Отстойник-сепаратор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОЮ (3 Ь 7/оо, в о 1 0 21/1 3 йН В СССРРЫТий Т У й ат,ТОР, вклюический соторогоосных труб, - с выГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ГЮ ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИй И ОПИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ;(56 ) 1. Рустамов М.С.,вопросы рационального использования запаса производительности глубиннонасосн установки. Баку, Азнефтеиздат, 1970, с. 36.2. Сулейманов А.Б, Разработка нефтяных месторождений скважинамн малого диаметра. Баку, Азнефтеизд 1965, с. 274-276.(54) (57) ОТСТОЙНИК-СЕПАР чающий наклонный цилиндр суд, входное отверстие к соединено с полостью нас нижнее выходйое отверсти кидной линией скважины, а верхнее выходное - через регулировочный вентиль с затрубным пространством скважины, о т л.и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения эффек тивности работы, он снабжен вертикальной цилиндрической кайерой с щелевым успокоителем в среднейчасти, размещенной на верхнем конце наклонного сосуда, и обратниа клапаном, размещенным между выходным отверстием и регулировочным вентилем, а входное отверстие выполнено по нижней образующей сосуд в месте сопряжения его с камерой,2. Отстойник-сепаратор по п. 1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен устанбвлеиным после регулировочного вентиля замерным бачком со сливиым вентилем.5 10 Изобретение относится к устройствам для очистки поступающей из скважины продукции от песка и предварительного разделения продукции на нефть и воду и может применяться при добыче нефти штанговыми насосами.Известен отстойник-сепаратор, представляющий широкий закрытый сосуд с коническим дном, высота которого примерно равна ширине, имеющий на боковой стенке, в крьыке и в коническом дне отводы, причем боковые отводы расположены один сверху, а другой в середине сосуда с противоположной стороны.Расположенный в средней части . сосуда боковой отвод соединен с выходом тройника устьевого сальника, а верхний боковой отвод - с эатрубным пространством скважины. Через верхний отвод периодически стравливается скапливающийся газ, через отвод в коническом дне периодически .удаляется песок путем проьывки отстойника-.сепаратора водой из провысловой линни 1 .Недостатком этого отстойника-сепаратора является невозможность его йрименения при наличии давления газа в затрубном пространстве, поскольку при ходе штанг вниз, когда давление в верхней части полости насосных труб резко падает н соответственно уменьшается давление в , отстойнике-сепараторе, обратный поток газа, устремляющийся в отстойник-сепаратор через его верхний боковой отвод, турбулизирует, перемешивает жидкость в нем, что мешает отстою и сепарации жидкости от песка. Необходимо периодически сбрасывать наружу песок, что засоряет прискважинную территорию, и периодически выпускать иэ отстойника сепаратора газ, что загрязняет окружающую среду. Выполнение этих операций, кроме того, требует определенных трудозатрат, в том числе на очистку прискважинной территории от загрязненного нефтью. песка, удаленного из отстойника-сепаратора. Из-за большой ширины (диаметра )сепаратора требуется выполнять его с повышенной толщиной стенки, чтобы обеспечить необходимую его прочность при работе под внутренним. давлением, определенным закрытой системой сбора продукции скважин. Это, в свао очередь, увеличивает металлоемкость дтстойника-сепаратора.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, к предлагаемому является отстойник- сепаратор, включающий наклонный цилиндрический сосуд, входное отверстие которого соединено с по 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 лостью насосных труб, нижнее выходное отверстие с выкидной линией скважины, а верхнее выходное - черрз регулировочный вентиль с затруб" ным пространством скважины 2 1.