ОТСЕКАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ НАСОСНОЙ СКВАЖИНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК E21B34/06 E21B43/16 

Группа изобретений относится к технике и технологии нефтегазодобычи и может применяться для эксплуатации насосной скважины и предотвращения глушения продуктивного пласта при подъеме и спуске электропогружного насосного агрегата, например, типа УЭЦН.

Известные, в качестве аналогов, отсекатели - патенты РФ №№2007547, 2102582, 2178513, 2250354, 2312203, 2352767, 2389866 и 2461699.

Известные в качестве прототипов:

1) Клапанное устройство для скважины, авторское свидетельство №1694863, включающее корпус с каналами, внутри которого размещен основной и дополнительный сильфоны со штоком, между которыми полость заполнена сжатым газом через узел зарядки, седло и под ним затвор.

2) Скважинный затвор, патент РФ №2465438, содержащий корпус с седлом, сильфон с заряженным сжатым газом и запорный клапан.

3) Регулятор и отсекатель Шарифова, патент РФ №2229586, состоящий из корпуса, внутри которого размещен, по крайней мере, регулирующий орган в виде сильфона или поршня с затвором над или под седлом для отсекания потока флюида из пласта.

Известные отсекатели не могут спускаться и/или подниматься из скважины совместно с УЭЦН, а также не предусматривается их управление от изменения давления в колонне труб, в частности, при остановке и запуске электропогружного насосного агрегата. Кроме того, выше приведенные отсекатели, для разобщения пласта при остановке и подъеме УЭЦН, закрываются от повышения давления уровня жидкости в скважине, действующего на эффективную площадь сильфона. Однако, после закрытия отсекателя, несмотря на то, что уровень жидкости над затвором не растет, а забойное давление под затвором продолжает расти до достижения пластового давления (очень часто его фактическое значение неизвестно). Поэтому, на закрытое состояние отсекателя действует как давление уровня жидкости, так и пластовое давление. И при повторном спуске и запуске УЭЦН уровень жидкости иногда достигает до глубины УЭЦН, но отсекатель не открывается, что приводит к сгоранию электродвигателя УЭЦН.

Целью изобретения является разработка новых технических и технологических отсекательных систем для эксплуатации насосной скважины и предотвращения глушения продуктивного пласта ниже пакера при замене электропогружного насосного агрегата.

Технологический и технический результат, в том числе экономический эффект, достигается с помощью простоты и надежности применения изобретения, и главное за счет возможности и эффективности различных вариантов пакерно-отсекательной и насосной системы для эксплуатации скважины и предотвращения глушения продуктивного пласта при подъеме и спуске электропогружного насосного агрегата.

Пакерно-отсекательная и насосная система (далее система) достигает цель за счет следующих выполненных решений.

