NL8300458A

NL8300458A - Verbeterde gasverstoppingen werende inrichting.

Info

Publication number: NL8300458A
Application number: NL8300458A
Authority: NL
Original assignee: Dresser Ind
Priority date: 1982-02-08
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1983-09-01
Also published as: CA1168574A; NO830328L; GB8303142D0; IT8347678A0; US4386653A; JPS58138289A; GB2117049A; IN158812B; IT1164607B; GB2117049B

Description

ι· - * Α < fj.'

Verbeterde gasrcrstoppingen verende inrichting

Achtergrond van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op verbeteringen van een gasver stoppingen verende inrichting voor boorgatponpen en, meer in het bijzonder, maar niet in be-5 perkende zin, voor boorgatponpen die worden gebruikt voor het opvoeren van mengsels van olie, gas en water uit een olieboorput naar de oppervlakte.

Korte beschrijving van de békende stand van de techniek.

De fluida in het boorgat van een olieboorput bestaan 10 in het algemeen uit een mengsel van olie en va ter, waarin tamelijk vaak gassen zijn opgelost. Deze cpgeloste gassen kunnen worden uitgedreven door mechanische bewerking van de vloeibare carpcnenten van het fluïdum, zoals bijvoorbeeld zal optreden vanneer de fluida naar de oppervlakte worden gepompt en deze uitdrijving van cpgeloste gassen 15 creeert in het algemeen een probleem, wanneer de pomp, die wordt gebruikt voor het opvoeren van boorputfluida een centrifugaal-boargat-ponp is. De werking van dit type poep hangt er van af, of de pettp is gevuld met een vloeistof, zodat als uitgedreven gassen de vloeistof in de pomp verplaatsen, de pomp niet in staat zal zijn fluida naar de ——_ 20' oppervlakte op te voeren en, even belangrijk, de gassen uit te drijven, zodat een vloeistof In de patp kan stromen. Het gevolg is dat de penp wordt aangedreven zonder te werken en vat wordt genoemd een gasverstopping heeft.

Tteneinde de vorming van een gasverstopping in een 25 boorgatperrp te verhinderen, is het bekend de pomp uit te rusten met een gasverstoppingen werende inrichting, die gas scheidt van de boorputfluida, voordat deze fluida in de inlaat van de parp stromen en voorbeelden van dergelijke inrichtingen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.175.501 en 3.291.057. Een gasverstoppingen werende 30 inrichting van het type, dat in de beide genoemde octrooischriften is beschreven, omvat in het algemeen een buisvormige huls, waardoor een aandrijfas uitsteekt van een boorgatmotor, die is bevestigd aan de bodem van een gasverstoppingen werende inrichting. De huls is opgesteld 8300458 2 ♦ * “% Λ.

cnder de pompinlaat en is daarop passend aangesloten, om fluida die in de huls worden toegevoerd, af te voeren in de panpinlaat. Bovendien omvat de gasverstoppingen werende inrichting een huis, dat concentrisch om de huls is aangebracht en dat is voorzien van openingen, die nabij 5 het boveneinde van het huis in de boorput uitmonden, zodat bcorputfluida in het huis kunnen stromen, en van een overgangssamenstel, dat de huls en het huis verbindt aan het ondereinde van de huls. Boorputfluida stromen door de openingen in het huis, stromen naar beneden naar het overgangssamenstel en hun stromingsrichting wordt omgekeerd, terwijl 10 zij daardoorheen stromen om het ondereinde van de huls binnen te gaan. Door de omkering van de stromingsrichting hebben de opgeloste gassen de neiging, uit de boorputfluida te worden gedreven in de delen van het overgangssamenstel, die liggen onder de ring tussen de huls en het huis, zodat deze gassen door de openingen in het huis naar de boorput kunnen 15 ontsnappen.

Ofschoon het grootste deel van de uitdrijving van gassen uit het fluïdum plaats heeft op een plaats in de gasverstoppingen warende inrichting, die het ontsnappen van gassen naar de boorput zal toelaten, zal enig gas achterblijven in het mengsel van olie si water 20 en kan worden uitgedreven qp plaatsen, die zodanig zijn gelegen, dat het gas in de huls stroomt. Dit resterende gas kan zich verzamelen in de pomp en gasverstopping in de pomp veroorzaken en de békende gasverstoppingen werende inrichtingen zijn in het algemeen zodanig geconstrueerd, dat zij zijn voorzien van enige middelen voor het verwijderen van 25 resterende gassen, wanneer zij zijn uitgedreven. Het opnemen van dergelijke middelen,, ofschoon doelmatig cm gasverstqppingen te verhinderen, kan echter het nuttig effect van de pomp verlagen of de vervaardigings-kosten daarvan verhogen. Bijvoorbeeld wanneer een middel is aangebracht nabij de inlaat van de pomp, cm de uitgedreven resterende gassen terug 30 te voeren naar de boorput, zal dit middel in het algemeen ook een deel van de opgepcmpte vloeistoffen naar de boorput terugvoeren, zodat de energie die gébruikt is cm deze vloeistoffen op te ponpen, verloren zal gaan.

Samenvatting van de uitvinding.

35 De onderhavige uitvinding voorziet in een gasverstop- 8300458 % t * * t 3 pingen werende inrichting, die de problemen oplost, die optreden bij de uitdrijving van de resterende gassen in fluida, die door een over-gangssamenstel stromen, door middel van een verbeterde constructie van een dergelijk samenstel. m het bijzonder is het overgangssamenstel 5 volgens de onderhavige uitvinding geconstrueerd, om turbulentie te verhinderen in de boorputfluida, die door dat samenstel stromen, zodat gassen die met dergelijke fluida worden meegenomen, in het fluïdum opgelost blijven en in en door een pomp stromen, zonder een gasverstopping in de pcnp te veroorzaken.

