Скважинное диспергирующее регулируемое устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 80115 72 4(51) Е 21 В 43 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ судАРст 11 енн 1 й нОмитет сссР пО делАм изОБРетений и ОТЙРьГГий(71) Московский институт нефтехимической и газовой промышленностиим. И.М. Губкина и Ивано-франковскийинститут нефти и газа(56) 1, Муравьев И,М., Репин Н.Н.Исследование многокомпонентных смесей в скважинах. М., "Недра", 1972,с. 137-138.2. Эртэ Е.П. и др. Интенсификация процессов газлифтной добычи нефти. Научно-технический обзор, сер.(54) (57) СКВАЖИННОЕ ДИСПЕРГИРУЮЩЕЕРЕГУЛИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО, содержащееузел фиксации устройства в муфтовомсоединении колонны лифтовых труб,узел захвата и диспергирующий элемент с корпусом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыаениястепени диспергирования гаэожидкостной смеси при переменном дебитескважины за счет обеспечения посто-,янной скорости движения газожидкостного потока, диспергирующий элементвыполнен в виде двух рядов упругихпластин с установленными по их концам втулками, нижняя из которыхжестко связана с корпусом, а верхняя расположена с возможностью осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса, причем упругиепластины образуют кольцевой зазорс внутренней поверхностью колоннылиФтовых труб.Изобретение относится к областидобычи газа и нефти, в частностик движению газожидкостных смесейв подъемных трубах скважин, и можетбыть использовано для интенсификации выноса жидкости (воды и углеводородного конденсата) из газовыхскважин.Известно диспергирующее устройство со стационарной посадкой в муфтовых соединениях лифтовых труб,состоящее из штуцера (диафрагмы)или набора штуцеров (диафрагм) длядробления жидкости в газе 1 .Недостатками известного устройст%ва являются низкая эффективностьдиспергирования жидкости в газеи значительные потери давленияв устройстве вследствие изменениянаправления движения газожидкостного потока при входе в него. Крометого, оно не позволяет поддерживатьоптимальную структуру газожидкостного потока в лифтовых трубах при значительных колебаниях дебита скважины,Наиболее близким к данному является скважинное. диспергирующее устройство, содержащее узел фиксацииустройства в муфтовом соединекии 30колонны лифтовых труб, узел захватаи диспергирующий элемент с корпусом 2.Недостатком этого устройстваявляется низкая эффективность диспер-З 5гирования жидкоости в газе, особенно при значительных колебаниях дебита газовых скважин.Цель изобретения - повышение степени диспергирования газожидкостной 40смеси при переменном дебите скважины за счет обеспечения постояннойскорости движения газояащкостногопотока.Поставленная цель достигается 45 тем, что в скважинном диспергирующем регулируемом устройстве, содержащем узел фиксации устройства в муфтовом соединении колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемент 50 с корпусом, диспергирующий элемент выполнен в виде двух рядов упругих пластин с установленными по их концам втулками, нижняя из которых жестко связана с корпусом, а верхняя Я расположена с возможностью осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса, причем упругие пластины образуют кольцевой зазор с внутренней поверхностью колонны лифтовыхтруб.На фиг. 1 изображено диспергирующее устройство в рабочем положении,продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Скважинное диспергирующее устройство состоит из узлов захвата, фиксации (стопора) и диспергирующего элемента с корпусом. Узлы захвата и фиксации состоят из корпуса подвески 1,оправки 2, двух сегментных сухарей 3,замка 4, ограничителя 5, фиксатора 6,трех сухарей 7 и пружин 8 - 10. Диспергирующий элемент состоит из корпуса (штока) 11, внутреннего рядаупругих пластин 12, внешнего рядаупругих пластин 13, верхней втулки 1 чнижней неподвижной втулки 15, пружины 16 и втулки регулирования растяже-,ния пружины 17.Скважинное диспергирующее регулируемое устройство устанавливаетсяв муфтавом соединении 18 колонны лифтовых труб 19 и удерживается с помощью сухарей 7.В рабочем положении фиксатор 6находится вверху, а сухари 7 выдвинуты между торцами труб в муфтовомсоединении,В исходном положении перед спуском скважинного диспергирующегоустройства в скважину и в процессеподъема его из скважины фиксатор 6находится в нижнем положении, а сухари 7 втянуты в гнезда фиксатора.Спуск и подъем скважинного диспергирующего регулирующего устройства осуществляется методом канатныхработ с помощью специального приспособления, включающего спускное устройство и ясс.Перед спуском скважинного диспергирующего устройства в скважинуштоком спускового устройства нажимают на замок 4 и, сжимая пружину 9,перемещают его ниже двух сегментныхсухарей 3, При этом под действиемпружины 10, которая находится в сжатом состоянии, внутренний выступкорпуса подвески 1 перемещает сегментные сухари 3 внутрь оправкиСегментные сухари 3 обжимают головкуштока спускового устройства и удерживают диспергатор в зацеплении соспускным устройством. Сбоку "диснер.гатор - спускное устройство - яссспускают в скважину. На заданной глубине скважинное диспергирующее регулируемое устройство резким ударом ясса вверх останавливают, Под действием силы инерции корпус подвески. 