ГАЗЛИФТНЫЙ ПОДЪЕМНИК Российский патент 2002 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к добыче нефти, а именно к устройствам для транспортировки нефти по колонне насосно-компрессорных труб при извлечении нефти из скважины.

Известна установка для газлифтной эксплуатации скважин (авт.св.1696678, МПК Е 21 В 43/00, oпубл. 07.12.91, бюл. 45), включающая обсадную колонну труб с перфорированными отверстиями, в которой размещена колонна насосно-компрессорных труб (НКТ) с боковыми скважинными камерами, где установлены рабочий и пусковые газлифтные клапаны. Установка снабжена пакером и нормально закрытым клапаном, назначение которого создание условий для очистки перфорированных отверстий обсадной колонны.

Газлифтные клапаны, входящие в состав установки, сложны по конструкции. Изготовление их в заводских условиях является дорогостоящим. Все это увеличивает стоимость добычи нефти с помощью известной установки.

Известен газлифтный подъемник, содержащий связанный с колонной подъемных труб (НКТ) корпус, в котором размещены эжектор с камерой смещения и установленный под ней узел для ввода газообразного рабочего агента, включающий кожух и сопло.

Над камерой смешения установлен обратный клапан, под узлом ввода газообразного рабочего агента - пакер. Устройство не имеет запускных узлов, газ подается в заколонное пространство под расчетным давлением, затем через кожух в сопло и далее в камеру смешения эжектора. Эжекторное устройство способствует снижению гидростатического давления в пласте (депрессии), что увеличивает приток нефти на забой скважины.

Однако известное устройство осуществляет транспортировку жидкости только путем аэрирования, что является малоэффективным для создания больших депрессией на продуктивный пласт. Кроме того, устройство имеет довольно сложную конструкцию.

Таким образом, возникла проблема увеличения депрессии на пласт с помощью газлифтного устройства и упрощения его конструкции.

Технический результат - образование газового поршня в колонне НКТ для выталкивания аэрированной жидкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном газлифтном подъемнике, включающем колонну подъемных труб, связанную с корпусом узла для ввода газообразного рабочего агента, и пакер, согласно изобретению узел для ввода газообразного рабочего агента выполнен в виде изогнутых трубок диаметром 0,05-0,1 диаметра колонны подъемных труб, установленных симметрично оси устройства для коалесценции выходящих из трубок пузырьков газа, при этом на корпусе узла для ввода газообразного рабочего агента размещены центраторы, а в колонное подъемных труб выполнены отверстия для аэрирования жидкости.

Узел для ввода газообразного рабочего агента может быть размещен на расчетном расстоянии от устья скважины.

Целесообразно отверстия для аэрирования жидкости выполнить в муфтовых соединениях колонны подъемных труб.

Желательно на корпусе для ввода газообразного рабочего агента разместить, по меньшей мере, четыре центратора.

Выполнение узла для ввода газообразного рабочего агента в виде изогнутых трубок диаметром 0,05-0,1 диаметра подъемных труб, установленных симметрично относительно оси устройства, позволяет осуществить коалесценцию выходящих из трубок пузырьков газа и образовать газовый поршень для проталкивания аэрированной жидкости.

Отверстия для аэрирования жидкости в колонне подъемных труб выше узла ввода газообразного рабочего агента необходимы для создания восходящего потока жидкости в подъемных трубах за счет уменьшения ее плотности путем аэрирования (запуск устройства), а отверстия, выполненные ниже узла ввода рабочего газообразного агента, - для увеличения депрессии на пласт без изменения глубины установки узла ввода рабочего агента.

Центраторы на корпусе необходимы для равномерного поступления газообразного рабочего агента во все трубки, что ускоряет коалесценцию газовых пузырьков, и снижения вибрации колонны НКТ.

Таким образом, предлагаемый газлифтный подъемник по сравнению с прототипом имеет новую форму узла для ввода газообразного рабочего агента, а также новые конструктивные элементы - отверстия для аэрирования и центраторы на корпусе, поэтому можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "новизна".

Поиск по отличительным признакам выявил устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин по авт. св. 977725 (МПК Е 21 В 43/00, oпубл. 30.11.82), представляющее собой газлифтный подъемник довольно сложной конфигурации, хвостовик которого (фиг.2) выполнен в виде стакана, связанного с подъемной трубой при помощи каналов, назначение которых захватывать жидкость с забоя скважины, т.е. каналы выполнены для прохода жидкости.

В предлагаемом устройстве назначение трубок - подводить газ, причем создавать пузырьки газа такого размера, чтобы произошла их коалесценция и образование газового поршня, что является новым техническим результатом.

