Подъемник газожидкостной смеси (варианты)

 

Изобретение относится к технике для добычи газожидкостных смесей. Подъемник газожидкостной смеси содержит колонну насосных труб, обратный клапан, погружной насос с валом и рабочими органами, нагнетательный патрубок которого подключен к активному соплу струйного аппарата с приемной камерой, камерой смешения и диффузором. Каналы отвода газообразной среды сообщены с приемной камерой. Каналы отвода газообразной среды могут быть выполнены в валу погружного насоса и сообщены с полостью последнего, а обратный клапан размещен в колонне насосных труб. Каналы отвода газообразной среды могут быть выполнены в валу погружного насоса, сообщены с полостью последнего и посредством выходного патрубка - с соплом струйного аппарата, выкид погружного насоса сообщен с приемной камерой струйного аппарата, а обратный клапан размещен в колонне насосных труб. Каналы отвода газообразной среды могут быть выполнены в валу погружного насоса и сообщены с полостью последнего и с кольцевым пространством вокруг подъемника. В результате повышается надежность и уменьшается металлоемкость. 3 с. и 4 з.п.ф-лы 6 ил.

Изобретение относится к технике для добычи газожидкостных смесей и позволяет осуществлять подъем из скважин нефти с высоким содержанием газа и механических взвесей.

Известен подъемник (аналог - см. каталог "Установки погружных центробежных насосов для нефтяной промышленности", М., Цинтихимнефтемаш, 1980, с. 4).

Недостатком этого подъемника является то, что он не может обеспечить подъем из скважины газосодержащей жидкости без дополнительного узла-газосепаратора.

Известен подъемник газожидкостной смеси (прототип - см. а.с. СССР N 1831593, кл. F 04 F 5/54, 29.06.88.).

Недостатком этого подъемника является то, что он не может обеспечить подъем из скважины жидкости с высоким газосодержанием без дополнительного узла-газосепаратора, наличие которого приводит к дополнительной вибрации, и, как следствие, снижению надежности и долговечности, увеличению аварийности, а при газовом факторе, достигнувшем величин порядка нескольких сотен метров кубических в тонне жидкости, может наблюдаться срыв подачи газом.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, - повышение надежности конструкции и уменьшение ее длины и металлоемкости.

Указанный результат может быть получен при осуществлении изобретения согласно п. 1 формулы (см. фиг. 1) и достигается тем, что в предложенном подъемнике газожидкостной смеси, содержащем колонну насосных труб, обратный клапан, погружной насос с валом и рабочими органами, нагнетательный патрубок которого подключен к активному соплу струйного аппарата с приемной камерой, камерой смешения и диффузором, каналы отвода газообразной среды, сообщенные с приемной камерой, каналы отвода газообразной среды выполнены в валу погружного насоса и сообщены с полостью последнего, а обратный клапан размещен в колонне насосных труб.

Указанный результат может быть получен при осуществлении изобретения согласно п. 2 формулы (см. фиг. 2) и достигается тем, что в предложенном подъемнике газожидкостной смеси, содержащем колонну насосных труб, обратный клапан, погружной насос с валом, рабочими органами, приемом и выкидом, струйный аппарат с приемной камерой, камерой смешения, выходным патрубком, связанным с соплом, и диффузором, каналы отвода газообразной среды, каналы отвода газообразной среды выполнены в валу погружного насоса, сообщены с полостью последнего и посредством выходного патрубка - с соплом струйного аппарата, выкид погружного насоса сообщен с приемной камерой струйного аппарата, а обратный клапан размещен в колонне насосных труб.

Указанный результат может быть получен при осуществлении изобретения согласно п. 3 формулы (см. фиг. 3) и достигается тем, что в предложенном подъемнике газожидкостной смеси, содержащем колонну насосных труб, погружной насос с валом и рабочими органами, каналы отвода газообразной среды, каналы отвода газообразной среды выполнены в валу погружного насоса и сообщены с полостью последнего и с кольцевым пространством вокруг подъемника.

Подъемник газожидкостной смеси (фиг. 1) содержит установленные на колонне насосных труб 1 погружной насос 2, нагнетательный патрубок 3 которого подключен к активному соплу 4 струйного аппарата с приемной камерой 5, камерой смешения 6 и диффузором 7. Погружной насос 2 содержит прием 8 (для обеспечения поступления газожидкостной смеси в его полость) и выкид, сообщенный с нагнетательным патрубком 3. В полости (фиг. 4) погружного насоса 2 размещены вал 9 с рабочими органами 10. Полость насоса сообщена посредством каналов 11, 12, 13. 14 и отвода 15 (фиг. 5) с приемной камерой 5 струйного аппарата. В колонне насосных труб 1 размещен обратный клапан 16.

При работе подъемника газожидкостная смесь из скважины поступает на прием 8 погружного насоса 2. При этом в результате взаимодействия с рабочими органами 10 жидкость, как наиболее тяжелая, стремится занять отдаленное от вала положение, поднимаясь, поступает под давлением через нагнетательный патрубок 3, активное сопло 4 в камеру смешения 6, диффузор 7 и колонну насосных труб 1, а газ, газоконденсат и высокогазированная жидкость (как наиболее легкие) вытесняются к валу 9 и далее, через каналы 11, 12, 13, 14 и отвод 15 - в приемную камеру 5 струйного аппарата. Жидкость, нагнетаемая насосом 2, истекая из активного сопла 4, увлекает с собой газ, газоконденсат и высокогазированную жидкость из приемной камеры 5 в камеру смешения 6. Из камеры смешения 6 смесь сред поступает в диффузор 7 и далее по насосным трубам 1 - на поверхность потребителю.

