DE1243125B - Gasanker - Google Patents

Description

BUNDES ίϊ EPUDLI Il DEUTSCHLAND

E UTSC HE S

PATENTAMT

JSLEGESCHRIFT

E 21b

- 39/00

Int. Cl.:

Deutsche Kl.;

Nummer: 1 243 125

j Anmeldetag: S 105246 VI a/5 a

Auslegetag: 8. August 1966

^Aktenzeichen: 29. Juni 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasanker zum Trennen von Flüssigkeit und Gas bei einem Flüssigkeits-Gas-Gemisch, das aus einer unterirdischen Lagerstätte in ein Bohrloch abgegeben wird. Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Gasanker zu schaffen der mit einem außerordentlich hohen Trennungswirkungsgrad arbeitet.

Um die Förderung, z. B. Öl, zur Erdoberfläche zu fördern, verwendet man gewöhnlich eine nahe dem unteren Ende des Bohrlochs angeordnete Pumpe, deren Förderseite mit einer zur Erdoberfläche führenden Produktionsleitung verbunden ist. Um einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe zu erzielen, muß die der Pumpe zuzuführende Flüssigkeit von freiem Gas möglichst frei sein. Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, mit der Saugseite der Pumpe einen Gasanker zu verbinden, durch den eine Trennung des Gases und der Flüssigkeit bewirkt wird, die in das Bohrloch in Form eines Gemisches eintreten. Die durch den Gasanker abgetrennte Flüssigkeit wird der Saugseite der Pumpe zugeführt und durch die Pumpe zum oberen Ende des Bohrlochs gefördert, während das von dem Gemisch getrennte Gas direkt durch den Ringraum am Umfang der Produktionsleitung zur Erdoberfläche strömt.

Eine der einfachsten Konstruktionen eines Gasankers wird durch die sogenannte Becherbauart gebildet, die mehrere Becher umfaßt, welche ein Rohr umschließen und in im wesentlichen gleichen Abständen längs des Rohres verteilt sind, wobei diesen Bechern das Gemisch aus Gas und Flüssigkeit zugeführt wird. Die Innenseite jedes Bechers steht mit dem Inneren des Rohres über Öffnungen in der Rohrwand in Verbindung, die dazu dienen, die von Gasblasen möglichst freie Flüssigkeit aus den Bechern in das Rohr übertreten und so zur Saugseite der Pumpe gelangen zu lassen.

Eine verbesserte Art des Gasankers der Becherbauart ist in der älteren Patentanmeldung S 95845 IVa/5a (deutsche Auslegeschrift 1220 808) vorgeschlagen. Dieser Gasanker umfaßt ein Rohr, um das herum mehrere Becher angeordnet und im wesentlichen in gleichem Längsabstand verteilt sind, wobei das Innere jedes Bechers nahe seinem unteren Teil mit der Innenseite des Rohres durch eine oder mehrere in der Wand des Rohres vorgesehene Öffnungen verbunden ist. Der Gesamtquerschnitt dieser Öffnung oder Öffnungen beträgt bei jedem Becher höchstens 100 mm². Im Vergleich zu Gasankern der Bechertype mit Öffnungen zwischen den Bechern und dem Innern des Rohres, deren Gesamtquerschnitt je Becher größer ist als 100 mm², haben die Gasanker gemäß Gasanker

Anmelder:

Shell Internationale Research

Maatschappij N. V., Den Haag

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Cornells Stillebroer, Rijswijk (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 9. August 1965 (34 096) -

der vorstehend erwähnten Patentschrift einen bemerkenswert höheren Trennungswirkungsrad. Es können jedoch Probleme auftreten, wenn das Gas-Öl-Gemisch mit Fremdmaterial, wie Schmutz oder Rost, beladen wird.

