэффициента наполнения ШГН происходит за счет того, что ГПВЯ-1ПУ частично (до 70%) сепарирует ГЖЭ посредством отвода газа через отводящие отверстия в отстойнике, что в конечном счете приводит к увеличению дебита скважины. Заглущенный щелевой фильтр на первом этапе очищает поток ГЖЭ от крупных механических примесей и тем самым увеличивает межремонтный период. Изготовление элементов газопесчаного вихревого якоря производят из стандартных деталей: заглущенный щелевой фильтр, проводящая труба, щелевой кожух и отстойник изготавливают из насосно-компрессорных труб (НКТ) различных диаметров, сочленение элементов осуществляется стандартными переводниками и муфтами, крыльчатки и распорные щелевые втулки просты в изготовлении и не требуют больших капитальных ложений. Установка в кожухе дроссельной воронки улучшает качество очистки (уменьшает КВЧ) за счет ускорения потока ГЖЭ, что увеличивает центробежные силы. Кроме того, наличие дроссельной воронки способствует стабилизации работы ШГН в низкодебитных скважинах.
На чертежах представлены продольный разрез газо-песчаного вихревого якоря в сборе {фиг.1), вид сверху крыльчатки (фиг.2) и вид сбоку крыльчатки (фиг.З).
Газо-песчаный вихревой якорь состоит из заглушенного щелевого фильтра 1, полость которого сообщается посредством проводящей трубы 2 с щелевым многосекционным кожухом 3. Кожух 3 расположен в высокоемком отстойнике 4 с отводящими отверстиями 5. Внутри кожуха 3 установлены поочередно крыльчатки 6 и распорные щелевые втулки 7. В нижней части кожуха 3 установлена дроссельная воронка 8. Элементы устройства (позиции 1, 2, 3, 4) соединены между собой и с конструкцией ШГН посредством стандартных муфт и переводников (на чертеже позициями не обозначены),
- . бчистк скважинной газо-жидкостной эмульсии осуществляют следующим образом. Штанговый глубинный насос, оснащенный газо-песчаным вихревым якорем, опускают в скважину. Ноток ГЖЭ нагнетается из скважины через заглушенный щелевой фильтр 1, очищаясь от крупных механических частиц. Далее он по проводящей трубе 2 поступает в щелевой многосекционный кожух 3, где протекая по крыльчаткам 6, приходит во вращательное движение и концентрично разгоняется. Центробежными силами механические частицы из потока ГЖЭ выносятся через щели распорных втулок 7 и щели кожуха 3 в отстойник 4, где происходит их накопление. Через отводящие отверстия 5 в верхней части отстойника 4 происходит частичная сепарация Г1Э. Дроссельная воронка 8 ускоряет поток ГЖЭ. Очищенный поток ГЖЭ движется далее, к поверхности скважины.
Газо-песчаный вихревой якорь ГНВЯ-1НУ имеет двухгодичную безупречную наработку в нефтяных скважинах с высоким КВЧ.
Замена применяемых ранее в ШГН якорей на ГПВЯ-1НУ привела к стабильности работы насосов, подтверждаемой динамограммами, при этом КВЧ снизился на разных скважинах за период от 10 до 33 дней в среднем в 18 раз, межремонтный период увеличился в 10-15 раз и составил около одного года.