10 Het overgangssamenstel van een gasverstoppdngen werende inrichting omvat in het algemeen een overgangsverspreider, die op zijn beurt bestaat uit een mantel, die is geplaatst in het onderste deel van het huis van de gasverstoppingen werende inrichting en een bovenste deel met een kleinere diameter heeft, dat past cp het cnder-15 einde van de huls van de inrichting. Binnen de mantel bevindt zich een koepelvormig orgaan, dat concentrisch ten opzichte van de mantel is geplaatst. Cpeningen zijn aangebracht door deze beide organen en ribben, die cm de openingen zijn gevormd, verbinden de twae organen met elkaar. De ribben cmgeven de openingen geheel, zodat de openingen 20 en de ribben inlaatkanal^rvormen van de buitenzijde van de mantel naar de binnenzijde van het koepelvormïgèrorgaan. Het koepel vormige orgaan heeft een ondereinde dat zich op afstand boven het ondereinde van de mantel bevindt, zodat de fluida, die in het koepelvormige orgaan worden gevoerd, kunnen stromen in de ruimte tussen de twae 25 organen en dan in het ondereinde van de huls. Delen van deze ruimte tussen de inlaatkanalen vormen zodoende uitlaatkanalen voor de over— gangsverspreider. Een waaier die is opgesteld in de mantel onder het koepelvormige orgaan, wordt aangedreven door de as tussen de motor en de porrp, welke as wordt gebruikt voor het aandrijven van de pcnp, cm 30 boorputf luida door het overgangssamenstel te drijven.

Volgens de onderhavige uitvinding heeft de mantel een tussenliggend, afgeknot-kegelvormig deel, dat convergeert in de richting van het met een kleinere diameter uitgevoerde deel dat passend op de huls is aangesloten en heeft het koepelvormige orgaan op soortge-35 lijke wijze een afgeknot-kegelvormig buitenoppervlak, dat in opwaartse 8300458 Φ *ν *

V

4 richting naar de huls convergeert. In het bijzonder zijncfe convergentie-hoeken van deze afgeknot-kegelvormige elementen verschillend gemaakt, zodanig, dat het koepel vormige orgaan sneller convergeert dan het afgeknot-kegelvormige deel van de mantel. Het gevolg is, dat de uit-5 laatkanalen van de overgangsverspreider in opwaartse richting divergeren naar het ondereinde van de huls.. Bovendien zijn de ribben, die de vonden vormen van de Inlaat- en uitlaatkanalen, zodanig cpvormd, dat zij een geleidelijke verandering in de stromingsrichting van de fluida bewerkstelligen van een in hoofdzaak radiale richting aan het 10 ondereinde van het koepelvormige orgaan in een axiale richting aan het boveneinde van de mantel. Tot dit doel zijn de ribben bovenwaarts gekromd om het koepelvormige orgaan, zodat delen van deze ribben nabij het ondereinde van het koepelvormige orgaan onder een kleine hoek staan ten opzichte van een vlak loodrecht op de as van de verspreider, 15 terwijl delen nabij het boveneinde van het koepelvormige orgaan in hoofdzaak evenwijdig zijn aan de as van de verspreider. De geleidelijke overgang van de stromingsrichting door de uitlaatkanalen van de verspreider wordt verder versterkt door het opnemen daarin van de stroming vormende schoepen, die opwaarts on het koepelvormige orgaan 20 zijn gekromd, qp dezelfde wijze als de de wanden vormende ribben van de kanalen opwaarts daaromheen zijn gekromd. Dat .wil zeggen onderste delen van de de stroming vormende schoepen zijn geplaatst aider een kleine hoek ten opzichte van een vlak loodrecht op de as van de verspreider, terwijl bovenste delen van de de stroming vormende schoepen 25 in hoofdzaak evenwijdig aan de as van de verspreider zijn geplaatst.

Bovendien is de waaier van het overgangssamenstel volgens de onderhavige uitvinding ook zodanig gevormd, dat turbulentie in het fluïdum, dat de verspreider verlaat tot een minimum wordt teruggebracht. Tot dit doel zijn de schoepen die een deel van de waaier 30 vormen, vanuit centrale delen daarvan gekromd en, nog belangrijker, neemt de vertikale maat daarvan vanuit centrale delen van de waaier geleidelijk toe in de richting van de ontrek daarvan. Gebleken is dat deze kenmerken van de overgangsverspreider en de waaier in combinatie leiden tot een in hoofdzaak laminaire stroming van fluida door delen 35 van het overgangssamenstel vanaf een plaats onder het koepelvormige 8300458 * « f - 5 - \ orgaan naar het boveneinde van de mantel en door de huls, zodat resterende gassen in boorputvloeistof f en, die door het overgangs-samenstel stranen, in de vloeibare componenten van dergelijke fluida opgelost blijven en door de pcrrp kunnen worden gestuurd, 5 zender aanleiding te geven tot het ontstaan van gasverstoppingen daarin»

De onderhavige uitvinding heeft ten doel, een boor-gatpcnpstelsel beschikbaar te stellen dat in hoofdzaak immuun is voor problemen als gevolg van gasversteppingen.

10 Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het elimineren van gasversteppingen in een boorgatpenop, terwijl het maximale nuttig effect van de penp wordt gehandhaafd»

Nog een ander doel van de onderhavige uitvinding is het beschikbaar stellen van een doelmatige, maar betrekkelijk goed-15 kepe gasverstoppingen werende inrichting voor een boorgatpernp.

Andere doeleinden, voordelen en kenmerken van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvorra van de uitvinding, gelezen in samenwerking met de tekeningen en bijgaande 20 conclusies.

'—:--Korte beschrijving van de tekeningen»

Fig. 1 is een langsdoorsnede van de verbeterde gasversteppingen werende inrichting volgens de onderhavige uitvinding.

Fig. 2 is een zijaanzicht van de overgangsversprei-25 der van de gasverstoppingen werende inrichting volgens fig. 1.

