СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЛУБИННОГО ПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА Российский патент 2012 года по МПК E21B43/12 E21B47/06 F04B47/00 

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам добычи нефти и воды с помощью глубинного плунжерного насоса. Изобретение может быть использовано для повышения эффективности эксплуатации поверхностных насосов поршневого типа, перекачивающих газожидкостные смеси.

В глубинном плунжерном насосе при ходе плунжера вверх давление под плунжером снижается так, что под действием появившегося перепада давления между камерой наполнения и приемом в насосе открывается всасывающий клапан. В открытый клапан поступает скважинная жидкость, камера заполняется. При добыче нефти давление на приеме плунжерного насоса необходимо поддерживать выше давления насыщения нефти попутным газом Р_ннг с тем, чтобы на приеме насоса свободный газ не выделялся и не попадал в камеру наполнения. При попадании газа в эту камеру производительность плунжерного насоса значительно снижается.

Общеизвестен способ оценки степени заполнения камеры наполнения глубинного плунжерного насоса, приводимого в действие поверхностным станком и колонной штанг путем динамометрирования на поверхности земли колонны штанг /1/. Способ не показывает прямую причину снижения дебита такой скважины в виде степени снижения давления в камере наполнения относительно пороговой величины Р_ннг. К тому же способ не применим в тех случаях, когда возвратно-поступательные действия плунжерного насоса обеспечиваются канатной подвеской /2/ или линейным электродвигателем.

Известно устройство для измерения внутрискважинных параметров добываемой жидкости по патенту РФ №2249108 (опубл. 27.03.2005 г.), по которому параметры среды регистрируются выше насоса или на уровне продуктивного пласта. Способ не предусматривает организации измерения давления в камере наполнения.

Общеизвестен способ прямого и косвенного замера давления среды на приеме глубинного плунжерного насоса /3/ путем спуска на проволоке (кабеле) манометра или замере динамического уровня жидкости в межтрубном пространстве. Способ не дает возможности измерять величину давления в камере наполнения насоса.

Целью заявляемого изобретения является повышение производительности глубинного плунжерного насоса за счет более полного заполнения камеры между плунжером и всасывающим клапаном при каждом ходе возвратно-поступательных движений плунжера.

Указанная цель достигается тем, что в известных решениях контроля давления среды в зоне насоса и регулировании производительности насоса со станции управления необходимо датчик измерения давления разместить непосредственно в камере наполнения насоса, т.е. в зоне между плунжером и всасывающим клапаном. Этот датчик соединяют приемлемой связью со станцией управления на поверхности земли и по его показаниям регулируют частоту возвратно-поступательных движений плунжера насоса с тем, чтобы давление в камере наполнения не снижалось ниже заданной величины, например ниже давления насыщения нефти газом.

Предлагаемое техническое решение реализуется по схеме на чертеже, где 1 - корпус глубинного плунжерного насоса, 2 - плунжер насоса, 3 - камера наполнения добываемой жидкости, 4 - всасывающий клапан, 5 - датчик измерения давления, 6 - станция управления привода глубинного насоса, 7 - привод насоса.

Способ осуществляется выполнением следующих операций. В камеру наполнения 3 глубинного насоса 1 между плунжером 2 и всасывающим клапаном 4 помещают датчик измерения давления 5 и соединяют его приемлемой связью со станцией управления 6. В самом простом случае этой связью служит кабель электрической связи.

Глубинный насос должен иметь такое погружение под динамический уровень жидкости и иметь такую производительность, которые обеспечили бы на входе в насос давление, превышающее Р_ннг. Через определенное непродолжительное время эксплуатации насоса датчиком 5 в камере 3 замеряется давление во время его заполнения. Если это давление оказывается меньшим, чем Р_ннг, то станция управления 6 снижает частоту возвратно-поступательных движений привода 7, то есть увеличивает время заполнения камеры 3 на определенную величину, например на 10% от первоначального значения. Увеличение времени наполнения камеры 3 добываемой нефтью или водой позволит жидкости заполнять камеру 3 практически вслед за плунжером 2, без создания зоны с пониженным давлением. Давление между плунжером и всасывающим клапаном в таком случае будет снижено на незначительную величину и останется выше Р_ннг. При отсутствии желаемого результата по последующей информации датчика 5 станцией управления 6 принимается логическое решение на очередное снижение производительности привода плунжерного насоса еще на 10%.

При достижении приемлемого уровня коэффициента наполнения камеры 3 насоса процедура оптимизации производительности глубинного насоса будет считаться завершенной.

Наиболее удобным и экономически привлекательным наше техническое решение будет для глубинного плунжерного насоса, который приводится в действие погружным линейным электродвигателем. По имеющимся силовым кабелям будет возможным передача информации о величине давления в камере наполнения насоса. Производительность глубинного плунжерного насоса будет повышена за счет более полного наполнения камеры 3 насоса при снижении затрат на электропотребление привода насоса.

Литература

1. Махмудов С.А. Монтаж, эксплуатация и ремонт скважинных насосных установок: Справочник мастера. - М.: Недра, 1987. - С.106-108.

2. Эксплуатация скважин насосами с канатными штангами / О.В.Пузанов, В.Г.Карамышев, Р.Я.Загиров // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. - Сб-к науч. тр. - Уфа: ТРАНСТЭК, 2004. - №63, - c.116-119.

3. Васильевский В.Н., Петров А.И. Оператор по исследованию скважин. Учебник для рабочих. - М.: Недра, 1983. - С.225-226.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам добычи нефти и воды с помощью глубинного плунжерного насоса. Техническим результатом изобретения является повышение производительности глубинного плунжерного насоса за счет более полного заполнения камеры между плунжером и всасывающим клапаном при каждом ходе плунжера. Для чего контролируют давление добываемой жидкости в зоне насоса, регулируют производительность насоса со станции управления с поверхности земли. При этом помещают датчик измерения давления в камеру наполнения добываемой жидкости, находящуюся между всасывающим клапаном и плунжером. По показаниям датчика со станции управления регулируют частоту возвратно-поступательных движений плунжера с тем, чтобы давление в камере наполнения не снижалось ниже заданной величины. 1 ил.

Способ эксплуатации глубинного плунжерного насоса, заключающийся в организации контроля за давлением добываемой жидкости в зоне насоса и регулировании производительности насоса со станции управления с поверхности земли, отличающийся тем, что датчик измерения давления помещают в камеру наполнения добываемой жидкости, находящуюся между всасывающим клапаном и плунжером, и по его показаниям со станции управления регулируют частоту возвратно-поступательных движений плунжера с тем, чтобы давление в камере наполнения не снижалось ниже заданной величины.