Ist ein solches Fremdmaterial vorhanden, so werden die Öffnungen in den Wänden des Zentralrohres des Gasankers, wenn die Pumpe eingeschaltet wird, bald verstopft sein, mit dem Ergebnis, daß keine Flüssigkeit in das Rohr eintreten wird. Die Vergrößerung der Öffnungsquerschnitte bildet keine Lösung für das Problem, da dadurch die Trennwirksamkeit auf ein unerwünschtes Maß verringert wird.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gasankers zur Trennung von Gas und Flüssigkeit bei einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch, das Fremdmaterialien enthalten kann, wobei der Gasanker einen sehr hohen Trennungswirkungsgrad aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält der Gasanker zur Trennung von Gas und Flüssigkeit ein Zentralrohr, um welches eine Mehrzahl von Bechern mit im wesentlichen gleichen Abstand voneinander angeordnet ist, wobei jeder Becher mit wenigstens einer Leitung ausgestattet ist, deren eines Ende in dem Becher nahe dem unteren Teil desselben ein-

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mündet, während das andere Ende desselben mit dem Innern des Zentralrohres in Verbindung steht.

Da die Lage beider Enden jeder Leitung wichtiger ist als die Lage des übrigen Teils jeder Leitung, ergibt es sich, daß die Erfindung auf vielerlei Weise praktisch ausgeführt werden kann. Nachstehend werden nur wenige spezielle Ausführungsformen beispielsweise und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in welchen

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil eines Gasankers gemäß der Erfindung und

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Schnittlinie H-II darstellt;

F i g. 3 bzw. 4 zeigen in schematischer Darstellung einen Längs- und einen Querschnitt (längs der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3) einer anderen Konstruktion eines Teils eines Gasankers gemäß der Erfindung;

F i g. 5 bzw. 6 zeigen in schematischer Darstellung einen längs- und einen Querschnitt (längs der Linie VI-VI in Fig. 5) eines Teils eines Gasankers gemäß der Erfindung, in welchem wenigstens ein Teil der Becherwand durch die Wand einer Leitung gebildet wird;

Fig. 7 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der Konstruktion gemäß F i g. 5, und die

F i g. 8 bzw. 9 zeigen in schematischer Darstellung einen Längs- und einen Querschnitt (längs der Schnittlinie IX-IX in Fig. 8) eines Teils eines Gasankers gemäß der Erfindung, worin wenigstens ein Teil der Wand der Leitung zum Teil von der Wand des Bechers und zum Teil von der Wand des Zentralrohres gebildet wird;

F i g. 10 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine andere Konstruktion eines Gasankers gemäß Fig. 8;

Fig. 11 ist ein schematischer Längsschnitt durch einen Teil eines Gasankers gemäß der Erfindung, wobei die Wand des Zentralrohres durch Teile der Becher gebildet wird, und die

Fig. 12 bzw. 13 zeigen schematisch im Längs- und Querschnitt (nach der Schnittlinie XIII-XIII in Fig. 12) einen Teil eines Gasankers gemäß der Erfindung, worin die Wand der Leitung jedes Bechers durch die Außenwand des Zentralrohres und durch eine zylindrische Ausnehmung des Bechers gebildet wird.

Der Becher 1 der F i g. 1 ist ein solcher vom Kegelstumpftyp und an seinem unteren Ende mit einem zylindrischen Ansatz 2 ausgestattet, der um das Zentralrohr 3 angeordnet ist. Der Becher 1 wird durch das Zentralrohr 3 getragen, indem der Ansatz 2 mit diesem Rohr, z. B. durch Hartlöten oder Schweißen, verbunden wird. Eine weitere Verstärkung wird durch Streifen 4 erhalten, die mit dem Außenrand des Bechers 1 und mit den Rändern der anderen (nicht dargestellten) Becher, die unterhalb des Bechers 1 in im wesentlichen gleichen Abständen untereinander angeordnet sind, verbunden sind. Diese Verbindungen zwischen den Streifen 4 und den Bechern 1 können z. B. durch Schweißung hergestellt werden. Es kann eine beliebige Anzahl von Streifen 4 verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Durchgang für die in die Becher 1 eintretende Flüssigkeit nicht wesentlich gehemmt ist.