Fig. 3 is een dwarsdoorsnede van de overgangsver-spreider volgens de lijn III-III in fig. 2.

Fig. 4 is een bovenaanzicht van de overgangsver- spreider.

30 Fig. 5 is een langsdoorsnede van de overgangsver- spreider volgens de lijn V-V in fig. 4.

Fig. 6 is een onderaanzicht van de overgangsver- spreider.

Fig. 7 is een zijaanzicht van de waaier van het 35 overgangssamenstel volgens de onderhavige uitvinding.

8300458 % - 6 - >

Fig. 8 is een langsdoorsnede van de waaier volgens fig. 7.

Fig. 9 is een bovenaanzicht van de waaier volgens fig. 7.

5 Fig. 10 is een gedeeltelijke langsdoorsnede en een gedeeltelijk zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van de gasverstoppingen werende inrichting volgens de onderhavige uitvinding.

Fig. 11 is een dwarsdoorsnede van de gasverstoppingen werende inrichting volgens fig. 10 volgens de lijn XI-XI in fig. 10.

10 Fig. 12 is een dwarsdoorsnede van de gasverstoppingen werende inrichting volgens fig. 10 volgens de lijn XII-XII in fig. 10. Beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvorm.

Onder verwijzing naar de tekening in het algemeen en naar fig. 1 in het bijzonder, is daarin een verbeterde gasverstoppingen 15 werende inrichting, die volgens de onderhavige inrichting is geconstrueerd, weergegeven en aangeduid met het algemene verwij zingscij fer 20. De gasverstoppingen werende inrichting 20 is opgehangen aan een boorgatparnp 22 door middel van een verdeel stuk 24, dat is voorzien van een centrale boring 25. om een inlaat voor de pomp 22 te vormen.

20 De gasverstoppingen werende inrichting 20 omvat een onderste verdeel-stuk 26 met een flens 28, waarop met bouten een boorgatmotor 30 is gemonteerd, wanneer de pomp in gébruik is. Een as 32 is door middel van conventionele lagers draaibaar ondersteund in de pomp 22 en in een gasverstoppingen werende inrichting 20 en een koppeling 34 op het 25 ondereinde 36 van de as 32 vormt een middel voor het verbinden van de as 32 met de uitgangsas 37 van de motor, zodat de motor kan worden gebruikt voor het aandrijven van de pomp 22. Bij gébruik worden de motor, de pomp en de gasverstoppingen werende inrichting als een eenheid neergelaten in de verbuizing 38 van een olieput en de motor· wordt 30 inwerking gesteld om de pomp aan te drijven, teneinde fluida in de olieput naar de oppervlakte te pompen via een stijgbuis (niet getékend) die op de gebruikelijke wijze met de bovenzijde van de pomp is verbonden.

Zoals in fig. 1 is aangegeven, is de gasverstoppingen 35 werende inrichting 20 in het algemeen voorzien van een huis 40, dat is 8300458 * ' s - 7 - \ geschroefd cp het ondereinde 42 van het verdeelstuk 24 en waaraan het verdeelstuk 26 is geschroefd, cm de gasverstcppingen werende inrichting 20 als een eenheid op te nemen tussen de pomp 22 en de motor 30. Het huis 40 is voorzien van meerderen openingen 44 (ter wille van de dulde-5 lijkheid zijn slechts twee openingen 44 in fig. 1 getekend) cm boorput-fluida in de gasverstcppingen werende inrichting 20 te laten stromen voor de daaropvolgende afvoer van dergelijke fluida in de inlaat van de pomp 22. De gasverstoppingen werende inrichting 20 cravat verder een overgangssamenstel 46, dat is opgesteld in onderste delen van het 10 huis 40 en het ondereinde 48 van de huls 50 binnen het huis 40 ondersteunt. Zoals uit de hierna volgende beschrijving duidelijk blijkt, is het overgangssamenstel 46 in hoofdzaak cilindrisch symmetrisch en ondersteunt de huls 50 concentrisch ten opzichte van het huis 40 en ondersteunt verder de huls 50 zodanig, dat het boveneinde 52 daarvan 15 uitsteekt in de boring 25 van het verdeelstuk 24, cm met de inlaat van de pomp 22 te worden verbonden.. Het overgangssamenstel 46 is zodanig geconstrueerd, dat meerdere kanalen zijn gevormd, die de ringvormige ruimte tussen de huls 50 en het huis 40 verbinden met het inwendige van de huls 50, zodat boorputfluida in de openingen 44 in het huis 40 20 kunnen stromen, naar beneden door deze ringvormige ruimte kunnen stro- _ men, door het overgangssamenstel 46 en dan opwaarts door het inwendige van de huls 50 naar de pcrtp 22 kunnen stromen, om te worden afgevoerd uit de put, waarin de motor 30, de gasverstoppingen werende inrichting 20 en de pomp 22 zijn cpgesteld.

25 Hét zal dikwijls gewenst zijn, de as 22 aan zijn door gang door de gasverstoppingen werende inrichting 20 te ondersteunen en tot dit doel kunnen een spin 54 en een buisvormige bus 56 zijn aangebracht, zoals in fig. 1 is aangegeven. Het overgangssamenstel 46 omvat in het algemeen een overgangsverspreider 58 en een waaier 60 en de 30 constructie van deze onderdelen, gedeeltelijk in fig. 1 getekend, is een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding. De vorm van de overgangsverspreider 58 is dienovereenkomstig meer gedetailleerd in de figuren 2 t/m 6 weergegeven en de vorm van de waaier 60 is meer gedetailleerd in de figuren 7 t/m 10 weergegeven. Het is echter nuttig, op 35 dit pant de algemene verhouding tussen de overgangsverspreider 58 en 8300458 ν· Η - 8 - de waaier 60 te beschrijven, zoals die in fig. 1 is getékend, voordat wordt overgegaan tot een gedetailleerde beschrijving van de overgangs-verspreider 58 en de waaier 60.

