CC BY
25
© С.Б. Бекетов, Ю.В. Шульев, А.Ю. Косяк, 2010
УДК 622.245+622.279.7
С.Б. Бекетов, Ю.В. Шульев, А.Ю. Косяк
СТРУЙНЫЙ НА СОС ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ АЭРИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ И ПЕНЫ
Приведено описание конструкции и принципа действия струйного насоса, применяемого для генерации аэрированной жидкости и пены.
Ключевые слова: насос, скважина, аэрированная жидкость, пена.
Описываемое устройство относится к струйной технике и применяется в нефтегазодобывающей промышленности для генерации аэрированных жидкостей или пены при бурении, ремонте, освоении скважин, проведении технологических операций по интенсификации притока нефти и газа
[1, 2, 3].
Технический результат, который может быть получен при работе со струйным насосом, заключается в следующем:
- возможность управления технологическим процессом компримирования газа, получения аэрированных жидкостей (пенных систем), за счет осевого перемещения насадки относительно камеры смешения;
- возможность повышения эффективности компримирования газа, генерации аэрированных жидкостей за счет подачи пассивной среды по осевому каналу приемного патрубка к насадке;
- возможность подачи активной среды через подводящей патрубок и щелевую насадку в камеру смешения перпендикулярно к оси насадки, с завихрением в тангенциальных каналах завихрителя, с изменением радиуса закрутки от большего к меньшему и падением давления в центре потока;
- возможность подсоса пассивной среды (газа) в воронку, образованную вращающейся активной средой (жидкостью) и их смешения в камере смешения.
Технический результат достигается тем, что патрубок подвода пассивной среды снабжен ниппелем, связанным с насадкодержателем, установленным в его осевом канале с возможностью осевого перемещения.
Насадка установлена на нижнем конце ниппеледержателя и расположена внутри приемной камеры, снабженной завихрителем, с тангенциальными каналами по периметру, гидравлически соединяющими полость приемной камеры через щелевую насадку в теле муфты с осевым каналом подводящего патрубка и полостью приемной камеры внутри завихрителя. На наружной поверхности патрубка подвода пассивной среды, снабженного продольными пазами, установлен стакан с пальцами, пропущенными через продольные пазы с образованием скользящего контакта с ниппелем по его кольцевой канавке.
Конструкция струйного насоса показана в разрезе на рис. 1, 2, 3.
Струйный насос содержит приемную камеру 1, образованную патрубком подвода пассивной среды 2, соединительной муфтой 3, связанной с
Рис. 1. Взаимное расположение деталей в положении подачи рабочего агента (активной среды) через подводящий патрубок, при нахождении насадки подачи пассивной среды в среднем положении
корпусом 4 в осевом канале которого установлена камера смешения 5, охватываемая снизу телом диффузора 6, с присоединительной резьбой 7 под быстросъемное соединение для связи с потребителем.
В осевом канале 8 патрубка подвода пассивной среды 2 установлен с возможностью осевого перемещения ниппель 9, связанный с насадкодержателем 10 на нижнем конце которого расположена насадка 11 пассивной среды с ко-ноидальным осевым каналом 12 и наружной криволинейной поверхностью 13. В приемной камере 5 между торцом патрубка подвода пассивной среды 2 и торцом корпуса 4 установлен завихри-тель 14, охватывающий снаружи насадку 11, с образованием кольцевого зазора 15. В теле завихрителя 14 выполнены тангенциальные каналы 16 (рис. 3), гидравлически соединяющими полость приемной камеры 1 перед ним с внутренней полостью завихрителя 14.
В теле патрубка подвода пассивной среды 2 выполнены два продольных паза 17, в которые введены пальцы 18, жестко связанные с телом стакана 19, охватывающим своим нижним концом тело патрубка подвода пассивной среды 2 и связанный с ним резьбовым соединением 20.
Насадкодержатель 10 связан резьбой с ниппелем 9, снабженным на внешней стороне кольцевой канавкой 21 , в которую свободной введены концы пальцев 18.