Der Becher 1 in F i g. 1 ist mit einer Leitung versehen, die durch ein Rohr 5 mit kreisförmigem Querschnitt gebildet ist. Ein Ende dieses Rohres mündet in das Innere des Zentralrohres 3. Das Ende 6 dieses Rohres 5 ist vorzugsweise dicht durch eine Öffnung geführt, die in der Wand dieses Rohres angeordnet und damit z. B. durch Schweißen oder Hartlöten verbunden ist. Das andere Ende 7 der Leitung 5 mündet nahe dem unteren Ende des Innenraumes des Bechers 1 ein. Gewünschtenfalls kann dieses Ende 7 oder irgendein anderer Teil des Rohres 5 mit dem Becher 1 (z. B. durch Schweißen oder Hartlöten) verbunden werden. Wie aus dem Schnitt H-II der F i g. 2 ersichtlich, macht das Rohr 1 um das Zentralrohr 3 nahezu einen vollen Bogen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch weder auf die Zahl der Windungen oder Bögen noch auf die Form des Rohres 5 beschränkt, wie sie in den F i g. 2 und 1 dargestellt ist. Dies geht auch aus den anderen Konstruktionen hervor, die in den F i g. 3 bis 13 dargestellt sind.

Das obere und das untere Ende jedes Zentralrohres 3 sind vorzugsweise mit (nicht dargestellten) Verbindungsmitteln ausgestattet, wie Schraubengewinde an der Außenseite des Rohres. Mittels dieser Schwaubengewinde und geeigneter Kupplungsmuffen (nicht dargestellt), die mit einem entsprechenden Gewinde versehen sind, können mehrere ähnliche, ebenfalls mit Bechern ausgestattete Rohre miteinander unter Bildung eines einzigen langgestreckten Gasankers vereinigt werden. Der obere Gewindabschnitt des oberen Rohres kann dann mit der Einlaßseite einer Bohrlochpumpe verbunden werden, während das untere Ende des untersten Rohres durch eine geeignete Verschlußkappe, welche auf das untere Gewinde dieses Rohres aufgeschraubt wird, verschlossen wird.

Die Einlaßseite der Bohrlochpumpe braucht nicht mit dem oberen Ende des Zentralrohres oder mit dem oberen Ende des Stranges von Zentralrohren des Gasankers gemäß der Erfindung verbunden zu werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Saugrohr, das am oberen Ende mit der Saugseite der Bohrlochpumpe in Verbindung steht, innerhalb des Zentralrohres 3 in solcher Weise angeordnet werden, daß das untere offene Ende des Saugrohres vorzugsweise unterhalb der untersten Leitung angeordnet ist. Der Ringraum zwischen dem Saugrohr und dem Zentralrohr im Bereich des oberen Endes des Zentralrohres wird verschlossen.

F i g. 3 zeigt einen Teil eines Gasankers, in welchem ein Rohr 8 über den Rand 9 des Bechers 10 gebogen ist. Das Ende 11 des Rohres 8 mündet nahe dem untersten Teil des Becherinneren 10 ein, während das Ende 12 desselben durch eine Öffnung hindurchgeht, die im zylindrischen Ansatz 13 am unteren Ende des kegelstumpfförmigen Bechers 10 in solcher Weise angeordnet ist, daß die Becherrohrkombination über das Zentralrohr 14 gleiten kann, bis das offene Ende 12 des Rohres 8 mit der Öffnung 15 zusammentrifft, die in der Wand des Zentralrohres 14 angeordnet ist. In dieser Stellung wird der Becher 10 mit dem Rohr 14 z. B. durch Hartlöten oder Schweißen des Ansatzes 13 mit dem Rohr 14 verbunden. Die Verbindung des Ansatzes 13 mit dem Zentralrohr 14 braucht nicht völlig flüssigkeitsdicht zu sein, da ein zwischen dem Inneren des Bechers 8 und der Öffnung 15 hindurchgehender Kurzschlußweg rasch durch Schmutz oder andere Fremdstoffe, die von der Flüssigkeit hindurchgeführt werden, verstopft wird. Es ist klar, daß das Rohr 8 bei jeder gewünschten Höhe mit der Wand des Bechers 10, wie durch Schweißen und

Hartlöten, verbunden werden kann und daß die Schenkel des gebogenen Rohres 8 nicht in einer gemeinsamen Ebene angeordnet zu sein brauchen.