Вариант 1. С целью управления гидравлически через колонну труб отсекателем, расположенным ниже электропогружного насосного агрегата для добычи флюида, по меньшей мере, из одного пласта, система снабжена полым хвостовиком, связанным гидравлически снизу с управляемым элементом отсекателя, а сверху - с полостью колонны труб над электропогружным насосным агрегатом, для чего колонна труб и полый хвостовик, соответственно, выше и ниже электропогружного насосного агрегата, оснащены осевыми или эксцентричными верхней и нижней муфтами, выполненными с отводами воздействия, соединенными между собой гидравлическим каналом (например, в виде труб или трубки, или полой штанги), проходящим рядом с электропогружным насосным агрегатом. Верхняя муфта, без или с аварийным затвором для ее отвода воздействия, выполнена либо со сквозным осевым каналом, для движения флюида, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным не осевым каналом для движения флюида и не сквозным посадочным осевым каналом, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным посадочным осевым каналом, для движения флюида, не сообщенным гидравлически с отводом воздействия. При этом, если верхняя муфта выполнена с посадочным осевым каналом, то в него спущен разделитель двух полостей на дополнительной колонне труб меньшего диаметра, без или с боковым обратным клапаном. А нижняя муфта, в случае измерения давления на выходе электропогружного насосного агрегата, соединена гидравлически с его телеметрией. Кроме того полый хвостовик, без или с перепускным блоком, снабжен снизу разобщителем либо без, либо с инструментом спуска. При этом отсекатель, соответственно, либо спущен в скважину (например, на проволоке или канате, или на кабеле с помощью спецтехники - лебедки, или на технологической колонне труб, или путем свободного сброса) и установлен в посадочный ниппель отдельно до спуска в скважину электропогружного насосного агрегата, либо же спущен в скважину на спускном инструменте под полым хвостовиком и размещен в посадочный ниппель при спуске на колонне труб электропогружного насосного агрегата. Разобщитель под полым хвостовиком не жестко, но герметично соединен с отсекателем или его управляемым элементом, или посадочным ниппелем. Кроме того, отсекатель с замком снабжен уравнителем давления, а его уплотнительные манжеты установлены либо ниже, либо же ниже и выше выходного пропускного канала. А также корпус и управляемый элемент отсекателя образуют рабочую камеру, соединенную герметично, через полый хвостовик и гидравлический канал, с полостью колонны труб или дополнительной колонны труб над электропогружным насосным агрегатом. Управляемый элемент выполнен либо в виде поршня или плунжера, либо сильфона, без или с заполненным сжатым газом через узел зарядки, а запорный узел выполнен в виде седла опорного и над или под ним затвора упорного любой конструкции, или же в виде цилиндра и затвора плунжерного в нем. При этом поршень или сильфон, или затвор подпружинен с заданным усилием. Кроме того, отсекатель выполнен либо без, либо с регулирующим механизмом (для фиксации положения управляемого элемента) в виде вращающейся на штоке или в корпусе кодовой втулки со сквозными или глухими фигурными пазами под ограничитель, соответственно, в корпусе или на штоке. Отсекатель, без регулирующего механизма, в одном случае открывает запорный узел при запуске электропогружного насосного агрегата и, соответственно, достижении заданного значения динамического давления на его выходе, обеспечивающего через полый хвостовик перемещение в одну сторону управляемого элемента с затвором, и закрывает запорный узел перемещением в другую сторону управляемого элемента с затвором при остановке электропогружного насосного агрегата и, соответственно, достижении заданного или статического давления на его выходе, в другом случае, он открывает запорный узел при целенаправленном создании и поддерживании заданного избыточного давления в дополнительной колонне труб или колонне труб, и закрывает при стравливании избыточного давления из нее. А отсекатель с регулирующим механизмом функционирует по принципу действия авторучки, причем он закрывает и открывает запорный узел поочередно от каждого заданного кратковременного увеличения и затем уменьшения избыточного давления в колонне труб или дополнительной колонне труб, а значит и через гидравлический канал и полый хвостовик в рабочей камере, а именно, при увеличении избыточного давления в полом хвостовике, управляемый элемент с затвором переходит от одного фиксированного - верхнего крайнего или среднего положения до не фиксированного - нижнего положения, и, наоборот, при уменьшении заданного избыточного давления в полом хвостовике, управляемый элемент переходит, соответственно, до другого фиксированного - среднего или верхнего крайнего положения. Таким образом, система позволяет во всех случаях, без глушения пласта, поднимать и спускать в скважину электропогружной насосный агрегат при закрытом отсекателе.

Вариант 2. С целью управления гидравлически через колонну труб отсекателем, расположенным ниже электропогружного насосного агрегата для добычи флюида, по меньшей мере, из одного пласта, система снабжена полым хвостовиком, связанным гидравлически снизу с управляемым элементом отсекателя, а сверху - с полостью колонны труб над электропогружным насосным агрегатом, для чего колонны труб и полый хвостовик, соответственно, выше и ниже электропогружного насосного агрегата оснащены осевыми или эксцентричными верхней и нижней муфтами, выполненными с отводами воздействия, соединенными между собой гидравлическим каналом (например, в виде труб или трубки, или полой штанги), проходящим рядом с электропогружным насосным агрегатом. Верхняя муфта, без или с аварийным затвором для ее отвода воздействия, выполнена либо со сквозным осевым каналом, для движения флюида, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным не осевым каналом для движения флюида и не сквозным посадочным осевым каналом, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным посадочным осевым каналом, для движения флюида, не сообщенным гидравлически с отводом воздействия. При этом, если верхняя муфта выполнена с посадочным осевым каналом, то в него спущен разделитель двух полостей на дополнительной колонне труб меньшего диаметра без или с боковым обратным клапаном. А нижняя муфта, в случае измерения давления на выходе электропогружного насосного агрегата, соединена гидравлически с его телеметрией. Кроме того, запорный узел отсекателя отделен от его управляемого элемента, причем запорный узел установлен выше или ниже пакера заранее, до спуска в скважину электропогружного насосного агрегата, а управляемый элемент - соединен гидравлически снизу с полым хвостовиком и спущен в скважину одновременно с электропогружным насосным агрегатом до глубины взаимодействия его с запорным узлом. При этом запорный узел состоит, по крайней мере, из корпуса и внутри его седла опорного и под ним подпружиненного затвора упорного любой конструкции, а управляемый элемент состоит, по меньшей мере, из цилиндра и внутри его подвижного поршня или плунжера, или сильфона со штоком. Отсекатель, в одном случае, открывает запорный узел при запуске электропогружного насосного агрегата и, соответственно, достижении заданного значения динамического давления на его выходе, обеспечивающего через полый хвостовик перемещение вниз управляемого элемента и, соответственно, через него подпружиненного затвора упорного, и закрывает запорный узел, наоборот, перемещением в обратную сторону управляемого элемента под усилием вверх подпружиненного затвора упорного при остановке электропогружного насосного агрегата и, соответственно, достижении заданного или статического давления на его выходе. В другом случае, отсекатель открывает запорный узел при целенаправленном создании и поддерживании заданного избыточного давления в дополнительной колонне труб или колонне труб, и закрывает при стравливании избыточного давления из нее. Таким образом, отсекатель позволяет во всех случаях, без глушения пласта, поднимать и спускать в скважину электропогружной насосный агрегат с его управляемым элементом.

