СПОСОБ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИНЫ С ПОМОЩЬЮ ПОГРУЖНОЙ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА Российский патент 2019 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин с помощью погружных установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), работающих в периодическом режиме и осложненных асфальто-смоло-парафинистыми отложениями (АСПО), для удаления которых применяют специальные механические скребки.

Известно, что технология очистки скважин с помощью скребков при периодической эксплуатации заключается в том, что оператор отслеживает фазу откачки, фиксирует наличие потока добываемой жидкости на поверхности, после чего спускает скребок и производит очистку скважины. Периодичность очистки при этом составляет, примерно, один раз в сутки и продолжается не менее 60 мин.

Известен способ периодической эксплуатации скважины, согласно которому время откачки, при котором запускается электроцентробежный насос, чередуется со временем накопления, в течение которого добываемая жидкость накапливается в скважине при выключенной установке [Патент RU №2519238 С1, МПК Е21В 43/00, публ. 10.06.2014, бюл. №16].

Недостатком данного способа является короткое время полного цикла от 40 до 80 мин, которого будет недостаточно для проведения скребкования, произвольное время запуска откачки, не согласованное с подъемом скребка, а также ограничение производительности применяемых установок в пределах от 45 до 80 м³/сут.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ периодической эксплуатации скважины погружной насосной установкой с электроприводом, при котором откачку жидкости из скважины чередуют с накоплением жидкости в скважине при выключенной установке и регулируют среднеинтегральную во времени производительность установки с помощью станции управления, при этом скважину эксплуатируют установкой производительностью более 80 м³/сут, КПД насоса во всем диапазоне регулирования поддерживают на уровне не менее 0,9 от максимального значения для данной скорости вращения, коэффициент снижения дебита по сравнению с непрерывной эксплуатацией - более 0,95 и продолжительность откачки пластовой жидкости относительно полного периода эксплуатации скважины - менее 50%. Данный способ обеспечивает повышение рентабельности эксплуатации добывающих скважин за счет повышения среднеинтегральной депрессии на пласт [RU 2293176 С1, МПК Е21В 43/00, публ. 10.02.2007, бюл. №4].

Недостатком данного способа является неэффективность его использования при необходимости скребкования вследствие отсутствия учета времени работы скребка, а также произвольное время запуска откачки, не согласованное с подъемом скребка, что приводит к некачественной очистке, попаданию фрагментов АСПО в зону приема насоса и, как следствие, к уменьшению дебита и даже к его полному прекращению.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение проектного дебита за счет устранения засорения насоса, возникающего из-за попадания фрагментов АСПО в зону приема насоса при работе скребка.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе периодической эксплуатации скважины с помощью УЭЦН, включающим повторение циклов откачки жидкости из скважины, чередующихся с накоплением жидкости в скважине при выключенной УЭЦН, регулирование с помощью станции управления соотношения продолжительностей откачки и накопления, в соответствие с изобретением, соотношение продолжительностей откачки и накопления регулируют с учетом очистки скважины с помощью механических скребков во время откачки путем

согласования времени откачки, синхронизацию режимов работы станции управления и привода скребков осуществляют посредством модуля синхронизации, предназначенного для автоматического запуска привода скребков через заданный промежуток времени после запуска режима откачки в станции управления, при этом режим работы подбирают таким образом, чтобы время откачки было больше суммарного времени скребкования и рассчитанной длительности задержки между запуском двигателя погружной установки электроцентробежного насоса и привода скребка.

В частном случае исполнения модуль синхронизации может быть проводным или беспроводным. При этом проводной модуль соединяют как со станцией управления, так и с приводом скребков с помощью проводов, а беспроводной модуль синхронизации состоит из двух блоков, один из которых устанавливают в станции управления, а другой - в приводе скребков, связь между блоками осуществляется с помощью беспроводной связи.

Кроме того, синхронизация режимов работы станции управления и привода скребков может быть осуществлена по времени с помощью часов, установленных в станции управления и в приводе скребка.

Предлагаемый способ поясняется фиг., где представлены временные диаграммы работы режима синхронизации: t₁ - время начала включения режима откачки скважины, работающей при периодической эксплуатации; t₂ - время запуска привода скребка; τ - длительность задержки между t₂ и t₁.

Способ реализуется в следующей последовательности.

1. С помощью программы подбора оборудования к скважине (например, NovometSel-Pro, SubPump, Автотехнолог и т.п.) определяют значения времен, необходимых для проведения откачки и накопления. При этом комплектацию установки и режим работы подбирают таким образом, чтобы время откачки было больше суммарного времени скребкования и рассчитанной длительности задержки τ.

