Пакерний сепаратор

Пакерний сепаратор, що містить колону насосно-компресорних труб з замковою опорою, штанговий свердловинний насос, спущений у колону насосно-компресорних труб на колоні штанг, корпус з блоком перфораційних отворів у верхній частині та пакеруючим елементом у нижній частині, камеру перехресних потоків, підвідний патрубок, який відрізняється тим, що у корпусі встановлено направляючу втулку і виконано додатковий блок перфораційних отворів у нижній частині під направляючою втулкою, камеру перехресних потоків приєднано до прийому штангового свердловинного насоса, на зовнішній поверхні камери перехресних потоків встановлено герметизуюче кільце, підвідний патрубок приєднано до низу камери перехресних потоків, а пакеруючий елемент виконано у вигляді тора краплеподібного поперечного перерізу з прохідним діаметром, меншим від зовнішнього діаметра підвідного патрубка. Винахід належить до нафтовидобувної промисловості, зокрема до видобутку нафти із свердловин штанговими свердловинними насосами (ШСН), обладнаними газовим сепаратором. Відомий газовий сепаратор-зонт (Пирвердян А.М. Защита скважинного насоса от газа и песка. М.: Недра, 1986. - С. 47-48), який складається з корпусу, до якого закріплено підвідний патрубок з блоком отворів у верхній частині, камеру перехресних потоків та герметизуючий вузол з пакеруючими елементами тарілчастої форми у нижній частині. Недоліком конструкції є руйнування пакеруючих елементів внаслідок контакту з експлуатаційною колоною під час спуску у свердловину та під час експлуатації при коливальних рухах насосних труб, що зменшує ефективність сепарування газу. Відомий пакерний сепаратор (Пирвердян А.М. Защита скважинного насоса от газа и песка. - М: Недра, 1986. - С. 49), який містить приєднаний до замкової опори штангового свердловинного насоса корпус, підвідний патрубок, камеру перехресних потоків та пакеруючий елемент у нижній частині. Недоліком пакерного сепаратора є низька надійність відомих пакеруючих пристроїв при тривалій експлуатації та значний ризик виникнення аварійних ситуацій при підйомі обладнання. В основу винаходу поставлено задачу створення пакерного сепаратора з підвищеною експлуатаційною надійністю та довговічністю за рахунок введення в конструкцію нових елементів, їх виконання та взаємного розташування. Суть винаходу полягає в тому, що у пакерному сепараторі, який містить колону насоснокомпресорних труб з замковою опорою, штанговий свердловинний насос, спущений у колону насоснокомпресорних труб на колоні штанг, корпус з блоком перфораційних отворів у верхній частині та пакеруючим елементом у нижній частині, камеру перехресних потоків, підвідний патрубок, згідно з винаходом у корпусі встановлено направляючу втулку і виконано додатковий блок перфораційних отворів у нижній частині під направляючою втулкою, камеру перехресних потоків приєднано до прийому штангового свердловинного насоса, на зовнішній поверхні камери перехресних потоків встановлено герметизуюче кільце, підвідний пат (19) UA (11) 95671 (13) (21) a200910414 (22) 14.10.2009 (24) 25.08.2011 (46) 25.08.2011, Бюл.№ 16, 2011 р. (72) РОСТКОВИЧ ОЛЕГ БОГДАНОВИЧ, НАСЛЄДНІКОВ СЕРГІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, ЄВЧУК ЛЮБОМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, КУКУЄВ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, КАСАТКІН СЕРГІЙ ВІТАЛІЙОВИЧ (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "УКРНАФТА" (56) Пирвердян А.М. Защита скважинного насоса от газа и песка. -М.: Недра, 1986. -С.47-49 UA 14668 C2, 17.09.2001. Бюл.№8 RU 2364708 C1, 20.08.2009. Бюл.№23 RU 2384692 C2, 20.03.2010. Бюл.№8 RU 48579 U1, 27.10.2005. Бюл.