Вариант 3. С целью управления отсекателем гидравлического действия от заданного уровня жидкости в скважине, отсекатель с замком или его посадочный ниппель снабжен уравнителем давления, а управляемый элемент отсекателя выполнен в виде заряженного газом и/или подпружиненного сильфона, а запорный узел выполнен в виде седла опорного и над или под ним затвора упорного (без или с внутренним уравнительным конусом) с положением независимым от давления на входе отсекателя, а значит и от забойного давления пласта. А также корпус отсекателя выполнен с эксцентричным каналом, соединяющим забой пласта с полостью над или под седлом опорным. При этом, либо диаметр затвора упорного в седле опорном или диаметр уравнительного конуса внутри затвора упорного выполнен равным эффективному диаметру сильфона, либо затвор упорный снабжен компенсатором с равнозначным диаметром в виде поршня с уравнительным каналом, связывающим гидравлически между собой две полости корпуса под компенсатором и над седлом опорным, причем затвор упорный над или под седлом опорным имеет заданный ограниченный рабочий ход, обеспечивающий при открытом запорном узле сужение потока флюида пласта в кольцевом пространстве между седлом опорным и затвором упорным. При работе сильфон отсекателя находится, с одной стороны, под заданным давлением зарядки газа и/или усилием пружины, а с другой стороны - только под давлением уровня жидкости в скважине, а значит и под давлением на входе электропогружного насосного агрегата. Последний спущен в скважину либо без, либо с хвостовиком, снабженным инструментом спуска и/или подъема, и соответственно, отсекатель либо спущен в скважину (например, на проволоке или канате, или на кабеле с помощью спецтехники - лебедки, или на технологической колонне труб, или путем свободного сброса) и установлен отдельно в посадочный ниппель перед спуском в скважину электропогружного насосного агрегата, либо же спущен в скважину на инструменте спуска и/или подъема под хвостовиком и установлен в посадочный ниппель при спуске на колонне труб электропогружного насосного агрегата. В последнем случае, инструмент спуска и/или подъема на хвостовике электропогружного насосного агрегата расцепляется от отсекателя при жесткой его фиксации замком в посадочном ниппеле, после чего электропогружной насосный агрегат с инструментом спуска и/или подъема приподнимается до заданной глубины при закрытом отсекателе от статического уровня жидкости, действующего на эффективную площадь сильфона. При запуске электропогружного насосного агрегата и, соответственно, снижении до заданного значения уровня жидкости, отсекатель открывает запорный узел для эксплуатации скважины, а в случае остановки электропогружного насосного агрегата и, соответственно, роста уровня жидкости в скважине, он закрывает запорный узел, поскольку на эффективную площадь сильфона с одной стороны действует заданное давление зарядки газа и/или усилие пружины, а с другой стороны - давление уровня жидкости в скважине.

На фигурах 1-5 приводятся общие виды системы по варианту 1; на фигурах 7, 8 приводятся варианты системы по варианту 2; на фигурах 9, 10 приводятся варианты системы по варианту 3; на фигурах 11-22 приводятся ряд исполнений отсекателей по варианту 1 и 3.

Система (фиг.1-8) включает в себя оснащение скважины 1 выше пласта 2 пакером 3, посадочным ниппелем 4, отсекателем 5, колонной труб 6 (например, типа НКТ), электропогружным насосным агрегатом 7 (например, типа УЭЦН), в частности снабженным телеметрией 8 (например, типа ТМС с одним или двумя датчиками) для измерения в реальном времени давления на входе и/или выходе УЭЦН.

