RU95356U1

RU95356U1 - Borehole Gas Sand Anchor

Info

Publication number: RU95356U1
Application number: RU2010105325/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Степанович Ванюрихин; Павел Николаевич Климин; Дмитрий Вадимович Пищаев; Ульфат Тагирович Касимов; Радик Растямович Галимов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2010-06-27

Abstract

1. Скважинный газопесочный якорь, содержащий с заглушенным концом наружную трубу с фильтрационными отверстиями и концентрично расположенную всасывающую трубу, установленную под насосным оборудованием, отличающийся тем, что на верхнем торце всасывающей трубы с помощью сварного соединения закреплено кольцо, расположенное между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении, причем в верхней части кольцевого пространства между наружной и всасывающей трубами установлены резиновые прокладки. ! 2. Скважинный газопесочный якорь по п.1, отличающийся тем, что верхняя часть наружной трубы имеет отверстия для выхода свободного газа. 1. A downhole gas-sand anchor comprising an outer pipe with filtration openings with a plugged end and a concentric suction pipe installed underneath the pumping equipment, characterized in that a ring is located on the upper end of the suction pipe with a welded joint, located between the outer pipe and the pumping equipment in coupling connection, and rubber gaskets are installed in the upper part of the annular space between the outer and suction pipes. ! 2. Downhole gas sand anchor according to claim 1, characterized in that the upper part of the outer pipe has openings for the release of free gas.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для защиты скважинного насоса от попадания в него механических примесей и свободного газа.The utility model relates to the oil industry and is intended to protect the well pump from the ingress of mechanical impurities and free gas.

Известен газопесочный якорь, включающий закрытую снизу наружную трубу с радиальными впускными отверстиями, внутреннюю трубу с завихрителем потока для направления скважинной жидкости из наружной трубы в насос и газо-сепарационную камеру (см. а.с. СССР №987080 кл. Е21В 43/34 опубл. 07.01.1983). Недостатком его является сложность конструкции.A gas-sand anchor is known, including an outer pipe closed from below with radial inlet openings, an inner pipe with a flow swirl to direct the borehole fluid from the outer pipe into the pump and gas separation chamber (see AS USSR No. 987080 class. E21B 43/34 publ. 07.01.1983). Its disadvantage is the complexity of the design.

Известны газопесочные якоря, основанные на принципе гравитационного разделения фаз, содержащие с заглушенными концами наружные трубы с входными отверстиями и концентрично расположенные всасывающие трубы, установленные под насосным оборудованием (Справочная книга по добыче нефти и газа. Под ред. д-ра техн. наук Ш.К.Гиматудинова, М., «Недра», 1974, с.330). Указанные газопесочные якоря по технической сущности наиболее близки к предлагаемому газопесочному якорю, и их можно взять в качестве прототипа.Gas-sand anchors based on the principle of gravitational phase separation are known, containing external pipes with inlet openings with plugged ends and concentrically arranged suction pipes installed under pumping equipment (Reference book on oil and gas production. Ed. By Dr. Sc. K. Gimatudinova, M., "Nedra", 1974, p.330). These gas sand anchors are in technical essence the closest to the proposed gas sand anchor, and they can be taken as a prototype.

Недостатком этих якорей является то, что в качестве соединения наружной трубы, всасывающей трубы и насосного оборудования используется переводник. Данный переводник является повышенным концентратором напряжений, что снижает надежность конструкции газопесочного якоря.The disadvantage of these anchors is that a sub is used as the connection of the outer pipe, suction pipe and pumping equipment. This sub is an increased stress concentrator, which reduces the reliability of the design of gas-sand anchors.

Также недостатком этих якорей является наличие «мертвой» зоны над фильтрационными отверстиями в кольцевом зазоре между наружной и всасывающей трубами, в которой происходит накопление свободного газа. Накапливаясь, этот газ может попасть в насос, что снизит коэффициент наполнения насоса жидкостью и его подачу.Another drawback of these anchors is the presence of a “dead” zone above the filtration holes in the annular gap between the outer and suction pipes, in which free gas accumulates. Accumulating, this gas can enter the pump, which will reduce the pump's liquid filling ratio and its supply.

Задачей полезной модели является повышение надежности конструкции газопесочного якоря при устранении скапливания свободного газа в кольцевом зазоре между наружной и всасывающими трубами для предотвращения влияния свободного газа на работу насоса.The objective of the utility model is to increase the reliability of the gas sand anchor design while eliminating the accumulation of free gas in the annular gap between the outer and suction pipes to prevent the influence of free gas on the pump.

Поставленная техническая задача решается описываемым скважинным газопесочным якорем, содержащим с заглушенным нижним концом наружную трубу с фильтрационными отверстиями и концентрично расположенную всасывающую трубу, установленную под насосным оборудованием.The stated technical problem is solved by the described downhole gas-sand anchor, which contains an outer pipe with filter holes with a plugged lower end and a concentric suction pipe installed under the pumping equipment.

