СЕПАРАТОР МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки добываемого продукта от механических примесей.
Известен сепаратор механических примесей по патенту РФ на изобретение №2526068. Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для защиты погружных нефтяных насосов от гидроабразивного износа. Обеспечивает повышение надежности работы сепаратора. Погружной сепаратор механических примесей включает корпус с входными и выходными отверстиями, вращающийся шнек, защитную гильзу и разделительную головку с каналами отвода механических примесей. Входные отверстия расположены выше вращающегося шнека, а в разделительной головке выполнены каналы для очищенной жидкости, связанные с выходными отверстиями через кольцевой зазор, образованный между защитной гильзой и корпусом. На внутренней стороне защитной гильзы может быть выполнена винтовая решетка с ходом нарезки по направлению вращения шнека. Перед выходными отверстиями может быть установлено рабочее колесо для повышения напора. Недостатком сепаратора механических примесей является низкий ресурс работы связанный с необходимостью подъема сепаратора на поверхность для его очистки.
2
Известен сепаратор для очистки скважинной жидкости от механических примесей по патенту РФ на полезную модель №145676. Сепаратор для очистки скважинной жидкости от механических примесей, содержащий наружную и внутреннюю трубы, установленные концентрично с образованием кольцевого зазора, в котором размещена направляющая лопасть в виде шнека постоянного шага, отверстия для входа потока жидкости в кольцевой зазор, выполненные в верхней части наружной трубы, и контейнер для сбора отделенных механических примесей, отличающийся тем, что направляющая лопасть выполнена с входным углом, равным 20-45°, и размещена в верхней части кольцевого зазора, а длина участка внутренней трубы ниже лопасти определена из выражения L=k(δ/ν)·(Q/S), где Q - расход пластовой жидкости, высота лопасти шнека, S - площадь кольцевого зазора, -вязкость жидкости, к - коэффициент, равный 0,0015±0,0005. В днище контейнера для сбора отделенных механических примесей вмонтирована коаксиальная труба, обеспечивающая отвод механических примесей в зумпф скважины. В кольцевом зазоре размещена, по меньшей мере, одна дополнительная направляющая лопасть. Недостатком сепаратора для очистки скважинной жидкости от механических примесей является соединение контейнера для сбора механических примесей с зумпфом скважины.
Известен скважинный газопесочный сепаратор по патенту РФ на изобретение №2529978. Изобретение относится к оборудованию для сепарации многофазных сред. Техническим результатом является повышение эффективности работы скважинного газопесочного сепаратора и упрощение конструкции. Скважинный газопесочный сепаратор содержит цилиндрический корпус с входными отверстиями, в верхней части которого концентрично установлен цилиндрический патрубок, содержащий сепарирующий узел в виде полого шнека с профилированной спиралью, спиральный канал, сообщающий входные отверстия с полостью усеченного конуса, вихревую камеру в виде полого усеченного конуса, концентрично установленную в нижней части корпуса под патрубком с сепарирующим узлом, и присоединенный к нижней части корпуса отстойник для сбора механических примесей. При этом профилированная спираль полого шнека выполнена двухзаходной. Наружная поверхность профилированной двухзаходной спирали имеет спиральную поверхность контакта с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, образуя двухзаходный спиральный канал, сообщающий входные отверстия с внутренней полостью корпуса выше вихревой камеры. Профилированная двухзаходная спираль расположена на полом шнеке ниже входных отверстий в корпусе сепаратора на расстоянии, превышающем один наружный диаметр шнека. На цилиндрическом корпусе выше входных отверстий установлен герметизирующий элемент, перекрывающий затрубное пространство. При этом геометрические размеры спиральных каналов и вихревой камеры подобраны в зависимости от дебита скважины и подачи применяемого скважинного насоса. Недостатком скважинного газопесочного сепаратора является низкий ресурс работы связанный с необходимостью подъема сепаратора на поверхность для его очистки.
Известен скважинный песочный сепаратор по патенту РФ на полезную модель №65129. Скважинный песочный сепаратор, включает корпус, состоящий из секций, подключенных последовательно и размещенных одна над другой, переводники, соединяющие секции и выполненные с продольными каналами для восходящего потока и поперечными каналами, трубки для нисходящего потока и ловильные камеры, при этом поперечные каналы в нижнем двустороннем переводнике сообщены с межтрубным пространством между обсадной колонной скважины и корпусом сепаратора, а в промежуточных переводниках с продольными каналами ниже расположенного переводника, причем в ловильных камерах сечение межтрубного пространства для восходящего потока выполнено большим, чем сечение трубок для нисходящего потока, в ловильных камерах между корпусом и трубкой установлены завихрители потока, выполненные в виде плоского винтового закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока. Недостатком скважинного песочного сепаратора является сложность конструкции.
