НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН С БОКОВЫМИ НАПРАВЛЕННЫМИ СТВОЛАМИ Российский патент 2000 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосным установкам и используется при эксплуатации скважин, пробуренных боковыми направленными стволами.

Известна штанговая насосная установка для беструбной эксплуатации скважин, содержащая скважинный штанговый насос, плунжер которого соединен с колонной полых насосных штанг, а цилиндр имеет гидравлический якорь, выполненный в виде корпуса с расположенными внутри его плашками, а также ствола, связанного с полыми штангами для подачи рабочего агента в кольцевое пространство между корпусом и стволом [А.с, SU 1109537 A, F 04 B 47/02, 1984].

Недостаток известной установки для беструбной эксплуатации скважин состоит в недостаточной надежности, вызванной использованием полых труб, которые предполагают применение гибкой выкидной линии. Как правило, при больших длинах хода головки балансира, указанный гибкий шланг часто обрывается, что приводит к изливу нефти на земную поверхность. Кроме того, отсутствие насосно-компрессорных труб приводит к износу обсадных труб и возрастанию вероятности отложений парафина. Диаметр обсадной колонны в два и более раз превышает диаметр насосно-компрессорных труб, и соответственно скорости движения жидкости отличаются в квадратичной зависимости. Вследствие этого в обсадной колонне снижение температуры откачиваемой жидкости происходит более интенсивно, что приводит к интенсивному выпадению и отложению парафина на стенках скважины.

Известно устройство для беструбной эксплуатации глубинных поршневых насосов с использованием гидрозащиты, исключающей контакт плунжерных пар с пластовой жидкостью, где применен двухступенчатый насос с подвижными цилиндрами разного диаметра и двумя плунжерами [А.с. SU 494535, F 04 B 47/00, 1976]. Основными элементами гидрозащиты являются резиновые диафрагмы, сжимаемые и разжимаемые при работе. В связи с этим в местах складок возникают циклические напряжения, что может привести к образованию щелевидных отверстий и проникновению пластовой жидкости в полость плунжера. Недостатком также является то, что при ходе цилиндров вниз в межплунжерной зоне создается давление, равное давлению на входе в насос.

В связи с этим в зазоре между нижним цилиндром и плунжером возможно проникновение пластовой жидкости, так как со стороны скважины действует давление всего столба пластовой жидкости. При этом объем жидкости в камере всасывания-нагнетания увеличивается, что приводит к контакту резиновой диафрагмы со стенками корпуса при ходе цилиндров вверх.

Задача предлагаемого решения - повышение эффективности использования, надежности и межремонтного периода скважинной насосной установки путем обеспечения работоспособности в скважине с боковыми направленными стволами.

Эта задача достигается тем, что известная установка для беструбной эксплуатации скважин, содержащая скважинный штанговый насос с пакером, насосные штанги, приемный фильтр с перфорированной цилиндрической поверхностью, снабжается насосно-компрессорными трубами длиной, превышающей глубину начала кристаллизации парафина, дополнительным пакером, расположенным на нижнем конце насосно-компрессорных труб, хвостовиком, установленным с упором на забой скважины, центраторами, размещенными на насосных штангах ниже насосно-компрессорных труб, а приемный фильтр монтируется на хвостовике.

Снабжение насосно-компрессорными трубами длиной, превышающей глубину начала кристаллизации парафина, позволяет увеличить скорость движения жидкости, тем самым снижается вероятность отложения парафина. Дополнительный пакер увеличивает надежность разобщения забоя скважины от полости насоса. Центраторы насосных штанг служат для устранения износа систем труб, штанг и соединительных муфт. Хвостовик с размещенным на нем приемным фильтром позволяет повысить надежность работы насосного оборудования за счет предотвращения попадания крупных механических примесей в подъемный лифт, а увеличение скорости потока жидкости в поднасосной части за счет меньшего по сравнению с диаметром обсадной колонны диаметра хвостовика предотвращает оседание мелких частиц песка на забое скважины.

Такое конструктивное исполнение установки позволяет исключить использование насосно-компрессорных труб в боковой части ствола скважины, что приводит к уменьшению металлоемкости и времени монтажа установки.

На чертеже схематично представлена насосная установка для эксплуатации скважин с боковыми направленными стволами. Установка содержит штанговый насос с рабочей парой цилиндр 1 - плунжер 2, в которых соответственно расположены всасывающий 3 и нагнетательный 4 клапаны. Штанговый насос установлен на замковой опоре 5, ниже которой расположен хвостовик 6 с приемным фильтром 7. Приемная часть насоса разобщена с выкидной частью пакером 8. Плунжер насоса связан с колонной насосных штанг 9, на которой расположены центраторы 10. Колонна насосно-компрессорных труб 11, расположенная в верхней части скважины, изолирована от затрубного пространства пакером 12.

Скважинная штанговая насосная установка работает следующим образом.

При ходе вверх колонны штанг 9 и связанного с ней плунжера 2 штангового насоса, жидкость, поступающая из пласта скважины через приемный фильтр 7 хвостовика 6, установленного с упором на забой, всасывается в цилиндр 1 штангового насоса через открытый всасывающий клапан 3, в то время как жидкость над плунжером поднимается по колонне обсадных труб, а затем по насосно-компрессорным трубам 11 поступает на поверхность. В моменты открытия всасывающего клапана 3 штангового насоса в призабойной части скважины периодически возникает зона отрицательного давления, что приводит к интенсивному поступлению жидкости из пласта, очищению фильтра скважины и повышению его проницаемости, что, в свою очередь, способствует повышению производительности штангового насоса и снижению поступления из пласта механических примесей.

Технико-экономические преимущества предлагаемого решения заключаются в повышении надежности и экономичности работы, уменьшении металлоемкости конструкции установки и увеличении межремонтного периода установки.

Изобретение предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, а именно при эксплуатации скважин, пробуренных боковыми направленными стволами. Установка снабжена насосно-компрессорными трубами длиной, превышающей глубину начала кристаллизации парафина, дополнительным пакером, расположенным на нижнем конце насосно-компрессорных труб, хвостовиком, установленным с упором на забой скважины, центраторами, размещенными на насосных штангах ниже насосно-компрессорных труб, а приемный фильтр смонтирован на хвостовике. Уменьшается металлоемкость конструкции и увеличивается межремонтный период. 1 ил.

Насосная установка для эксплуатации скважин с боковыми направленными стволами, содержащая скважинный штанговый насос с пакером, насосные штанги, приемный фильтр с перфорированной цилиндрической поверхностью, отличающаяся тем, что она снабжена насосно-компрессорными трубами длиной, превышающей глубину начала кристаллизации парафина, дополнительным пакером, расположенным на нижнем конце насосно-компрессорных труб, хвостовиком, установленным с упором на забой скважины, центраторами, размещенными ниже насосно-компрессорных труб, а приемный фильтр смонтирован на хвостовике.