Zoals in fig. 1 is aangegeven, omvat de overgangs-5 verspreider 58 in het algemeen een buisvormige mantel 62, die rust op het verdeelstuk 26 en bevat een buisvormige koepel 64, waarbij de mantel 62 en de koepel 64 een gemeenschappelijke hartlijn 66 hebben, die in fig. 2 is getekend. Het ondereinde 68 van de koepel 64 ligt qp afstand boven het ondereinde .70 van de mantel 62, zoals duidelijker 10 in fig. 5 is getekend, zodat boorputfluida die in de koepel 64 stromen, tussen het binnenoppervlak van de nantel 62 en het buitenoppervlak van de koepel 64 in de huls 50 kunnen stromen. De waaier 60 is opgesteld in onderste delen van de mantel 62, ander de koepel 64 en is op de as 32 gespied, zodat bij draaiing van de as 32 om de pomp 22 aan te 15 drijven, gelijktijdig de waaier 60 draait om in het huis 40 aangezogen boorputfluida door het overgangssamenstel 46 te drijven.

Onder verwijzing naar de figuren 2 t/m 6 blijkt de mantel 62 in het algemeen te zijn verdeelt in drie delen: (1) een recht, rond, cilindrisch onderste deel 72; (2) een recht, rond, cilin-20 drisch bovenste deel 74, dat qp een gereduceerde diameter is gevormd; en (3) een afgeknot-kegelvormig tussendeel 76, dat het bovenste deel 74 verbindt met het onderste deel 72. Zoals in het bijzonder in de f iguren 1 en 3 is getekend, is in het bovenste deel 74 van de mantel 62 een schouder 78 gevormd, om het ondereinde 48 van de huls 50 te 25 ondersteunen en de ringvormige ruimte tussen de mantel 62 en de koepel 64 te verbinden met de binnenzijde van de huls 50. Ben paar openingen 80 zijn in de mantel 62 gevormd, zoals in figuren 4 en 5 is getekend en waarvan de bedoeling hierna zal worden beschreven.. (Slechts een opening 80 is getekend in fig. 5, die een dwarsdoorsnede is van de over-30 gangsverspreider 58 langs een lijn omvattende een rechthoekige ombuiging, om de constructie van de verspreider duidelijker aan te geven.

De dwarsdoorsnede van de verspreider 58 volgens fig. 1 verloopt qp soortgelijke wijze langs een lijn omvattende een rechthoekige cnfouiging om de stroming van fluida door het overgangssamenstel 46 aan te geven). 35 De koepel 64 heeft een buitenoppervlak 82 (figuren 8300458 * «r

V

- 9 - 3 en 5) dat ook in hoofdzaak af getaot-kegelvormig is, welk oppervlak 82 in opwaartse richting convergeert, zoals in het bijzonder in fig. 5 is getekend. Zoals ook in het bijzonder in fig. 5 is weergegeven, convergeert het oppervlak 82 sneller dan het tussenliggende deel 76 5 van de mantel 62, zodat de ringvormige ruimte tussen de mantel 62 en de koepel 64 vanaf het ondereinde 68 van de koepel 64 wijder wordt in de richting van het boveneinde 84 daarvan. Evenals in de mantel 62 zijn een paar cpeningen, waarvan er in fig. 5 een met 86 is aangeduid, aangebracht in de koepel 64, waarbij elke opening 86 radiaal 10 op één lijn is geplaatst met een opening 80 in de mantel 62.

De overgangsverspreider 58 omvat verder meerdere ribben, die uit één geheel met de mantel 62 en de koepel 64 zijn gevormd in de ringvormige ruimte tussen deze onderdelen, waarbij de ribben zich uitstrekken cm de cpeningen 80 en 86, cm inlaat*en uitlaat-15 kanalen door de overgangsverspreider 58 te vormen. In het bijzonder is, zoals uit de figuren 2, 4 en 5 blijkt, een dakrihbe 88 gevormd boven elke opening 80 en 86 tussen de mantel 62 en de koepel 64 en ligt onder elke opening 80 en 86 een vloerribbe 90 (fig, 5). Bovendien is een ribbe 92 (figuren 1, 3 en 5) opgesteld aan weerszijden van elke 20 groep van cpeningen, zodat de ribben 88, 90 en 92 delen van de ringvormige ruimte tussen de mantel 62 en de koepel 64 isoleren en samenwerken met de cpeningen 80 en 86, om inlaatkanalen 94 (figuren 1, 4 en 5) te vormen, die zich uitstrekken van de buitenzijde van het tussenliggende deel 76 van de mantel 62 tot de binnenzijde van de 25 koepel 64. Gelijktijdig verdelen de ribben 92, die wanden voor de inlaatkanalen 94 vormen, overblijvende delen van de ringvormige ruimte tussen de mantel 62 en de koepel 64 onder in twee tegenover elkaar liggende uitlaatkanalen, die in de figuren 4, 5 en 6 met 96 zijn aangeduid en die zich uitstrekken van de ruimte tussen de cnder-30 einde 70 respectieve 68 van de mantel 62 en de koepel 64 tot de bevenzijde 84 van de koepel 64 en uitmonden in het ondereinde 48 van de huls 50.