Известен скважинный сепаратор по патенту РФ на полезную модель №87459. Скважинный сепаратор, содержит корпус с входными отверстиями для скважинной смеси, расположенный ниже входных отверстий узел центробежной гравитационной сепарации со спиральной направляющей поверхностью, полость которого соединена с полостью части корпуса, расположенной выше входных отверстий, выполненной в виде центральной трубы для отвода очищенной жидкости, и шламоуловитель, в центральной трубе выполнены выходные отверстия для очищенной жидкости, сообщающие ее полость с межтрубным пространством центральной и обсадной трубы, а на корпусе между входными отверстиями для скважинной смеси и выходными отверстиями для очищенной жидкости установлен разобщитель межтрубного пространства, выполненный в виде эластичных дисков. Недостатком скважинного перфоратора является низкий ресурс его работы.
Известен скважинный сепаратор по патенту РФ на полезную модель №116180. Скважинный сепаратор, содержит корпус с входными отверстиями, концентрично установленную в корпусе отводящую трубу, шнек в кольцевой полости между корпусом и отводящей трубой и сборник примесей, на продолжении отводящей трубы за пределами корпуса размещен второй шнек, заключенный в дополнительный корпус с входными отверстиями, при этом в стенке отводящей трубы ниже второго шнека выполнены радиальные отверстия. Скважинный сепаратор, содержит корпус с входными отверстиями, концентрично установленную в корпусе отводящую трубу, шнек в кольцевой полости между корпусом и отводящей трубой и сборник примесей, на продолжении отводящей трубы за пределами корпуса коаксиально установлена промежуточная труба с размещенным снаружи вторым шнеком, заключенные в дополнительный корпус, кольцевой канал между отводящей и промежуточной трубами заглушен снизу и сообщен с кольцевой полостью через отверстия в промежуточной трубе ниже второго шнека, а отводящая труба заглушена выше второго шнека и сообщена с кольцевой полостью посредством патрубков, расположенных над вторым шнеком. Недостатком скважинного сепаратора является сложность конструкции.
Известен скважинный газопесочный сепаратор по патенту РФ на полезную модель №124308 (прототип). Скважинный газопесочный сепаратор, содержит цилиндрический корпус с входными отверстиями, в верхней части которого концентрично установлен цилиндрический патрубок, содержащий сепарирующий узел в виде полого шнека с профилированной спиралью, спиральный канал, сообщающий входные отверстия с полостью усеченного конуса, вихревую камеру в виде полого усеченного конуса, концентрично установленную в нижней части корпуса под патрубком с сепарирующим узлом, и присоединенный к нижней части корпуса отстойник для сбора механических примесей, профилированная спираль полого шнека выполнена двухзаходной, а наружная поверхность профилированной двухзаходной спирали имеет спиральную поверхность контакта с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, образуя двухзаходный спиральный канал, сообщающий входные отверстия с внутренней полостью корпуса выше вихревой камеры, при этом профилированная двухзаходная спираль расположена на полом шнеке ниже входных отверстий в корпусе сепаратора на расстоянии, превышающем один наружный диаметр шнека, а на цилиндрическом корпусе выше входных отверстий установлен герметизирующий элемент, перекрывающий затрубное пространство. Сверху и снизу герметизирующего элемента установлены защитные центраторы, предотвращающие повреждение герметизирующего элемента при спуске и подъеме сепаратора.
Недостатком скважинного газопесочного сепаратора является низкий ресурс работы, связанный с необходимостью подъема сепаратора на поверхность для его очистки.
