Отстойник-сепаратор
Иллюстрации
Реферат
ОТСТОЙНИК-СЕПАРАТОР, вкл чающий наклоннь9й цилиндрический с суд, входное отверстие которого соединено с полостью насосных тру нижнее выходное отверстие - с выкидной линией скважины, a верхнее выходное - через регулировочный вентиль с затрубным пространстве скважины, отлич ающийс я тем, что, с целью повышения эффек тивности работы, он снабжен вертикальной цилиндрической камерой с щелевым успокоителем в средней / части, размещенной на верхнем конце наклонного сосуда, и обратным клапаном, размещенным между выходным отверстием и регулировочным вентилем, a входное отверстие выполнено по нижней образующей сосуда в месте сопряжения его с камерой. 2. Отстойник-EeitkpaTOp по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен устгяовленным после регулировочного вентиля замерным бачксик со слявнЁМ вентилем.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОЮ (И).
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 2845106/23-26 (22) 28.11.79 .(46) 30.05.83. Бюл. Р 20 (72) A.Ì. Рабинович (53) 66.066.6(088.8)
;(56 1 1. Рустамов М.С..вопросы рационального использования запаса производительности глубнннонасосной установки. Баку, Азнефтеиздат, 1970, с. 36.
2. Сулейманов A.Á. Разработка нефтяных месторождений скважинами малого диаметра. Баку, Азнефтеиздат, 1965, с. 274-276. (54) (57) ОТСТОЙНИК CEIIAPATOP, включающий наклонный цилиндрический со« суд, входное отверстие которого соединено с полостью насосных труб, нижнее выходйое отверстие — с выЗiбц В 01 0 17/00, В 01 O 21/10 кидной линией скважины, а верхнее выходное — через регулировочный вентиль с затрубным пространством скважины, о т л.и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффек тнвности работы, он снабжен вертикальной цилиндрической кайврой с щелевым успокоителем в средней / части, размещенной на верхнем конце. наклонного сосуда, и обратньм клапаном, размещенным между выходным отверстием и регулировочным вентилем, а входное отверстие выполнено по нижней образующей сосуда
s месте сопряжения его с камерой.
2. Отстойник-с«енаратор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен устанбвлеиным после регулировочного вентиля замерным бачком со спивным вентилем.
Ф 1020152
f0
Изобретение относится к устройствам дпя очистки поступающей из скважины продукции от песка и предварительного разделения продукции на нефть и воду и может применяться при добыче нефти штанговыми насосами.
Известен отстойник-сепаратор, представляющий широкий закрытый сосуд с коническим дном, высота которого примерно равна ширине, имеющий на боковой стенке, в крыаке и в коническом дне отводы, причем боковые отводы расположены один сверху, а другой в середине сосуда с противоположной стороны.
Расположенный в средней части . сосуда боковой отвод соединен с выходом тройника устьевого сальника, а верхний боковой отвод — с эатрубным пространством скважины.
Через верхний отвод периодически стравливается скапливающийся газ, через отвод в коническом дне периодически .удаляется песок путем проьывки отстойника-.-сепаратора водой из провысловой линни 1 .
Недостатком этого отстойника-сепаратора является невозможность его йрименения при наличии давления газа в затрубном пространстве, поскольку при ходе штанг вниз, когда давление в верхней части полости насосных труб резко падает н соответственно уменьшается давление в, отстойнике-сепараторе, обратный поток газа, устремляющийся в отстойник-сепаратор через его верхний боковой отвод, турбулизирует, перемешивает жидкость в нем, что мешает отстою и сепарации жидкости от песка. Необходимо периодически сбрасывать наружу песок, что засоряет прискважинную территорию, и периодически выпускать иэ отстойника сепаратора газ, что загрязняет окружающую среду. Выполнение этих операций, кроме того, требует определенных трудозатрат, s том числе на очистку прискважинной территории от загрязненного нефтью. песка, удаленного из отстойника-сепаратора. Из-за большой ширины . (диаметра ) сепаратора требуется выполнять его с повышенной толщиной стенки, чтобы обеспечить необходимую его прочность при работе под внутренним. давлением, определенным закрытой системой сбора продукции скважин. Это, в свою очередь, увеличивает металлоемкость отстойника-сепаратора.