1 5 перемещается вниз и выдвигает сухари 7 из гнезд фиксатора 6, При последующем плавном подъеме скважинного диспергирующего устройства вверх сухари 7 заходят в зазор между тор цами труб в муфтовом соединении 18 и удерживают от дальнейшего перемещения корпус подвески . Фиксатор 6 вместе с оправкой 2 и замком 4 продолжает перемещаться вверх, сжимая 15 пружину 10. В процессе движения ,вверх сухари 3 проходят внутренний выступ неподвижного корпуса подвески 1 и выдвигаются из оправки 2, освобождая головку штока спускного 20 устройства, Под действием силы сжатия пружины 9 замок 4 перемещается вверх и фиксирует сухари 3 и оправку 2 в рабочем положении. Спускное устройство вместе с яссом поднимают иэ 25 скважины. Фиксатор 6 удерживает сухари 7 в рабочем положении, что предупреждает вертикальные перемещения ,сКважинного диспергирующего регулируемого устройства, Для подъема 30 диспергатора в скважину спускают спускное устройство и подсоединяют его к диспергатору аналогично,Скважинное диспергирующее регулируемое устройство работает следую- З 5 щим образом.С помощью специального приспособления скважинное диспергирующее регулируемое устройство устанавливается на заданной глубине в одном 0 из стыков Колонны лифтовых труб,. Диспергирование жидкости осуществляется в кольцевом зазоре между упругими пружинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб. 45 В процессе эксплуатации скважины газожидкостная смесь поднимается по лифтовым трубам. При подходе к диснергирующему эдемту она плавно изменяет направпение движения и по ступает в кольцевой зазор, образованный упругими пружинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб. В зазоре образуется зона диспергирования, вызванная резким ув.лчением скорости движения газа, При этомгазожидкостная смесь приобретает высокодисперсную структуру, характеризующуюся меньшими г 1 отерями давления по длине колонны лифтовых труб.Для повышения эффективности выноса жидкости из скважин в условиях значительного колебания дебита газа целесообразно одновременно.с применением диспергирующих устройств осуществлять ввод в газожидкостный поток вспенивающих пдверхностно-активных веществ. В этом случае предложенное диспергирующее устройство способствует созданию наиболее рациональной пенно-кольцевой структуры смеси низкой плотности.Величина зазора между упругими пластинами 12 и 13 и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб зависит от скоростного напора газожидкостного потока и силы растяжения пружины 16, которая регулируется втулкой 17. Под действием скоростного напора газожидкостного потока упругие пластины 12 и 13 распрямляются, втулка 14 перемещается вверх и кольцевой зазор между пругими пластинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб увеличивается. Величина перемещения втулки 14, а следовательно, и кольцевого зазора определяется силой растяжения пружины 16, которая стремится возвратить упругие пластины в исходное положение. Соответствующим подбором пружины 16 и регулированием силы ее растяжения с помощью втулки 17 можно обеспечить постоянство скорости движения гаэожидкостной смеси в кольцевом зазоре и тем самым оптимальные условия ее диспергирования при значительных колебаниях дебита скважины.Техническое преимущество предлагаемого скважинного диспергирующего регулируемого устройства по сравнению с известным заключается в обеспечении автоматического под- . держания оптимальных гидродинамических условий диспергирования гаэожидкостной смеси при значительных суточных и сезонных колебаниях дебита скважин. В известном устройстве площадь сечения штуцеров, с помощью которых осуществляется диспергирование жидкости, является постоянной и не зависит от дебита скважины, 11 оэтому при увеличении дебита скважины возникают неоправданно большие потери давления в диспергаторе, а при снижении дебита сква.айны ухудшается степень диспергирования жидкости.Важным преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является уменьшение потерь давления при движении через диспергатор газожидкостной смеси и повышении степени диспергирования жидкости за счет плавного изменения скорости движения потока на входе и выходе диспергирующего элемента, В известном устройстве возникают значи" тельные потери давления, связанные с изменением направления движения жидкости на входе в диспергатор. На выходе известного устройства резко падает скорость движения газожидкостного потока, что приводит к частичному разделению компонент потока, образованию застойных эон по ходу движения за штуцерами и снижению зффекта диспергирования.В результате применения предлагаемого устройства снижаются суммар ные потери давления в колонне лифтовых труб (в среднем на 10-153),предотвращаются самопроизвольныеостановки скважин в условиях резкихколебаний дебита скважиты, продлева ется период устойчивой работы газовой скважины за счет использованиясобственной энергии пластового газаи в среднем на 8-123 увеличиваютсясуточные отборы газа и конденсата 15 из скважины. Технико"экономическая эффективность предлагаемого устройства определяется добычей дополнительного количества газа и конденсата.