№30 US 1956694, 01.05.1934 US 2080736, 18.05.1937 US 2564198, 14.08.1951 US 4354554, 19.10.1982 C2 1 3 рубок приєднано до низу камери перехресних потоків, а пакеруючий елемент виконано у вигляді тора краплеподібного поперечного перерізу з прохідним діаметром, меншим від зовнішнього діаметра підвідного патрубка. На кресленні фіг. 1 показано принципову схему пакерного сепаратора у вихідному положенні під час спуску колони НКТ, на фіг.2 - принципову схему пакерного сепаратора в робочому положенні. Пакерний сепаратор спускають в експлуатаційну колону 1 свердловини на колоні насоснокомпресорних труб (НКТ) 2, яку у нижній частині обладнано замковою опорою 3. До замкової опори 3 приєднано корпус 4 з верхнім 5 і нижнім 6 блоками перфораційних отворів. Між верхнім 5 і нижнім 6 блоками перфораційних отворів у корпусі 4 встановлено направляючу втулку 7. Корпус 4 у нижній частині обладнано пакеруючим елементом 8, який виконано у вигляді тора краплеподібного поперечного перерізу. У колону НКТ 2 на колоні насосних штанг 9 спускають вставний штанговий свердловинний насос 10, який на прийомі обладнано камерою перехресних потоків 11 з герметизуючим кільцем 12 на зовнішній поверхні і підвідним патрубком 13, приєднаним до низу камери перехресних потоків 11. Пакеруючий елемент 8, який виконано у вигляді тора краплеподібного поперечного перерізу, має зовнішній діаметр, менший від внутрішнього діаметра експлуатаційної колони 1, що унеможливлює їх контакт при проведенні спускопідіймальних операцій. Прохідний отвір пакеруючого елемента 8 виконано з внутрішнім діаметром, меншим від зовнішнього діаметра підвідного патрубка 13. Це забезпечує розтискання пакеруючого елемента 8 під час проходження через нього підвідного патрубка 13. Каплеподібний поперечний переріз пакеруючого елемента 8 забезпечує: можливість спуску пакерного сепаратора в експлуатаційну колону 1, герметизацію простору між експлуатаційною колоною 1 і підвідним патрубком 13, незначні вертикальні переміщення колони НКТ 2 під час роботи ШСН 10 та вилучення обладнання з свердловини після підйому ШСН 10 на поверхню. Пакерний сепаратор працює наступним чином. Корпус 4 з верхнім 5 та нижнім 6 блоками перфораційних отворів, між якими розміщено направляючу втулку 7, приєднують знизу до замкової опори 3. До корпуса 4 у нижній частині приєднують пакеруючий елемент 8. Замкову опору 3 з корпусом 4 і пакеруючим елементом 8 спускають в екс 95671 4 плуатаційну колону 1 свердловини на колоні НКТ 2 (фіг.1). Камеру перехресних потоків 11, ззовні якої встановлено герметизуюче кільце 12, приєднують до прийому ШСН 10. До камери перехресних потоків 11 приєднують підвідний патрубок 13. ШСН 10 на колоні насосних штанг 9 спускають у колону НКТ 2 до посадки у замкову опору 3 (фіг.2). Під час встановлення ШСН 10 в замковій опорі 3 підвідний патрубок 13 проходить через отвір у пакеруючому елементі 8, викликаючи його деформацію та взаємодію з внутрішньою поверхнею експлуатаційної колони 1, чим забезпечується гідравлічне роз'єднання простору під пакерним сепаратором та кільцевого простору між зовнішньою поверхнею корпуса 4 пакерного сепаратора та внутрішньою поповерхнею експлуатаційної колони 1. При цьому герметизуюче кільце 12 камери перехресних потоків 11 входить в контакт з внутрішньою поверхнею направляючої втулки 7, герметизуючи простір між ШСН 10 і корпусом 4. Отвори в камері перехресних потоків 11 гідравлічно сполучають, відповідно, простір підвідного патрубка 13 під камерою перехресних потоків 11 з простором ззовні ШСН 10 над нею, а також простір між експлуатаційною колоною 1 і прийомом ШСН 10 через нижні перфораційні отвори 6 корпуса 4. Під час роботи ШСН 10 (фіг.2) газорідинна суміш, протікаючи через підвідний патрубок 13 та отвори в камері перехресних потоків 11, потрапляє у кільцевий простір між внутрішньою поверхнею корпуса 4 та зовнішньою поверхнею ШСН 10 над камерою перехресних потоків 11. Далі, після проходження через верхній 5 блок перфораційних отворів, при повороті потоку на 180°, відбувається розділення рідкої та газоподібної фаз суміші. Рідина по кільцевому простору між внутрішньою поверхнею експлуатаційної колони 1 та зовнішньою поверхнею корпуса 4, через нижній 6 блок перфораційних отворів, отвори у камері перехресних потоків 11, потрапляє у ШСН 10 і, далі, на поверхню. Відсепарований газ накопичується у кільцевому просторі свердловини (просторі між внутрішньою поверхнею експлуатаційної колони 1 та зовнішньою поверхнею колони НКТ 2) і відводиться з свердловини по мірі його накопичення. Технічний результат від використання пакерного сепаратора досягається за рахунок підвищення його експлуатаційної надійності та довговічності, що у свою чергу зменшує міжремонтний період роботи свердловини і дозволяє збільшити видобуток вуглеводнів. 5 95671 6 7 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 95671 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601