УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗО-ЖИДКОСТНОЙ ЭМУЛЬСИИ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в штанговых глубинных насосах (ШГН) при добыче нефти или других полезных ископаемых в виде газожидкостной эмульсии (ГЖЭ) для очистки от газа и механических примесей.
Известен газопесчаный вихревой якорь, содержащий щелевой многосекционный кожух с очистительным элементом и отстойник, кожух расположен в высокоемком отстойнике с отводящими отверстиями и в котором установлена дроссельная воронка. В качестве очистительного элемента установлены крыльчатки с распорными щелевыми фильтрами (RU 12179 U1 E21B 43/38), являясь наиболее близким аналогом предложенной полезной модели.
Недостатками вышеуказанного газопесчаного вихревого якоря является наличие мертвой зоны на выходе очистительного элемента. ГЖЭ смешанная со взвесью механических примесей прорывается через газоотводные отверстия, что приводит к промыву сопел газоотводных отверстий и вероятность перетока ГЖЭ в затрубное пространство. В газопесочном вихревом якоре смешение и миксирование потока ГЖЭ происходит неравномерно и слабо, особенно после выкида ГЖЭ из очистительного элемента, что способствует образованию газовых пузырей и застойных зон у приема ШГН, что приводит к срыву подачи и выходу ШГН из строя.
Предлагаемая полезная модель устраняет вышеуказанные недостатки, обеспечивая повышение надежности и увеличение срока службы штангового глубинного насоса в скважинах с повышенным содержанием механических примесей за счет уменьшения износа его деталей, работающих в режиме трения.
Задача настоящей полезной модели заключается в качественной очистке ГЖЭ от газа и механических примесей.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в ликвидации мертвой зоны застоя больших газовых пузырей, т.е. улучшение сепарации газа и предотвращении прорывов ГЖЭ через газоотводные отверстия, стабилизация смешения потока ГЖЭ при прохождении через очистительный элемент на приеме ШГН.
Указанный технический результат достигается тем, что лопатки крыльчатки расположены под определенным углом выгиба относительно оси устройства и на выходе очистительного элемента расположен диспергирующий твердосплавный элемент в виде ступенчатой воронки с 4-6 внутренними проточными капиллярными отверстиями для снятия избыточного давления и ликвидации застойных зон под элементом, угол наклона стенок воронки равен 30-40 градусов к оси.
Количество капиллярных отверстий и угол наклона стенок воронки определяется опытно-эксперементальным методом на стенде скважин обрадованных комплектом ШГН-фильтрующий элемент путем моделирования движения слабо очищенной, барбатированной ГЖЭ с заданными параметрами приближенные к реальным условиям эксплуатации ШГН содержание взвешенных частиц до 1 г/л; содержание растворенного газа до 100м3/м3; давление на приеме фильтрующего элемента до 50 Атм. Путем вариаций и подбора количества капиллярных отверстий и угла наклона ступенчатой воронки при прохождении смоделированного потока ГЖЭ по системе фильтрующий элемент - ШГН удалось определить оптимальное количество внутренних проточных капиллярных отверстий 4-6 (количество вирируется в зависимости от типоразмера ШГН) при котором удалось добиться бесперебойной работы ШГН, максимального коэффициента наполнения цилиндра ШГН, улучшения миксирование ГЖЭ при прохождении ее через фильтрующий элемент, улучшить сепарацию ГЖЭ с уменьшением количества свободно растворенного газа на выкиде ШГН, а так же снижение избыточного давления ГЖЭ после прохождения потока
ГЖЭ через воронку с углом наклона стенок 30-40 градусов у приема ШГН в среднем 5-7 Атм.
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре представлен общий вид устройства, которое состоит из щелевого фильтра 1, проводящей трубы 2 с щелевым кожухом 3, расположенным в отстойнике 4 с отводящими отверстиями 5. Внутри кожуха установлены дроссельная воронка 8 и поочередно крыльчатки 6 с распорными втулками 7. На выходе очистительного элемента установлен диспергирующий ступенчатый элемент 9 с внутренними проточными капиллярными отверстиями 10.
Устройство работает следующим образом.
Поток ГЖЭ нагнетается из скважины через щелевой фильтр 1, очищаясь от крупных механических частиц. Далее по проводящей трубе 2 и через дроссельную воронку 8 поступает в щелевой кожух 3, где проходя по крыльчаткам 6, приходит во вращательное движение и разгоняется. Центробежными силами механические частицы из потока ГЖЭ выносятся через щели распорных втулок 7 и щели кожуха 3 в отстойник 4, где происходит накопление механических примесей. Через отводящие отверстия 5 в верхней части отстойника 4 и диспергирующего ступенчатого элемента 9 с внутренними проточными капиллярными отверстиями 10 происходит частичная сепарация, миксирование ГЖЭ, снятие избыточного давления и ликвидация застойной зоны в районе выкида очистительного элемента, что способствует равномерной и бесперебойной работе ШГН.