В системе (вариант 1, 2) выше и ниже электропогружного насосного агрегата 7 установлены осевые (фиг.3, 4, 5) или эксцентричные (фиг.1, 2, 6) верхняя 9 и нижняя 10 муфты с отводами воздействия 11 и 12, соединенные между собой гидравлическим каналом 13, выполненным в виде труб или трубки, или полой штанги, и проходящим рядом с электропогружным насосным агрегатом 7. При этом через канал 13 обеспечивается гидравлическая связь между внутренними полостями 14 и 15, соответственно, над и под электропогружным насосным агрегатом 7. Верхняя муфта 9, для движения потока добываемого флюида, выполнена либо со сквозным осевым каналом 16 (фиг.3), либо со сквозным не осевым каналом 17 (например, см. фиг.1, 2, 4, 6), либо же со сквозным посадочным каналом 18 (фиг.5). В частном случае, верхняя муфта 9, для воздействия на отсекатель 5, выполнена с не сквозным посадочным каналом 19 (фиг.4). Сквозной осевой канал 16 (фиг.3) или не сквозной посадочный канал 19 (фиг.4) сообщен гидравлически с отводом воздействия 11, а сквозной посадочный канал 18 (фиг.5), наоборот, не сообщен гидравлически с отводом воздействия 11. Если верхняя муфта 9 выполнена с посадочным каналом 18 (фиг.5) или 19 (фиг.4), то в него спускается разделитель двух полостей 20 на дополнительной колонне труб 21 меньшего диаметра, соответственно, либо для воздействия на отсекатель 5, либо для добычи флюида. Дополнительная колонна труб 21, в частном случае, снабжена боковым обратным клапаном 22 (фиг.4) для возможности передачи избыточного давления из полости 14 (при работе УЭЦН) в дополнительную колонну труб 21, чтобы открывать отсекатель 5. В случае измерения давления во внутренней полости 14, а значит и на выходе электропогружного насосного агрегата 7, нижняя муфта 10 гидравлически соединяется непосредственно с его телеметрией 8 (фиг.1-6). В системе ниже электропогружного насосного агрегата 7, то есть под нижней муфтой 10, размещен полый хвостовик 23 (фиг.1-6), например, из труб или полой штанги и прочее. Полый хвостовик 23, в частном случае, снабжен перепускным блоком 24 (фиг.3) для возможности заполнения полости хвостовика 23 жидкостью во время спуска в скважину 1 электропогружного насосного агрегата 7 совместно с отсекателем 5. Полый хвостовик 23 может быть снизу оснащен разобщителем 25 (фиг.1-5). Последний 25, в частном случае, соединяется с инструментом спуска 26 (фиг.3), чтобы спустить отсекатель 5 на нем и установить в посадочный ниппель 4 во время спуска в скважину 1 на колонне труб 6 электропогружного насосного агрегата 7. А также отсекатель 5 может спускаться в скважину 1 на проволоке или канате, или на кабеле с помощью спецтехники - лебедки, или на технологической колонне труб, или же путем свободного сброса, и устанавливаться в посадочный ниппель 4 отдельно перед спуском в скважину 1 электропогружного насосного агрегата 7 (фиг.1, 2, 4, 5). При этом разобщитель 25, под полым хвостовиком 23 электропогружного насосного агрегата 7, после спуска в скважину 1 не жестко, но герметично соединяется либо с отсекателем 5 (фиг.3), либо с посадочным ниппелем 4 (фиг.1, 2, 4, 5). Верхняя муфта 9 может быть снабжена аварийным затвором 27 (например, в виде подпружиненного обратного клапана) для возможности закрытия отвода воздействия 11 при аварийном случае - возникновении через него перелива флюида в случае не герметичности гидравлического канала 13, то есть при порыве труб или трубки, или полой штанги(фиг.5).

В системе (вариант 3) ниже электропогружного насосного агрегата 7 может быть либо не спущен (фиг.7), либо спущен (фиг.8) хвостовик 23 (например, в виде труб, полой или не полой штанги и прочее). Здесь хвостовик 23 снизу снабжен инструментом 26 для только спуска или подъема, или же для как спуска, так и подъема (фиг.8).

На фигуре 7 отсекатель 5 спускается в скважину 1 на проволоке или канате, или на кабеле с помощью спецтехники - лебедки, или на технологической колонне труб, или же путем свободного сброса, и устанавливается в посадочный ниппель 4 отдельно перед спуском в скважину 1 электропогружного насосного агрегата 7. А на фигуре 8 отсекатель 5 спускается в скважину 1 на инструменте 26 под хвостовиком 23 и устанавливается в посадочный ниппель 4 во время спуска на колонне труб 6 электропогружного насосного агрегата 7. А затем инструмент 26 расцепляется (например, срезом винтов) от отсекателя 5 (при жесткой его фиксации в посадочном ниппеле 4 выше пакера 3), например, путем создания нагрузки (вниз или вверх) на хвостовик 23. Далее электропогружной насосный агрегат 7 со спускным инструментом 26 приподнимается до заданной глубины скважины 1 при закрытом отсекателе 5 (от давления статического уровня жидкости).