Der Bogen im Rohr 8 braucht sich nicht über den Rand 9 des Bechers 10 zu erstrecken. Gewünschtenfalls kann dieser Rand 9 örtlich mit einer Ausnehmung (nicht dargestellt) versehen werden, in welcher der Bogen des Rohres 8 angeordnet ist.

Nach einer weiteren, in den F i g. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform enthält der Becher eine Ringplatte 16, die den Boden eines Bechers bildet, und ein wendelförmig gebogenes Rohr 17, das die Seitenwände desselben bildet. Das untere Ende 18 dieses Rohres ist einwärts gebogen und zum Innenraum des Bechers hin offen, während das obere Ende 19, welches ebenfalls einwärts gebogen ist, mit dem Inneren des Zentralrohres 20 durch eine Öffnung 21, die in der Wand des Rohres 20 geschaffen ist, in Verbindung steht. Das Rohr 17 und die Platte 16 bilden vorzugsweise eine zusammengehörige Einheit, die z. B. durch Zusammenschweißen oder -löten der Windungen des Rohres 17 und Verschweißen oder Verlöten der untersten Windung des Rohres 17 mit der Platte 16 gebildet wird. Zur Befestigung des Bechers auf dem Rohr 20 wird die Platte 16 vorzugsweise mit dem Rohr 20 im Kontaktbereich verschweißt oder hartverlötet und das Ende 19 des Rohres 17 mit der Wand des Rohres 20 um die Öffnung 21 dicht verbunden.

Eine andere Ausführungsform der Konstruktion gemäß F i g. 5 ist in F i g. 7 dargestellt. Das Rohr 22 wird spiralförmig so aufgewickelt, daß ein Becher gebildet wird, der zweckmäßig mit dem Zentralrohr 23 durch Verlöten oder Verschweißen der innersten Windung desselben mit der Wand dieses Rohres verbunden wird. Das eine Ende dieses Rohres ist im Bodenbereich des Bechers, der dadurch gebildet wird, offen, wohingegen das andere Ende einwärts gebogen und mit dem Zentralrohr 23 als Teil der eine Öffnung 24 umgebenden Wand verschweißt oder hartverlötet wird. Gewünschtenfalls können die Windungen des Rohres 22 untereinander verbunden werden, z. B. durch Zusammenlöten derselben. Die innerste Windung des Rohres 22 wird vorzugsweise mit dem Zentralrohr, z. B. durch Löten oder Schweißen, verbunden.

