Газлифтный подъемник

 

ГАЗЛИФТНЫЙ ПОДЪЕМНИК, содержащий размещенную в обсадной колонне колонну насосно-компрессорных труб с установленными внутри нее по высоте газодиспергаторами и наземное оборудование, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и КПД подъемника путем использования для диспергирования газа в газонефтяном потоке энергии электрокинетического потенциала, газодиспергаторы выполнены в виде установленных один против другого разрядных электродов , один из которых электрически соединен с колонной насосно-компресСорных труб, другой электроизолирован от нее и электрически соединен с обсадной колонной, причем колонна (Л насосно-компрессорных труб злектроизолирована от обсадной колонны и наземного оборудования.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (19) (11) А

3151) Е 21 В 43/00

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3635114/22-03 (22) 17.08.83 (46) 30.10.84. Бюл. Р 40 (72) Л.M. Матвеенко, Т.К; Аливердизаде и В.И. Сотник (71) Ордена Трудового Красного Знамени азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.2?6.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 635225, кл. Е 21 В 43/00, 1977.

2. Репин Н.Н. и др. Технология механизированной добычи нефти. М., "Недра", 1976, с. 29 (прототип) . (54) (57) ГАЗЛИФТНЫИ ПОДЪЕМНИК, содержащий размещенную в обсадной колонне колонну насосно-компрессорных труб с установленными внутри нее по высоте газодиспергаторами и наземное оборудование, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьппения производительности и КПД подъемника путем использования для диспергирования газа в газонефтяном потоке энергии электрокинетического потенциала, газодиспергаторы выполнены в виде установленных один против другого разрядных электродов, один из которых электрически соединен с колонной насосно-компрессорных труб, другой электроизолирован от нее и электрически соединен с обсадной колонной, причем колонна насосно-компрессорных труб электроизолирована от обсадной колонны и наземного оборудования.

1121

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к те-..нике подъема нефти с помощью газа из добывающих скважин. 5

Известен газлифтный подъемник, содержащий колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с установленными на конце колонны электродами. Электроды соединены кабелем с наземной 10 промышленной электросетью через фазоизменяющую аппаратуру, регулирующую частоту коротких (дуговых) замыканий между электродами, в результате которого в нефти происходит газообразование, образующиеся пузыри газа лифтируют нефть f1) .

Недостатками газолифтного подъемника являются необходимость подвода в скважину промышленной электро- 2о энергии, большие его потери в многокилометровом кабеле, необходимость применения сложной наземной электроаппаратуры, образование неблагоприятных газонефтяных структур потока д и отсутствие воздействия для улучшения этих структур.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является газлифтный падъемник, содержащий размещенную в обсадной колонне колонну НКТ с установленными внутри нее по высоте газодиспергаторами и наземное оборудование (2) .

Недостатками подъемника являются низкие производительность и КПД, что обусловлено высокими гидравлическими сопротивлениями, вызванными установкой внутри колонны НКТ га- О зодиспергаторов, а также неэкономным расходованием энергии на диспергирование газа, которое осуществляется путем дробления всего газонефтяного потока, в то время как имеет- "5 ся необходимость диспергирования только газа в газонефтяном потоке.

Цель изобретения — повышение про" изводительности и КПД подъемника путем использования для диспергирования газа в газонефтяном потоке энергии электрокинетического потенциала .

Указанная цель достигается тем, что в газлифтном подъмнике.,содержащем 55 размещенную в обсадной колонне колонку HKT с установленными внутри нее по высоте гаэодиспергаторами и на403 2 земное оборудование, газодиспергаторы выполнены в виде установленных один против цругогo разрядных электродов, один из которых электрически соединен с колонной НКТ, другой электроизолирован о нее и электрическ соединен с обсадной колонной, причем колонна НКТ электроизолирована от обсадной колонны и наземного оборудования.

Достижение положительного эффек— та основано на использовании известного явления возникновения электрокинетического потенциала в трубах при течении в них органических жидкостей и их смесей с газом, причем возникающее электрическое поле характеризуется высокой напряженностью, достигающей сотен киловольт. Предусмотренная в газлифтном подъемнике электроизоляция колонны НКТ от обсадной колонны и наземного оборудования обеспечивает накопление всех электрических заря дов.

Выполнение газодиспергаторов в виде установленных один против другого разрядных электродов обеспечивает почти полное сохранение проходного сечения потока, поскольку толщина разрядных электродов мала по сравнению с площадью проходного сечения труб.

Электрическое соединение одного из электродов с колонной НКТ, а другого — с обсадной колонной обеспечивает возникновение в зазоре между противостоящими концами электродов электрического поля.

Напряженность электрического поля растет во времени при течении по трубам газонефтяного потока. При достижении напряженностью величины напряженности электропробоя газа, происходит электрический разряд в момент прохождения пробки через концы электродов, сопровождающийся выделением энергии внутри полости газовой пробки, что сопровождается резким повьппением давления и разрывом газовой полости с образованием множества мелких пузырьков, лифтирующая способность которых много вьппе, чем крупной газовой пробки.

Разряд происходит только при прохождении через электроды газовых пузырей„так как напряжение проооя газа много меньше напряжения пробоя нефти, 1121 чем обеспечивается авторегулируемое диспергирование газа в газонефтяном потоке.

На фиг. 1 показана схема газлифтного подъемника, на фиг ° 2 — участок подъемника, разрез.

Газлифтный подъемник содержит колонну НКТ t соединенных муфтами 2, и газодиспергаторы, выполненные в виде разрядных электродов 3. Колон- 10 на НКТ электроизолирована от обсадной колонны 4 и наземного оборудования электроизоляторами 5-7.

Один из противостоящих электродов электрически соединен с колон- 15 ной НКТ, другой электрод изолирован от нее при помощи электроизолятора

8 и имеет электрический контакт с обсадной колонной (заземлен), Подъемник работает следующим об- 20 разом.

При движении в колонне НКТ 1 газонефтяной смеси происходит рост мелких газовых пузырьков и их слияние в крупные пузыри (пробки). Од- 25 новременно в электроизолированной колонне НКТ 1 возникает электрокинетический потенциал, в результате чего между концами противостоящих электродов 3 растет напряженность З0 электрического поля, по достижении которой величины пробойного напряжения для газа происходит разряд внут403 4 ри газовой пробки в момент прохождения ее через противостоящие электроды. Электрический разряд сопровождается импульсным скачком давления, в результате чего газовая пробка разрушается.

Дальнейший подъем образовавшихся мелких пузырьков вновь приводит к их постепенному росту, слиянию и образованию крупной газовой пробки, диспергирование которой повторяется описанным механизмом вышестоящими разрядными электродами.

Параметры электроразрядов рассчитывают по известным формулам.

Таким образом, подъемник автоматически обеспечивает получение наиболее производительного режима лифтирования нефти газом и повышенного коэффициента полезного действия подьемника за счет сохранения проходного сечения лифтовой колонны и исключения затрат промышленной энергии на диспергирование газа.

Экономический эффект от использования газлифтного подъемника возникает в основном от уменьшения расходов на компремирование газа вследствие уменьшения его удельного расхо да на лифтирование нефти, связанного с улучшением структуры газонефтяного потока и повышением КПД процесса лифтирования нефти газом.

1121403

Составитель В. Борискина

Техред З.Палий Корректор А. Тяско

Редактор И. Недолуженко

Заказ 7900/24 Тираж 564

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4