Газосепаратор

Изобретение относится к газосепараторам и может использоваться в составе погружных центробежных насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Технический результат заключается в устранении абразивного разрушения газосепаратора. Центробежный газосепаратор содержит корпус, сепарационное устройство и каналы для подвода газожидкостной смеси и отвода разделенных жидкости и газа. Сепарационное устройство снабжено торцевыми уплотнениями и выполнено в виде набора секций, плотно состыкованных друг к другу. Каждая из секций выполнена в виде двух концентрических цилиндров, между которыми расположены лопасти, изогнутые по форме винтовой линии. Кромки лопастей соседних секций совмещены друг с другом, образуя единую непрерывную лопасть. Торцевые уплотнения расположены по краям сепарационного устройства. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к газосепаратором и может использоваться в составе погружных центробежных насосов для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.

Известны газосепараторы по патентам на полезную модель: RU 7445 U1, МПК⁶ Е21В 43/38 от 16.08.98 г, RU 69564 U1, МПК⁷ Е21В 43/38 от 27.12.2007 г., RU 101730 U1, МПК⁷ Е21В 43/38 от 27.01.2011 г.

Основной недостаток этих сепараторов заключается в том, что обратные потоки жидкости, раскрученной лопастями сепарационного устройства, не пропускают абразивные частицы сквозь газосепаратор. Абразивные частицы накапливаются в газосепараторе, вращаясь вместе с жидкостью, и разрушают газосепаратор.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является абразивостойкий центробежный газосепаратор, известный по патенту RU 2379500 С2, МПК⁷ Е21В 43/38 от 20.01.2010, содержащий цилиндрический корпус и вал, на котором последовательно по направлению потока расположены узел ввода, напорный узел, сепарационный узел и узел отвода отсепарированного газа в затрубное пространство, причем сепарационный узел выполнен в виде шнека, шнек заключен в цилиндрическую оболочку, закрепленную на внешней поверхности лопастей.

Основной недостаток этого газосепаратора, заключается в том, что между сепарационным устройством и корпусом имеется зазор. В этот зазор попадают абразивные частицы, которые приводят к интенсивному износу корпуса газосепаратора или заклиниванию сепарационного устройства.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в устранении абразивного разрушения газосепаратора.

Указанная задача в центробежном газосепараторе, содержащем корпус, сепарационное устройство и каналы для подвода газожидкостной смеси и отвода разделенных жидкости и газа, решается тем, что сепарационное устройство снабжено торцевыми уплотнениями и выполнено в виде набора секций, плотно состыкованных друг к другу, а каждая из секций выполнена в виде двух концентрических цилиндров, между которыми расположены лопасти, изогнутые по форме винтовой линии, причем кромки лопастей соседних секций совмещены друг с другом, образуя единую непрерывную лопасть, при этом торцевые уплотнения расположены по краям сепарационного устройства, а угол между осью наружного цилиндра и следом лопасти на его развертке составляет 35÷50°.

Проведенный научно-технический анализ изобретения и уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения.

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг. 1 изображен центробежный газосепаратор (в разрезе);

на фиг. 2 изображена секция газосепаратора;

на фиг. 3 изображено торцевое уплотнение со стороны головки;

на фиг. 4 изображено торцевое уплотнение со стороны основания.

Центробежный газосепаратор содержит корпус 1 (см. фиг. 1), установленное в нем на валу 2 сепарационное устройство, выполненное в виде набора секций 3, плотно состыкованных друг к другу. Каждая секция выполнена, например, из полимерного материала в виде двух концентрических цилиндров 4 и 5 (см. фиг. 2). Между цилиндрами 4 и 5 расположены лопасти 6, изогнутые по форме винтовой линии, причем кромки лопастей соседних секций совмещены друг с другом, образуя единую непрерывную лопасть. Для повышения сепарационных свойств угол между осью наружного цилиндра и следом лопасти на его развертке составляет 35÷50°. Входные каналы для газожидкостной смеси 7 (см. фиг. 1) расположены в основании 8, а выходные каналы для газа 9 и жидкости (не показаны) расположены в головке 10. Для предотвращения доступа абразивных частиц по краям сепарационное устройство снабжено торцевыми уплотнениями 11 (см. фиг. 3) и 12 (см. фиг. 4). Торцевое уплотнение 12 может служить также осевой опорой сепарационного устройства. Торцевые уплотнения 11 и 12 препятствуют попаданию абразивных частиц в зазор между цилиндрами 5 и корпусом 1, предотвращая преждевременный износ корпуса или заклинивание сепарационного устройства.

Работает газосепаратор следующим образом: газожидкостная смесь с абразивными частицами поступает через каналы 7 (см. фиг. 1) в сепарационное устройство 3. Сепарационное устройство 3 раскручивает газожидкостную смесь. При этом в центральной части сепарационного устройства возникает разрежение, а на периферии повышается давление. В результате в центральной части выделяется газ, а на периферии жидкость с абразивными частицами. Так как газосепараторы в скважине расположены в основном вертикально, газ за счет силы Архимеда поступает в выходные каналы для газа 9, а очищенная жидкость от газа подается в насос (не показан). На выходе из сепарационного устройства 3 жидкость имеет большее давление, чем на входе. Поэтому она стремится вместе с абразивными частицами перетечь назад в зону низкого давления по зазору между корпусом 1 и сепарационным устройством 3. Торцевые уплотнения 11 (см. фиг. 3) и 12 (см. фиг. 4) предотвращают доступ жидкости с абразивными частицами в зазор между корпусом 1 (см. фиг. 1) и сепарационным устройством 3, и соответственно предотвращают преждевременный износ корпуса 1 или заклинивание сепарационного устройства 3.

Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в устранении абразивного разрушения корпуса газосепаратора.

1. Центробежный газосепаратор, содержащий корпус, сепарационное устройство и каналы для подвода газожидкостной смеси и отвода разделенных жидкости и газа, отличающийся тем, что сепарационное устройство снабжено торцевыми уплотнениями и выполнено в виде набора секций, плотно состыкованных друг к другу, а каждая из секций выполнена в виде двух концентрических цилиндров, между которыми расположены лопасти, изогнутые по форме винтовой линии, причем кромки лопастей соседних секций совмещены друг с другом, образуя единую непрерывную лопасть, при этом торцевые уплотнения расположены по краям сепарационного устройства.

2. Центробежный газосепаратор по п. 1, отличающийся тем, что угол между осью наружного цилиндра и следом лопасти на его развертке составляет 35÷50°.

3. Центробежный газосепаратор по п. 1, отличающийся тем, что секции выполнены из полимерного материала.