Отличительными признаками заявляемой полезной модели является закрепление на верхнем торце всасывающей трубы с помощью сварного соединения кольца, которое расположено между наружной трубой и насосным оборудованием в муфтовом соединении, установка в верхней части кольцевого пространства между наружной и всасывающей трубами резиновых прокладок, а также наличие в верхней части наружной трубы отверстий для выхода свободного газа, выделяющегося в кольцевом пространстве между наружной и всасывающей трубами. Таким образом, достигается повышение надежности конструкции газопесочного якоря при устранении скапливания свободного газа в кольцевом зазоре между наружной и всасывающими трубами для предотвращения влияния свободного газа на работу насоса.Distinctive features of the claimed utility model is the fastening on the upper end of the suction pipe with a welded joint of the ring, which is located between the outer pipe and the pumping equipment in the coupling connection, the installation of rubber gaskets in the upper part of the annular space between the outer and suction pipes, as well as the presence in the upper part the outer pipe of the openings for the exit of free gas released in the annular space between the outer and suction pipes. Thus, an increase in the reliability of the gas sand anchor design is achieved while eliminating the accumulation of free gas in the annular gap between the outer and suction pipes to prevent the influence of free gas on the pump.

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого устройства.Figure 1 shows a longitudinal section of the proposed device.

Скважинный газопесочный якорь содержит наружную трубу 1, имеющую фильтрационные отверстия 2. Нижний конец наружной трубы 1 герметично закрыт заглушкой 3 и является шламосборником. Длину шламосборника можно регулировать добавлением дополнительных насосно-компрессорных труб. Наружная труба 1 соединяется с насосным оборудованием 4 муфтой 5, при этом между ними зажимается кольцо 6, закрепленное к верхнему торцу всасывающей трубы 7 с помощью сварного соединения. Герметичное разобщение полостей наружной трубы 1 и насосного оборудования 4 обеспечивается установкой резиновых прокладок 8. В верхней части наружной трубы 1 имеются отверстия для выхода газа 9.Downhole gas-sand anchor contains an outer pipe 1 having filter holes 2. The lower end of the outer pipe 1 is hermetically sealed with a plug 3 and is a sludge collector. The length of the sludge trap can be adjusted by adding additional tubing. The outer pipe 1 is connected to the pumping equipment 4 by a coupling 5, while a ring 6 is clamped between them, fixed to the upper end of the suction pipe 7 by means of a welded joint. Hermetic separation of the cavities of the outer pipe 1 and pumping equipment 4 is ensured by the installation of rubber gaskets 8. In the upper part of the outer pipe 1 there are openings for gas outlet 9.

Скважинный газопесочный якорь работает следующим образом. При работе насосного оборудования 4 поток жидкости проходит через фильтрационные отверстия 2 в зону А между наружной трубой 1 и всасывающей трубой 7. В устройстве реализован принцип многоступенчатой сепарации с использованием гидродинамических эффектов разворота струй жидкости, изменение скорости потока со сменой направления течения. При повороте потока жидкости в зоне А за счет разности плотности газа и жидкости происходит разделение потока. Более легкий газ под действием архимедовой силы поднимается по кольцевому зазору между наружной и всасывающей трубами и далее через выходные отверстия 9 в затрубное пространство скважины, а поток жидкости, двигаясь по кольцевому зазору между наружной и всасывающей трубами - к нижнему концу всасывающей трубы 7, в зону Б. Скорость нисходящего потока жидкости в кольцевом пространстве меньше скорости всплытия газа. В зоне Б жидкость снова меняет направление, и за счет силы инерции, а также из-за разности плотностей жидкости и механических примесей, происходит оседание механических примесей в шламосборнике. Далее жидкость по всасывающей трубе 7 поступает в насосное оборудование 4.Downhole gas sand anchor works as follows. When the pumping equipment 4 is operating, the fluid flow passes through the filtration holes 2 into zone A between the outer pipe 1 and the suction pipe 7. The device implements the principle of multi-stage separation using the hydrodynamic effects of the reversal of the fluid jets, changing the flow rate with changing the direction of the flow. When the fluid flow rotates in zone A, due to the difference in the density of gas and liquid, the flow is separated. Lighter gas under the action of Archimedean force rises along the annular gap between the outer and the suction pipes and then through the outlet 9 into the annulus of the well, and the fluid flow moving along the annular gap between the outer and the suction pipes goes to the lower end of the suction pipe 7, into the zone B. The velocity of the downward flow of fluid in the annular space is less than the velocity of gas ascent. In zone B, the liquid again changes direction, and due to the inertia force, as well as due to the difference in the density of the liquid and mechanical impurities, sedimentation of mechanical impurities in the sludge collector occurs. Next, the liquid through the suction pipe 7 enters the pumping equipment 4.

Таким образом, предлагаемый скважинный газопесочный якорь имеет высокую надежность конструкции и предотвращает скапливание свободного газа в кольцевом зазоре между наружной и всасывающей трубами, и, следовательно, устраняет влияние свободного газа на работу насоса, а также уменьшает попадание механических примесей в насос.Thus, the proposed downhole gas sand anchor has a high structural reliability and prevents the accumulation of free gas in the annular gap between the outer and suction pipes, and, therefore, eliminates the influence of free gas on the pump, and also reduces the ingress of mechanical impurities into the pump.

Claims

1. A downhole gas-sand anchor comprising an outer pipe with filtration openings with a plugged end and a concentric suction pipe installed underneath the pumping equipment, characterized in that a ring is located on the upper end of the suction pipe with a welded joint, located between the outer pipe and the pumping equipment in coupling connection, and rubber gaskets are installed in the upper part of the annular space between the outer and suction pipes.

2. Downhole gas sand anchor according to claim 1, characterized in that the upper part of the outer pipe has openings for the release of free gas.