СКВАЖИННЫЙ ПЕСОЧНЫЙ СЕПАРАТОР

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для сепарации песка при добыче нефти с проявлениями песка из скважин.
Известно устройство для отделения песка из нефти в скважине (авторское свидетельство SU №1059146, МПК 7 Е 21 В 43/38, опубл. 07.12.83 г.), состоящее из секций, работающих параллельно, которые размещены друг над другом, соединены переводниками и трубой для подъема жидкости. Каждая секция имеет входной канал, часть подъемной трубы, патрубок с заглушенным концом и ловильные камеры для накопления песка. Промежуточный переводник имеет сквозной продольный канал, а нижний переводник - глухой. В каждой секции часть подъемной трубы имеет калиброванные отверстия.
Недостатком такого сепаратора является ненадежность работы секций, поскольку при параллельной работе секций небольшое засорение калиброванных отверстий в какой либо секции приводит к отключению этой секции от работы, что приводит к перегрузке других секций и снижению качества очистки жидкости от песка.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является скважинный песочный сепаратор (патент RU №2191261, МПК 7 Е 21 В 43/38, опубл. в бюл. №29 от 20.10.2002 г.), включающий корпус, состоящий из секций, размещенных одна над другой, переводники, соединяющие секции, канал для подачи жидкости в сепаратор, трубки для нисходящего потока и ловильные камеры, отличающийся тем, что секции подключены последовательно, переводники выполнены с продольными каналами для восходящего потока и поперечными каналами, которые 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, при этом в ловильных камерах сечение межтрубного пространства для восходящего потока выполнено большим, чем сечение трубок для нисходящего потока.
Недостатками данного скважинного песочного сепаратора являются:
- во-первых, сложность обслуживания, поскольку каждая секция содержит отдельную ловильную камеру, что требует разборки каждой секции в отдельности;
во-вторых, в процессе эксплуатации заполнение любой из ловильных камер песком выводит сепаратор из строя.
Задачей полезной модели является упрощение обслуживания и сборки скважинного песочного сепаратора и увеличение срока эксплуатации до его заполнения песком.
Поставленный технический результат решается скважинным песочным сепаратором, включающим 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, 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, при этом сечение межтрубного пространства для восходящего потока выполнено большим, чем сечение трубок для нисходящего потока.
Новым является то, что секции снизу снабжены общей ловильной камерой, причем секции оснащены концентрично установленными в них сливными патрубками, жестко соединенными снизу с трубками, при этом сверху сливные патрубки оснащены конусной поверхностью, сужающейся сверху вниз и жестко соединенной с корпусом выше размещенной секции.
На фигуре приведена схема скважинного песочного сепаратора.
Скважинный песочный сепаратор включает корпус 1, верхний конец которого присоединен к приему насоса (на фиг. не показано), при этом корпус 1 состоит из секций (например, трех) 2; 2'; 2", подключенных последовательно и размещенных одна над другой, переводники 3; 3'; 3", соединяющие соответственно секции 2; 2'; 2" и выполненные с продольными каналами 4; 4'; 4" для восходящего потока и поперечными каналами 5; 5'; 5".
В нижнем двустороннем переводнике 3" поперечные каналы 5" сообщены с межтрубным пространством 6 между обсадной колонной 7 скважины и корпусом 1 сепаратора, а в промежуточных переводниках 3 и 3' - с продольными каналами 4 и 4' ниже соответственно расположенного переводника 3 и 3'. В секциях 2; 2'; 2" соответственно расположены трубки 8; 8'; 8" для нисходящего потока.
Сечение межтрубного пространства 9; 9; 9" для восходящего потока выполнено большим, чем сечение соответствующих трубок 8; 8'; 8" для нисходящего потока.
Секции 2; 2'; 2" снизу снабжены общей ловильной камерой 10 необходимой длины, причем секции 2' и 2" оснащены соответственно сливными патрубками 11' и 11", установленными концентрично и жестко соединенными снизу с соответствующими
трубками 8' и 8", а сверху - с корпусами выше размещенных секции 2 и 2' соответственно посредством конусных поверхностей 12 и 12', сужающихся сверху вниз.
Скважинный песочный сепаратор работает следующим образом.
Скважинный песочный сепаратор подсоединяется к приемному патрубку насоса и в собранном виде спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах (на фиг. не показано).
При включении в работу глубинного скважинного насоса жидкость с содержанием песка начинает поступать из межтрубного пространства 6 обсадной колонны 7 по поперечным каналам 5 двустороннего переводника 3" в самую нижнюю секцию 2" песочного сепаратора, где попадает внутрь трубки 8, по которой опускается вниз.
Внутри трубки 8" скорость движения жидкости с песком резко падает, и жидкость с небольшой скоростью поднимается по межтрубному пространству 9" между корпусом секции 2" песочного сепаратора и трубкой 8".
При этом песок из жидкости отделяется и за счет резкого изменения направления движения жидкости после выхода из трубки 8" на 180° и падения скорости потока жидкости. Скорость потока жидкости падает, так как сечение межтрубного пространства 9" больше, чем сечение трубки 8".
Отделившийся песок оседает в общую ловильную камеру 10. Жидкость из секции 2" через продольные каналы 4" двустороннего переводника 3" поступает в следующую, выше размещенную секцию 2' сепаратора.
В выше размещенной секции 2' сепаратора жидкость через поперечные каналы 5 в промежуточном переводнике 3' попадает внутрь трубки 8, по которой опускается вниз, при этом происходит осаждение песка, оставшегося в жидкости после нижней секции 2" сепаратора. Далее жидкость, изменив направление движения на 180°, с уменьшенной скоростью поднимается по межтрубному пространству 9' между корпусом секции 2' и трубкой 8' и далее по продольным каналам 4' промежуточного переводника 3' переходит в следующую секцию 2 песочного сепаратора, при этом оседающий песок в секции 2' по конусной поверхности 12' и сливному патрубку 11' стекает в общую ловильную камеру 10.
В выше размещенной секции 2 сепаратора жидкость через поперечные каналы 5 в промежуточном переводнике 3 попадает внутрь трубки 8, по которой опускается вниз, при этом происходит осаждение песка, оставшегося в жидкости после нижней секции 2 сепаратора. Далее жидкость, изменив направление движения на 180°, с уменьшенной скоростью поднимается по межтрубному пространству 9 между корпусом секции 2 и трубкой 8 и далее по продольным каналам 4 промежуточного переводника 3 поступает на
прием скважинного глубинного насоса, а оседающий песок в секции 2 по конусной поверхности 12 и сливному патрубку 11 стекает в общую ловильную камеру 10.
Число секций 2; 2'; 2" скважинного песочного сепаратора определяется необходимостью очистки продукции скважины от песка в зависимости от осложненности условий и требований к очистке жидкости от песка.
Предлагаемый скважинный песочный сепаратор прост в обслуживании, а увеличение срока эксплуатации до его заполнения песком связано с наличием общей камеры необходимой длины, жестко соединенной к корпусу снизу, что повышает надежность работы глубинного скважинного насоса и обеспечивает добычу нефти в осложненных условиях.