RU2039228C1 - Apparatus for gas and sand separation during oil extraction - Google Patents

Abstract

FIELD: oil extracting industry. SUBSTANCE: apparatus has additional hollow plunger with seat and reverse valve. Reducer has radial hole and reverse valve is located in radial hole of reducer. In the case, hollow plunger with seat form with reducer cavity, hydraulically connected with cavity of filter and through reverse valve with cavity of borehole. In process of sucker rod pump operation forced reciprocal motion of spiral spring coils from filter takes place, opening filtering slot with washing mechanical particles out of inner cavity of filter. EFFECT: apparatus for gas and sand separation during oil extraction is used in oil extracting industry. 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам, обеспечивающим глубоконасосную эксплуатацию нефтяных скважин при одновременной сепарации газа и песка при добыче нефти. The invention relates to the oil industry, and in particular to devices that provide deep pump operation of oil wells while simultaneously separating gas and sand during oil production.

Целью изобретения является повышение фильтрующей способности газопесочного сепаратора путем обеспечения его периодической очистки от механических примесей. The aim of the invention is to increase the filtering ability of a gas sand separator by ensuring its periodic cleaning from mechanical impurities.

На фиг.1-3 представлена в разрезе конструкция скважинного газопесочного сепаратора, соединенного со штанговым насосом. Figure 1-3 is a sectional view of the design of a downhole gas sand separator connected to a sucker rod pump.

Сепаратор содержит переводник 1, связанный верхним концом с корпусом 2 штангового насоса, внутри которого установлен полый плунжер 3 с нагнетательным клапаном 4. На нижнем конце переводника 1 жестко закреплен наконечник 5 с держателем 6 фильтра 7, выполненного в виде ленточной спиральной пружины. В переводнике 1 установлен полый плунжер 8 с седлом 9 и всасывающим клапаном 10. Нижний конец фильтра 7 перекрыт спецгайкой 11. Асимметрично внутри фильтра 7 установлена направляющая трубка 12, жестко соединенная нижним концом со спецгайкой 11, верхний конец которой образует подвижное соединение с переводником 1. Ход направляющей трубки 12 в переводнике 1 ограничен снизу гайкой 13, установленной в наконечнике 5. Осевой канал "а" направляющей трубки 12 гидравлически связан радиальным отверстием "б", выполненным на ее нижнем конце, с внутренней полостью фильтра 7. Полость переводника 1 под полым плунжером 3 гидравлически связана с осевым каналом "а" направляющей трубки 12 и через обратный клапан 14 с полостью скважины. С внешней стороны фильтр 7 защищен перфорированным патрубком 15, связанным с держателем 6. The separator contains a sub 1 connected with its upper end to a rod pump housing 2, inside of which a hollow plunger 3 with a discharge valve 4 is installed. At the lower end of the sub 1, a tip 5 with a holder 6 of the filter 7, made in the form of a coil spring, is rigidly fixed. In the sub 1, a hollow plunger 8 is installed with a seat 9 and a suction valve 10. The lower end of the filter 7 is blocked by a special nut 11. A guide tube 12 is mounted asymmetrically inside the filter 7, which is rigidly connected by the lower end to the special nut 11, the upper end of which forms a movable connection with the sub 1. The travel of the guide tube 12 in the sub 1 is bounded below by a nut 13 installed in the tip 5. The axial channel "a" of the guide tube 12 is hydraulically connected by a radial hole "b", made at its lower end, with the inner cavity 7. The sub filter cavity 1 under the hollow plunger 3 in fluid communication with the axial channel "a" of the guide tube 12 and through a check valve 14 to the cavity wells. On the outside, the filter 7 is protected by a perforated pipe 15 connected to the holder 6.

Скважинный газопесочный сепаратор работает совместно с глубинным штанговым насосом. A downhole gas sand separator works in conjunction with a downhole sucker rod pump.

При перемещении полого плунжера 3 вниз происходит открытие нагнетательного клапана 4 и закрытие всасывающего клапана 10. Пластовая жидкость под избыточным давлением поступает из полости "в" под полым плунжером 8 подается в осевой канал "а" направляющей трубки 12 и через радиальное отверстие "б" во внутреннюю полость фильтра 7. Направляющая трубка 12 перемещается в переводнике 1 вниз до упора в гайку 13, выдавливая жидкость в полость фильтра 7. Одновременно при перемещении направляющей трубки 12 в результате взаимодействия ее с нижним концом ленточной спиральной пружины фильтра 7 происходит раскрытие фильтрующих щелей и механические частицы, имеющиеся во внутренней полости фильтра 7, потоком пластовой жидкости выносятся в полость скважины. When moving the hollow plunger 3 downward, the discharge valve 4 is opened and the suction valve 10 is closed. The pressurized fluid flows from the cavity “c” under the hollow plunger 8 into the axial channel “a” of the guide tube 12 and through the radial hole “b” the inner cavity of the filter 7. The guide tube 12 moves in the sub 1 down to the stop in the nut 13, squeezing the liquid into the cavity of the filter 7. At the same time, when moving the guide tube 12 as a result of its interaction with the lower end of the tape hydrochloric filter helical springs 7 there is an opening of the filter and mechanical slots particles present in the inner cavity of the filter 7, the flow of formation fluids into the well are carried cavity.

В случае создания повышенного давления в полости фильтра 7, опасного для его целостности, происходит открытие обратного клапана 14 и часть жидкости сбрасывается в полость скважины, минуя внутреннюю полость фильтра 7. При подходе полого плунжера 8 к крайнему нижнему положению он входит в торцовый контакт c направляющей трубкой 12, которая в этот момент опирается на гайку 13. In the case of creating increased pressure in the cavity of the filter 7, which is dangerous for its integrity, the check valve 14 opens and part of the fluid is discharged into the well cavity, bypassing the internal cavity of the filter 7. When the hollow plunger 8 approaches the lowermost position, it enters the end contact with the guide the tube 12, which at this moment rests on the nut 13.

