Способ одновременно-раздельной эксплуатации скважины с применением траверсы Российский патент 2021 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при эксплуатации добывающих нефтяных скважин с оборудованием для двухлифтовой одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) любых типов станков-качалок и цепных приводов.

Известен привод скважинного штангового насоса, выполненный в виде станка-качалки, содержащий размещенные на раме электродвигатель, редуктор, стойку, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, противовес, головку балансира, связанного с колонной штанг посредством канатов и подвески. Согласно изобретению, привод дополнительно содержит размещенные на раме стойки, на вершине которых установлены жестко соединенные между собой шкивы с закрепленными на них одним концом канатами, попарно образующих три канатные пары, причем другим концом одна канатная пара соединена с подвеской станка-качалки, другая канатная пара посредством подвески соединена со второй колонной штанг, а третья канатная пара соединена с противовесом, размещенным между стойками с возможностью перемещения посредством роликов. Дополнительно отношение диаметров шкивов равно отношению длины ходов колонн штанг (патент РФ № 2351802, кл. F04B 47/02, опубл. 10.04.2009).

Недостатком известного способа является необходимость применения нескольких станков для подъема продукции. Эффективность способа остается низкой при высоких затратах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является привод с канатной связью для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов через одну скважину штанговыми насосами. Согласно изобретению, для приведения в действие двух штанговых насосов, расположенных на разных горизонтах одной скважины в двух параллельных колоннах насосно-компрессорных труб, используются два каната, прикрепленных к общей траверсе, один из которых перекинут через один, а другой - через два канатных шкива, в результате чего при движении траверсы, создаваемом двумя гидродомкратами, канатные подвески совершают встречное движение, передаваемое скважинным насосам (патент РФ № 2519033, кл. E21B 43/14, E21B 19/086, F04B 47/04, опубл. 10.06.2014 - прототип).

Недостатком известного способа является техническая сложность и невысокая надежность установки, что приводит к снижению межремонтного периода скважины, соответственно, и к снижению эффективности способа.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности эксплуатации скважины с двухлифтовым ОРЭ и снижение затрат.

Задача решается тем, что в способе одновременно-раздельной эксплуатации скважины с применением траверсы, включающем одновременно-раздельную эксплуатацию двух пластов через одну скважину насосами, размещёнными на двух параллельных колоннах насосно-компрессорных труб с использованием двух канатов, прикрепленных к общей траверсе, согласно изобретению, используют двухлифтовую систему одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, в качестве наземного привода применяют станок-качалку или цепной привод, в которых две канатные подвески от преобразующего редуцирующего механизма в цепном приводе перекидывают через канатный шкив, либо канаты прикрепляют к головке балансира станка-качалки, после чего к канатам крепят специальную двойную траверсу длиной 350-450 мм, шириной 120-180 мм и высотой 60-70 мм, имеющей четыре сплошных отверстия, расположенных в одну линию вдоль большей оси траверсы, два отверстия являются наружными с диаметром 30-40 мм и предназначены для крепления к двум канатам, два других отверстия с диаметром 35-40 мм расположены с внутренней стороны траверсы и предназначены для крепления к двум полированным штокам, расстояние между внутренними отверстиями выполняют 90-110 мм, каждый из штоков с соответствующей насосно-компрессорной трубой и штанговым глубинным насосом регулируют и настраивают на работу на один из двух пластов, после чего скважину пускают в эксплуатацию.

Сущность изобретения

При эксплуатации добывающих скважин широкое применение находят технологии ОРЭ, которые позволяют вести одновременно-раздельную эксплуатацию двух пластов. При использовании двухлифтового ОРЭ необходим дополнительный наземный привод, как правило для подъема жидкости по разным лифтам используют пару станков-качалок или цепных приводов. Данный способ является дорогостоящим по причине использования дополнительных затрат по монтажу данного оборудования и соответствующих эксплуатационных затрат.

На эффективность эксплуатации скважины с ОРЭ и снижение затрат существенное влияние оказывает техническая часть оборудования, которая должна быть простой и надежной. Существующие технические решения не в полной мере позволяют выполнить данную задачу. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности эксплуатации скважины с двухлифтовым ОРЭ и снижение затрат. Задача решается следующим образом.

На фиг. 1 представлен схематический чертеж траверсы. На фиг. 2 приведен общий вид станка-качалки и расположения двойной траверсы. Обозначения: 1 – специальная траверса, 2, 3 – наружные отверстия для крепления канатов, 4, 5 – внутренние отверстия для крепления полированных штоков.

Способ реализуют следующим образом.

Подбирают скважину, в которой необходимо осуществить раздельный отбор жидкости с двух пластов. Для этого используют двухлифтовую систему одновременно-раздельной эксплуатации. В качестве наземного привода применяют либо станок-качалку, либо цепной привод в зависимости от характеристик и дебитов отбираемой жидкости.

В цепном приводе две канатные подвески от преобразующего редуцирующего механизма перекидывают через канатный шкив. У станка-качалки две канатные подвески прикрепляют к головке балансира.