2. В контроллере станции управления задают периодический режим работы и вводят рассчитанные значения времени откачки и накопления.

3. Для определения времени запуска скрепка проводят расчет длительности задержки в зависимости от наличия обратного клапана.

Если обратный клапан отсутствует или не исправен (в этом случае происходит слив жидкости из НКТ), длительность задержки (в секундах) вычисляют по формуле: τ=τ₁+τ₂, где τ₁ - время разгона привода насоса (обычно 30 секунд), - время поднятия жидкости на поверхность, с; L - длина спуска установки, м; S - сечение НКТ, м²; Q - дебит на поверхности во время откачки, м³/с.

При наличии обратного клапана, когда нет слива жидкости из НКТ и τ₂=0, длительность задержки приравнивают к времени разгона привода насоса: τ=τ₁.

4. Далее задают длительность задержки τ либо посредством модуля синхронизации, в котором устанавливают рассчитанную длительность задержки τ между запуском двигателя УЭЦН и привода скребка, либо с помощью станции управления УЭЦН устанавливают время запуска откачки на требуемое время t₁, а в приводе скребка устанавливают время запуска на время t₂=t₁+τ.

5. После этого запускают УЭЦН и скребок, если работа осуществляется с модулем синхронизации, то предварительно запускают данный модуль.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять эксплуатацию скважин осложненных АСПО в периодическом режиме за счет проведения эффективной очистки, при которой за счет согласованной и синхронной работы скребка и УЭЦН фрагменты АСПО, появляющиеся при скребковании, выносятся вместе с добываемой жидкостью. В результате чего фрагменты АСПО не попадают в насос и не засоряют его, что позволяет достигать проектного дебита.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин с помощью погружных установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), работающих в периодическом режиме и осложненных асфальто-смоло-парафинистыми отложениями, для удаления которых применяют специальные механические скребки. Способ включает повторение циклов откачки жидкости из скважины, чередующихся с накоплением жидкости в скважине при выключенной погружной установке электроцентробежного насоса, регулирование с помощью станции управления соотношения продолжительностей откачки и накопления. Во время откачки жидкости проводят очистку скважины механическими скребками. Регулирование соотношения продолжительностей откачки и накопления выполняют с учетом очистки скважины. Синхронизацию режимов работы станции управления и привода скребков осуществляют посредством модуля синхронизации, предназначенного для автоматического запуска привода скребков через заданный промежуток времени после запуска режима откачки в станции управления. Режим работы подбирают таким образом, чтобы время откачки было больше суммарного времени скребкования и рассчитанной длительности задержки между запуском двигателя погружной установки электроцентробежного насоса и привода скребка. Устраняется засорение насоса и обеспечивается возможность достижения проектного дебита за счет согласованной и синхронной работы скребка и УЭЦН. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ периодической эксплуатации скважины с помощью погружной установки электроцентробежного насоса, включающий повторение циклов откачки жидкости из скважины, чередующихся с накоплением жидкости в скважине при выключенной погружной установке электроцентробежного насоса, регулирование с помощью станции управления соотношения продолжительностей откачки и накопления, отличающийся тем, что во время откачки жидкости проводят очистку скважины механическими скребками, регулирование соотношения продолжительностей откачки и накопления выполняют с учетом очистки скважины, синхронизацию режимов работы станции управления и привода скребков осуществляют посредством модуля синхронизации, предназначенного для автоматического запуска привода скребков через заданный промежуток времени после запуска режима откачки в станции управления, при этом режим работы подбирают таким образом, чтобы время откачки было больше суммарного времени скребкования и рассчитанной длительности задержки между запуском двигателя погружной установки электроцентробежного насоса и привода скребка.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, модуль синхронизации соединяют как со станцией управления, так и с приводом скребков с помощью проводов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модуль синхронизации выполняют из двух блоков, имеющих беспроводную связь, при этом один из блоков устанавливают в станции управления, другой - в приводе скребков.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синхронизацию режимов работы станции управления и привода скребков осуществляют по времени с помощью часов, устанавливаемых в станции управления и в приводе скребка.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при проведении откачки учитывают задержку на время разгона привода насоса, и в случае отсутствия обратного клапана в УЭЦН или его неисправности данное время увеличивают на величину где L - длина спуска установки, м; S - сечение НКТ, м²; Q - дебит на поверхности во время откачки, м³/с.