СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к оборудованию для добычи высоковязкой нефти и нефти с высоким содержанием парафинов, скважинной насосной установкой.

Известна скважинная насосная установка, содержащая подъемную трубу с циркуляционными каналами и расположенный в ней струйный аппарат. При этом для обеспечения депарафинизации в циркуляционных каналах трубы расположены опрессовочные заглушки, а над струйным аппаратом и в стенке подъемной трубы установлены обратные клапаны [1].

Это устройство позволяет производить депарафинизацию колонны подъемных труб и всего глубинного оборудования путем нагнетания горячего теплоносителя в подъемную трубу, однако имеет сложную конструкцию и требует установки дополнительного оборудования для подачи горячего теплоносителя.

Кроме этого при работе с высоковязкими жидкостями происходит снижение эффективности подачи за счет гидравлических потерь на трение.

Известна штанговая скважинная насосная установка для добычи высоковязкой нефти, содержащая дополнительную колонну труб, емкость и дополнительный насос для подачи маловязкой жидкости в полость дополнительной колонны труб под давлением [2].

Это устройство обеспечивает возможность подъема высоковязкой нефти, однако значительно усложняет оборудование и снижает надежность работы.

Кроме этого не исключена парафинизация труб и рабочих поверхностей насосов, что приводит к снижению надежности оборудования и потребует специальных средств для депарафинизации.

Известна скважинная насосная установка для добычи вязкой пластовой жидкости, содержащая скважинный насос, колонну полых штанг и оборудование для подачи и образования кольцевого пограничного слоя из маловязкой жидкости для снижения гидравлических потерь на трение [3] (прототип).

Это устройство позволяет снизить гидравлические потери на трение, однако имеет большое количество дополнительного оборудования и сложную конструкцию, которая не обеспечивает стабильности образования кольцевого пограничного слоя из маловязкой жидкости, а также не исключает парафинизацию труб, что в свою очередь требует дополнительных средств депарафинизации.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в снижении гидравлических потерь и парафинизации элементов скважинных насосных установок, упрощении конструкции за счет исключения дополнительного оборудования для депарафинизации и снижения гидравлических потерь.

Эта задача решается тем, что в скважинной насосной установке элементы выполнения из полимерного материала, например, полиэтилена, полипропилена, полистирола и др., армированного высокопрочным каркасом, например, металлическим, из стекловолокна, углеродистых нитей и др.

Необходимый уровень снижения гидравлических потерь на трение и возможности парафинизации поверхностей трубчатых элементов скважинной установки обеспечивается высокой чистотой рабочих поверхностей, не ниже Ra 0,32 и свойствами полимерного материала.

На фиг. 1 изображена скважинная насосная установка со струйным спускаемым аппаратом; на фиг. 2 - скважинная насосная установка со штанговым насосом; на фиг. 3 - скважинная насосная установка для подъема вязкой жидкости.

Скважинная насосная установка состоит из трубчатых элементов, выполненных из армированного полимерного материала с чистотой рабочих поверхностей не менее Ra 0,32, причем элементы могут быть изготовлены из отрезков армированных полимерных труб, что значительно упрощает и удешевляет конструкцию.

Примеры конкретного выполнения:
Пример 1 (фиг. 1). Скважинная насосная установка содержит подъемную трубу 1, выполненную из армированной полимерной трубы, установленный в ней при помощи опор 2, 3 корпус 4 струйного аппарата, выполненный из отрезка фасонной армированной полимерной трубы, в котором размещены камера смешения 5, диффузор 6, и заборная полость 7, с активным соплом 8. Труба 1 проходит внутри трубы 9, которая также может быть выполнена из армированной полимерной трубы. Все рабочие поверхности имеют чистоту не менее Ra 0,32, что для полимерных армированных труб выполняется достаточно просто.

Пример 2 (фиг. 2). Скважинная насосная установка содержит колонну 10, выполненную из армированной полимерной трубы, скважинный насос 11, корпус 12 которого выполнен из отрезка армированной полимерной трубы. Насос 11 штангой 13 соединен со станком-качалкой. Все рабочие поверхности имеют чистоту (шероховатость не менее Ra 0,32 (соответствует 9 классу чистоты).

Пример 3 (фиг. 3). Скважинная насосная установка для высоковязких сред содержит колонну штанг 14, выполненную из полимерной армированной трубы, со встроенной обоймой 15 насоса, выполненной также из отрезка армированной полимерной трубы, винт 16 насоса, соединенный посредством муфты 17 с колонной 18 насосно-компрессорных труб, выполненной из армированной полимерной трубы. Обойма 15 насоса соединена с наземным приводом 19 посредством колонны штанг 14. Все рабочие поверхности имеют чистоту не менее Ra 0,32.

Так как трубные элементы скважинной насосной установки выполнены из армированного полимерного материала (из отрезков полимерных труб) с чистотой рабочей поверхности не менее Ra 0,32 исключается парафинизация элементов и существенно снижаются гидравлические потери на трение, при этом исключается какое-либо дополнительное оборудование для депарафинизации и снижения гидравлических потерь.

Кроме того низкая теплопроводность полимерных армированных труб, их высокая коррозионная стойкость и низкая адгезионная характеристика полимера обеспечивают постоянство теплового режима скважинной установки по всей ее высоте, исключает отложение парафинов на поверхности труб и обеспечивает надежность работы скважинной насосной установки при значительном упрощении ее конструкции.

Установка предназначена для добычи высоковязкой нефти с высоким содержанием парафинов. Трубчатые элементы скважинной насосной установки, насосно-компрессорные трубы, колонны подъемных труб и корпус насоса выполнены из полимерного армированного материала с шероховатостью поверхности ниже 9 класса. 3 ил.

Скважинная насосная установка, содержащая трубчатые элементы в виде колонн насосно-компрессорных труб, колонн подъемных труб и корпуса насоса, отличающаяся тем, что трубчатые элементы установки выполнены из полимерного армированного материала с шероховатостью поверхности не ниже 9 класса.