Штуцер для регулирования дебита скважин

Штуцер для регулирования дебита скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области добычи газа и предназначено для регулирования дебита скважины. Целью изобретения является повышение долговечности штуцера путем создания оптимальной износостойкой формЬ отверстия за счет придания ему естественного профиля износа. Это достигается за счет того, что образующая отверстия штуцера представляет собой часть окружности на входной кромке, сопряженной с эллипсом, большая -ось которого совпадает с его осью, а малая - с осью входной кромки, причем а/Ь 3,5-4,5, г 0,45-0,550, где а - длина большей оси эллипса, а 2L; L - длина отверстия, b - длина малой оси зллипса D - диаметр отверстия, D D, Ц /1/ в месте сопряжения окружности с эллипсом г - радиус скругления входной кромки отверстияi D - диаметр эквивалентного по расходу цилиндрического отверстия i I/ - коэффициент расхода цилиндрического отверстия , равный 0,60-0,65i Lf - коэффициент расхода штуцера, равный 0,94-0,97. 1 з.п. ф-лы, 5 шт. в (Л со to кэ tsO 00 О) фиг,1

СОЮЗ COBEÒCHÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 05 D 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4017338/24-24 (22) 27.01.86 (46) 07.07.87. Бюл. У 25. (71) Московский институт нефти и газа им. И.M.Ãóáêèíà (72) В.Н.Виноградов, И.Б.Червяков, С.М.Левин, И.К.Бикбулатов, Э.С.ГинзбУРг, В.И.Твердохлебов, В.Г.Галицкий и В.И.Бирюков (53) 62 1-525(088.8) (56) Муравьев И.M. Базлов M.Н. и др.

Технология и техника добычи нефти и газа. М.: Недра, 1971, с. 211, рис. 96.

Там же, с. 209, рис. 93. (54) ШТУЦЕР ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЕБИТА

С КВАЖИН (57) Изобретение относится к области добычи газа и предназначено для регулирования дебита скважины. Целью изобретения является повышение долгоЯО» 1 22236 А1 вечности штуцера путем создания оптимальной износостойкой формЬ! отверстия за счет придания ему естественного профиля износа. Это достигается за счет того, что образующая отверстия штуцера представляет собой часть окружности на входной кромке, сопряженной с эллипсом, большая .ось которого совпадает с его осью, а малая — с осью входной кромки, причем а/Ь

= 3,5-4,5, r = 0,45-0,55D, где а— длина большей оси эллипса, а = 2L;

L — длина отверстия, Ь вЂ” длина малой оси эллипса, D — диаметр отверстия, D = D, 9,/g в месте сопряжения окружности с эллипсом, r — радиус скругле" ния входной кромки отверстия; D, диаметр эквивалентного по расходу цилиндрического отверстия; — коэффициент расхода цилиндрического отверстия, равный 0,60-0,65; q — коэффициент расхода штуцера, равный

0 94 — О 97. 1 з.п. ф лы, 5 ил.

Зб 2 профиля отверстия, его гидродинайические характеристики практически не изменяются. При этом (фиг. 4) характеристики отверстия стабилизируются раньше, еще до достижения тех соотношений, которые характеризуют выбранный профиль, но малая ось эллипса расположена на выходной кромке отверстия, вследствие чего появляется возможность механической обработки отверстия одним инструментом типа фрезы с двух сторон, поэтому выбран именно этот профиль.

Краткая методика подбора соотношений размеров эллипса и входной кромки следующая.

Экспериментальными исследованиями установлено, что при работе штуцера профиль отверстия в продольном сечении принимает вид тела вращения, образующая которого имеет вид кривой, схожей по внешнему виду с ветвью па раболы или эллипса, и при этом происходит стабилизация гидравлических параметров штуцера до значений — 0,94-0,96.

Испытывают предварительно изготовленные штуцеры с отверстиями, представляющими собой следующие тела вращения: сопряженнный с окружностью входной кромки эллипс с различным соотношением большой и малой осей (а/Ь = 2,5-7,0), радиус входной кромки и диаметр отверстия соотносятся как r/D = 0,1-1,0.

Результаты испытаний показали, что коэффициент расхода отверстия растет с уменьшением соотношения а/Ь и при значениях а/Ь = 3,0 достигает значений 0,96, затем стабилизируется.