Der in F i g. 8 dargestellte Becher 25 ist konisch geformt und an seinem unteren Ende mit einem zylindrischen Ansatz 26 ausgestattet, der über dem Zentralrohr 27 gleiten kann und so den Becher 25 in die gewünschte Lage bringt, in welcher er mit diesem Rohr, z. B. durch Schweißen oder Hartlöten, verbunden wird. Eine Leitung 28, die eine Verbindung zwischen dem Innern des Bechers 25 und dem Innern des Zentralrohres 27 herstellt, wird durch den unteren Teil der Innenwand des Bechers 25, eine Ringplatte 29 und einen Teil der Außenwand des Rohres 27 gebildet. Eine Seite der Leitung 28 steht mit dem unteren Teil des Bechers 25 über die Öffnung 30 in der Ringplatte 29 (s. auch F i g. 9) in Verbindung, während die andere Seite mit dem Innern des Zentralrohres 27 über die Öffnung 31, die in der Wand dieses Rohres 27 vorgesehen ist, in Verbindung steht. Ein Kurzschluß zwischen den beiden Öffnungen 30 und 31 wird durch eine Abschlußplatte 32 verhindert. Schweißungen und bzw. oder Lötungen werden an geeigneten Stellen vorgenommen, und zwar erstens, damit eine Einheit entsteht, welche den Becher 25, die Ringplatte 29 und die Abschlußplatte 32 enthält, und zweitens, um diese Einheit mit dem Rohr 27 in solcher Weise zu verbinden, daß die Platte 32 zwischen den öffnungen 30 und 31 angeordnet ist.
Eine andere Ausführung der Konstruktion nach F i g. 8 ist in Fi g. 10 dargestellt. Dort erstreckt sich der Ansatz 26' noch weiter und bildet am unteren Ende eine ringförmige Abdeckung 29', die die Oberseite der Leitung 28 eines unterhalb angeordneten

ίο Bechers schließt. Öffnungen 30, 31 und Abschlußplatte 32 werden in gleicher Weise wie in den F i g. 8 und 9 angegeben angeordnet. Bei dieser Ausführungsform können die Becher aufeinandergestapelt werden und brauchen nicht mit dem Zentralrohr 27 verschweißt zu werden. Vorzugsweise werden geeignete Markierungen und bzw. oder Verriegelungsmittel (nicht dargestellt) angeordnet, um eine Fluchtung der Abschlußplatten 32 sicherzustellen. Ein Verriegelungsmittel oder eine Markierung (nicht dargestellt) können am untersten Becher und am Zentralrohr 27 angeordnet sein, damit die Abschlußplatte 32 im Hinblick auf die Öffnungen 31 im Rohr 27 richtig angeordnet ist. Die Becher können miteinander verschweißt oder an ihren Berührungsbereichen verlötet werden. Nach einer anderen Ausführungsform können die Becher miteinander durch Streifen 4 in der in F i g. 1 angegebenen Weise zusammengehalten werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 11 zeigt ein Zentralrohr, das durch die zylindrischen Ansätze 33 der Becher 34 gebildet wird. Die Rohre 35 sind innerhalb des Zentralrohres jeweils an einem Ende desselben angeordnet, das mit dem untersten Teil eines zylindrischen Ansatzes 33 verbunden ist. Die Becher werden durch Schweißen oder Hartlöten zu einer gemeinsamen Einheit (oder in anderer an sich bekannter Weise) mit Streifen 36 verbunden. Obwohl bei dieser Ausführungsform die Rohre 35 in Abwärtsrichtung in bezug auf das Ende derselben vorgesehen sind, das in das Innere der Becher einmündet, können sie auch, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, in Aufwärtsrichtung oder in anderer Richtung (z. B. in einer horizontalen Ebene) angeordnet sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 wird jede Leitung 37 teilweise durch einen Kanal 38 gebildet, der in einem Ansatz 39 eines Bechers 40 ausgebildet und vorzugsweise in diesen eingepreßt oder eingewalzt ist. Eine Trennplatte 41 (s. Fig. 13) ist in geeigneter Weise im Kanal 38 auf einer Seite eines Querkanals 42, der zwischen dem Kanal 38 und dem Innern des Bechers 40 vorgesehen ist, angeordnet. Der Querkanal 42 kann eine halbzylindrische Form haben und mit dem Becher 40, dem Ansatz 39 und dem Kanal 38, nachdem die erforderlichen Teile desselben z. B. durch Fräsen entfernt worden sind, verschweißt oder hartverlötet werden.