Een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding is de vormgeving van de wanden vormende ribben 92, zoals in de figu-35 ren 2 en 3 is getekend. De ribben 92 zijn cm de koepel 64 gekromd met 8300458 ♦

V

- 10 - een steeds toenemende helling, zodat, zoals is aangegeven in fig. 3, onderste delen van de ribbe 92 slechts een kleine hoek insluiten met een vlak loodrecht op de hartlijn 66 van de overgangsverspreider 58. Zoals echter in fig. 2 is aangegeven, zijn de bovenste delen van de 5 ribben 92 in hoofdzaak' vertikaal opgesteld; dat wil zeggen de bovenste delen van de ribben 92 benaderen een opstelling evenwijdig aan de hartlijn 66 nabij het boveneinde van de mantel 62. Een dergelijke vormgeving van de ribben 92, in combinatie met het wijder worden van het uitlaatkanaal 96, tot stand gébracht door het verschil in convergentie 10 van het tussenliggende deel 76 van de mantel 62 en het oppervlak 82 van de koepel 64, tracht de stroming van fluïdum door de uitlaat-kanalen 96 on te vormen in een laminaire stroming, die de uitdrijving van gassen, die in vloeibare componenten van dat fluïdum zijn opgelost, verhindert. Deze vormgeving van de stroming van fluïdum door de uit-15 laatkanalen 96, om deze stroming laminair te doen zijn, wordt verder versterkt door in de overgangsverspreider een stroming vormende schoep 98 (figuren 3 t/m 6) op te nemen in elk van de uitlaatkanalen 96 op in hoofdzaak gelijke afstand van de vanden vormende ribben 92, die de begrenzingen van elk van de uitlaatkanalen 96 vormen. Deze 20 stroming vormende schoepen zijn in hoofdzaak identiek aan de ribben 92, waarbij elk schoep 98 om de koepel 64 is gekromd, zoals in fig.

3 is aangegeven, met een steeds toenemende vertikale helling, zodat onderste delen van elke schoep 98 slechts een kleine hoek insluiten met een vlak loodrecht qp de hartlijn 66, terwijl bovenste delen van 25 ei^e schoep in hoofdzaak evenwijdig zijn aan de hartlijn 66.

Bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de overgangsverspreider 58 omvat de verspreider verder een buisvormige naaf 100, die uit een geheel is gevormd met de koepel 64 en zich in neerwaartse richting om de hartlijn 66 uitstrekt voor het opnemen en plaatsen van 30 de waaier 60 in de verspreider 58.

De waaier 60 is meer in het bijzonder in de figuren 7 t/m 9 getékend waar-voor nu aandacht wordt gevraagd. In het algemeen omvat de waaier 60 een buisvormige naaf 102, waardoor de as 32 uitsteekt en de naaf 102 is bij de montage van de gasverstoppingen 35 werende inrichting 20 met behulp van conventionele middelen (niet ge- 8300458 * ^ * - 11 - tekend) op de as 32 vastgepend, zodat de draaiing van de as 32 voor de aandrijving van de pcnp 22 ook de waaier 60 zal aandrijven. Bij het gemonteerde overgangssamenstel 46 zijn bovenste delen van de naaf 102 opgesteld binnen de naaf 100, zoals in fig. 1 is aangegeven.

5 De waaier 60 omvat verder een bodemplaat 104 aan zijn ondereinde en een van een flens voorziene ring 106 op een afstand boven de bodenplaat 104, die past op delen van de koepel 64 nabij het ondereinde 68 daarvan, zoals in fig. 1 is aangegeven. De waaier 60 omvat verder ock meerdere gekromde schoepen 108 die zijn opgesteld 10 tussen de bodenplaat 104 en de ring 106, waarbij de schoepen 108 vanuit de naaf 102 spiraalsgewijze buitenwaarts verlopen naar de buitenomtrek van de waaier 60, die is begrensd door de ontrek 110 van de bodenplaat 104. Een belangrij^aspect van de onderhavige uitvinding ligt in de vormgeving van de schoepen 108, die in het bijzonder in 15 fig. 8 is weergegeven. Bij bekende waaiers van cvergangssamenstellen was het algemeen gebruikelijk, radiaal binnenwaarts liggende delen ' van de schoepen van de waaiers naar boven te doen uitsteken tot in hoofdzaak de bovenzijde 112 van de ring 106, in overeenstemming met de algemeen bekende benadering tot het veroorzaken van uitdrijving 20 van gassen uit boorputfluida aan de boven2iijde van de ring, en waarbij de gassen via de inlaatkanalen 94 en het huis 40 naar de boorput kunnen ontsnappen. Dat wil zeggen de opwaartse verlenging van de schoepen van de waaier van bekende overgangssamenstellen is bedoeld om turbulentie te creëren, die cntgassing van de boorputfluida zal 25 veroorzaken. Echter de algemene stroming van boorputfluida door de waaier naar de uitlaatkanalen 96 kan dit doel verijdelen,doordat uitgedreven gassen in de uitlaatkanalen 96 en dan naar de huls 50 worden getransporteerd. Volgens de onderhavige uitvinding zijn de schoepen 108 zodanig geconstrueerd, dat de uitdrijving van gassen in de over-30 gangsverspreider 58 wordt verhinderd door de turbulentie daarin tot een minimum terug te brengen en tot dit doel hebben de radiaal binnenste delen van de schoepen 108 slechts een kleine vertikale maat, zoals in fig. 8 is aangegeven, welke maat toeneemt naarmate de schoep zich verder voortzet in de richting van de ontrek van de waaier 60.

35 Een ander belangrijk aspect van de onderhavige uitvin ding ligt in de openingen 44 in het huis 40. In veel gevallen zal de 8300458 *

V

- 12 - verhuizing 38 van de boorput, waarin de pomp 22, de gasverstoppingen werende inrichting 20 en de motor 30 zullen worden gebruikt, een standaard binnendiameter hébben, zodat de diameter van het huis 40 kan worden gekozen met deze binnendiameter van de verguizing 38 in 5 gedachte. In dergelijke gevallen is gebleken, dat het in hoofdzaak ontgassen van boorputfluida aan de openingen 44 kan worden bewerkstelligd door de diameter van het huis 40 en de maten en aantallen van de openingen 44 zodanig te kiezen,dat bet gecombineerde dwarsdoor-snedeoppervlak van de openingen in hoofdzaak tweemaal zo groot is 10 als het dwarsdoorsnedeoppervlak van de ringvormige ruimte tussen het huis 40 en de verhuizing 38.

