Компоновка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин Российский патент 2020 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин, с раздельным учетом добываемого флюида.

Известно устройство для добычи нефти, включающее в себя: верхний модуль и нижний модуль, выполненные с возможностью соединения и разъединения по телескопическому герметизирующему разъему. Возможность соединения и разъединения верхнего и нижнего модулей обеспечивается за счет расположенного в нижней части верхнего модуля плунжера и расположенного в верхней части нижнего модуля цилиндра с воронкой. Нижний модуль устройства снабжен пакером, ниже которого установлен фильтр. Центральная часть нижнего модуля выполнена в виде полой трубы. Верхний модуль содержит нижний насос и верхний насос, кинематически связанные с расположенным между ними двухсторонним погружным электродвигателем. Над нижним насосом в верхнем модуле расположен клапан отсекатель. В верхнем модуле под нижним насосом расположен расходомер. Верхний насос снабжен приемным модулем или газосепаратором. (Патент RU №138 689 U1 на полезную модель. Устройство для добычи нефти. - МПК: Е21В 43/14, F04D 13/10. - Опубл. 20.03.2014).

Известно устройство для добычи нефти относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти из скважин. Техническим результатом заявленного технического решения является обеспечение возможности осуществления раздельного замера дебета продукта, добываемого нижнего и верхнего пластов за счет устройства для добычи нефти, характеризующегося тем, что содержит верхний и нижний модули, выполненные с возможностью соединения и разъединения, при этом нижний модуль снабжен нижним пакером, верхний модуль содержит нижний и верхний насосы, в верхнем модуле установлен дополнительный верхний пакер, забор нижнего насоса сообщен первым трубопроводом с подпакерным пространством нижнего пакера, а его выброс сообщен с напдакерным пространством верхнего пакера, забор верхнего насоса сообщен с надпакерным пространством верхнего пакера, подпакерное пространство верхнего пакера сообщено вторым трубопроводом с надпакерным пространством верхнего пакера, при этом в первом трубопроводе установлен первый расходомер, а во втором трубопроводе установлен второй расходомер; первый и второй трубопроводы в подпакерном пространстве верхнего пакера расположены коаксиально. (Патент RU №187 752 U1 на полезную модель. Устройство для добычи нефти. - МПК: Е21В 43/14, F04D 13/14. - Опубл. 18.03.2019).

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, принятым за прототип, является глубиннонасосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной (варианты), включающая колонну лифтовых труб, пакер, разобщающий в скважине верхний и нижний пласты, погружной двусторонний электродвигатель с гидрозащитой с обеих сторон, который приводными валами соединен с верхним и нижним центробежными насосами, верхний из которых низом соединен с приемным модулем, выполненным с боковыми каналами входа жидкости из верхнего пласта и нижнего центробежного насоса, и сообщающийся выходом с колонной лифтовых труб, электрический кабель, герметически соединенный с электродвигателем, и хвостовик. Ствол пакера снизу соединен с хвостовиком, оснащенным фильтром для приема жидкости из нижнего пласта, и сверху - с входом в нижний центробежный насос, последний снабжен выходным модулем с боковыми каналами выхода жидкости в надпакерное межтрубное пространство, пристыкованным к низу погружного электродвигателя, а внутри выходного модуля размещены нижние приводной вал и устройство гидрозащиты погружного электродвигателя, при этом приемный модуль верхнего центробежного насоса дополнительно снабжен скважинным фильтром и пристыкован к погружному электродвигателю сверху, а внутри приемного модуля размещены верхний приводной вал и устройство гидрозащиты погружного электродвигателя, причем верхний центробежный насос выбран с производительностью, по меньшей мере равной суммарному дебиту обоих пластов скважины при равной частоте вращения приводных валов электродвигателя. (Патент RU №2546685 C2 на изобретение. Глубиннонасосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной (варианты). - МПК: Е21В 43/14, F04D 13/14. - Опубл. 10.04.2015).

Общим недостатком известных установок является низкая надежность оборудования из-за особенности конструкции двустороннего погружного электродвигателя, а наличие нижнего насоса ведет к повышенному энергопотреблению всей установки и низкой эффективности эксплуатации.

Техническим результатом является повышение надежности установки при эксплуатации скважин путем упрощения конструкции и снижения энергопотребления за счет применения одностороннего погружного электродвигателя.