Jede Einheit, die den Kanal 38, den Ansatz 39, den Becher 40, die Trennplatte 41 und den Querkanal 42 umfaßt, wird anschließend auf das Zentralrohr 43 in eine solche Lage aufgeschoben, daß eine Öffnung 44 in den Wänden des Zentralrohres 43 geschaffen wird, die an der gegenüberliegenden Seite des Querkanals 42 im Hinblick auf die Trennplatte 41 liegt. Befestigungs- bzw. Verriegelungsmittel und bzw. oder Markierungsmittel können verwendet werden, um das Zentralrohr 43 mit all den Einheiten in solcher Weise zu vereinigen, daß die Trennplatten

41 aller dieser Einheiten in richtiger Lage im Hinblick auf die zusammenarbeitenden Öffnungen 44 liegen. In der nach der Zusammenstellung erhaltenen Lage werden die Teile des so gebildeten Gasankers in geeigneter Weise zusammengeklemmt oder miteinander verschweißt.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den F i g. 3 bis 13 dargestellt sind, sind die Zentralrohre an den oberen und unteren Enden mit Verbindungsmitteln ausgestattet, die geeignet sind, ein solches Zentralrohr entweder mit einem anderen Zentralrohr oder das obere Ende eines Zentralrohres mit dem unteren Ende einer Bohrlochpumpe zu verbinden oder das untere Ende eines Zentralrohres mit einer Verschlußkappe zu versehen. In diesem Zusammenhang wird auf die Beschreibung der F i g. 1 und 2 Bezug genommen.

Die Gasanker gemäß der Erfindung arbeiten wie folgt: Wenigstens eine Länge eines Zentralrohres, das mit Bechern und Leitungen gemäß der Erfindung ausgestattet ist, wird mit dem unteren Ende einer Bohrlochpumpe verbunden, und das untere Ende des Zentralrohres wird durch eine geeignete Verschlußkappe verschlossen. Der Gasanker wird dann zusammen mit der Bohrlochpumpe in der Bohrung abgesenkt, wobei dieses Absenken durch die Futterrohre erfolgt, die im Bohrloch einzementiert sind. Nachdem die Pumpe an ihrem Sitz nahe dem Boden der Bohrung angelangt ist, kann sie in Betrieb gesetzt werden, und ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch wird aus der Formation ausfließen und in den Ringraum zwischen Steigrohr und dem Gasanker eintreten. Erfolgt das Fließen in Abwärtsrichtung, so wird die Richtung der Mischung umgekehrt, wenn diese in den Becher einströmt. Bei diesem Richtungswechsel werden die größten Gasblasen von der Mischung abgetrennt und setzen ihren Weg in Aufwärtsrichtung fort. Eine weitere Abtrennung des Gases aus der Mischung erfolgt in den Bechern, in die die Mischung, die über den Rand des Bechers geführt worden ist, in Abwärtsrichtung und radial im Hinblick auf das Zentralrohr zur Eintrittsöffnung der Leitung fließt. Während dieses Weges haben die restlichen Gasblasen Gelegenheit, aus der Mischung zu entweichen, und werden zum Ringraum um den Gasanker über die Öffnungen, die zwischen den Bechern bestehen, abgeleitet. Im Ringraum vereinigen sich die Gasblasen zu größeren Blasen, die neben der Bohrlochpumpe abgezogen werden und die aufwärts durch den Raum zwischen den Futterrohren und den Steigrohren weiterwandern, um eine Verbindung zwischen der Erdoberfläche und dem Auslaßende der Pumpe zu schaffen.

Fremdmaterial, wie Schmutz, Schlamm oder Rost, das in dem in den Gasanker eintretenden Gas-Flüssigkeits-Gemisch vorhanden ist, bleibt in der Flüssigkeitsphase der Mischung und gelangt zusammen mit der Flüssigkeit in die zum Zentralrohr führenden Leitungen. Da der Querschnittsbereich jedes Rohres genügend groß ist, erfolgt in diesen Leitungen kein Verlegen oder Verstopfen, und die Flüssigkeit fließt ungehindert in das Zentralrohr, aus dem sie in die Bohrlochpumpe abgesaugt und durch die Steigrohre aufwärts an die Erdoberfläche geführt wird.