Ïferking van de voorkeursuitvoeringsvorm.

Bij bedrijf wordt de gasverstoppingen werende inrichting 20, samen met de ραπρ 22 en de motor 30, neergelaten in de 15 verhuizing 38 van een boorput, cm deze inrichtingen onder te dompelen in boorputfluida, die naar het aardoppervlak moeten werden gebracht. De motor 30 wordt dan in werking gesteld on de pomp 22 aan te drijven en de waaier 60 van het overgangssamenstel 46 te doen draaien.

De gecombineerde werking van de pomp 22 en de draaiing van de 20 waaier 60 bewerkstelligt dan een stroming van boorputfluida in de gasverstoppingen werende inrichting 20 en daardoor naar de pomp 22, zoals met de dik gedrukte pijlen in fig. 1 is aangegeven. In het bijzonder stromen de boorputfluida opwaarts tussen het huis 40 en de verhuizing 38 in de openingen 44 in het huis 40. In het huis 40 25 stromen de boorputfluida naar beneden in de inlaatkanalen 94 en worden daaruit afgevoerd in het inwendige van de koepel 64. De waaier 60 perst deze fluida dan naar de uitlaatkanalen 96, van waaruit de fluida worden afgevoerd in de huls 50 voor toevoer aan de inlaat van de pomp 22. De pomp 22 voert de fluida dan op naar het aardoppervlak. 30 De bovenbeschreven vormgeving van de onderdelen van het overgangssamenstel 46, in combinatie met de maten van de openingen 44 in het huis 40 verhinderen het ontstaan van een gasverstepping in de pomp 22, zoals nu zal worden toegelicht. Eerst bewerkstelligt de keuze van de openingen 44, die een gecombineerd dwarsdoorsnede 35 oppervlak hébben dat in hoofdzaak tweemaal zo groot is als het dwars- 8300458 *

V

- 13 - doorsnedeoppervlak van de ringvormige ruimte tussen het huis 40 en de .verhuizing 38, een eerste vertraging van de stroomsnelheid van de boorputfluida zodra die in de cpeningen 44 stromen. Deze verandering van de stroomsnelheid van de fluida resulteert in een turbulen-5 te stroming van de fluida aan de cpeningen 44 met het gevolg, dat op grote schaal cntgassing van de fluida plaats heeft aan deze ope-ningen en de uitgedreven gassen ontsnappen naar de boorput. Als de boorputfluida vervolgens door de inlaatkanalen 94 stromen, worden zij afgevoerd naar centrale delen van de draaiende waaier 60 voor 10 af voer naar feuitlaatkanalen 96 .Qndat de schoepen 108 van de waaier 60 een kleine vertikale afmeting hebben nabij de naaf 102 van de waaier 60, welke afmeting toeneemt met de radiale afstand van de naaf 102, nemen de krachten, die op de boorputfluida worden uitgeoefend door de waaier 60, geleidelijk toe vanaf de naaf 102 naar 15 de ontrek 110 van de waaier, zodat een langzaam variërende verandering in de stromingsrichting van de fluida, die door de waaier stromen, optreedt, om turbulentie te verhinderen, die cntgassing van de boer-putfluida in de waaier zou kunnen veroorzaken. De fluida stromen dan door de uitlaatkanalen 96 en de vormgeving van deze kanalen 20 veroorzaakt opnieuw een langzaam variërende verandering in de stromingsrichting van de fluida? dat wil zeggen de kleine hoek tussen onderste delen van de wanden vormende ribben 92 en de schoepen 98 en een vlak loodrecht op de hartlijn 66 van het overgangssamenstel 46 en de nagenoeg vertikale helling van bovenste delen van deze 25 ribben en schoepen bewerkstelligt, dat de stromingsrichting van boorputfluida in de uitlaatkanalen 96 langzaam verandert van een in hoofdzaak radiale richting in een in hoofdzaak axiale richting ten opzichte van de hartlijn 66. Bovendien vertraagt de langzame divergentie van de uitlaatkanalen 96 naar hun boveneinden, bewerkstelligd 30 door de verschillende convergentiehoeken van het tussenliggende deel 76 van de mantel 62 en het oppervlak van de koepel 64, de boorputfluida geleidelijk, terwijl zij door de uitlaatkanalen 96 stranen, zodat de fluida geen abrupte verandering in de stroomsnelheid ondergaan, terwijl zij in de huls 50 stromen. Het totale resultaat van 35 deze kenmerken is in combinatie, dat de stroming van fluïdum door het 8300458 w - 14 - ê- overgangssamenstel 46 in hoofdzaak laminair is, zodat resterende gassen in de boorputfluida daarin opgelost blijven, als zij in de inlaat van de pomp 22 stromen, zodat een gasverstopping van de pomp 22 niet zal optreden. Dus volgens de onderhavige uitvinding wordt in plaats van 5 het verwijderen van gassen, die kunnen worden uitgedreven uit boorputfluida in het overgangssamenstel 46 en de huls 50, welke gassen aan- leiding kunnen geven tot het ontstaan van een gasverstopping in de pomp 22, deze mogelijkheid opgeheven door zodanig vormen van onderdelen van het overgangssamenstel 46, dat resterende gassen,, die nog in boor-10 putfluida zijn opgelost na de eerste ontgassing aan de openingen 44 door het huis 40, in de boorputfluidum qpgelost zullen blijven, als deze f luida in de partp stromen en met de vloeibare componenten van deze f luida nar de oppervlakte worden af gevoerd.

Beschrijving van de figuren 10 t/m 12.