Подъемник газожидкостной смеси (фиг. 2) содержит установленные на колонне насосных труб 1 погружной насос 2 с приемом 8, выкид которого сообщен с приемной камерой 5 струйного аппарата. В полости (фиг. 4) погружного насоса 2 размещены вал 9 с рабочими органами 10, канал 14 которого сообщен с пассивным соплом 17 и посредством каналов 11, 12, 13 - с полостью погружного насоса 2. В колонне насосных труб 1 размещен обратный клапан 16.

При работе подъемника газожидкостная смесь из скважины поступает на прием 8 погружного насоса 2. При этом в результате взаимодействия с рабочими органами 10 жидкость, как наиболее тяжелая, стремится занять отдаленное от вала положение, поднимаясь, поступает под давлением в приемную камеру 5 струйного аппарата и далее - в камеру смешения 6, диффузор 7 и колонну насосных труб 1. Газ, газоконденсат и высокогазированная жидкость (как наиболее легкие) вытесняются к валу 9 и далее через каналы 11, 12, 13, 14 - в пассивное сопло 17. Жидкость, нагнетаемая насосом 2, истекая из приемной камеры 5, увлекает с собой газ, газоконденсат и высокогазированную жидкость из канала 14 в камеру смешения 6. Из камеры смешения 6 смесь сред поступает в диффузор 7 и далее по насосным трубам 1 - на поверхность потребителю.

Подъемник газожидкостной смеси (фиг. 3) содержит установленные на колонне насосных труб 1 погружной насос 2 с приемом 8, выкид которого сообщен с полостью насосных труб. В полости (фиг. 4) погружного насоса 2 размещены вал 9 с рабочими органами 10, канал 14 которого сообщен с отводом 18 и посредством каналов 11, 12, 13 - с полостью погружного насоса 2. В колонне насосных труб 1 размещен обратный клапан 16.

При работе подъемника газожидкостная смесь из скважины поступает на прием 8 погружного насоса 2. При этом в результате взаимодействия с рабочими органами 10 жидкость, как наиболее тяжелая, стремится занять отдаленное от вала положение, поднимаясь, поступает под давлением в колонну насосных труб 1 и через обратный клапан 16 - на поверхность потребителю.

Газ, газоконденсат и высокогазированная жидкость (как наиболее легкие) вытесняются к валу 9 и далее через каналы 11, 12, 13, 14 и отвод 19 - в кольцевое пространство вокруг подъемника. В дальнейшем извлекается из скважины известным способом.

Применение изобретения позволяет уменьшить длину погружного насоса, снизить вибрацию и, как следствие, уменьшить износ и аварийность, повысить его надежность и долговечность. Кроме этого, применение изобретения дает возможность (при необходимости) производить отвод газа из полости любой секции погружного насоса в зависимости от газосодержания.

В целом использование изобретения позволяет повысить эффективность работы скважин, продуцирующих нефть с высоким газосодержанием.

При использовании изобретения в нефтяной отрасли промышленности России максимальный годовой экономический эффект составляет 200 млн. рублей.

На день подачи заявки проводятся подготовительные работы к производству лабораторных исследований различных вариантов разработки с целью определения ее оптимальных параметров.

Формула изобретения

1. Подъемник газожидкостной смеси, содержащий колонну насосных труб, обратный клапан, погружной насос с валом и рабочими органами, нагнетательный патрубок которого подключен к активному соплу струйного аппарата с приемной камерой, камерой смешения и диффузором, каналы отвода газообразной среды, сообщенные с приемной камерой, отличающийся тем, что каналы отвода газообразной среды выполнены в валу погружного насоса и сообщены с полостью последнего, а обратный клапан размещен в колонне насосных труб.

2. Подъемник газожидкостной смеси по п.1, отличающийся тем, что каналы отвода газообразной среды выполнены переменного сечения.

3. Подъемник газожидкостной смеси, содержащий колонну насосных труб, обратный клапан, погружной насос с валом, рабочими органами, приемом и выкидом, струйный аппарат с приемной камерой, камерой смешения, выходным патрубком, связанным с соплом, и диффузором, каналы отвода газообразной среды, отличающийся тем, что каналы отвода газообразной среды выполнены в валу погружного насоса, сообщены с полостью последнего и, посредством выходного патрубка - с соплом струйного аппарата, выкид погружного насоса сообщен с приемной камерой струйного аппарата, а обратный клапан размещен в колонне насосных труб.

4. Подъемник газожидкостной смеси по п.3, отличающийся тем, что каналы отвода газообразной среды выполнены переменного сечения.

5. Подъемник газожидкостной смеси, содержащий колонну насосных труб, погружной насос с валом и рабочими органами, каналы отвода газообразной среды, отличающийся тем, что каналы отвода газообразной среды выполнены в валу погружного насоса и сообщены с полостью последнего и с кольцевым пространством вокруг подъемника.

6. Подъемник газожидкостной смеси по п.5, отличающийся тем, что каналы отвода газообразной среды выполнены переменного сечения.

7. Подъемник газожидкостной смеси по п.5, отличающийся тем, что погружной насос содержит нагнетательный патрубок, подключенный к активному соплу струйного аппарата с камерой смешения, диффузором, обратным клапаном и приемной камерой, сообщенной с кольцевым пространством вокруг подъемника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6