Что касается поведения кривой зависимости коэффициента расхода от отношения r/D, то также наблюдается рост коэффициента расхода при увеличении

r/D, однако кривая у= f(r) имеет максимум, и при совмещении кривых ц а г (---) и = f (г) выявляется обЬ

Профиль отверстия (его осевое сечение) в начальный момент работы штуцера имеет вид, представленный на фиг. 1, или профиль Р 5 (фиг. 3) . При 5 этом коэффициент расхода является стабилизированной величиной, ориентировочно равной 0,94-0,97, и при дальнейшей работе, несмотря на изменение

1 13222

Изобретение относится к области добычи газа и может найти применение для газовых скважин, в продукции которых содержатся твердые механические примеси.

Целью изобретения является повышение долговечности и упрощение изготовления штуцера.

На фиг. 1 представлен штуцер, продольное сечение; на фиг. 2 — вариант 10 выполнения входной кромки в виде многоугольника, на фиг. 3 и 4 — развитие профиля изнашивания отверстия и соответствующее изменение коэффициента расхода и скоросги изнашивания I 15 от времени Т (нумерация точек на фиг.

3 и 4 совпадает), на фиг. 5 — результаты испытаний отверстий с различными соотношениями а/Ь и r/D.

Штуцер для регулирования дебита щ скважин содержит корпус 1 с установленной в нем втулкой 2 с дросселирующим отверстием 3 с входной 4 и выходной 5 кромками, образованным вращением образующей вокруг оси 6 отвер- 5 стия, которая представляет собой часть окружности на входной кромке, сопряженной с эллипсом, большая ось которого равна двум длинам отверстия и совпадает с его осью, а малая — с 30 осью выходной кромки, причем а/Ь

3,5-4,5, г 0,45-0,55D, где а — большая ось эллипса, а = 2L; L — длина отверстия1 Ь вЂ” малая ось отверстия; г радиус скругления входной кРомки от- 35 верстия; D — диаметр отверстия, опреDa 4q деляемый из соотношения D

Y где D, — диаметр эквивалентного по расходу цилиндрического отверстия; 40 — коэффициент расхода цилиндричес1 кого отверсти, равный 0,60-0,65; коэффициент расхода предлагаемого штуцера, равный 0,94-0,97 (по результатам предварительных испытаний). 45

Штуцер работает следующим образом.

При монтаже штуцера определенного проходного сечения в обвязке скважины устанавливаются заданный технологический режим работы и расход газа. 50 ласть с максимальным значением коэффициента расхода и соответствующим этим максимальным значениям соотношениям а/b и r/D (фиг. 5). Таким образом, в качестве оптимальных соотношений приняты а/Ь = 3,5-4,5 и г/D

= 0,45-0 55.

Проводят испытания на изнашивание со снятием гидравлических характеристик цилиндрических отверстий со скошенной входной кромкой под углом 45

1322236 причем где а

L

r, D

9 979(5 результаты испытаний представлены на фиг. 4 (кривая 3 зависимости скорости изнашивания от времени испытаний). Для сравнения представлена кривая скорости изнашивания отверстий, выполненных по предлагаемой формуле (кривая 2). Скорость изнашивания во всем времени испытаний у отверстий со скошенной кромкой значительно вышее.

Из этих графиков можно определить 9 коэффициент расхода и скорость изнашивания штуцеров с цилиндрическими отверстиями с острыми входными кромками.

Можно проследить наличие положи- 15 тельного эффекта именно в предложенном интервале значений (фиг. 5) и отсутствие эффекта за его пределами.

Формула изобретения >р

1. Штуцер для регулирования дебита скважин, содержащий корпус с установленной в нем втулкой, в которой выполнено дросселирующее отверстие с вход-р5 ной и выходной кромками, образованное . вращением образующей вокруг продольной оси отверстия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения долговечности штуцера,образующая представляет собой часть окружности на входной кромке, сопряженной с эллипсом, большая ось которого сов— падает с продольной оськ отверстия, а малая — с осью выходной кромки, а/b = 3,5-4,5, r 0,45-0,550, D

a=2LD

1 1 длина большой оси эллипса, длина малой оси эллипса; диаметр отверстия в месте сопряжения окружности с эллипсом длина отверстия; радиус скругления входной кромки отверстия; диаметр эквивалентного по расходу цилиндрического отверстия; коэффициент расхода цилиндрического отверстия, равный

0,60-0,65; коэффициент расхода штуцера, равный 0,94-0,97.

2. Штуцер по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения изготовления, образующая входной кромки представляет собой часть многоугольника, вписанной в окружность, с числом граней не менее 12.

1322236

d 10 Т

Вреия испь таний

0 05 06 07 08 09 10 (/(Оэф. pacxoda)

Фиг. Х

Составитель О. Гудкова

Редактор О.Головач Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2863/43 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. Ф и) иЬание)