15 De figuren 10 t/m 12 tonen een tweede uitvoerings vorm, aangeduid met het verwijzingscijfer 20a, van de gasverstoppingen werende inrichting volgens de onderhavige uitvinding, die bijzonder geschikt is voor gebruik in boorputten, die een verhuizing met een betrekkelijk grote diameter hebben. De gasverstoppingen werende 20 inrichting, die in deze figuren is weergegeven, omvat alle onderdelen van de gasverstoppingen werende inrichting 20, zoals is aangegeven door de aanduiding van het huis van de inrichting 20a met het verwijzingscijfer 40, dat is gébruikt voor het huis van de inrichting 20 en een soortgelijke aanduiding van de openingen in het huis met het 25 verwijzingscijfer 44 in fig. 10. De gasverstoppingen werende inrichting 20a omvat behalve alle onderdelen van de gasverstoppingen werende inrichting 20, een versterkingssamenstel 120, dat is gemonteerd op het verdeelstuk 26 van de gasverstoppingen werende inrichting 20a en de pomp 22.

30 In het bijzonder omvat het versterkingssamenstel 120 een buisvormige versterking 122, die zich cm het huis 40 uitstrékt; een klemsamenstel 124; en een centreerring 126, die is bevestigd aan de binnenomtrek van de versterking 122 en samenwerkt met het klemsamenstel 124, cm het versterkingssamenstel op de motor 22 en het huis 35 40 te vergrendelen. Delen van de versterking 122 nabij het boveneinde 8300458 *

V

> - 15 - 128 daarvan zijn voorzien van cpeningen 130, cm eventuele aan de ope-ningen 44 uit de boorputfluida uitgedreven gassen uit de versterking 122 naar de boorput te kunnen afvoeren.

Het klemsamenstel 124 omvat een eerste klemorgaan 5 132, dat is voorzien van een centraal halfrcndpleel 134, dat aangrijpt op delen van het verdeelstuk 26 boven de flens 28. Zoals in fig. 12 is aangegeven, steken vleugels 136, 138 zijdelings uit van het halfronde deel 134 en grijpen aan qp het binnenqppervlak van de versterking 122, teneinde de onderste delen van de versterking 122 concentrisch 10 te plaatsen ten opzichte van het huis 40. (Terwille van de duidelijkheid is het verdeelstuk 26 in fig. 12 niet getékend). In de vleugels 136 en 138 zijn radiaal liggende, van schroefdraad voorziene gaten 142 aangebracht voor het cpnenen van kaphouten 140, zoals in fig. 10 is getekend, cm de versterking 122 vast te zetten op het huis 40 en 15 de motor 22, zoals hierna zal warden beschreven. Het is voldoende op dit punt op te merken, dat in de versterking 122 gaten 141 zijn geboord op een lijn met de gaten 142, in welke gaten 141 de koppen passen van de kop schroeven 140, wanneer het versterkingssamenstel 120 wordt gemonteerd op overblijvende delen aan het gasverstoppingen werende 20 samenstel 20a. Het klemsamenstel omvat verder een tweede klemorgaan 144, dat cp soortgelijke wijze is voorzien van een halfrcndjieel 146, dat aangrijpt op het verdeelstuk 26, en van vleugels 148, 150, die van het halfronde deel 146 uitstéken en aangrijpen cp het binnenoppervlak van de versterking 122. De klem wordt geassembleerd door middel 25 van bouten 152, die uitsteken door gaten (niet getekend) in de vleugels 148, 150 van het tweede klemorgaan 144 en die zijn geschroefd in van schroefdraad voorziene gaten 154 (fig. 10) in de vleugels 138, 140 van het eerste klemorgaan 132.

De centreering is bij voorkeur geconstrueerd in twee 30 in hoofdzaak halfronde delen 156 en 158, zoals in fig. 11 is aangegeven. Elk van deze delen is voorzien van meerdere radiaal staande,van schroefdraad voorziene gaten 160, cm dé centceerrirg 126 te kunnen plaatsen in de versterking 122 en daaraan te bevestigen door middel van bouten 162, die uitstéken door gaten 164, die in de versterking 122 35 zijn geboord, en die zijn geschroefd in de gaten 160 in de centreerring 8300458

V

v - 16 - 126. De binnenoppervlakken 166 van de delen 156 en 158 hebben zodanige afmetingen, dat zij passen op de buitenomtrek van de motor 22, zodat de centreerring 26 bovenste delen van de versterking 122 concentrisch ten opzichte van het huis 40 zal plaatsen.

5 Het versterkingssamenstel 120 wordt bij. voorkeur gemonteerd op overblijvende delen van de gasverstoppingen werende inrichting 20a, wanneer deze inrichting wordt geassembleerd op de motor 30 en de pomp 22, voordat deze inrichtingen in een boorput worden neergelaten. In het bijzonder nadat de overblijvende delen van de 10 gasverstoppingen verende inrichting 20a zijn geassembleerd op de pomp 22 en de motor 30, wordt het klemsamenstel 124 op het verdeelstuk 26 gemonteerd, waarbij de kopschroeven 140 zijn verwijderd. De versterking 122, met het centreersamenstel 126 daarin gemonteerd, kan dan over de pomp 22 worden geplaatst en daarlangs worden bewogen, totdat 15 de gaten 141 in de versterking 122 op één lijn liggen met de gaten 142 in het eerste klemorgaan 132 van het klemsamenstel 124. De bouten 140 werden dan door de gaten in de versterking 122 gestoken en in de gaten 142 geschroefd cm het versterkingssamenstel vast te zetten op overblijvende delen van de gasverstoppingen werende inrichting 20a en 20 de pemp 22.