На фигурах 1-5, 7 и 8 отсекатель 5 снабжен замком 28 для жесткой его фиксации в посадочном ниппеле 4. В свою очередь, отсекатель 5 с замком 28 или его посадочный ниппель 4 снабжен уравнителем давления 29 любой конструкции (например, один из них приводится на фигурах 8, 13 и 16) для возможности уравновешивания давления под и над запорным узлом, при установке и/или извлечении отсекателя 5 из посадочного ниппеля 4. Кроме того, на отсекателе 5 с замком 28 уплотнительные манжеты 30 или 30 и 31 устанавливаются, соответственно, ниже (фиг.3, 8) или ниже и выше (фиг.1, 2, 4, 5, 7) его выходного пропускного канала 32 (например, в виде одной или нескольких отверстий, щелей и прочее).

Отсекатель (вариант 1, 2) образует между корпусом 33 и управляемым элементом, в виде поршня 34 или сильфона 35, рабочую камеру 36 (фиг.9 -15). При этом рабочая камера 36 соединяется герметично через полый хвостовик 23 и гидравлический канал 13 с внутренней полостью колонны труб 6 (фиг.1, 2, 3, 5, 6) или дополнительной колонны труб 21 (фиг.4) выше электропогружного насосного агрегата 7.

Управляемый элемент отсекателя (вариант 1-3) либо непосредственно (фиг.18) или через шток 37 (фиг.9-17, 19-21), взаимосвязан с запорным узлом, выполненным в виде седла опорного 38 и над или под ним затвора упорного 39 любой конструкции (фиг.9-11, 14-17, 19-21), или же в виде цилиндра 40 и затвора плунжерного 41 в нем (фиг.12, 13, 18). В отсекателе поршень 34 или сильфон 35, или затвор 39, 41 подпружинен с заданным усилием пружины 42 и/или давления зарядки 43 сильфона 35 сжатым газом через узел зарядки 44. Кроме того отсекатель, в частном случае, снабжен регулирующим механизмом (для фиксации положения управляемого элемента) в виде вращающейся на штоке 37 или в корпусе 33 кодовой втулки 45 со сквозными или глухими фигурными пазами 46 под ограничитель 47, соответственно, в корпусе 33 или на штоке 37 (например, см. фиг.13, 18).

На фигуре 6 (вариант 2) запорный узел (например, выполненный в виде подпружиненного затвора упорного 39 под седлом опорного 38) отделен от управляемого элемента (например, выполненный в виде поршня 34 со штоком). При этом запорный узел установлен выше или ниже пакера 3 заранее до спуска в скважину 1 электропогружного насосного агрегата 7, а управляемый элемент - соединен гидравлически снизу с полым хвостовиком 23 и спущен в скважину 1 одновременно с электропогружным насосным агрегатом 7 до глубины взаимодействия его с запорным узлом.

В отсекателе может быть выполнен затвор упорный 39 с внутренним уравнительным конусом 48 (фиг.21), размещенным в осевом канале 49 затвора 39, а корпус 33 с эксцентричным каналом 50 (фиг.10, 11, 16, 17, 19, 20), соединяющим забой пласта 2 с полостью над или под седлом опорным 38. При этом, диаметр затвора упорного 39 в седле опорном 38 или диаметр уравнительного конуса 48 внутри затвора упорного 39 выполнен равным эффективному диаметру сильфона 35. Кроме того, затвор упорный 39 если имеет диаметр больше, чем эффективный (средний) диаметр сильфона 35, то он снабжается компенсатором 51 с равнозначным диаметром в виде поршня с уравнительным каналом 52, связывающим гидравлически между собой две полости корпуса 33 под компенсатором 51 и над седлом опорным 38 (фиг.11, 16, 17, 19). Причем затвор упорный 39, над или под седлом опорным 38, имеет заданный ограниченный рабочий ход, обеспечивающий при открытом запорном узле сужение потока флюида пласта в кольцевом пространстве между седлом опорным 38 и затвором упорным 39.

Система (вариант 1-3), в частном случае, снабжается обратным (съемным или не съемным) клапаном 53 ниже пакера 3, чтобы перед извлечением УЭЦН 7 и отсекателя 5 глушить скважину 1 при закрытом обратном клапане 53 (осевом или боковом) и не дать возможности попадания раствора в низкий продуктивный пласт 2 с целью сохранения его приточных характеристик.

Система работает следующим образом. Ее спускают в скважину 1 согласно фигурам 1-8. При этом отсекатель 5 находится в закрытом положении от пластового (забойного - Рзаб, статического - Рн) давления в скважине 1. После монтажа скважины 1 электропогружной насосный агрегат 7 (УЭЦН) запускается в работу. При этом достигается заданное значение динамического давления на выходе (Рнкт) электропогружной установки 7.