Ohne die vorliegende Erfindung auf eine spezielle Theorie beschränken zu wollen, wird vermutet, daß die ausgezeichnete Trennwirkung des Gasankers gemäß der Erfindung darauf beruht, daß auf Grund des hohen Fließwiderstandes durch die zwischen dem Innern des Zentralrohres und den Bechern angeordneten Leitungswegen der Druckabfall entlang dieser Leitungen während der Arbeitsweise des Ankers immer in Richtung des Innern des Zentralrohres erfolgt. Da der Gasgehalt der Flüssigkeitssäulen innerhalb und außerhalb des Rohres nicht gleich ist, würde die hydrostatische Druckdifferenz bei niedrigem dynamischem Druck längs der Leitungen zwischen den Bechern und dem Rohr abfallen (was auftreten kann, wenn der Querschnittsbereich der Leitungen zu groß und bzw. oder die Länge der Leitungen zu gering ist, um den erforderlichen Fließwiderstand für die durch das Rohr fließende Flüssigkeit zu schaffen) und zu einem Ausfließen von Flüssigkeit aus dem Rohr und in die Becher am unteren Teil des Gasankers führen. Dieses Fließen von Flüssigkeit aus dem Zentralrohr in den unteren Teil des Gasankers würde automatisch durch ein Erhöhen des Flüssigkeitsstromes im Rohr beim oberen Teil des Gasankers kompensiert, wobei mit einem zunehmenden Fließen auch der Trennungswirkungsgrad herabgesetzt würde.

Ein genügend hoher dynamischer Druckabfall längs der Leitungen (der durch geeignete Wahl der durch jede Leitung fließenden Flüssigkeitsmenge, des Querschnittes sowie der Länge jedes Leitungsabschnittes erreicht wird) ergibt einen Druckabfall, der stets in der Richtung des Rohres abfällt, trotz der Unterschiede im hydrostatischen Druck, die zwischen den Flüssigkeitssäulen innerhalb und außerhalb des Zentralrohres auftreten.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Leitungen mit einer speziellen Querschnittsform beschränkt, jedoch soll der Abstand zwischen den Wänden der Leitung gnügend groß sein, damit das im Bohrloch vorliegende Fremdmaterial ohne Verstopfung oder Verlegung der Wege hindurchgeht.

Die Länge der Leitungen wird so gewählt, daß ein erforderlicher Druckabfall längs der Leitung für einen gegebenen Querschnitt der Leitung und einen gegebenen Durchsatz von Flüssigkeit erreicht wird. Die Leitungen brauchen nicht von gleicher Länge zu sein. Der Druckunterschied in den Flüssigkeitssäulen innerhalb und außerhalb des Zentralrohres variiert mit der Höhe derselben auf Grund des Unterschiedes der Dichte in der Flüssigkeit (die eine Funktion der in der Flüssigkeit enthaltenen Gasmenge ist). Gewünschtenfalls sollen zur Erzielung eines entsprechenden Durchsatzes von Flüssigkeit durch alle Leitungen die oberen Leitungen länger ausgebildet sein als die unteren Leitungen des Gasankers. Es ist nicht angezeigt, für den gleichen Zweck verschiedene Querschnittsbereiche in den Leitungen vorzusehen, da damit die Möglichkeit des Verstopfens der Leitungen zunimmt.

Die Zahl der je Gasanker angewendeten Becher hängt vom erforderlichen Flüssigkeitsstrom durch jede Leitung ab, der zur Erreichung des gewünschten Druckabfalles quer zur Längsachse und von der Leistung der Bohrlochpumpe, die mit dem Gasanker zusammenarbeitet, abhängt. Das Hinzufügen zusätzlicher Becher wird die Wirksamkeit einer Gasanker-Pumpen-Kombination verringern, da dann die Flüssigkeitsgeschwindigkeit und dementsprechend der Druckabfall in jedem Leitungszweig abnehmen wird, was eine solche Erhöhung des Druckes innerhalb des Zentralrohres bewirkt, daß der Druck innerhalb des unteren Teils dieses Rohres größer wird als der

Druck außerhalb des Rohres beim gleichen Druckwert, was zu einem Ausfließen von Flüssigkeit aus dem Zentralrohr führt.

