УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ Российский патент 2016 года по МПК E21B43/14 F04B47/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.

Известна скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (патент РФ №2377395, Е21В 43/14, опубл. 27.12.2009 в бюл. №36), содержащая колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, хвостовик с каналами, штанговый насос с отверстием в цилиндре и кожух, сообщающий отверстие с дополнительным всасывающим клапаном, установленным в одном из каналов хвостовика.

Недостатком установки является смешение продукций пластов, что затрудняет определение их дебитов и обводненности.

Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой является установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов с подъемом продукции одного из них по эксплуатационной колонне (патент на полезную модель №133191, Е21В 43/14, опубл. 10.10.2013 в бюл. №28).

Установка содержит дополнительный пакер, дополнительные всасывающий и нагнетательные клапаны с обводными каналами.

Недостатком установки является большой поперечный габарит из-за расположенных сбоку дополнительных каналов и обводных каналов, что ограничивает ее применение в скважинах с уменьшенным диаметром эксплуатационной колонны (ЭК).

Технической задачей, решаемой предлагаемой установкой, является уменьшение ее поперечного размера с целью применения в скважинах с малым диаметром ЭК.

Указанная техническая задача решается установкой для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, включающей колонну лифтовых труб, верхний и нижний пакеры, установленные над соответствующими пластами, хвостовик с каналами, колонну штанг и штанговый насос с дополнительным всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра, полым корпусом с боковым отверстием, сообщенным с межтрубным пространством, основным всасывающим клапаном в нижней части и разделительным поршнем, размещенным ниже отверстия для дополнительного всасывающего клапана в цилиндре с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх под воздействием плунжера, дополнительный нагнетательный клапан, пропускающий из полости корпуса через боковое отверстие в межтрубное пространство, при этом основной и дополнительный всасывающие клапаны сообщены каналами, размещенными в хвостовике, с одним из пластов, не сообщенным с другим каналом, а полость плунжера сообщена с лифтовыми трубами.

Новым является то, что дополнительный всасывающий клапан сообщен с отверстием в цилиндре кольцевым пространством, образованным кожухом, охватывающим снаружи нижнюю часть цилиндра с отверстием и корпус, который снабжен снизу, ниже бокового отверстия, дополнительным цилиндром, а разделительный поршень оснащен дополнительным поршнем под дополнительный цилиндр и внутренним каналом, сообщающим подпоршневое пространство дополнительного цилиндра с внутренней полостью корпуса, при этом дополнительный нагнетательный клапан установлен во внутреннем канале разделительного поршня.

На фиг. 1 показана схема установки с подъемом по ЭК продукции верхнего пласта.

На фиг. 2 показана схема установки с подъемом по ЭК продукции нижнего пласта.

Установка (см. фиг. 1) содержит колонну лифтовых труб 1, соединенную с цилиндром 2, в котором перемещается плунжер 3 с основным нагнетательным клапаном 4, приводимый штангами 5, взаимодействующий с разделительным поршнем 6, который соединен удлинителем 7 с дополнительным разделительным поршнем 8. На удлинителе 7 установлен ограничитель 9. Цилиндр 2 с помощью корпуса 10, имеющего внутренний диаметр больше, чем у цилиндра 2, соединен с дополнительным цилиндром 11, в нижней части которого размещен основной всасывающий клапан 12. В дополнительном разделяющем поршне 8 выполнен внутренний канал 13 с дополнительным нагнетательным клапаном 14, сообщающий пространство под поршнем 8 с полостью корпуса 10, а полость корпуса 10 сообщена отверстием 15 с межтрубным пространством 16, образованным ЭК 17 и лифтовыми трубами 1. Снаружи цилиндры 2 и 11 и корпус 10 охвачены кожухом 18 с образованием кольцевого пространства 19, сообщающего отверстие 20 в цилиндре 2 с каналом 21 хвостовика 22, который через дополнительный всасывающий клапан 23 сообщен с пространством скважины 24 ниже нижнего пакера 25, сообщенным с нижним пластом 26. Основной всасывающий клапан 12 сообщен каналом 27 хвостовика 22 с пространством между нижним 25 и верхним 28 пакерами, которое, в свою очередь, сообщено с верхним пластом 29.

На фиг. 2 показана схема выполнения установки, когда канал 21 хвостовика 22 сообщен с верхним пластом 29 через пространство между пакерами 25 и 28, а канал 27 - с нижним пластом 26 через пространство скважины 24 ниже нижнего пакера 25.

Работает установка следующим образом.

При движении плунжера 3 (фиг. 1), приводимого штангами 5, вверх из нижней мертвой точки следом за ним движется и разделительный поршень 6 вместе с удлинителем 7 и дополнительным разделительным поршнем 8, оба нагнетательных клапана - основной 4 и дополнительный 14 - закрыты. При этом плунжер 3 вытесняет жидкость из цилиндра 2 в лифтовые трубы 1 к устью (на фиг. не показано), а дополнительный разделительный поршень 8 засасывает в полость дополнительного цилиндра 11 через основной всасывающий клапан 12, канал 27, пространство между пакерами 28 и 25 жидкость из верхнего пласта 29.