Наиболее -близким по технической сущности и достигаемому результату, к предлагаемому является отстойниксепаратор, включающий наклонный цилиндрический сосуд, входное отверстие которого соединено с по15
65 лостью насосных труб, нижнее выходное отверстие с выкидной линией скважины, а верхнее выходное - черрз регулировочный вентиль с затрубным пространством скважины f2 j.
Оптимальным положением данного сепаратора является наклонное, причем наклон должен быть таким, чтобы песок не оседал на наклонный участок поверхности, а двигался вдоль него и весь попадал затем в нижнее выходное отверстие сепаратора, а не проходил мимо, создавая мертвую зону.
Подобрать оптимальный угол наклона сепаратора можно только опытным путем, исследуя чистоту жидкости, восходящей нэ верхнего его отверстия, что затруднительно делать в производственных условиях.
Однако отстойник-сепаратор напрямую сообщен с эатрубным пространством скважины и поэтому неэффективен при наличии давления газа в затрубном пространстве.
Другим недостатком сепаратора является то, что он мало эффективен как устройство.для отделения нефти от воды, поскольку основная часть потока жидкости в нем совершает небольшой путь от конца колена внутренней трубы до нижнего выходного отверстия, а другая меньшая часть потока поднимается на небольшую высоту иэ-за наклонного положения сепараторов.
Кроме того, применение в этом сепараторе градуированных вентилей для регулирования объема подаваемой в скважину жидкости не обеспечивает необходимой точности регулиров« ки ввиду возможной разницы в вязкости продукции и в вязкости той жидкости, на которой произведена градуировка вентилей.
Цель изобретения - повышение эффективности работы. ,Цля достижения цели отстойниксепаратор, включающий сосуд с входным отверстием, верхним и нижним выходными отверстиями и регулировочным вентилем, снабжен вертикальной цилиндрической камерой с щелевым успокоителем в средней части, размещенной на верхнем конце наклонного сосуда, и обратным клапаном, размещенным между выходным отверстием и регулировочным вентилем, а входное отверстие выполнено по нижней образующей сосуда в месте сопряжения его с камерой.
Целесообразно снабдить отстойник-сепаратор установленным после регулировочного вентиля замерным бачком со сливным вентилем.
На чертеже изображен отстойниксепаратор.
1020152
Отстойник-сепаратор содержит сосуд 1, камеру 2, входное отверстие
3 сосуда, трубопроводом соединенное с отводом тройника устьевого сальника (,не показан ), т.е с полостью насосных труб, нижнее Ъыходное. отверстие 4, соединенное с выкидной линией скважины (не показана ), верхнее выходное отверстие 5, допол. нительный верхний боковой отвод 6, использованный при отборе чистой нефти, для гндрозащиты скважинного насоса с применением полых штанг, щелевой успокоитель 7,потока, обрат-. ный клапан 8, регулировочный вентиль
9, замерный бачок 10, запорный вентиль 11, трубопроводы 12-14 обвязки, трубопровод 15, соединенный с затрубным пространством скважины.
Как видно иэ чертежа, обратньй клапан 8, регулировочный вентиль 9 . и запорный вентиль 11 последовательно установлены на линии, соединяющей верхнее выходное отверстие отстойника-сепаратора с затрубным пространством скважины, а замерный бачок подсоединен к отводу от этой линии между регулировочным и запор-. ным вентилями. Трубопровод 14 напрямую минуя запорный вентиль 11 ) сообщает затрубное пространство скважины с верхней частью замерного бачка.
Отстойник-сепаратор. работает . следующим образом.
При работе штанговой насосной. установки дважды за цикл (в середине хода вверх.и в середине .хода вниз )давление в насосных трубах повышается: при ходе вверх — за счет действия скважинного насоса, а при ходе вниз — за счет погруже-ния s замкнутый объем насосных труб сальникового штока. В зти периоды давление в насосных трубах становится больше буферного давления (давления в выкидной линии скважины j, а также больше давления газа в затрубном пространстве.
Продукция.из бокового отвода тройника устьевого сальника. поступает во входное отверстие 3 отстойникасепаратора, разветвляясь в нем на два потока:основной, идущий вниз внутри наклонного участка 2, и идущий вверх внутри вертикального участка 1.
Первый поток в конечном счете поступает в нижнее выходное отверстие 4 и через него в выкидную линию скважины, а второй — в верхнее выходное отверстие 5.и через обратный клапан 8, вентиль 9 и 11, трубопроводы 12, 13 и 15 поступает в затрубное пространство скважины.
