СКВАЖИННЫЙ ГАЗОПЕСОЧНЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к оборудованию для сепарации многофазных сред и может быть использована для сепарации жидкостей в различных отраслях народного хозяйства, в том числе может быть использована в качестве скважинного устройства для очистки флюида, в сочетании с насосами для добычи нефти.
Известен газопесочный сепаратор, включающий корпус в виде переводника с внутренним проточным каналом, прикрепленный к нижнему концу переводника наконечник с фильтром, и размещенный внутри переводника сепарационный узел в виде шнека (см. патент на изобретение РФ №2286450, кл. E21B 43/38, опубл. 27.10.2006).
Недостатком известного сепаратора является невысокая технологичность на стадий изготовления и на стадии эксплуатации из-за слабого использования унифицированных деталей в конструкции изделия. Недостатком известного сепаратора является ослабление эффективности работы из-за больших гидравлических потерь напора в длинных и узких каналах фильтра, шнека и переводника.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является повышение эффективности работы сепаратора, разработка более технологичной и более дешевой конструкции с широким использованием возможностей унификации
Технический результат заключается в обеспечении возможностей для регулировки устройства для очистки флюида в зависимости от подачи скважинного насоса, при использовании наборов унифицированных и сменных деталей. Технический результат также заключается в снижении гидравлических потерь напора за счет оптимизации формы каналов в проточной части сепаратора.
Указанный технический результат достигается тем, что скважинный газопесочный сепаратор содержит корпус в виде переводника с внутренним проточным каналом, прикрепленный к нижнему концу переводника наконечник с фильтром, и прикрепленный к переводнику сепарационный узел в виде шнека. Сепарационный узел в виде шнека выполнен секционным. Секции шнека закреплены на наружной поверхности переводника с образованием кольцевого канала между соседними секциями шнека. Внутренний канал в верхней части переводника имеет расширяющийся диффузорный участок. В наконечнике выполнен проходной канал, сообщающий кольцевой канал секционного шнека с внутренним проточным каналом переводника.
Скважинный газопесочный сепаратор по фиг.1, содержит корпус в виде переводника 1 с внутренним проточным каналом 2, прикрепленный к нижнему концу переводника наконечник 3 с фильтром 4, и прикрепленный к переводнику 1 сепарационный узел в виде шнека 5. Сепарационный узел в виде шнека 5 выполнен секционным. Секции шнека 5, 6 закреплены на наружной поверхности переводника 1 с образованием кольцевого канала 7 между соседними секциями шнека 5 и 6. Внутренний канал 2 в верхней части переводника 1 имеет расширяющийся диффузорный участок 8. В наконечнике 3 выполнен проходной канал 9, сообщающий кольцевой канал 7 секционного шнека 5 с внутренним проточным каналом 2 переводника 1. Сепаратор размещен в скважине, где в эксплуатационной колонне 10 выполнены перфорационные отверстия 11. Переводник 1 присоединен к всасывающему патрубку 12 погружного насоса. Погружной насос на фигурах не показан. Между всасывающим патрубком 12 и эксплуатационной колонной 10 имеется кольцевой канал 13. Угол наклона лопасти шнека 5 и 6, относительно продольной оси 14 переводника 1, позволяет задать определенное направление движения потоку внутри эксплуатационной колонны 10.
Скважинный газопесочный сепаратор работает следующим образом. Пластовая жидкость с механическими примесями и с пузырьками газа поступает внутрь эксплуатационной колонны 10 через перфорационные отверстия 11. Поскольку канал 9 сепаратора размещают ниже перфорационных отверстий 11, газовые пузырьки за счет гравитационной сепарации устремляются вверх в канал 13. Пластовая жидкость поступает вниз в сепарационный узел, выполненного в виде секционного шнека 6 и 5. На выходе из секции шнека 6, в кольцевом канале 7 формируется контур циркуляции с вращательным движением жидкости. Твердые частицы за счет центробежных сил оттесняются к стенкам эксплуатационной колонны 10. Под действием гравитационных сил твердые частицы смещаются вниз и далее оседают в нижней части эксплуатационной колонны 10. Очищенная от механических примесей жидкость через фильтр 4, и через канал 9 в наконечнике 3, поступает в канал 2 и далее движется вверх, к всасывающему патрубку 12 погружного насоса (насос на фигурах не показан). При этом обеспечиваются условия, когда площадь сечения в диффузорном канале 8 плавно увеличивается в направлении потока, что способствует уменьшению гидравлических потерь давления при движении жидкости сепаратор и через всасывающий патрубок 12, и что обеспечивает эффективное использование кинетической энергии потока жидкости.
Количество секций шнека 5, 6 может быть увеличено, с учетом дебита скважины и с учетом свойств пластового флюида. Такое конструктивное исполнение технологично при производстве и при эксплуатации устройства, поскольку могут быть использованы наборы сменных деталей (позиции 3-6) для оптимальной настройки устройства.
Выбор оптимальных геометрических размеров сменных деталей зависят от дебита скважины и, соответственно, от подачи насоса. При решении задачи по повышению эффективности работы сепаратора подбор оптимальной формы проточных каналов должен осуществляться в зависимости от подачи насоса. Возможности для регулировки обеспечиваются за счет использования унифицированных и сменных деталей. Для разных исполнений сепаратора можно использовать универсальный корпус в виде переводника 1, одного и того же исполнения, а гидродинамические условия обеспечиваются за счет использования сменных деталей, в том числе регулирование устройства для очистки флюида можно осуществить за счет подбора соответствующего угла наклона лопастей в секционном шнеке 5, 6 относительно оси 14, за счет изменения расстояния между секциями шнека, за счет изменения количества секций шнека. Такое техническое решение позволяет повысить эффективность работы сепаратора и делает конструкцию более технологичной при изготовлении изделия и при его эксплуатации.