При достижении верхним торцем разделительного поршня 6 отверстия 20 в цилиндре 2 ограничитель 9 останавливает дальнейшее перемещение разделительных поршней 6 и 8. Далее до самой верхней мертвой точки плунжер 3 засасывает через отверстие 20, кольцевое пространство 19, образованное кожухом 18 и наружной поверхностью цилиндров 2 и 11 и корпуса 10, канал 21 в хвостовике 22, дополнительный всасывающий клапан 23, пространство скважины 24 под нижним пакером 25 продукцию из нижнего пласта 26.

После достижения верхней мертвой точки плунжер 3 под действием штанг 5 движется вниз. Находящаяся в цилиндре 2 жидкость из нижнего пласта 26 перетекает через открытый основной нагнетательный клапан 4 в полость лифтовых труб 1.

При достижении плунжером 3 верхнего торца разделительного поршня 6 последний под действием плунжера 3 тоже движется вниз вместе с удлинителем 7 и дополнительным разделительным поршнем 8. При этом основной всасывающий клапан 12 закрывается, а находящаяся в цилиндре 11 жидкость из верхнего пласта 29 вытесняется через дополнительный нагнетательный клапан 14, внутренний канал 13, полость корпуса 10, отверстие 15 в межтрубное пространство 16, образованное лифтовыми трубами 1, кожухом 18, хвостовиком 22 с одной стороны и ЭК - с другой. Далее по межтрубному пространству 16 жидкость движется к устью скважины и в систему сбора (на чертеже не показаны).

Установка на фиг. 2 работает точно также, только через канал 21 хвостовика 22 и далее в лифтовые трубы 1 поступает продукция верхнего пласта 29, а через канал 27 хвостовика 22 и далее в межтрубное пространство 16 - продукция нижнего пласта 26.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет раздельно поднимать продукции двух пластов. Благодаря размещению дополнительного всасывающего клапана в районе хвостовика, выполнению кольцевого канала, сообщающего его с отверстием в цилиндре, помещению дополнительного канала внутрь дополнительного разделительного поршня удалось снизить поперечные габариты насоса и разработать установку для скважины малого диаметра, например, с ЭК диаметром 114 мм, со всеми приведенными выше функциями и возможностями. Кроме того, установка может быть применена и в скважинах с традиционными размерами ЭК (146, 168 и 178 мм) при использовании насосов большого диаметра (57,2; 69,9; 95,3 мм).

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов. Установка включает колонну лифтовых труб, верхний и нижний пакеры, установленные над соответствующими пластами, хвостовик с каналами, колонну штанг и штанговый насос с дополнительным всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра, полым корпусом с боковым отверстием, сообщенным с межтрубным пространством, основным всасывающим клапаном в нижней части и разделительным поршнем, размещенным ниже отверстия для дополнительного всасывающего клапана в цилиндре с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх под воздействием плунжера, дополнительный нагнетательный клапан, пропускающий из полости корпуса через боковое отверстие в межтрубное пространство. Основной и дополнительный всасывающие клапаны сообщены каналами, размещенными в хвостовике, с одним из пластов, не сообщенным с другим каналом, а полость плунжера сообщена с лифтовыми трубами. Дополнительный всасывающий клапан сообщен с отверстием в цилиндре кольцевым пространством, образованным кожухом, охватывающим снаружи нижнюю часть цилиндра с отверстием и корпус, который снабжен снизу, ниже бокового отверстия, дополнительным цилиндром. Разделительный поршень оснащен дополнительным поршнем под дополнительный цилиндр и внутренним каналом, сообщающим подпоршневое пространство дополнительного цилиндра с внутренней полостью корпуса. Дополнительный нагнетательный клапан установлен во внутреннем канале разделительного поршня. Технический результат заключается в повышении эффективности одновременно-раздельной эксплуатации скважин с малым диаметром. 2 ил.

Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, включающая колонну лифтовых труб, верхний и нижний пакеры, установленные над соответствующими пластами, хвостовик с каналами, колонну штанг и штанговый насос с дополнительным всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра, полым корпусом с боковым отверстием, сообщенным с межтрубным пространством, основным всасывающим клапаном в нижней части и разделительным поршнем, размещенным ниже отверстия для дополнительного всасывающего клапана в цилиндре с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх под воздействием плунжера, дополнительный нагнетательный клапан, пропускающий из полости корпуса через боковое отверстие в межтрубное пространство, при этом основной и дополнительный всасывающие клапаны сообщены каналами, размещенными в хвостовике, с одним из пластов, не сообщенным с другим каналом, а полость плунжера сообщена с лифтовыми трубами, отличающаяся тем, что дополнительный всасывающий клапан сообщен с отверстием в цилиндре кольцевым пространством, образованным кожухом, охватывающим снаружи нижнюю часть цилиндра с отверстием и корпус, который снабжен снизу, ниже бокового отверстия, дополнительным цилиндром, а разделительный поршень оснащен дополнительным поршнем под дополнительный цилиндр и внутренним каналом, сообщающим подпоршневое пространство дополнительного цилиндра с внутренней полостью корпуса, при этом дополнительный нагнетательный клапан установлен во внутреннем канале разделительного поршня.