Оптимальным положением данного сепаратора является наклонное, причем наклон должен быть таким, чтобы песок не оседал на наклонный участок поверхности, а двигался вдоль него и весь попадал затем в нижнее выходное отверстие сепаратора, а не проходил мимо, создавая мертвую зону. Подобрать оптимальный угол наклона сепаратора можно только опытнымпутем, исследуя чистоту жидкости,восходящей нэф верхнего его отверстия,что затруднительно делать в производственных условиях,Однако отстойник-сепаратор напрямую сообщен с эатрубным пространством скважины и поэтому неэффективенпри наличии давления газа в затрубном пространстве.Другим недостатком сепаратораявляется то, что он мало эффективенкак устройство.для отделения нефтиот воды, поскольку основная частьпотока жидкости в нем совершаетнебольшой путь от конца колена внутренней трубы до нижнего выходногоотверстия, а другая меньшая частьпотока поднимается на небольшую высоту иэ-за наклонного положениясепараторов.Кроме того, применение в этомсепараторе градуированных вентилейдля регулирования объема подаваемойв скважину жидкости не обеспечивает необходимой точности регулировки ввиду возможной разницы в вязкости продукции и в вязкости тойжидкости, на которой произведенаградуировка вентилей,Цель изобретения - повышениеэффективности работы,Для достижения цели отстойниксепаратор, включающий сосуд с входным отверстием, верхним и нижнимвыходными отверстиями и регулировочным вентилем, снабжен вертикальной цилиндрической камерой с щелевым успокоителем в средней части,размещенной на верхнем конце наклонного сосуда, и обратным клапаном,размещенным между выходным отверстием и регулировочным вентилем, авходное отверстие выполнено по нижней образующей сосуда в месте сопряжения его с камерой.Целесообразно снабдить отстойник-сепаратор установленным послерегулиуовочного вентиля замернымбачком со сливным вентилем.На чертеже изображен отстойниксепаратор,Отстойник-сепаратор содержит сосуд 1, камеру 2, входное отверстие 3 сосуда, трубопроводом соединенное с отводом тройника устьевого сальника ,не показан ), т.е с полостью насосных труб, нижнее выходное. отверстие 4, соединенное с выкидной линией скважины не показана , верхнее выходное отверстие 5, допол. нительный верхний боковой отвод 6, использованный при отборе чистой нефти, для гндрозащиты скважинного насоса с применением полых штанг, щелевой успокоитель 7,потока, обрат-. ный клапан 8, регулировочный вентиль Э, замерный бачок 10, запорный вентиль 11, трубопроводы 12-14 обвязки, трубопровод 15, соединенный с затрубным пространствомскважины.Как видно иэ чертежа, обратньй клапан 8, регулировочный вентиль 9 . и запорный вентиль 11 последовательно установлены на линии, соединяющей верхнее выходное отверстие отстойника-сепаратора с затрубным пространством скважины, а замерный бачок подсоединен к отводу от этой линии между регулировочным и запорным вентилями. Трубопровод 14 напрямую минуя запорный вентиль 11 ) сообщает затрубное пространство скважины с верхней частью замерного бачка.Отстойник-сепаратор работает . следующим образом.При работе штанговой насосной. установки дважды за цикл ( в середине хода вверх.и в середине .хода вниз )давление в насосных трубах повышается: при ходе вверх - за счет действия скважинного насоса, а при ходе вниз - за счет погруже- . ния в замкнутый объем насосных труб сальникового штока. В зти периоды давление в насосных трубах становится больше буферного давления (давления в выкидной линии скважины , а также больше давления газа в затрубном пространстве. Продукция.из бокового отвода тройника устьевого сальника, поступает во входное отверстие 3 отстойника- сепаратора, разветвляясь в нем на два потока:основной, идущий вниз внутри наклонного участка 2, и идущий вверх внутри вертикального участка 1.Первый поток в конечном счете поступает в нижнее выходное отверстие 4 и через него в выкидную линию скважины, а второй - в верхнее выходное отверстие 5.и через обратный клапан 8, вентиль 9 и 11, трубопроводы 12, 13 и 15 поступает в затрубное пространство скважины.Оба этих потока имеют небольшую скорость, так как диаметр наклонного и вертикального участков от"65 предотвращает обратное движение газа,стойника-сепаратора в несколькораэ превьпаает диаметр трубопровода.