Также было выявлено устройство для газлифтного подъема нефти по пат. РФ 2074951 (МПК Е 21 В 43/00, oпубл. 10.03.97), в котором узел для ввода газообразного рабочего агента выполнен в виде втулки с отверстиями, установленной с возможностью вращения и совмещения ее отверстий с отверстиями колонны лифтовых труб, с образованием каналов для подвода газа, причем диаметры этих отверстий находятся в пределах 0,05-0,1 мм. Известная конструкция направлена на создание тонкодисперсной квазигомогенной эмульсионной структуры течения газожидкостной смеси.

В предлагаемом устройстве узел для ввода газообразного рабочего агента выполняет иную функцию, а именно - создание условий для коалесценции пузырьков газа и образования газового поршня.

Таким образом, вышеуказанный сопоставительный анализ выявил наличие нового технического результата, достигаемого предлагаемым устройством, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид газлифтного подъемника, на фиг.2 - муфтовое соединение с отверстием для аэрирования жидкости, на фиг.3 - узел ввода газа в разрезе, на фиг.4 - сечение А-А узла ввода газа
Газлифтный подъемник содержит колонну подъемных труб (НКТ) 1 с перфорированными отверстиями 2 в нижней ее части. Насосно-компрессорные трубы соединены муфтами 3 с отверстиями для аэрирования жидкости 4.

На расчетном расстоянии в колонне установлен узел для ввода газа, на корпусе 5 которого размещены центраторы 6. Узел для ввода газа выполнен в виде изогнутых трубок 7, установленных симметрично относительно оси устройства. Под узлом ввода газа расположены такие же муфты 3 с отверстиями для аэрирования жидкости 4. Ниже установлен пакер 8, разделяющий кольцевое пространство между обсадной колонной и НКТ.

Газлифтный подъемник работает следующим образом.

Устройство спускают в скважину, заполненную нефтью, и подают газ в кольцевое пространство между колонной насосно-компрессорных труб 1 и обсадной колонной.

При проходе его последовательно через отверстия 4 муфт 3 происходит аэрирование жидкости и вынос ее по внутренней полости насосно-компрессорных труб 1. Постепенно уровень жидкости в кольцевом пространстве понижается до уровня корпуса 5, в котором размещен узел для ввода газообразного рабочего агента, и газ начинает поступать в газоподводящие трубки 7. При этом пузырьки газа коалесцируют, образуя газовый поршень, который начинает интенсивно проталкивать вверх аэрированную жидкость. Центраторы 6 обеспечивают равномерное поступление газа в трубки 7. Таким образом создаются благоприятные условия для повышения депрессии - разницы между пластовым давлением и давлением нефти на забое, что способствует увеличению притока нефти из пласта. Депрессионную воронку, а следовательно, и дебит нефти скважины можно менять, наращивая длину колонны подъемных труб сверху или за счет приращивания давления газа, не меняя глубину установки узла ввода газа за счет отверстий для аэрирования жидкости 4, выполненных ниже узла подвода, что вызовет дополнительное ускорение восходящего потока.

Предлагаемое устройство позволяет создавать максимальные депрессии на пласт, является простым в изготовлении, монтаже и надежным в эксплуатации.

Использование: в нефтегазообывающей промышленности для добычи нефти газлифтным способом. Обеспечивает увеличение депрессии за счет образования газового поршня в насосно-компрессорных трубах для выталкивания аэрированной жидкости и упрощение конструкции. Сущность изобретения: устройство включает колонну подъемных труб, связанную с корпусом узла для ввода газообразного рабочего агента, и пакер. Узел для ввода газообразного рабочего агента выполнен в виде изогнутых трубок диаметром 0,05-0,1 диаметра подъемных труб, установленных симметрично оси устройства для коалесценции, выходящих из трубок пузырьков газа. На корпусе узла для ввода газообразного рабочего агента размещены центраторы. В колонне подъемных труб выполнены равномерно по ее длине отверстия для аэрирования жидкости. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Газлифтный подъемник для подъема жидкости, включающий колонну подъемных труб, связанную с корпусом узла для ввода газообразного рабочего агента, и пакер, отличающийся тем, что узел для ввода газообразного рабочего агента выполнен в виде изогнутых трубок диаметром 0,05-0,1 диаметра подъемных труб, установленных симметрично оси устройства для коалесценции выходящих из трубок пузырьков газа, при этом на корпусе узла для ввода газообразного рабочего агента размещены центраторы, а в колонне подъемных труб выполнены равномерно по ее длине отверстия для аэрирования жидкости. 2. Газлифтный подъемник по п. 1, отличающийся тем, что узел для ввода газообразного рабочего агента размещен на расчетном расстоянии от устья скважины. 3. Газлифтный подъемник по п. 1, отличающийся тем, что отверстия для аэрирования жидкости выполнены в муфтовых соединениях колонны подъемных труб. 4. Газлифтный подъемник по п. 1, отличающийся тем, что на корпусе узла для ввода газообразного рабочего агента установлено, по меньшей мере, четыре центратора.