Задачами создания полезной модели, является сокращение времени технического обслуживания сепаратора за счет очистки контейнера для механических примесей без подъема эксплуатационной колонны труб.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что сепаратор механических примесей, содержит цилиндрический корпус с входными отверстиями, корпус соединен с переводником для крепления к эксплуатационной колоне, внутри корпуса концентрично установлен патрубок, содержащий сепарирующий узел в виде шнека с профилированной спиралью, спиральный канал которого сообщает входные отверстия корпуса с внутренней полостью патрубка, под которым установлен контейнер для механических примесей, контейнер для механических примесей выполнен съемным и установлен в корпусе контейнера, который закрыт снизу заглушкой и соединен с цилиндрическим корпусом дополнительным переводником, между торцом корпуса контейнера и внутренним торцом заглушки, за кольцевой выступ зафиксирована направляющая втулка, центрующая контейнер для механических примесей внутри корпуса контейнера снизу, сверху контейнер для механических примесей центруется в центральном отверстии, выполненном в дополнительном переводнике, причем в дополнительном переводнике выполнена расточка равная наружному диаметру патрубка, обеспечивающая центровку патрубка и его осевое перемещение при тепловом расширении внутри дополнительного переводника, а внизу патрубка выполнены выходные отверстия для прохождения добываемого продукта. В верхней части контейнера для механических примесей установлен палец для его соединения с прицепным устройством. Выходные отверстия выполнены под углом к наружной поверхности патрубка. На нижнем торце патрубка выполнена направляющая фаска. Наружный диаметр контейнера для механических примесей меньше внутреннего диаметра патрубка. Контейнер для механических примесей уплотнен относительно центрального отверстия дополнительного переводника. В качестве уплотнения контейнера для механических примесей используется резиновое кольцо или манжета.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении сепаратора механических примесей применяются известные материалы и технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1…2, где:
на фиг. 1 показан продольный разрез сепаратора механических примесей,
на фиг. 2 приведен разрез А-А.
Сепаратор механических примесей состоит из цилиндрического корпуса 1 с входными отверстиями 2, корпус 1 соединен с переводником 3 для крепления к эксплуатационной колоне, внутри корпуса 1 концентрично установлен патрубок 4, содержащий сепарирующий узел в виде шнека с профилированной спиралью 5, спиральный канал 6 которого сообщает входные отверстия 2 корпуса 1 с внутренней полостью патрубка 7, под которым установлен контейнер для механических примесей 8, контейнер для механических примесей 8 выполнен съемным и установлен в корпусе контейнера 9, который закрыт снизу заглушкой 10 и соединен с цилиндрическим корпусом 1 дополнительным переводником 11, между торцом корпуса контейнера 9 и внутренним торцом заглушки 10 за кольцевой выступ 12 зафиксирована направляющая втулка 13, центрующая контейнер для механических примесей 8 внутри корпуса контейнера 9 снизу, сверху контейнер для механических примесей 8 центруется в центральном отверстии 14, выполненном в дополнительном переводнике 11, причем в дополнительном переводнике 11 выполнена расточка 15, равная наружному диаметру патрубка 4, обеспечивающая центровку патрубка 4 и его осевое перемещение при тепловом расширении, внутри дополнительного переводника 11, а внизу патрубка 4 выполнены выходные отверстия 16 для прохождения добываемого продукта. В верхней части контейнера для механических примесей 8 установлен палец 17, для соединения с прицепным устройством. Выходные отверстия 16 выполнены под углом β к наружной поверхности патрубка 4. На нижнем торце патрубка 4 выполнена направляющая фаска 18. Наружный диаметр контейнера для механических примесей 8 меньше внутреннего диаметра патрубка 4. Контейнер для механических примесей 8 уплотнен относительно центрального отверстия 14 дополнительного переводника 11. В качестве уплотнения контейнера для механических примесей 8 используется резиновое кольцо или манжета 19.
Сепаратор механических примесей работает следующим образом. Через переводник 3 сепаратор крепится к эксплуатационной колоне и спускается в скважину. Добываемый продукт через входные отверстия 2 поступает в спиральный канал 6, образованный профилированной спиралью 5, расположенной между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 и наружной поверхностью патрубка 4. При прохождении по спиральному каналу 6 механические примеси отделяются от добываемого продукта и скапливаются в контейнере для механических примесей 8, а добываемый продукт через выходные отверстия 16 поступает через патрубок 4 в эксплуатационную колонну. После заполнения контейнера для механических примесей 8, о чем судят по увеличению механических примесей в добываемом продукте, контейнер извлекают, для чего спускают на тросе прицепное устройство, которое зацепляется за палец 17. После чего контейнер для механических примесей 8 извлекается для очистки на поверхность, а вместо него в скважину спускается новый контейнер. Контейнер для механических примесей 8 входит в корпус контейнера 9 и центруется в нем направляющей втулкой 13. Уплотнение 19 предотвращает попадание механических примесей между корпусом контейнера 9 и контейнером для механических примесей 8.
Применение полезной модели позволило:
1. Обеспечить очистку контейнера для механических примесей без подъема эксплуатационной колонны труб.
2. Сократить время технического обслуживания сепаратора.
3. Повысить межремонтный период.
4. Снизить затраты на спускоподъемные операции.
5. Повысить надежность сепаратора механических примесей.