Сепарация продукции от пескаи отделение нефти от воды происходит под действием сил гравитации5 в обоих участках сосуда - вертикальном и наклонном. Песок при этомоседает на нижней внутренней поверхности наклонного участка и смывается с нее движущимся вниз по наклон 10 ному участку потоком жидкости,направляясь к нижнему выходному отверстию, откуда он вместе с продукцией удаляется, попадая в выкиднуюлинию скважины. Капли нефти, соби"раясь в комки, концентрируются уверхней внутренней поверхностинаклонного участка, под действиемсилы плавучести перемещаясь вверх.и в конечном итоге попадая в верти"кальную камеру. Такимже образомв наклонном участке сосуда происходит всплывание пузырьков газа, которые также попадают затем в вертикальную камеру.Наличие в средней части вертикальной камеры целевого успокоителя потока препятствует турбулиэациивосходящего потока, делает его упорядоченным и равномерным по сечЕнию сосуда, чем обеспечивается отстой продукции в вертикальной ка.жре от мелких фракций песка.высота вертикальной камеры выбирается из расчета обеспечения "1.я 1 удовлетворительной очистки скаплиЗ 5 вающейся.в ней неФти от мелкихфракций песка.Длина наклонного участка выбиФрается из расчета получения в неидостаточно обогащенной нефтью смеси,40 полный отстой которой осуществляется в вертикальной каМере,Угол наклона выбирается иэ расчета обеспечения самоочищения прилюбых режимах работы.45 Расположение входного отверстия3 отстойника-сепаратораобеспечивает поток жидкости вниз вдоль всейнаклонной поверхности, иа которуюоседает песок, и эффективное самоочищение ее нри работе.Удаление из сепаратора накапли. вающегося в ием газа осуществляетсяавтоматически. Поскольку продукцияиз скважины при каждом цикле принудительно нагнетается в сепаратор,давление в нем неизбежно поднимается. Когда давление газа в сепараторе превйснт давление газа взатрубном пространстве, сжатый газовый пузырь из сепаратора через60 обратный клапай 8, вентили 9 и 11,трубопроводы 12, 13 и 15 проскакивает в затрубное пространствоскважины.. Наличие обратного клапана 810201 Составитель О, КалякинаТехред С.Мигунова Корректор О.Билак Редактор Е. Лушникова Заказ 3765/8 . йираж 688 ПодписноеИНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3в моменты цикла ( в первой половине ходовых штанг ) и вннэ, когда давление газа в затрубном пространстве превышает давление внутри сепаратора, Этим обеспечиваются условия хорошего отстоя продукции в отстойнике-сепараторе и возможность его применения в случаях, когда имеется давление газа в затрубном пространстве.Для осуществления замера коли-, 1 О чества пбдливаемой в затрубное про странство жидкости необходимо перекрыть вентиль 11. При этом в нижней части замерного бачка 10 накапливается жидкость, по изменению уровня 15 которой эа данный период времени судят о количестве подливаемой жидкости. После окончания замера вентиль 11 открывают и жидкость из бачка уходит в эатрубное пространство. 2 ОПоскольку объемный метод контроля количества подливаемой в скважину нефти наиболее точный и осуществляется периодически, непосредственно на скважине,.этим обеспечивается с нужной точностью необходимая дозировка подливаемой в затрубное пространство жидкости.В предлагаемом отстойнике-сепараторе достигается частичный отстой от воды всего объема жидкости, поступающей иэ подъемных труб,Это, в совокупности с обеспечени- еМ хороших условий для отстоя, обеспечивает накопление в нем чистой нефти в достаточных количествах.Благодаря этому самоподлив скважины осуществляется более эффективно, так как существенно повышается объемная концентрация нефти в откачиваемой продукции, что способствует лучшей смазке и снижению износа деталей скважинного насоса.Накопление в сепараторе в достаточном количестве хорошо очищенной нефти позволяет испольэовать ее для осуществления гидроэащиты насоса с помощью полых штанг, путем отвода нефти через отверстие отстойника- сепаратора к кольцевому пространству между полыми штангами и насосными трубами.Это обстоятельство позволяет испольэовать предлагаемый отстойник- сепаратор и в беструбных насосных установках на полых штангах в качестве источника чистой нефти для смазки падливок наружной поверхности полых штанг и их протекторов с целью предотвращения износа обсадной колонны скважины.