В системе по варианту 1 и 2 динамическое давление на выходе УЭЦН через гидравлический канал 13 и полый хвостовик 23 действует в рабочей камере 36 и обеспечивает открытие отсекателя 5 с перемещением в одну сторону поршня 34 или сильфона 35 с затвором 39 или 41. А закрытие отсекателя 5 происходит с перемещением в другую сторону поршня 34 или сильфона 35 с затвором 39 или 41 (под усилием пружины 42 и/или давления зарядки сильфона 35), при остановке (по какой либо причине) работы электропогружной установки 7 и достижении вследствие заданного или статического давления на ее выходе. Здесь если скважина 1 оснащена дополнительной колонной труб 21, то отсекатель 5 открывается при целенаправленном создании и поддерживании заданного избыточного давления в одной колонне труб 21 (фиг.4) или 6 (фиг.5), а значит и через гидравлический канал 13 и полый хвостовик 23 в рабочей камере 36 отсекателя 5. А последний 5 закрывается при стравливании избыточного давления из колонны труб 21 или 6. В системе по варианту 1 и 2, если отсекатель 5 снабжен регулирующим механизмом, то он функционирует по принципу действия авторучки (фиг.13, 18), а именно закрывается и открывается поочередно от каждого заданного кратковременного увеличения и затем уменьшения избыточного давления в колонне труб 6 или 21, то есть, при увеличении избыточного давления управляемый элемент, например, поршень 34 с затвором 41 переходит от одного фиксированного - верхнего крайнего или среднего положения, до нефиксированного - нижнего положения, и, наоборот, при уменьшении заданного избыточного давления управляемый элемент переходит, соответственно, до другого фиксированного - среднего или верхнего крайнего положения.

В системе по варианту 3 (фиг.7, 8) сильфон 35 отсекателя 5 находится, с одной стороны, под заданным давлением зарядки газа 43 (фиг.15, 16, 19 -21) и/или усилием пружины 42 (фиг.17), а с другой стороны - только под давлением уровня жидкости в скважине 1, а значит и под давлением на входе электропогружной установки 7. Здесь при запуске электропогружной установки 7 и снижении до заданного значения уровня жидкости в скважине 1, отсекатель 5 открывается для эксплуатации пласта 2, а в случае остановки электропогружной установки 7 и роста уровня жидкости в скважине 1, он закрывается, поскольку на эффективную площадь сильфона 35 с одной стороны действует заданное давление зарядки газа 43 и/или усилие пружины 42, а с другой стороны - давление уровня жидкости в скважине 1.

Таким образом, отсекатель 5 позволяет во всех случаях (вариант 1-3), без глушения пласта 2, поднимать и спускать в скважину 1 электропогружной насосный агрегат 7. Это позволяет сохранить приточные характеристики малопроизводительных пластов скважин при их остановке на ремонт УЭЦН и, соответственно, увеличить добычу нефти по ним.

Группа изобретений относится к технике и технологии нефтегазодобычи и может применяться для эксплуатации насосной скважины. Обеспечивает повышение эффективности эксплуатации насосной скважины за счет предотвращения глушения продуктивного пласта ниже пакера при замене электропогружного насосного агрегата. Сущность изобретения: отсекательная система включает оснащение скважины, по меньшей мере, одним пакером без или с обратным клапаном ниже его, соединенным, непосредственно или через одну или несколько труб, с посадочным ниппелем отсекателя, спуск и подъем на колонне труб электропогружного насосного агрегата. При этом отсекатель состоит из замка, корпуса с входным и выходным пропускными каналами, уплотнительных манжет, управляемого элемента и запорного узла. Согласно изобретению система снабжена полым хвостовиком, связанным гидравлически снизу с управляемым элементом отсекателя, а сверху - с полостью колонны труб над электропогружным насосным агрегатом. Для этого колонна труб и полый хвостовик, соответственно, выше и ниже электропогружного насосного агрегата, оснащены осевыми или эксцентричными верхней и нижней муфтами с отводами, соединенными между собой гидравлическим каналом, проходящим рядом с электропогружным насосным агрегатом. При этом верхняя муфта выполнена либо со сквозным осевым каналом, либо со сквозным не осевым каналом, либо со сквозным посадочным осевым каналом. Если верхняя муфта выполнена с посадочным осевым каналом, то в него спущен разделитель двух полостей на дополнительной колонне труб меньшего диаметра без или с боковым обратным клапаном. Нижняя муфта соединена гидравлически с телеметрией. Кроме того, полый хвостовик, без или с перепускным блоком, снабжен снизу разобщителем либо без, либо с инструментом спуска. При этом отсекатель, соответственно, либо спущен в скважину и установлен в посадочный ниппель отдельно до спуска в скважину электропогружного насосного агрегата, либо же спущен в скважину на спускном инструменте под полым хвостовиком и размещен в посадочный ниппель. При этом разобщитель под полым хвостовиком соединен с отсекателем или его управляемым элементом, или посадочным ниппелем. Отсекатель с замком снабжен уравнителем давления, а его уплотнительные манжеты установлены либо ниже, либо же ниже и выше выходного пропускного канала. Корпус и управляемый элемент отсекателя образуют рабочую камеру, соединенную через полый хвостовик и гидравлический канал с полостью колонны труб или дополнительной колонны труб над электропогружным насосным агрегатом. Управляемый элемент выполнен в виде поршня или плунжера, или сильфона с возможностью открывания и закрывания запорного узла, соответственно, при запуске и остановке электропогружного насосного агрегата, или же при целенаправленном создании и стравливании заданного избыточного давления в дополнительной колонне труб или колонне труб. Запорный узел выполнен в виде седла опорного и затвора упорного или в виде цилиндра и затвора плунжерного. Поршень или сильфон, или затвор подпружинен с заданным усилием. Отсекатель выполнен либо без, либо с регулирующим механизмом для фиксации положения управляемого элемента в виде вращающейся на штоке или в корпусе кодовой втулки со сквозными или глухими фигурными пазами под ограничитель, соответственно, в корпусе или на штоке. 3 н.п. ф-лы, 21 ил.

