ГАЗОПЕСОЧНОЕ РЕГУЛИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована при добыче нефтесодержащей жидкости из скважин и предназначена для защиты скважинного насоса от вредного действия газа и частиц твердых механических примесей.
Известен путевой газопесочный скважинный сепаратор (патент РФ №48579, Е21В 43/38, дата публ. 27.10.2005), который содержит трубу с прорезанными продольными пазами, закрытыми фильтрами, выполненными в виде намотанных в радиальном направлении витков проволоки, при этом к верхней половине витков проволоки прикреплена сетка, приемный цилиндрический патрубок со сквозным проходным каналом, соосно совмещенной в нем разъемной газовой трубкой, спираль и патрубок для отвода песка в пескосборник, спираль и рассекатель с каналами для отвода газа.
Недостатками известного путевого газопесочного скважинного сепаратора являются сложность конструкции, а также невозможность произвести регулировку фильтрующего элемента, на необходимую тонкость фильтрации в зависимости от размера частиц механических примесей присутствующих в добываемой жидкости.
Известно газопесочное регулируемое устройство (патент РФ №88734, Е21В 43/34, дата публ. 20.11.2009), взятое в качестве прототипа, содержащий корпус с отверстиями для входа газожидкостной смеси, узел сепарации газа, узел сепарации механических примесей, выполненный в виде пружины, размещенной между опорно-регулирующими элементами, установленными на наружной поверхности канала с отверстиями для прохода очищенной жидкости и с каналом для отвода механических примесей в сборник.
Недостатками известного газопесочного регулируемого устройства являются:
- отсутствие дополнительного отделения механических примесей, например песка, от жидкости после прохождения ее через фильтрующий элемент приводит к тому, что жидкость с оставшимися в ней механическими примесями через канал отвода жидкости подается на прием насоса. Это приводит к снижению наработки на отказ насоса из-за ускоренного износа рабочих органов частицами механических примесей, оставшихся в жидкости;
- наличие отдельного корпуса с отверстиями для входа газожидкостной смеси усложняет конструкцию устройства и увеличивает его габариты;
- размещение фильтрующего элемента на наружной поверхности канала с отверстиями для прохода очищенной жидкости приводит к уменьшению полезной площади фильтрующего элемента. Для увеличения полезной площади фильтрующего элемента требуется увеличить его длину, что приводит к увеличению размера (длины) всего устройства, что в целом повышает массогабаритные характеристики изделия.
Задача полезной модели - разработка газопесочного регулируемого устройства, обладающего улучшенной очисткой нефтесодержащей жидкости от частиц механических примесей, повышенной пропускной способностью.
Технический результат, получаемый в результате решения задачи, состоит в повышении качества очистки жидкости, упрощении устройства, повышении пропускной способности, снижении массогабаритных характеристик устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в газопесочном регулируемом устройстве, содержащем корпус с отверстиями для входа газожидкостной смеси, узел сепарации газа, узел сепарации механических примесей, выполненный в виде пружины, размещенной между опорно-регулирующими элементами, канал для прохода очищенной жидкости, расположенный внутри корпуса, канал для отвода механических примесей в сборник, согласно полезной модели, опорно-регулирующие элементы пружины установлены в корпусе, а канал для прохода очищенной жидкости выполнен в виде трубы, один конец которой закреплен в переводнике, соединенном с корпусом, а второй конец трубы снабжен шнеком и размещен в соединенном с корпусом сборнике.
Размещение пружины с опорно-регулирующими элементами в корпусе устройства позволяет использовать пружину большего диаметра, что увеличивает полезную площадь фильтрующего элемента и повышает пропускную способность устройства.
Указанный технический результат достигается также тем, что канал для отвода механических примесей в сборник выполнен, например, в виде, трубки, соединенной с нижним витком шнека, что позволяет частицам механических примесей перемещаться в трубке под действием силы тяжести и выйти из трубки в сборник на безопасно удаленном расстоянии от зоны забора очищенной жидкости без риска быть увлеченными потоком очищенной жидкости.
Соединение переводника и сборника механических примесей с корпусом разъемным соединением, например, с помощью муфт, улучшает сборку/разборку устройства, повышает его ремонтопригодность.
Для обеспечения необходимой пропускной способности устройства, узел сепарации механических примесей выполнен в виде одной или нескольких последовательно соединенных, например, с помощью муфт, секций. Труба для отвода очищенной жидкости может быть выполнена сборной, что улучшает сборку/разборку изделия и его транспортировку.
Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения газопесочного регулируемого устройства. На фигуре приведен общий вид устройства.
На фигуре приведен общий вид устройства.
Газопесочное регулируемое устройство содержит корпус 1 с отверстиями 2, например щелевидной формы, для прохода газожидкостной смеси и сепарации газа. В корпусе 1 установлены опорно-регулирующие элементы 3, выполненные, например, в виде гаек, между которыми размещена фильтрующая пружина 4. К корпусу 1 присоединены с помощью муфт 5 и 6 переводник 7 с отверстием 8 для прохода жидкости и сборник 9 для сбора механических примесей (песка) соответственно. В корпусе 1 размещена труба 10 для отвода очищенной жидкости, один конец которой закреплен в переводнике 7, а второй конец снабжен шнеком 11 и размещен в сборнике 9. На втором конце трубы 10 закреплена трубка 12 для отвода шлама в сборник 9, при этом последний виток шнека 11 заходит в трубку 12. На сборнике 9 установлена заглушка 13. Переводник 7 соединен, например, с погружным штанговым насосом (не показан).
Устройство работает следующим образом.
Перед установкой устройства в скважину осуществляют настройку межвиткового расстояния пружины 4. При закручивании гайки 3 пружину 4 нагружают, и межвитковый зазор уменьшают. При выкручивании гайки 3 межвитковый зазор увеличивают.
Добываемая жидкость за счет подачи насосом проходит через щелевые отверстия 2 корпуса 1, между витками пружины 4, в результате происходит отделение (сепарация) пузырьков газа, которые всплывают вверх, а твердые частицы, присутствующие в жидкости, и имеющие размер более межвиткового зазора пружины 4, задерживаются в межвитковом зазоре пружины 4. Отфильтрованная от крупных частиц примесей жидкость проходит по каналу между наружной поверхностью трубы 10 и внутренней поверхностью пружины 4, гайки 3, муфты 6, сборника 9, при этом жидкость вместе с оставшимися механическими примесями, например, песок, двигаясь вниз закручивается при прохождении шнека 11, заходящего в трубку 12, а находящиеся в жидкости примеси оседают на шнеке 11 и двигаясь по нему под действием тяжести и потока жидкости ссыпаются в трубку 12 и выходят из нее, скапливаясь в сборнике 9. Очищенная жидкость поднимается по трубе 10 и поступает в скважинный насос (не показан).