газлифтная установка

Формула изобретения

Газлифтная установка, содержащая нефтеподъемную колонну, выполненную в виде ряда вертикально и последовательно установленных газожидкостных эжекторов с активным сверхзвуковым соплом каждый и горизонтальных трубок для подвода сжатого воздуха к ним, размещенную с зазором внутри обсадной трубы и снабженную средством для подвода сжатого газа в полость нефтеподъемной колонны, которое последовательно соединено с сепаратором и компрессором, и кожух, концентрично расположенный вокруг колонны и установленный с зазором относительно внутренней поверхности обсадной трубы, отличающаяся тем, что кожух расположен в нижней части установки и соединен, по крайней мере, тремя распорками с верхней частью нижнего эжектора, а средство подвода сжатого газа последовательно соединено с фильтром и вакуумным насосом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти, воды и других жидкостей, а также для откачки сыпучих твердых веществ.

Известны эжекторные (инжекторные) устройства для откачки жидкостей, состоящие из сверхзвукового сопла, камеры смешения и приемной части (см. Соколов Б.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. Москва, Энергоатомиздат, 1989, с.352).

Недостатком этих устройств является то, что они способны откачивать жидкость только с глубины гидростатического столба откачиваемой жидкости.

Известна газлифтная установка, содержащая нефтеподъемную колонну, размещенную с зазором внутри обсадной трубы и снабженную средствами для подвода сжатого газа в полость нефтеподъемной колонны, кожух, концентрично расположенный вокруг колонны и установленный с зазором относительно внутренней поверхности обсадной трубы (см. свид. РФ №21628, MПK 7 F 04 F 5/54, опубл.27.01.2002, бюл.№3).

Недостатком этой установки является низкая производительность и КПД установки из-за недостаточного обеспечения откачки среды.

Наиболее близким по технической сущности является газлифтная установка, содержащая нефтеподъемную колонну, выполненную в виде ряда вертикально и последовательно установленных газо-жидкостных эжекторов с активным сверхзвуковым соплом каждый и горизонтальных трубок для подвода сжатого воздуха к ним, размещенную с зазором внутри обсадной трубы и снабженную средством для подвода сжатого газа в полость нефтеподъемной колонны, которое последовательно соединено с сепаратором и компрессором, и кожух, концентрично расположенный вокруг колонны и установленный с зазором относительно внутренней поверхности обсадной трубы (см. патент США №4083660, кл. F 04 F 1/20, 11.04.1978).

Недостатком этой установки является также низкая производительность и КПД установки из-за недостаточного обеспечения откачки среды.

Предложенным изобретением решается задача повышения производительности и КПД установки за счет достаточного обеспечения откачки среды (нефти, воды и т.п.).

Для достижения указанного технического результата в газлифтной установке, содержащей нефтеподъемную колонну, выполненную в виде ряда вертикально и последовательно установленных газо-жидкостных эжекторов с активным сверхзвуковым соплом каждый и горизонтальных трубок для подвода сжатого воздуха к ним, размещенную с зазором внутри обсадной трубы и снабженную средством для подвода сжатого газа в полость нефтеподъемной колонны, которое последовательно соединено с сепаратором и компрессором, и кожух, концентрично расположенный вокруг колонны и установленный с зазором относительно внутренней поверхности обсадной трубы, согласно изобретению кожух расположен в нижней части установки и соединен, по крайней мере, тремя распорками с верхней частью нижнего эжектора, а средство подвода сжатого газа последовательно соединено с фильтром и вакуумным насосом.

Расположение кожуха в нижней части установки и соединение тремя распорками с верхней частью нижнего эжектора и последовательное соединение средства подвода сжатого газа с фильтром и вакуумным насосом позволяют обеспечить дополнительную откачку нефти, воды и т.п. и увеличить производительность отдачи скважины и КПД установки.

Предлагаемая газлифтная установка иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 - продольный разрез газлифтной установки.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Газлифтная установка (фиг.1) содержит нефтеподъемную колонну, размещенную с зазором внутри обсадной трубы 1 и выполненную в виде ряда вертикально и последовательно установленных газо-жидкостных эжекторов, каждый из которых содержит активное сверхзвуковое сопло 4, приемную часть 2, горизонтальные трубки 3 для подвода сжатого воздуха к активному соплу 4, камеру смешения 5, выходной диффузор 6 и герметизирующие устройства 7 вверху и внизу колонны. Нефтеподъемная колонна соединена с пространством между обсадной трубой 1 и колонной посредством последовательно соединенных сепаратора 8, фильтра 9, вакуумного насоса 10, компрессора 11. В нижней части установки концентрично вокруг нее установлен кожух 12, соединенный, по крайней мере, тремя распорками 13 с верхней частью нижнего эжектора.

Установка работает следующим образом. Сжатый воздух от компрессора 11 подается в пространство между обсадной трубой 1 и нефтеподъемной колонной и далее поступает через горизонтальные трубки 3 в активное сверхзвуковое сопло 4, где разгоняется до сверхзвуковой скорости и поступает в камеру смешения 5 эжектора, где в момент запуска захватывает и сжимает имеющийся в обсадной трубе 1 газ, за счет чего создается вакуум в нижней части трубы 1. Гидростатическое давление пластовой жидкости поднимает жидкость в предварительно отвакуумированную приемную часть 2, после чего в камере смешения 5 происходит смешение рабочего воздуха с откачиваемой жидкостью, и полученная в результате газо-жидкостная смесь подается до следующего эжектора, где процесс повторяется. Окончательно полученная смесь подается в сепаратор 8, на поверхности, где происходит отделение газа от жидкости, газ через фильтр 9, вакуумный насос 10 и компрессор 11 подается опять в межтрубное пространство, а нефть проходит дальнейшую сепарацию.

Выполнение газлифтной установки в виде ряда вертикально и последовательно установленных газо-жидкостных эжекторов, которые фактически являются ступенями откачки, а сама нефтеподъемная установка - многоступенчатым насосом, позволяет более эффективно обеспечить откачку нефти, воды и т.п., используя газодинамический расчет, и дает возможность перераспределить степени сжатия ступеней при изменении параметров пласта (дебита, внутрипластового давления, температуры и т.д.), т.е. увеличить производительность и КПД установки. Кроме того, такое выполнение позволяет отказаться от кожуха, установленного вдоль всей колонны, и оставить его только в нижней ее части - это не только облегчает конструкцию, но и повышает ее эффективность. А использование вакуумного насоса газо-жидкостного эжектора, питающегося рабочим газом от компрессора, позволяет достичь полной закольцованности рабочего газа, а следовательно, увеличить КПД установки и, что очень важно, улучшить экологию нефтедобычи, исключая попадание в атмосферу попутного газа и продуктов разложения.

В настоящее время проводятся опытные испытания и намечается внедрение предлагаемой установки в ОАО "Татнефть".