Устройство для регулирования режима работы скважины

(5 1 В 43 12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР У 825876, кл. Е 21 В 43/12, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к разра" ботке и эксплуатации нефтяных и га" зовых месторождений и станций подземного хранения газа. Цель изобретения - повышение надежности работы уст-ва эа счет уменьшения степени конденсации газа на устье скважины (С) при дросселировании, Дроссель.801406351 А 1 устр-ва выполнен в виде турбины (Т),проходное сечение которой равно сечению арматуры на устье С. На концевращающего Т вала (В)установленыступени 2 Т, в корпусе 3 - направляющие 4, С дросселем соединен узел автоматического регулирования дебитаС, состоящий из установленной при помощи крестовины 5 и ступени 2 обоймы 6 с магнитными сегментами 7, размещенными на В 1, и охваченных катушками 10 магнитов 9 постоянного тока.Катушки 10 последовательно через реостат и амперметр соединены с источникомпостоянного тока. Выходящий из С газ,проходя Т, вращает В 1 с сегментами7. Последние, взаимодействуя с магнитами 9 катушек 10, регулируют расход газа, Необходимый дебит С устанавливают с помощью реостата по амперметру, 1 э,п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к разработке и эксплуатации нефтяных и газовыхместорождений, а также станций подземного хранения газа, в частности кустройствам регулирования режима ра 5, боты скважины,Цель изобретения - повьппение надежности работы устройства за счетуменьшения степени конденсации газана устье скважины при дросселировании,На фиг.1 изображено устройстводля регулирования режима работы скважины, общий вид; на фиг. 2 - схемаподключения узла автоматического, регулирования дебита скважины; нафиг. 3 - разрез А-А на фиг.1.Устройство для регулирования режи"ма работы скважины состоит из дросселя, выполненного в виде турбины,проходное сечение которой равно сечению арматуры скважины, и соединенного с ним узла автоматического регулирования дебита скважины. 25Турбина состоит из вращающего еевала 1, на левом конце которого уста"новлены ступени 2 турбины (роторы),в корпусе 3 " направляющие 4 (стато"ры). Между ступенями 2 и направляю ущими 4 существует пространство, ширина которого обеспечивает отсутствиеперекрытия окон между ними, На правом конце вала при помощи крестовины5 и последней ступени 2 турбины установлена обойма 6, футерованная повнешней поверхности магнитными сегментами 7, укрепленными при помощигайки 8, взаимодействующими с катуш"ками 10 магнитов 9 постоянного тока, 40охватывающими обойму Ь и образующимиузел автоматического регулированиядебита скважины, закрытый кожухом 11и крышкой 12. Вал вращается в подшип"никах 13, установленных в крышке 12и фланце 14. Устройство крепится влинию на фланцах 14, приваренных ккорпусу 3 и крышке 12. Катушки 10магнитов 9 постоянного тока последовательно при помощи реостата 15 и амперметра 16 соединены с источником17 постоянного тока.Устройство работает следующим образом,Газ из скважины, проходя через55турбину, вращает вал 1 вместе с магнитными сегментами 7, которые, взаимодействуя с магнитами постоянноготока катушек 10, регулируют расходде Бп Для сообра зоватьсечение между двумя соседними ступенями турбины;сечение свободного пространства;сечение между двумя соседними направляющими; - количество ступеней и нап- равляющих соответственно. низко дебитных скважин целезно в качестве турбины испольшнек. газа, В зависимости от величины токав катушках 10 величина взаимодействиямежду магнитами будет различна, а значит, и усилие, возникающее на турбине, препятствующее ее вращению газом,будет зависеть от тока, протекающегов катушках, который регулируется реостатом 15, По амперметру 16 устанавливают необходимый дебит скважины спомощью реостата 15.Сущность работы устройства заключается в том, что при увеличении расхода газа возрастает скорость вращения турбины с магнитными сегментами7, что приводит к увеличению взаимодействия между магнитами, в результате увеличится противодавление наскважину и расход газа уменьшится.Если требуется увеличить дебит скважины, то ток уменьшают, величинавзаимодействия уменьшится и противодавление уменьшится, дебит скважиныувеличится. Величина проходногб се"чения турбины устройства подбираетсяравной величине сечения арматурыскважины.В этом случае не происходит изменения давления за счет разности сечений, а значит, и не происходит резкого охлаждения газа и его конденсациина дросселе.Под проходным сечением подразуме"вается плоскость сечения, расположенная между ступенями и направляющимии перпендикулярная их поверхностям.Это сечение регулируется и равно сечению свободного пространства за счетколец 18. Если турбина имеет несколько ступеней, то между ними необходимо установить направляющие для сохранения необходимого угла атаки, сечение которых должно соответствоватьпроходному сечению ступеней 2 т.е.выполняется условиеХБя = Б,ЕБи:Ь, 1406351зДросселирование осуществляетсяне за счет изменения сечения, а засчет снижения скорости потока газа(уменьшения его кинетической энергии).Известно, что Я = Б Ч, где Ц, -расход; Б . - площадь поперечного сечения, Ч - скорость потока, и приБ = сопз 1 дебит газа становится функ" 10цией скорости, за счет чего происходит регулировка работы скважины,Известно, что при дросселированиипонижается внутренняя энергия газапо закону Р = пКТ, откуда следует,что падение давления прямопропорцио- .нально снижению температуры газа,Поэтому газ приходится после дросселирования разогревать, что резко повышает себестоимость газа и увеличивает энергоэатраты.При дросселировании с помощью турбины используется кинематическаяэнергия массы газа, а не его внутренняя энергия, в результате температура газа понижается меньше. Другимфактором, препятствующим конденсациигаза, является отсутствие расширениягаза на выходе дросселя. Величина падения давления определяется из выра- З 0женияг)11 е -11 ОДР = 3/4 д ( -- - ---где р- плотность газа;11 " наЧальная скорость газа;13 - конечная скорость газа после дросселирования.Величина изменения внутреннейэнергии равнаДЕ = 3/2 ДР.40Величина изменения внутреннего давления при дросселировании турбиной определяется следующим образомБР = Рнсоз Ы/(И+1),45где Р - начальное внутреннее давлеН ние; о " угол атаки газом ступени турбины, определяемый между направлением движения газа и нормалью к плос" кости ступени; Б - количество оборотов турбины за одну секунду, При неподвижной турбине величина изменения внутреннего давления определяется углом атаки оиПри с = 90 потери отсутствуют, прямой проход, при а = 0 д Р = Ри проход закрыт.При увеличении скорости вращения падение внутреннего давления уменьшается, а увеличивается падение динамического давления движения массы газа. Формула изобретения1, Устройство для регулирования режима работы скважины, состоящее из дросселя и соединенного с ним узла автоматического регулирования дебита скважины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет уменьшения степени конденсации газа на устье скважины при дросселировании, дроссель выполнен в виде турбины, проходное сечение которой равно сечению арматуры на устье скважины, а узел автоматического регулирования дебита скважины состоит из обоймы с магнитными сегментами, размещенными на одном валу с турбиной, и охваченных катушками магнитов постоянного тока,2Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что катушки магнитов постоянного тока включены последовательно через реостат и амперметр с источником постоянного тока.1406351 А-А Составитель Г,Маслов Техред М.Ходанич едактор А,Долин орректор В,Гирняк Подписное аказ 3113/32 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж,531 ВПИИПИ Государственног по делам изобретени 13035, Москва, Ж, Рауш