Das für die verschiedenen Teile des Gasankers gemäß der Erfindung verwendete Material ist Vorzugsweise Metall. Die Teile werden, falls erforderlich, vorzugsweise durch Hartlöten oder Schweißen miteinander verbunden. An Stelle der Verwendung von Metailrohren als Leitungen zwischen den Bechern und dem Zentralrohr kann bei Konstruktionen nach den F i g. 1 bis 4 und U auch von biegsamen Rohren (z. B. Kautschuk- oder Kunststoff- bzw. Plastikrohren) Gebrauch gemacht werden, die mit Bechern und dem Zentralrohr durch kurze Metallkupplungsrohre verbunden werden, die mit den Bechern und dem Zentralrohr verschweißt werden.

Der höchste Trennungswirkungsgrad des Gasankers gemäß der Erfindung wird erhalten, wenn das Ende der Leitungen, das mit dem Innern der Becher in Verbindung steht, so tief wie möglich im Becher angeordnet ist. Die Höhe, bei welcher das andere Ende der Leitungen in das Zentralrohr einmündet, kann willkürlich gewählt werden.

Die Form der Becher stellt keinen wesentlichen Teil der Erfindung dar. Es kann eine beliebige Form benutzt werden, doch ist es klar, daß die beste Trennwirksamkeit erreicht wird, wenn die Becher nicht zu flach sind.

Gewünschtenfalls kann mehr als eine Leitung je Becher zur Verbindung des Bechers mit dem Zentralrohr vorgesehen werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Gasanker zur Trennung von Gas und Flüssigkeit, enthaltend ein Zentralrohr, um welches eine Vielzahl von Bechern mit im wesentlichen gleichen Längsabständen angeordnet ist, wobei jeder Becher mit dem Innern des Zentralrohres in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine Leitung gebildet wird, deren eines Ende in den Becher nahe dessen unterem Teil mündet und deren anderes Ende in das Innere des Zentralrohres mündet.

2. Gasanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (5, 28) innerhalb der Becher (1, 25) angeordnet sind.

3. Gasanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (35) innerhalb des Zentrairohres (33) angeordnet sind.

4. Gasanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand jedes Bechers wenigstens teilweise durch die Wand der Leitung (17, 22) gebildet wird, die wendel- bzw. spiralförmig gewunden ist.

5. Gasanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (28) zwischen der Innenwand des Bechers (25), der Außenwand des Zentralrohres (27) und einer im Becher angeordneten ringförmigen Platte (29, 29') vorgesehen ist und daß eine Trennplatte (32) in der Leitung (28) sowie eine Öffnung (30) in der ringförmigen Platte an der einen Seite der Trennplatte (32) und eine zweite Öffnung (31) in der Wand des Zentralrohres (27) an der anderen Seite der Trennplatte (32) angeordnet sind.

6. Gasanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (37) zwischen der Außenwand des Zentralrohres (43) und der Innenwand eines zylindrischen Ansatzteils (39) des Bechers (40) angeordnet und eine Trennplatte (41) in der Leitung vorgesehen ist, daß eine zweite Leitung (42) eine Verbindung zwischen der ersten Leitung (37) an der einen Seite der Trennplatte (41) und dem unteren Teil des Bechers (40) herstellt und daß ferner eine Öffnung (44) in der Wand des Zentralrohres (43) auf cjer anderen Seite der Trennplatte (41) vorgesehen ist.

7. Gasanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr durch zylindrische Ansatzteile (33) der Becher (34) gebildet wird, wobei das untere Ende jedes Ansatzteils mit einer Öffnung ausgestattet ist, die mit einem Ende einer Leitung (35) in Verbindung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 220 808.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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