Оба этих потока имеют небольшуюскорость, так как диаметр наклонного и вертикального участков от65 предотвращает обратное движение газа, стойника-сепаратора в несколько раэ превьпаает диаметр трубопровода.
Сепарация продукции от песка и отделение нефти от воды происходит под действием сил гравитации
5 в обоих участках сосуда — вертикальном и наклонном. Песок при этом оседает на нижней внутренней поверхности наклонного участка и смывается с нее движущимся вниз по наклонЩ ному участку потоком жидкости, направляясь к нижнему выходному отверстию, откуда он вместе с продукI цией удаляется, попадая в выкидную линию скважины. Капли нефхи, собираясь в комки, концентрируются у верхней внутренней поверхности наклонного участка, под действием силы плавучести перемещаясь вверх .и в конечном итоге попадая в вертикальную камеру. Таким же образом в наклонном участке сосуда происходит всплывание пузырьков газа, которые также попадают затем в вертикальную камеру.
Наличие в средней части вертикальной камеры щелевого успокоителя по тока препятствует турбулиэации восходящего потока, делает его упорядоченным и равномерным по сечению сосуда, чем обеспечивается отстой продукции в вертикальной ка.жре от мелких фракций песка. высота вертикальной камеры выбирается из расчета обеспечения удовлетворительной очистки скапливающейся.в ней нефти от мелких фракций песка.
Длина наклонного участка выбиО рается из расчета получения в неи достаточно обогащенной нефтью смеси, 40 полный отстой которой осуществляется в вертикальной каМере.
Угол наклона выбирается иэ расчета обеспечения самоочищения при любых режимах работы.
45 Расположение входного отверстия
3 отстойника-сепаратора обеспечивает поток жидкости вниз вдоль всей наклонной поверхности, иа которую оседает песок, и эффективное самоочищение ее нри работе.
Удаление из сепаратора накапливающегося в ием газа осуществляется автоматически. Поскольку продукция из скважины при каждом цикле принудительно нагнетается в сепаратор, давление в нем неизбежно поднимается. Когда давление газа в сепараторе превйснт давление газа в затрубном пространстве, сжатый газовый пузырь из сепаратора через
60 обратный клапай 8, вентили 9 и 11, трубопроводы 12, 13 и 15 проскакивает в затрубное пространство скважины. . Наличие обратного клапана 8
10201
Составитель О. Калякина
Техред С. Мигунова Корректор О.Билак
Редактор Е. Лушникова
Заказ 3765/8 Вираж 688 Подписное
ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
ФилИал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 в моменты цикла (в первой половине ходовых штанг )и вннэ, когда давление газа в затрубном пространстве превышает давление внутри сепаратора. Этим обеспечиваются условия хорошего отстоя продукции в отстойнике-сепараторе и возможность его применения в случаях, когда имеется давление газа в затрубном пространстве.
Для осуществления замера коли-, f0 чества пбдливаемой в затрубное пространство жидкости необходимо перекрыть вентиль 11. При этом в нижней части замерного бачка 10 накаплива- . ется жидкость, по изменению уровня 15 которой эа данный период времени судят о количестве подливаемой жидкости. После окончания замера вентиль 11 открывают и жидкость из бачка уходит в эатрубное пространство. 2О
Поскольку объемный метод контроля количества подливаемой в скважину нефти наиболее точный и осуществляется периодически, непосредственно на скважине,.этим обеспечивается с нужной точностью необходимая дозировка подливаемой в затрубное пространство жидкости.
В предлагаемом отстойнике-сепараторе достигается частичный отстой от воды всего объема жидкости, поступающей иэ подъемных труб.
Это, в совокупности с обеспечениеМ хороших условий для отстоя, обеспечивает накопление в нем чистой нефти в достаточных количествах.
Благодаря этому самоподлив скважины осуществляется более эффективно, так как существенно повышается объемная концентрация нефти в откачиваемой продукции, что способствует лучшей смазке и снижению износа деталей скважинного насоса.
Накопление в сепараторе в достаточном количестве хорошо очищенной нефти позволяет испольэовать ее для осуществления гидроэащиты насоса с помощью полых штанг, путем отвода нефти через отверстие отстойникасепаратора к кольцевому пространству между полыми штангами и насосными трубами.
Это обстоятельство позволяет испольэовать предлагаемый отстойниксепаратор и s беструбных насосных установках на полых штангах в качестве источника чистой нефти для смазки падливок наружной поверхности полых штанг и их протекторов с целью предотвращения износа обсадной колонны скважины.