Кольцевой зазор между телом стакана 19 и внутренней поверхностью патрубка подвода пассивной среды 2 герметизированы уплотнительными кольцами 22. кольцевой зазор между наружной поверхностью камеры смешения 5 и корпусом 4 перекрыт уплотнительным кольцом 23. Зазор между корпусом 4 и
диффузором 6 перекрыт уплотнительным кольцом 24.
Патрубок подвода активной среды 25 жестко связан с телом соединительной
муфты 3, а его внутренний канал 26 гидравлически связан с приемной камерой 1 щелевой насадкой 27 (рис. 3), выполненной в теле соединительной муфты 3.
Рис. 2. Взаимное расположение деталей конструкции при перемещении насадки и подачи пассивной среды внутрь камеры смешения
Струйный насос работает следующим образом.
Патрубок подвода пассивной среды 2 подсоединяется через быстросъемное соединение с компрессором. Патрубок подвода активной среды 25 подсоединяется к насосному агрегату. Вращением стакана 19 относительно тела патрубка подвода пассивной среды 2 при взаимодействии пальцев 18 с телом ниппеля 9 по кольцевой канавке 21 осуществляют осевое перемещение ниппеля 9 вместе с насадкодержателем 10 и насадкой 11 внутрь приемной камеры 1 с уменьшением зазора между насадкой 11 и камерой смешения 5. В этом положении осуществляют подачу активной среды 25 к щелевой насадке 27, откуда активная среда подается в приемную камеру 1 перед завихрителем 14 и далее по тангенциальным каналам 16 подается в кольцевой зазор 15 между внутренней поверхностью завихрителя 14 и наружной поверхностью насадки 11 с вращением и переходом с большего радиуса закрутки на меньший. Закрученный поток при этом, согласно уравнению неразрывности потока, увеличивают свою скорость и при взаимодействии с наружной криволинейной поверхностью насадки 11 подается на прием камеры смешения 5. Поток пассивной среды (газа) по коноидальному каналу 12 насадки 11 подается в приемную камеру 1 , и взаимодействуют с активной средой, которая охватывает струю газа и обжимает её. По мере входа в камеру смешения 5 пассивная среда смешивается с активной, приобретает необходимую кинетическую энергию, которая частично преобразовывается в динамический напопр и, проходя через диффузор 7, подается на потребление.
Изменяя положение насадки 11 относительно камеры смешения 5, т.е. перемещая насадкодержатель 10 вверх путем
вращения стакана 19 и взаимодействия через пальцы 18, по кольцевой канавке 21 с ниппелем 9, возможно изменить режим работы струйного насоса, что необходимо делать в момент запуска струйного насоса, с перемещением ниппеля с насадкодержателем и насадкой и увеличением зазора между ней и камерой смешения, после запуска.
Описанная конструкция струйного насоса успешно применяется при проведении ремонта скважин и работ по интенсификации притока нефти на нефтяных месторождениях ХМАО и доказала свою работоспособность в диапазоне температур от + 400С до - 40 0С.
1. Комплексная технология проведения ремонтных работ и интенсификации притока углеводородов с применением колонны гибких труб / Бекетов С.Б., Ткачев А.Н., Шульев Ю.В., Косяк А.Ю. / Нефть, газ и бизнес. М. 2008. № 8. С. 59-64.
2. Бекетов С.Б. Технология интенсификации притока углеводородов путем репрес-сионно-депрессионного воздействия на
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
призабойную зону пласта при капитальном ремонте скважин / Нефтепромысловое дело № 5. 2009. М.: ВНИИОЭНГ. С. 47-50.
3. Бекетов С.Б. Технология нормализации забоев скважин пенами по замкнутой системе циркуляции с регулируемым притоком флюидов из пласта / Нефтепромысловое дело № 6. 2009. М.: ВНИИОЭНГ. С. 38-42. ШШ
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------
Бекетов С.Б. - доктор технических наук, профессор СевКавГТУ, заместитель генерального директора ЗАО «Газтехнология», [email protected]
Шульев Ю.В. - кандидат технических наук, генеральный директор ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз»,
Косяк А.Ю. - кандидат технических наук, генеральный директор ЗАО СП «МеКаМинефть».