При изменении направления движения плунжера 3 штангового насоса на противоположное нагнетательный клапан 4 закрывается, а всасывающий клапан 10 открывается. За счет гидравлического сопротивления на всасывающем клапане 10 и упругих свойств ленточной спиральной пружины фильтра 7 происходит перемещение вверх полого плунжера 8 и направляющей трубки 12, тем самым осуществляется смыкание фильтрующей щели до рабочего размера. When the direction of movement of the plunger 3 of the rod pump is reversed, the discharge valve 4 closes, and the suction valve 10 opens. Due to the hydraulic resistance at the suction valve 10 and the elastic properties of the tape coil spring of the filter 7, the hollow plunger 8 and the guide tube 12 are moved upward, thereby closing the filter gap to the working size.

Поток жидкости, содержащей частицы песка и пузырьки газа, проходит через отверстия в перфорированном патрубке 15 и поступает к наружной поверхности фильтра 7. Пузырьки газа проскальзывают относительно его наружной поверхности и отводятся в полость скважины. Частицы песка задерживаются на поверхности фильтра 7 и оседают на забой. Часть мелких частиц проникает и внутрь фильтра 7 и из-за изменения направления движения потока на противоположное оседают в нижней части под радиальным отверстием "б". Очищенный поток пластовой жидкости из полости фильтра 7 поступает в осевой канал "а" направляющей трубки 12 и далее через всасывающий клапан подается в полый плунжер 8 и далее в корпус 1 насоса. A fluid stream containing sand particles and gas bubbles passes through holes in the perforated pipe 15 and enters the outer surface of the filter 7. The gas bubbles slip relative to its outer surface and are discharged into the well cavity. Particles of sand linger on the surface of the filter 7 and settle on the bottom. Part of the small particles penetrates inside the filter 7 and, due to a change in the direction of flow, the opposite settles in the lower part under the radial hole "b". The cleaned flow of formation fluid from the filter cavity 7 enters the axial channel "a" of the guide tube 12 and then through the suction valve is fed into the hollow plunger 8 and further into the pump housing 1.

При подходе полого плунжера 3 насоса к крайнему верхнему положению и изменению направления движения на противоположное происходит закрытие всасывающего клапана 10 и открытие нагнетательного клапана 4 с повторением цикла. When approaching the hollow plunger 3 of the pump to its highest position and reversing the direction of movement, the suction valve 10 is closed and the discharge valve 4 is opened with a repeat of the cycle.

В процессе работы штангового насоса происходит постоянное принудительное возвратно-поступательное перемещение витков спиральной пружины фильтра 7 с раскрытием фильтрующей щели на определенный размер и промывкой внутренней полости фильтра 7 от механических частиц, обратным потоком пластовой жидкости, подаваемой из полости "в" за счет движения полого плунжера 8 вниз. Постоянное принудительное перемещение спиральных витков фильтра 7 препятствует кольматации, что увеличивает срок службы скважинного газопесочного сепаратора и штангового насоса. During the operation of the sucker rod pump, a constant forced reciprocating movement of the coils of the coil spring of the filter 7 occurs with the filter gap opening by a certain size and washing the filter cavity 7 from the mechanical particles, with the backward flow of formation fluid supplied from the cavity “into” due to the movement of the hollow plunger 8 down. The constant forced movement of the spiral coils of the filter 7 prevents clogging, which increases the service life of the downhole gas sand separator and sucker rod pump.

Возвратно-поступательное перемещение всасывающего клапана 10 совместно с полым плунжером 8 смягчают режим работы наметательного клапана 4, что также увеличивает срок службы насоса. The reciprocating movement of the suction valve 10 together with the hollow plunger 8 soften the operation mode of the hopper valve 4, which also increases the service life of the pump.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ГАЗА И ПЕСКА ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ, содержащее переводник с осевым каналом и узлом соединения с корпусом штангового насоса, имеющего плунженр, всасывающий и нагнетательный клапаны, фильтр в виде ленточной спиральной пружины с направляющей трубкой, установленной в полости фильтра с возможностью ограниченного осевого перемещения и соединенной одним концом жестко с ленточной спиральной пружиной, другой конец которой связан с переводником, отличающееся тем, что, с целью повышения фильтрующей способности устройства за счет обеспечения его периодической очистки от механических примесей, оно снабжено дополнительным полым плунжером с седлом и обратным клапаном, переводник выполнен с радиальным отверстием, а обратный клапан размещен в радиальном отверстии переводника, при этом полый плунжер с седлом образуют с переводником полость, гидравлически связанную с полостью фильтра и через обратный клапан с полостью скважины. DEVICE FOR GAS AND SAND SEPARATION FOR OIL PRODUCTION, containing an adapter with an axial channel and a connection unit with a rod pump housing having a plunger, suction and discharge valves, a filter in the form of a spiral coil spring with a guide tube mounted in the filter cavity with limited axial movement and connected at one end rigidly with a tape coil spring, the other end of which is connected to a sub, characterized in that, in order to increase the filtering ability of the device beyond To ensure that it is periodically cleaned of mechanical impurities, it is equipped with an additional hollow plunger with a seat and a check valve, the sub is made with a radial hole, and the check valve is placed in the radial hole of the sub, while the hollow plunger with a saddle form a cavity hydraulically connected to the cavity with the sub filter and through the check valve with the cavity of the well.

Images