ГАЗОСЕПАРАТОР-ДЕЗИНТЕГРАТОР

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности, к устройствам для разделения материалов добываемых из скважин погружными насосными агрегатами.
Уровень техники.
Известно «Устройство для очистки скважинной газожидкостной смеси», в котором осуществляют отделение твердых частиц от потока жидкости, после чего отделяемые частицы улавливаются и осаждаются в "карманах-мешках" направляющих аппаратов (см. RU 2149991 С1, 27.05.2000, МПК Е21В 43/38).
Недостатком данного устройства является осаждение отделяемых частиц в "карманах-мешках", что требует проведения мероприятий по удалению накопившихся шламов по мере заполнения этих емкостей, например промывку.
Известно «Сепарирующее устройство для погружного центробежного насоса», содержащее корпус, вал, на котором установлены шнек, осевое рабочее колесо и сепарационный барабан, и камеры отделения газа, жидкости и механических примесей. При этом камера отделения механических примесей, посредством канала и отводной трубки, соединена с затрубным пространством (см. RU 66443 U1, 10.09.2007, МПК Е21В 43/38)
Недостатком данного устройства является то, что выведенные в затрубное пространство механические примеси попадают на забой и могут стать причиной засорения скважины.
Наибольшее распространение получили сепарирующие устройства, выводящие механические примеси на поверхность, которые лишены выше указанных недостатков.
Известен «Газосепаратор», содержащий цилиндрический корпус с защитной гильзой и вал, на котором последовательно по направлению потока жидкости расположены, шнек, лопастное колесо и сепарирующий барабан с радиальными лопастями. На внутренней поверхности защитной гильзы установлены продольные лопасти, создающие вдоль стенок защитной гильзы вихревые дорожки, препятствующие контакту абразивных частиц с поверхностью гильзы (см. RU 2327866 С2, 27.06.2008, МПК Е21В 43/38).
Недостатком данного устройства является то, что на выходе из газосепаратора абразивные частицы имеют практически тот же фракционный состав, что и на входе. Это приводит к интенсивному износу насоса при перекачивании жидкости с высоким содержанием механических примесей с крупными частицами.
Раскрытие полезной модели.
Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в увеличении степени измельчения механических примесей попадающих в погружной агрегат и повышении долговечности насоса.
Указанный технический результат достигается тем, что в газосепараторе, состоящем из цилиндрического корпуса с защитной гильзой и вала, на котором последовательно по направлению потока жидкости расположены шнек, лопастное колесо и сепарирующий барабан с радиальными лопастями, между сепарирующим барабаном и защитной гильзой, внутри последней, установлена дезинтегрирующая гильза, выполненная в виде цилиндра с прорезями.
В частном случае выполнения полезной модели, прорези дезинтегрирующей гильзы могут быть выполнены вдоль образующих цилиндра или под углом к образующим цилиндра.
Кроме того, в частном случае выполнения полезной модели, прорези дезинтегрирующей гильзы могут быть выполнены в несколько рядов, разделенных сплошными цилиндрическими поверхностями.
Осуществление полезной модели.
Фиг.1 - компоновочная схема газосепаратора-дезинтегратора;
Фиг.2 - дезинтегрирующая гильза, с прорезями, выполненными вдоль образующих цилиндра;
Фиг.3 - дезинтегрирующая гильза, с прорезями, выполненными под углом к образующим цилиндра.
Газосепаратор-дезинтегратор (Фиг.1), состоит из цилиндрического корпуса 1 с защитной гильзой 2 и вала 3, на котором последовательно по направлению потока жидкости расположены шнек 4, лопастное колесо 5 и сепарирующий барабан 6 с радиальными лопастями. Между сепарирующим барабаном 6 и защитной гильзой 2, установлена дезинтегрирующая гильза 7. Дезинтегрирующая гильза выполнена в виде цилиндра с прорезями 8. Прорези 8 дезинтегрирующей гильзы могут быть выполнены вдоль образующих цилиндра (Фиг.2) или под углом к образующим цилиндра (Фиг.3). При этом прорези дезинтегрирующей гильзы могут быть выполнены в несколько рядов, разделенных сплошными цилиндрическими поверхностями.
Работает газосепаратор-дезинтегратор следующим образом. Газожидкостная смесь, вместе с механическими примесями, через шнек 4 и лопастное колесо 5 поступает в сепарирующий барабан 6, где раскручивается посредством радиальных лопастей и происходит разделение газа, жидкости и механических примесей. Газ скапливается около вала 3 и выводится в затрубное пространство как в обычном газосепараторе. Жидкость, вместе с мелкими частицами механических примесей, подается на вход насоса, а абразивные частицы механических примесей, имеющие наибольший размер и плотность, отбрасываются на дезинтегрирующую гильзу 7. Попадая в прорези 8 дезинтегрирующей гильзы 7, абразивные частицы измельчаются в результате взаимного соударения. По мере измельчения абразивных частиц они «вымываются» из прорезей 8 потоком жидкости и попадают на вход насоса.
Проведенные стендовые испытания газосепаратора-дезинтегратора показали высокую эффективность измельчения механических примесей дезинтегрирующей гильзой, как с прямыми, так и с наклонными прорезями.
Испытания проводились на модельной жидкости, состоящей из технической воде и твердой фракции - 1,0% по массе белой мраморной крошки с размерами частиц 2,8-3,2 мм, с твердостью по шкале Мооса 4-5 баллов. По результатам испытаний на выходе из газосепаратора-дезинтегратора, исходной фракции размером 2,8-3,2 мм, не обнаружено, при этом, твердая фракция на 90% состояла из частиц с размерами менее 0,56 мм.