СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1999 года по МПК F04F5/54 

Изобретение относится к насосной технике, преимущественно к установкам для добычи нефти с больших глубин и значительным содержанием газа и других включений.

Известны установки с погружным электронасосом, который будучи установленый на колонне насосно-компрессорных труб создает своим весом значительные напряжения на колонну, а в случае обрыва труб вызывает трудности с подъемом на поверхность. Электрокабель также увеличивает нагрузку на колонну и значительно повышает стоимость оборудования скважины (см., например, патент СССР N 1831593, кл. F 04 F 5/54, 1993 г.).

Известна водоструйная установка для подъема воды из буровой скважины, содержащая струйный насос в скважине, нагнетательный насос, установленный на поверхности земли, вход которого подключен к колодцу-резервуару, а выход - к струйному насосу. Давления в скважине и резервуаре значительно отличаются, т.к. резервуар не герметичен, поэтому нагнетательный насос переразмерен (см. авт. свид. СССР N 144402, кл. F 04 F 5/44, 1962 г.).

Известна также скважинная насосная установка, содержащая струйный насос, установленный в скважине на колонне насосно-компреосорных труб выше пакера, нагнетательный насос, выход которого подключен к колонне труб, а вход к жидкостному резервуару, расходную линию и дополнительные насосы (см. авт.свид. СССР N 1789775. кл. F 04 F 5/54, 1993 г.).

Основной недостаток известной установки заключается в том, что добиваясь частичного снижения энергозатрат для подъема нефти, вводят дополнительные насосы в другие устройства, усложняя установку и завышая ее энерговооруженность.

Возникает техническое противоречие: для добычи нефти сложного состава с одновременным снижением энергозатрат вводят дополнительные устройства для подачи и дозирования в скважину жидкости и пассивной среды, но эти же устройства потребляют значительную долю сэкономленной энергии.

Задача предложенного изобретения состоит в том, чтобы снизить энергозатраты, не вводя дополнительных энергопотреблящих устройств.

Поставленная задача решается тем, что в известной скважинной насосной установке, содержащей струйный насос, установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб выше пакера, нагнетательный насос, выход которого подключен к колонне труб, а вход к жидкостному резервуару, расходную линию, согласно изобретению скважина и жидкостный резервуар выполнены герметичными, равнопрочными по давлению, а устье скважины гидравлически связано с резервуаром и расходной линией.

Жидкостный резервуар может быть выполнен в виде скважинного колодца, а нагнетательный насос выполнен погружного типа и установлен в колодце.

Расходная линия может быть связана со скважиной через резервуар.

Колодец может быть снабжен отстойником в нижней его части.

Герметичность и равнопрочность по давлению скважины и резервуара и их гидравлическая связь придает им свойство сообщающихся сосудов с одинаковым давлением, для достижения которого нагнетательному насосу необходима мощность на порядок меньшая, чем в прототипе.

Выполнение резервуара в виде скважинного колодца незначительной глубины позволяет установить в нем применяемые в нефтедобыче погружные насосы, но с меньшим набором насосных секций.

Если связать расходную линию со скважиной через резервуар и устроить в колодце отстойник, то нефть из скважины прежде, чем пойдет потребителю, очистится от тяжелых включений и частично дегазируется.

Изобретение поясняется схемой.

Скважинная насосная установка содержит нагнетательный погружной насос 1, установленный в жидкостном резервуаре - скважинном колодце 2, размещенном рядом со скважиной 3, в которой на колонне насосно-компрессорных труб 4 установлен струйный насос 5 и пакер 6.

Кольцевое пространство 7 между обсадной колонной скважины 3 и трубами 4 сообщено гидравлически трубой 8 с кольцевым пространством 9 в колодце 2. При этом оба пространства 7 и 9 герметичны и образованы обсадными трубами, равнопрочными по давлению.

Выход насоса 1 подключен трубой 10 к верху насосно-компрессорных труб 4 через задвижку 11, а вход размещен в колодце 2. Расходная линия 12 связывает через задвижку 13 колодец 2 и потребителя.

Установка работает следующим образом.

Насос 1 направляет нефть из колодца 2 под давлением через трубу 10 при открытой задвижке 11 в колонну насосно-компрессорных труб 4 и струйный насос 5.

Струйный насос 5, используя давление, откачивает нефть из-под пакера 6, преобразует давление в статический напор, который заставляет нефть подниматься к устью скважины 3 и переливаться через трубу 8 в колодец 2.

В колодце 2 нефть частично очищается от твердых примесей, оседающих в его нижней части газа. Затем нефтегазовая смесь через открытую задвижку 13 подается потребителю, а нагнетательный насос 1 обеспечивает цикл.

Снижение энергетических затрат обеспечивается постольку, поскольку нагнетательный насос перекачивает среду из одного объема в другой, находящихся под равным давлением, причем это достигается за счет известных, широко применяемых в нефтедобыче устройств.

Предназначен для добычи нефти с больших глубин. Погружной насос 1 установлен в колодце 2. Последние герметичны, равнопрочны по давлению и связаны между собой. Давление насоса 1 преобразуется струйным насосом 5 в статический напор нефти из-под пакера 6, поступающей в колодец 2, где она частично отстаивается, дегазируется и подается на расход 12. Значительно снижаются энергозатраты без ввода дополнительных энергопотребляющих устройств. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Скважинная насосная установка, содержащая, например, струйный насос, установленный в скважине на колонне насосно-компресcорных труб выше пакера, нагнетательный насос, выход которого подключен к колонне труб, а вход - к жидкостному резервуару, расходную линию, отличающийся тем, что скважина и жидкостный резервуар выполнены герметичными, равнопрочными по давлению, а устье скважины гидравлически связано с резервуаром и расходной линией. 2. Скважинная установка по п. 1, отличающаяся тем, что жидкостный резервуар выполнен в виде скважинного колодца, а нагнетательный насос выполнен погружного типа и установлен в колодце. 3. Скважинная установка по п. 1, отличающаяся тем, что расходная линия связана со скважинной через резервуар. 4. Скважинная установка по п. 2, отличающаяся тем, что колодец снабжен отстойником в нижней его части.