De gasverstoppingen werende inrichting 20a werkt in hoofdzaak qp dezelfde wijze als de gasverstoppingen werende inrichting 20. In het bijzonder de versterking 122 en het huis 40 begrenzen een ringvormige ruimte, waardoor boorputfluida stromen om in de openingen 25 in het huis 40 te stromen. Het gecombineerde dwarsdoorsnede-oppervlak van deze openingen is in hoofdzaak tweemaal zo groot gemaakt als het dwarsdoorsnede-oppervlak tussen het huis 40 en de versterking 22, zodat een aanzienlijke ontgassing van de boorputfluida plaats heeft aan de openingen 44, zoals die ook optreedt bij de gasverstoppingen 30 verende inrichting 20. De boorputfluida worden dan door het huis 40, door het overgangssamenstel 46 en de huls 50 van de inrichting 20a gestuurd in een laminaire stroming, om ontgassing van dergelijke fluida in de inrichting 20a te verhinderen op dezelfde wijze als ontgassing wordt verhinderd in de inrichting 20.

35 _____ Het is duidelijk, dat de onderhavige uitvinding uit- 8300458 , ... * }.

- 17 - stekend geschikt is cm de bovenbeschreven doeleinden te bereiken en de bovengenoemde voordelen te behalen. Of schoen nu voorkeursuitvoerings-varmen van de uitvinding in de bovenstaande beschrijving zijn beschreven, zullen talrijke veranderingen gemakkelijk voor de hand liggen voor 5 deskundigen, welke veranderingen liggen binnen de omvang van de beschreven uitvinding, zoals die in de bijgaande conclusies is neergelegd.

8300458

Claims

1. Inrichting om het ontstaan van gasverstoppingen in een boorgatpomp te verhinderen, welke inrichting is van de soort, die is opgehangen aan de pomp en is voorzien van een buisvormige huls, die aan zijn boveneinde is verbonden met de inlaat van de pomp, van 5 een buisvormig huis dat concentrisch cm de huls is opgesteld en is voorzien van openingen door bovenste delen daarvan voor het opnemen van boorputfluida in de ringvormige ruimte tussen de huls en het huis, en van een overgangssamenstel dat een fluïdum verbinding vormt tussen de ringvormige ruimte en het inwendige van de huls, welk over-10 gangssamenstel omvat: een overgangsverspreider, omvattende: een mantel, die is voorzien van een onderste deel dat in onderste delen van het huis is geplaatst, van een bovenste deel met een kleinere diameter dat 15 past op het ondereinde van de huls, en van een afgeknot-kegelvormig tussenliggenddeel tussen het bovenste en het onderste deel, waarbij meerdere openingen zijn aangebracht door het tussenliggende deel van de mantel; 20 een opwaarts convergerende koepel die in het tussen liggende deel van de mantel is qpgesteld en is voorzien van een opening voor elke opening die in de mantel is aangebracht, welke koepel een ondereinde heeft dat op een gekozen afstand boven het onder-25 einde van de mantel ligt; en meerdere ribben, die de mantel verbinden met de koepel om elke groep van openingen in de mantel en de koepel, zodat met elke groep van openingen een in-laatkanaal wordt gevormd naar de binnenzijde van 30 de koepel en dat meerdere uitlaatkanalen vanuit het inwendige van de koepel naar het bovenste deel van de mantel worden gevormd; en, een waaier, die is cpgesteld in het onderste deel van de mantel, met het kenmerk, 8300458 Λ - 19 - dat de koepel sneller convergeert dan het tussenliggende deel van de mantel, zodat de uitlaatkana-len radiaal divergeren in de richting van het bovenste deel van de mantel; 5 dat ribben, die zijn cpgesteld aan weerszijden van openingen in de mantel en de koepel, zijn gekromd cm de koepel met een steeds toenemende vertikale helling, zodat delen van deze ribben nabij het bovenste deel van de mantel in hoofdzaak evenwij-10 dig aan de hartlijn van het huis en de huls zijn opgesteld en delen van deze ribben nabij het ondereinde van de koepel een kleine hoek insluiten met een vlak loodrecht qp die hartlijn van het huis en de huls; 15 dat de vertikale afmeting van de schoepen van de waaier vanuit centrale delen van de waaier toeneemt in de richting van de buitenomtrek daarvan; en dat de overgangsverspreider verder is voorzien van een de stroming vormende schoep, die spiraalsgewijze cm de koepel verloopt, binnen 20 elk van de uitlaatkanalen in hoofdzaak qp gelijke afstand van de ribben die de wanden van de inlaat- en uitlaatkanalen vormen, welke de stroming vormende schoepen een steeds toenemende opwaartse helling hebben vanuit het ondereinde van de koepel naar het boveneinde van de koepel, zodat bovenste delen van de stroming vormende schoepen 25 in hoofdzaak evenwijdig zijn aan de hartlijn van het huis en de huls en onderste delen daarvan een kleine hoek insluiten met een vlak loodrecht op de genoemde hartlijn van het huis en de huls.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het huis van de inrichting een voorafgekozen diameter heeft ten 30 opzichte van de binnendiameter van een putverbuizing uit een boorput, waarin een boorgatpcmp is opgesteld, teneinde een ringvormige ruimte te begrenzen tussen het huis en de putverbuizing met een voorafgekozen dwarsdoorsnedeoppervlak en dat de openingen in de bovenste delen van het huis een gecombineerd dworsdoorsnede-opper-35 vlak hébben dat in hoofdzaak tweemaal zo groot is als het dwarsdoor- 8300458 Λ - 20 - ί* snedeoppervlak van de ringvormige ruimte tussen het huis en de put-verbuizing.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk/ dat een buisvormige versterking op het huis is gemonteerd, welke 5 versterking concentrisch ten opzichte van het huis is aangebracht, teneinde een ringvormige ruimte te begrenzen om de genoemde openingen in het huis en dat de openingen in het huis een gecombineerd dwars-doorsnédeoppervlak hébben, dat in hoofdzaak tweemaal zo groot is als het dwarsdoorsnedeoppervlak van de ruimte tussen het huis en 10 de versterking.

4. Gasverstoppingen werende inrichting, in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 8300458