СКВАЖИННЫЙ ГАЗОПЕСОЧНЫЙ ЯКОРЬ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для защиты скважинного насоса от попадания в него механических примесей и свободного газа.
Известен газопесочный якорь, включающий закрытую снизу наружную трубу с радиальными впускными отверстиями, внутреннюю трубу с завихрителем потока для направления скважинной жидкости из наружной трубы в насос и газо-сепарационную камеру (см. а.с. СССР №987080 кл. Е21В 43/34 опубл. 07.01.1983). Недостатком его является сложность конструкции.
Известны газопесочные якоря, основанные на принципе гравитационного разделения фаз, содержащие с заглушенными концами наружные трубы с входными отверстиями и концентрично расположенные всасывающие трубы, установленные под насосным оборудованием (Справочная книга по добыче нефти и газа. Под ред. д-ра техн. наук Ш.К.Гиматудинова, М., «Недра», 1974, с.330). Указанные газопесочные якоря по технической сущности наиболее близки к предлагаемому газопесочному якорю, и их можно взять в качестве прототипа.
Недостатком этих якорей является то, что в качестве соединения наружной трубы, всасывающей трубы и насосного оборудования используется переводник. Данный переводник является повышенным концентратором напряжений, что снижает надежность конструкции газопесочного якоря.
Также недостатком этих якорей является наличие «мертвой» зоны над фильтрационными отверстиями в кольцевом зазоре между наружной и всасывающей трубами, в которой происходит накопление свободного газа. Накапливаясь, этот газ может попасть в насос, что снизит коэффициент наполнения насоса жидкостью и его подачу.
Задачей полезной модели является повышение надежности конструкции газопесочного якоря при устранении скапливания свободного газа в кольцевом зазоре между наружной и всасывающими трубами для предотвращения влияния свободного газа на работу насоса.
Поставленная техническая задача решается описываемым скважинным газопесочным якорем, содержащим с заглушенным нижним концом наружную трубу с фильтрационными отверстиями и концентрично расположенную всасывающую трубу, установленную под насосным оборудованием.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели является закрепление на верхнем торце всасывающей трубы с помощью сварного соединения кольца, которое расположено между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении, установка в верхней части кольцевого пространства между наружной и всасывающей трубами резиновых прокладок, а также наличие в верхней части наружной трубы отверстий для выхода свободного газа, выделяющегося в кольцевом пространстве между наружной и всасывающей трубами. Таким образом, достигается повышение надежности конструкции газопесочного якоря при устранении скапливания свободного газа в кольцевом зазоре между наружной и всасывающими трубами для предотвращения влияния свободного газа на работу насоса.
На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого устройства.
Скважинный газопесочный якорь содержит наружную трубу 1, имеющую фильтрационные отверстия 2. Нижний конец наружной трубы 1 герметично закрыт заглушкой 3 и является шламосборником. Длину шламосборника можно регулировать добавлением дополнительных насосно-компрессорных труб. Наружная труба 1 соединяется с насосным оборудованием 4 муфтой 5, при этом между ними зажимается кольцо 6, закрепленное к верхнему торцу всасывающей трубы 7 с помощью сварного соединения. Герметичное разобщение полостей наружной трубы 1 и насосного оборудования 4 обеспечивается установкой резиновых прокладок 8. В верхней части наружной трубы 1 имеются отверстия для выхода газа 9.
Скважинный газопесочный якорь работает следующим образом. При работе насосного оборудования 4 поток жидкости проходит через фильтрационные отверстия 2 в зону А между наружной трубой 1 и всасывающей трубой 7. В устройстве реализован принцип многоступенчатой сепарации с использованием гидродинамических эффектов разворота струй жидкости, изменение скорости потока со сменой направления течения. При повороте потока жидкости в зоне А за счет разности плотности газа и жидкости происходит разделение потока. Более легкий газ под действием архимедовой силы поднимается по кольцевому зазору между наружной и всасывающей трубами и далее через выходные отверстия 9 в затрубное пространство скважины, а поток жидкости, двигаясь по кольцевому зазору между наружной и всасывающей трубами - к нижнему концу всасывающей трубы 7, в зону Б. Скорость нисходящего потока жидкости в кольцевом пространстве меньше скорости всплытия газа. В зоне Б жидкость снова меняет направление, и за счет силы инерции, а также из-за разности плотностей жидкости и механических примесей, происходит оседание механических примесей в шламосборнике. Далее жидкость по всасывающей трубе 7 поступает в насосное оборудование 4.
Таким образом, предлагаемый скважинный газопесочный якорь имеет высокую надежность конструкции и предотвращает скапливание свободного газа в кольцевом зазоре между наружной и всасывающей трубами, и, следовательно, устраняет влияние свободного газа на работу насоса, а также уменьшает попадание механических примесей в насос.