1. Отсекательная система для насосной скважины, включающая оснащение скважины, по меньшей мере, одним пакером, без или с обратным клапаном ниже его, соединенным непосредственно или через одну, или несколько труб, с посадочным ниппелем отсекателя, спуск и подъем на колонне труб электропогружного насосного агрегата, при этом отсекатель выполнен гидравлического действия и состоит, по крайней мере, из замка, корпуса с входным и выходным пропускными каналами, уплотнительных манжет, управляемого элемента и запорного узла, отличающаяся тем, что она, для управления гидравлически через колонну труб отсекателем, расположенным выше пакера и ниже электропогружного насосного агрегата для добычи флюида, по меньшей мере, из одного пласта, снабжена полым хвостовиком, связанным гидравлически снизу с управляемым элементом отсекателя, а сверху - с полостью колонны труб над электропогружным насосным агрегатом, для чего колонна труб и полый хвостовик, соответственно, выше и ниже электропогружного насосного агрегата, оснащены осевыми или эксцентричными верхней и нижней муфтами, выполненными с отводами воздействия, соединенными между собой гидравлическим каналом, проходящим рядом с электропогружным насосным агрегатом, причем верхняя муфта, без или с аварийным затвором для ее отвода воздействия, выполнена либо со сквозным осевым каналом, для движения флюида, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным не осевым каналом для движения флюида и не сквозным посадочным осевым каналом, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным посадочным осевым каналом, для движения флюида, не сообщенным гидравлически с отводом воздействия, при этом, если верхняя муфта выполнена с посадочным осевым каналом, то в него спущен разделитель двух полостей на дополнительной колонне труб меньшего диаметра, без или с боковым обратным клапаном, а нижняя муфта, в случае измерения давления на выходе электропогружного насосного агрегата, соединена гидравлически с его телеметрией, кроме того, полый хвостовик, без или с перепускным блоком, снабжен снизу разобщителем либо без, либо с инструментом спуска, при этом отсекатель, соответственно, либо спущен в скважину и установлен в посадочный ниппель отдельно до спуска в скважину электропогружного насосного агрегата, либо же спущен в скважину на спускном инструменте под полым хвостовиком и размещен в посадочный ниппель при спуске на колонне труб электропогружного насосного агрегата, притом разобщитель под полым хвостовиком не жестко, но герметично, соединен с отсекателем или его управляемым элементом, или посадочным ниппелем, кроме того, отсекатель с замком снабжен уравнителем давления, а его уплотнительные манжеты установлены либо ниже, либо же ниже и выше выходного пропускного канала, а также корпус и управляемый элемент отсекателя образуют рабочую камеру, соединенную герметично, через полый хвостовик и гидравлический канал, с полостью колонны труб или дополнительной колонны труб над электропогружным насосным агрегатом, причем управляемый элемент выполнен в виде поршня или плунжера, или сильфона, без или с заполненным сжатым газом через узел зарядки, с возможностью открывания и закрывания запорного узла, соответственно, при запуске и остановке электропогружного насосного агрегата, или же при целенаправленном создании и стравливании заданного избыточного давления в дополнительной колонне труб или колонне труб, при этом запорный узел выполнен в виде седла опорного и над или под ним затвора упорного любой конструкции, или же в виде цилиндра и затвора плунжерного в нем, притом поршень или сильфон, или затвор подпружинен с заданным усилием, кроме того, отсекатель выполнен либо без, либо с регулирующим механизмом, для фиксации положения управляемого элемента, в виде вращающейся на штоке или в корпусе кодовой втулки со сквозными или глухими фигурными пазами под ограничитель, соответственно, в корпусе или на штоке.

