СКВАЖИННАЯ ДОЗИРУЮЩАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1999 года по МПК E21B37/06 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным установкам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации скважин, требующих дозированной подачи химреагента на прием основного насоса.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является скважинная дозирующая насосная установка, работающая с объемным насосом [1]. Установка содержит объемный насос и дозатор, установленные в колонне насосных труб; дозировочный плунжер, камеру всасывания, контейнер с химреагентом и систему патрубков и клапанов. Предварительно контейнер заполняется химреагентом. При работе основного насоса происходит разрежение в нижней полости и приводится в действие плунжер дозатора. Химреагент через систему каналов и клапанов поступает на прием основного насоса, смешиваясь со скважинной жидкостью. При движении плунжера вниз избыток давления закрывает клапан, что препятствует проникновению жидкости в контейнер с реагентом. Далее цикл повторяется.

Для предотвращения осложнений (коррозия, отложение солей и парафинов и так далее) в процессе добычи продукции скважин с помощью насосов динамического действия (ЭЦН, ГСН, турбовинтовые и так далее) применение указанной установки невозможно. Причина заключается в принципе работы (непрерывный) и конструктивных особенностях насосов динамического действия.

Решаемая задача - обеспечение эффективности скважинной дозирующей насосной установки при эксплуатации скважин насосами динамического действия.

Поставленная задача решается тем, что в качестве основного насоса установлен насос динамического действия, контейнер химреагента выполнен по типу "труба в трубе", в нем установлен в качестве дозатора струйный аппарат, причем струйный аппарат и внутренняя труба оснащены по входу добываемой жидкости обратным клапаном типа "шарик-пружина" и клапан по входу внутренней трубы имеет более жесткую пружину или более легкий шарик по сравнению с клапаном по входу струйного аппарата, и сопло и горловина струйного аппарата выполнены диаметром соответствующим объему добываемой жидкости и необходимой дозировке химреагента.

Струйная установка как самостоятельная конструкция довольно часто применяется для добычи жидкости из скважин, для освоения скважин после бурения, как дополнительный насос к основному (системы "тандем"), а также как эжектор для смешивания различных веществ, находящихся в одинаковых и разных агрегативных состояниях (жидкость+жидкость, газ+газ, жидкость+газ). Однако до сих пор применение струйной установки в качестве насоса-дозатора для добычи с насосами динамического действия для предотвращения осложнений не описано.

Известна насосно-эжекторная система, содержащая ЭЦН, газосепаратор и струйный аппарат, расположенный в нагнетательной линии ЭЦН. Газожидкостная смесь поступает из ствола скважины на прием электронасосного агрегата, далее часть продукции отделяется вследствие как естественной, так искусственной сепарации в затрубное пространство скважины. В погружной центробежный насос после сепаратора направляется смесь с остаточным газом и пониженным содержанием нефти. Насос нагнетает эту продукцию в выкидную линию и далее в рабочее сопло струйного аппарата. Эжектор откачивает газожидкостную смесь из затрубного пространства в насосно-компрессорные трубы и затем на поверхность. Таким образом, в данном случае эжектор играет роль дополнительного насоса к основному и поэтому система условно названа "Тандем"[2].

Но в данной конструкции струйный аппарат выполняет роль только насоса, облегчающего работу основного, и подача химреагента в добываемую жидкость для предотвращения осложнений не осуществляется.

На фиг. схематично представлен общий вид дозирующей установки.

Скважинная струйная насосная установка включает смонтированный в колонне насосных труб 1 струйный аппарат 2, состоящий из горловины 3 и сопла 4, размещенных внутри контейнера для химреагентов 5, также внутри этого контейнера имеется второй контейнер 6. На входе сопла струйного аппарата и на входе внутреннего контейнера имеются обратные клапана 7 и 8 типа "шарик-пружина", для сообщения между добываемой жидкостью и контейнерами имеются отверстия 9 и 10, и 11 - насос динамического действия.

Предлагаемая скважинная установка работает следующим образом.

Перед спуском оборудования в скважину контейнер 5 заполняют химреагентом, а контейнер 6 - подпорной жидкостью (жидкостью глушения) плотностью большей, чем добываемая жидкость. Внутренние объемы контейнеров 5 и 6 одинаковы. Перепад давления, при котором открывается клапан 7, несколько меньше перепада давления, открывающего клапан 8, за счет оговоренной жесткости пружины или веса шарика. Поэтому добываемая жидкость, которая выполняет роль рабочей жидкости для дозировочного насоса, через отверстие 9 будет направлена в сопло 4, при достижении определенного перепада давления открывается клапан 7, далее - 8. Таким образом, химреагент всегда будет поддавливаться снизу жидкостью. Дозировка поступающего химреагента в добываемую жидкость осуществляется подбором диаметров сопла 3 и горловины 4, зная заранее требуемую концентрацию. По мере расходования химреагента из контейнера 5 он будет заполняться подпорной жидкостью, а контейнер 6 через отверстие 10 - добываемой жидкостью. Отверстия 11, находящиеся в нижней части контейнера 6, служат для сообщения между двумя полостями контейнеров 5 и 6. Такая конструкция позволит избегать попадания добываемой жидкости непосредственно на прием дозировочного насоса и удерживать нефть в верхней части контейнера 6, пока не будет израсходован химреагент.

Таким образом, применение предложенной конструкции позволяет осуществить дозированную подачу химреагента в добываемую продукцию скважин при эксплуатации насосами динамического действия для предотвращения осложнений.

Устройство промышленно применимо, так как все его узлы и детали выпускаются промышленностью и могут быть изготовлены в промышленных условиях.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1617198 А1, кл. F 04 В 47/00, 1990.

2. Дроздов А.Н., Андриянов А.В. Опытно-промышленное внедрение погружных насосно-эжекторных систем в НГДУ "Федоровскнефть". // Нефтяное хозяйство.-1997. N 1. С. 51-54.

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным установкам и может быть использовано при эксплуатации скважин с дозированной подачей реагентов на прием насоса. Установка содержит насос динамического действия, контейнер химреарента по типу "труба в трубе", струйный аппарат в качестве дозатора. Струйный аппарат и контейнер размещены под насосом. Они оснащены обратными клапанами по типу "шарик-пружина"". Клапан к входу внутренней трубы имеет более жесткую пружину или более легкий шарик по сравнению с клапаном по входу струйного аппарата. Добываемая жидкость направляется в сопло струйного аппарата. На нем открывается обратный клапан. Открывается клапан на входе контейнера. Химреагент будет поддавливаться снизу жидкостью. Дозировка осуществляется подбором диаметров сопла и горловины. Повышается эффективность работы установки при эксплуатации скважин насосами динамического действия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Скважинная дозирующая насосная установка, содержащая установленный в колонне насосных труб основной насос и размещенные под ним дозатор и контейнер химреагента, обратные клапаны, отличающаяся тем, что в качестве основного насоса установлен насос динамического действия, контейнер химреагента выполнен по типу "труба в трубе", в нем установлен в качестве дозатора струйный аппарат, причем струйный аппарат и внутренняя труба оснащены по входу добываемой жидкости обратным клапаном типа "шарик-пружина" и клапан по входу внутренней трубы имеет более жесткую пружину или более легкий шарик по сравнению с клапаном по входу струйного аппарата. 2. Скважинная дозирующая насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что сопло и горловина струйного аппарата выполнены диаметром, соответствующим объему добываемой жидкости и необходимой дозировке химреагента.