Технический результат достигается за счет использования компоновки, принципиальная схема которой представлена на фиг. 1. Компоновка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин содержит клапан сбивной 1, клапан обратный шариковый 2, секции электроцентробежного насоса 3, погружной герметичный привод 4, включающий в себя приемное устройство 5 для поступления жидкости с пластов, гидравлическую защиту погружного электродвигателя 6, питающий кабель 7, односторонний погружной электродвигатель 8 с термоманометрической системой 9, измерительный комплекс, в состав которого входят связанные между собой с помощью геофизического кабеля 10 измерительные модули 11, 13 и фильтрующие элементы 12, устройство для защиты пакера от присыпания 14, пакер 15, хвостовик насосно-компрессорных труб 16, подвесной фильтр 17. Фильтрующие элементы 12 и подвесной фильтр 17 предназначены для защиты от попадания механических примесей в область измерительных модулей 11 и 13. Повышение надежности конструкции по сравнению с аналогами достигается за счет исключения из состава компоновки нижней гидравлической защиты погружного маслонаполненного электродвигателя, и применения одностороннего асинхронного погружного электродвигателя. Данное конструктивное исполнение снижает вероятность попадания пластовой жидкости через нижнее основание во внутреннюю полость электродвигателя. Конструкция погружного герметичного привода выполнена таким образом, чтобы технически обеспечить оптимальные условия работы погружного электродвигателя, при осложняющих факторах эксплуатации скважин, высокая температура пластовой жидкости и низкие приточные свойства пласта. На повышение надежности влияет наличие фильтрующих элементов 12 и подвесного фильтра 17, задачей которых является защита от попадания механических примесей и посторонних включений, содержащихся в пластовом флюиде в рабочую область измерительных модулей 11, 13, что увеличивает их ресурс. Причем для обеспечения отсутствия перетоков пластовой жидкости с разных пластов между каналами измерительных модулей в конструкции измерительного комплекса установлены обратные клапаны по типу «шарик-седло», а также сальниковое уплотнение геофизического кабеля. Особенность конструкции измерительного комплекса позволяет обеспечивать защиту геофизического кабеля 10 от механических повреждений в ходе спускоподъемных операций. Наличие в компоновке устройства для защиты пакера от присыпания 14 в ходе длительной эксплуатации скважины обеспечивает безаварийное извлечение пакера из скважины.

Снижение энергопотребления достигается путем исключения из компоновки нижней гидравлической защиты погружного электродвигателя и нижнего насоса. Погружной герметичный привод позволяет обеспечить оптимальную работу и охлаждение погружного электродвигателя при размещении компоновки между пластами скважины, что в свою очередь снимает ограничения по расстоянию между эксплуатируемыми пластами и открывает более широкие возможности для применения компоновки для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин.

Приведенные совокупности технических решений исследованы на соответствие условию патентоспособности «новизна». В результате исследования установлено, что из существующего уровня техники не известны аналоги, в полной мере тождественные всем признакам заявленных технических решений. Это позволяет заключить, о соответствии предложения заявителя критерию патентоспособности «новизна» и уровню решенной технической задачи.

В результате анализа существующих решений в данной области техники было установлено, что отличительные от прототипа признаки технических решений не следуют явным образом из уровня техники, следовательно, заявляемые технические решения соответствуют критерию патентоспособности «новизна».

Конструктивное исполнения и технологичность компоновки для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин позволяет применять ее на существующих нефтяных скважинах по установленной технологии, что соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин, с раздельным учетом добываемого флюида. Компоновка включает в себя (сверху-вниз) клапан сбивной, клапан обратный шариковый, секции электроцентробежного насоса, погружной герметичный привод, приемное устройство для поступления жидкости из пластов, гидравлическую защиту, измерительный комплекс, устройство для защиты пакера от присыпания, пакер, хвостовик из насосно-компрессорных труб, подвесной фильтр. Погружной электродвигатель выполнен односторонним с термоманометрической системой. В состав измерительного комплекса входят соединенные между собой с помощью геофизического кабеля измерительные модули и фильтроэлементы. Между каналами измерительных модулей в конструкции измерительного комплекса установлены обратные клапаны по типу «шарик-седло». Геофизический кабель имеет сальниковое уплотнение. Достигается технический результат - обеспечение конструктивной надежности погружного оборудования, входящего в состав компоновки при эксплуатации многопластовых скважин с размещением компоновки между пластами и снижение энергопотребления. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Компоновка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин, содержащая клапан сбивной, клапан обратный шариковый, секции электроцентробежного насоса, погружной герметичный привод, приемное устройство, гидравлическую защиту погружного электродвигателя, погружной электродвигатель с термоманометрической системой, питающий кабель, измерительный комплекс, в состав которого входят связанные между собой с помощью геофизического кабеля измерительные модули и фильтрующие элементы, пакер, хвостовик насосно-компрессорных труб, подвесной фильтр, отличающаяся тем, что в качестве привода центробежного насоса используется односторонний погружной электродвигатель, причем для обеспечения отсутствия перетоков пластовой жидкости с разных пластов между каналами измерительных модулей в конструкции измерительного комплекса установлены обратные клапаны по типу «шарик-седло», а также сальниковое уплотнение геофизического кабеля, причем в состав компоновки входит устройство для защиты пакера от присыпания.

2. Компоновка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин по п.1, отличающаяся тем, что в качестве приемного устройства используется газостабилизирующее устройство.

3. Компоновка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин по п.1, отличающаяся тем, что в качестве приемного устройства используется газодиспергирующее устройство.

4. Компоновка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых скважин по п.1, отличающаяся тем, что в качестве приемного устройства используется газоотводящее устройство.