СКВАЖИННЫЙ ПЕСОЧНЫЙ СЕПАРАТОР
WELL SAND SEPARATOR

Изобретение относится к добывающей промышленности и может использоваться при добыче жидкости из скважин с проявлениями песка.
7
Известен противопесочный фильтр (патент SU 1550103, МПК E21B 43/08, опубликовано 15.03.1990), содержащий наружный и внутренний перфорированные каркасы и размещенный между ними набор иксообразных фильтрующих металлокерамических элементов. Чистая жидкость и песчинки, размер которых меньше размера проходных отверстий фильтрующего элемента, проходят через фильтрующий элемент и поступают к приемному патрубку насоса и далее на дневную поверхность. Песчинки, размер которых больше размеров отверстий фильтрующего элемента, удерживаются на его поверхности. Такой фильтр способен задерживать песчинки сколь угодно малого размера.
Однако чем меньше размер проходных отверстий фильтрующего элемента, тем быстрее эти отверстия засоряются песчинками и тем быстрее уменьшается пропускная способность фильтра в процессе эксплуатации.
7
Известен скважинный песочный сепаратор (патент RU 2191261, МПК E21B 43/38, опубликовано 20.10.2002), включающий корпус, нижний двусторонний и промежуточный переводники с поперечными и продольными каналами и трубками для нисходящего потока, ловильные камеры. Песок в этом устройстве осаждается в ловильных камерах под действием силы инерции и силы тяжести. В устройстве нет сеток, и его пропускная способность сохраняется постоянной в процессе эксплуатации.
Однако если скорость движения потока жидкости превышает скорость осаждения песчинки, то такие песчинки попадают в насос.
Задачей заявляемого технического решения, является уменьшение концентрации песка на выходе из сепаратора с сохранением пропускной способности устройства в процессе эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в скважинном песочном сепараторе, включающем корпус, нижний двусторонний и промежуточный переводники с поперечными и продольными каналами и трубками для нисходящего потока, ловильные камеры, согласно изобретению часть нижнего двустороннего переводника, находящаяся ниже поперечных каналов, выполнена большего диаметра, чем его верхняя часть, на нее установлены две сетки со спиралью между ними, а наружная сетка снабжена ловильной камерой.
На чертеже изображен продольный разрез скважинного песочного сепаратора.
Скважинный песочный сепаратор (см. чертеж) включает корпус 1, состоящий из секций, размещенных одна над другой, нижний двусторонний переводник 2, промежуточный переводник 3 с поперечными каналами 4 и 5 и продольными каналами 6 и 7, трубками 8 и 9 для нисходящего потока, ловильные камеры 10 и 11. Часть нижнего двустороннего переводника 2, находящаяся ниже поперечных каналов 4, выполнена большего диаметра, чем его верхняя часть, на нее установлена сетка 12, на которую навита спираль 13, покрытая сеткой 14, снабженной ловильной камерой 15.
Устройство работает следующим образом.
Жидкость движется снизу вверх вдоль наружной поверхности сетки 14, огибает ее сверху и закручивается спиралью 13 в пространстве между сетками 12 и 14. Часть жидкости при этом просачивается через сетку 14. Песчинки, задержанные сеткой 14, остаются на ее наружной поверхности. Пропускная способность сетки 14 уменьшается в процессе эксплуатации, и все большее количество жидкости огибает сетку 14 сверху, и все меньшее ее количество просачивается через сетку 14. Чем больше отверстий сетки 14 засорилось снаружи, тем больше жидкости, находится в закручивающемся потоке, тем больше скорость ее движения и тем больше центробежная сила, действующая на жидкость, вымывающую эти песчинки изнутри. Песчинки, находящиеся в закручивающемся потоке, отбрасываются центробежной силой от наружной поверхности сетки 12 к внутренней поверхности сетки 14. Если эти песчинки под действием центробежной силы закроют отверстия в сетке 14 со стороны ее внутренней поверхности, то увеличивается разность давлений, действующих на ее наружную и внутреннюю поверхности. Количество жидкости, просачивающейся в пространство между сетками через отверстия сетки 14, также увеличивается. Интенсивность вымывания песчинок, осевших на внутреннюю поверхность сетки 14, также возрастет. Песчинки, вымытые из с внутренней поверхности сетки 14, двигаясь по спирали, осаждаются в ловильную камеру 15. Через поперечные каналы 4 нижнего двустороннего переводника 2 и трубку 8 жидкость попадает во вторую ловильную камеру 10. Направление движения жидкости изменяется на противоположное. Поток расширяется, и скорость потока падает. Песчинки продолжают движение по инерции и оседают в ловильной камере 10. Очищенная жидкость движется вверх и по продольным каналам 6 нижнего промежуточного переводника 2 попадает во вторую секцию песочного сепаратора. В этой секции жидкость движется вверх между ловильной камерой 11 и корпусом 1 и через поперечные каналы 5 переводника 3 и трубку 9 попадает внутрь ловильной камеры 11. В ловильной камере 11 жидкость меняет направление движения на 180 градусов и очищается. Очищенная жидкость выходит из второй секции сепаратора через продольные каналы 7, выполненные в переводнике 3, и поступает в третью секцию или во входной патрубок насоса. При необходимости выше третьей секции может быть установлена четвертая и т.д.
Технический результат в виде уменьшения концентрации песка на выходе из сепаратора с сохранением пропускной способности фильтра в процессе эксплуатации достигается за счет добавления сеток в конструкцию устройства и использования фильтруемой жидкости для очистки фильтрующих поверхностей от песчинок.