2. Отсекательная система для насосной скважины, включающая оснащение скважины, по меньшей мере, одним пакером, без или с обратным клапаном ниже его, соединенным непосредственно или через одну, или несколько труб с отсекателем, спуск и подъем на колонне труб электропогружного насосного агрегата, при этом отсекатель выполнен гидравлического действия и состоит, по крайней мере, из управляемого элемента и запорного узла, отличающаяся тем, что она, для управления гидравлически через колонну труб отсекателем, расположенным ниже электропогружного насосного агрегата для добычи флюида, по меньшей мере, из одного пласта, снабжена полым хвостовиком, связанным гидравлически снизу с управляемым элементом отсекателя, а сверху - с полостью колонны труб над электропогружным насосным агрегатом, для чего колонны труб и полый хвостовик, соответственно, выше и ниже электропогружного насосного агрегата оснащены осевыми или эксцентричными верхней и нижней муфтами, выполненными с отводами воздействия, соединенными между собой гидравлическим каналом, проходящим рядом с электропогружным насосным агрегатом, причем верхняя муфта, без или с аварийным затвором для ее отвода воздействия, выполнена либо со сквозным осевым каналом, для движения флюида, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным не осевым каналом для движения флюида и не сквозным посадочным осевым каналом, сообщенным гидравлически с отводом воздействия, либо со сквозным посадочным осевым каналом, для движения флюида, не сообщенным гидравлически с отводом воздействия, при этом, если верхняя муфта выполнена с посадочным осевым каналом, то в него спущен разделитель двух полостей на дополнительной колонне труб меньшего диаметра, без или с боковым обратным клапаном, а нижняя муфта, в случае измерения давления на выходе электропогружного насосного агрегата, соединена гидравлически с его телеметрией, кроме того, запорный узел отсекателя расположен выше или ниже пакера и отделен от управляемого элемента, соединенного гидравлически снизу с полым хвостовиком, притом запорный узел состоит, по крайней мере, из корпуса и внутри его седла опорного и под ним подпружиненного затвора упорного любой конструкции, а управляемый элемент состоит, по меньшей мере, из цилиндра и внутри его подвижного поршня или плунжера, или сильфона со штоком, и выполнен с возможностью открывания и закрывания запорного узла, соответственно, при запуске и остановке электропогружного насосного агрегата, или же при целенаправленном создании и стравливании заданного избыточного давления в дополнительной колонне труб или колонне труб.

3. Отсекательная система для насосной скважины, включающая оснащение скважины, по меньшей мере, одним пакером, без или с обратным клапаном ниже его, соединенным непосредственно или через одну, или несколько труб, с посадочным ниппелем отсекателя, спуск и подъем на колонне труб электропогружного насосного агрегата, при этом отсекатель состоит, по крайней мере, из замка, корпуса с входным и выходным пропускными каналами, уплотнительных манжет, управляемого элемента, штока и запорного узла, отличающаяся тем, что, для управления отсекателем гидравлического действия от заданного уровня жидкости в скважине, отсекатель с замком или его посадочный ниппель снабжен уравнителем давления, а управляемый элемент отсекателя выполнен в виде заряженного газом и/или подпружиненного сильфона, а запорный узел выполнен в виде седла опорного и над или под ним затвора упорного, без или с внутренним уравнительным конусом, с положением, независимым от давления на входе отсекателя, а значит, и от забойного давления пласта, а также корпус отсекателя выполнен с эксцентричным каналом, соединяющим забой пласта с полостью над или под седлом опорным, при этом либо диаметр затвора упорного в седле опорном или диаметр уравнительного конуса внутри затвора упорного выполнен равным эффективному диаметру сильфона, либо затвор упорный снабжен компенсатором с равнозначным диаметром в виде поршня с уравнительным каналом, связывающим гидравлически между собой две полости корпуса под компенсатором и над седлом опорным, причем затвор упорный над или под седлом опорным имеет заданный ограниченный рабочий ход, обеспечивающий при открытом запорном узле сужение потока флюида пласта в кольцевом пространстве между седлом опорным и затвором упорным, при этом электропогружной насосный агрегат спущен в скважину либо без, либо с хвостовиком, снабженным инструментом спуска и/или подъема, и, соответственно, отсекатель либо спущен в скважину и установлен отдельно в посадочный ниппель перед спуском в скважину электропогружного насосного агрегата, либо же спущен в скважину на инструменте спуска и/или подъема под хвостовиком и установлен в посадочный ниппель при спуске на колонне труб электропогружного насосного агрегата.