Далее к канатам крепят специальную двойную траверсу 1 длиной 350-450 мм, шириной 120-180 мм и высотой 60-70 мм (фиг. 1, 2). Согласно расчетам, меньшие геометрические размеры траверсы для большинства скважин не отвечают конструктивной прочности, тогда как большего размера создают дополнительную нагрузку на наземный привод, повышая затраты на электроэнергию.

Траверса 1 имеет четыре сплошных отверстия 2-5, расположенных в одну линию вдоль большей оси траверсы. Два отверстия 2, 3 являются наружными с диаметром 30-40 мм и предназначены для крепления к двум канатам. Два других отверстия 4, 5 с диаметром 35-40 мм расположены с внутренней стороны траверсы и предназначены для крепления к двум полированным штокам. Расстояние между внутренними отверстиями 4, 5 выполняют 90-110 мм. Согласно расчетам, выполнение отверстий 2, 3 диаметром, меньшим, чем 30 мм может привести к обрыву канатов, тогда как больше 40 мм нецелесообразно, т.к. увеличивает нагрузку на привод. Выполнение отверстий 4, 5 диаметром, меньшим, чем 35 мм может привести к обрыву штанг, тогда как больше 40 мм нецелесообразно, т.к. имеются ограничения по диаметру насосно-компрессорных труб, кроме того увеличивается нагрузка на привод. Также, согласно расчетам, размеры насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонны скважины не позволяют выполнять расстояние между внутренними отверстиями 4, 5 менее 90 мм и более 110 мм.

Каждый из штоков с соответствующей насосно-компрессорной трубой и штанговым глубинным насосом регулируют и настраивают на работу на один из двух пластов, после чего, скважину пускают в эксплуатацию.

Результатом внедрения данного способа является повышение эффективности эксплуатации скважины с двухлифтовым ОРЭ и снижение затрат.

Примеры конкретного выполнения способа

Пример 1. Подбирают скважину, в которой необходимо осуществить раздельный отбор жидкости с двух пластов. Для этого используют двухлифтовую систему ОРЭ. В качестве наземного привода применяют станок-качалку. Две канатные подвески прикрепляют к головке балансира.

Далее к канатам крепят специальную двойную траверсу 1 длиной 399 мм, шириной 150 мм и высотой 66 мм (фиг. 1, 2). Траверса 1 имеет четыре сплошных отверстия 2-5, расположенных в одну линию вдоль большей оси траверсы. Два отверстия 2, 3 являются наружными с диаметром 35 мм и предназначены для крепления к двум канатам. Два других отверстия 4, 5 с диаметром 38 мм расположены с внутренней стороны траверсы и предназначены для крепления к двум полированным штокам. Расстояние между внутренними отверстиями 4, 5 выполняют значением 99 мм. Прочие параметры траверсы 1 приведены на фиг. 1.

Каждый из штоков с соответствующей насосно-компрессорной трубой и штанговым глубинным насосом регулируют и настраивают на работу на один из двух пластов, после чего, скважину пускают в эксплуатацию.

Пример 2. Выполняют как пример 1. Скважина имеет меньшие размеры по сравнению с примером 1 и рассчитана на меньший и более вязкий дебит жидкости. В качестве наземного привода применяют цепной привод, в котором две канатные подвески от преобразующего редуцирующего механизма перекидывают через канатный шкив. К канатам крепят траверсу 1 длиной 350 мм, шириной 120 мм и высотой 60 мм. Два наружных отверстия 2, 3 траверсы имеют диаметр 30 мм, два внутренних отверстия 4, 5 – диаметр 35 мм. Расстояние между внутренними отверстиями 4, 5 выполняют значением 90 мм.

Пример 3. Выполняют как пример 1. Скважина имеет большие размеры по сравнению с примером 1 и рассчитана на больший дебит жидкости. К канатам крепят траверсу 1 длиной 450 мм, шириной 180 мм и высотой 70 мм. Два наружных отверстия 2, 3 траверсы имеют диаметр 40 мм, два внутренних отверстия 4, 5 – диаметр 40 мм. Расстояние между внутренними отверстиями 4, 5 выполняют значением 110 мм.

Расчет технико-экономического обоснования применения способа приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Расчет технико-экономического обоснования применения способа

№ п/п Показатели Ед. изм Аналог Прототип Предлагаемый способ 1 Монтаж привода станка-качалки тыс.руб 500 250 250 2 Аренды (эксплуатационные затраты) привода станка-качалки тыс.руб в год 216 108 108 3 Стоимость специального оборудования (траверсы) тыс.руб - 46 14 4 Общие затраты за 10 лет эксплуатации тыс.руб 2 660 1376 1344 5 Межремонтный период лет 0.9 1.3 1.5 6 Добыча нефти за 10 лет эксплуатации тыс. т. 10.1 14.6 16.9 7 Чистый дисконтированный доход за 10 лет тыс.руб 17620 27917 32456

В результате эксплуатации за 10 лет, которую ограничили обводнением добывающей скважины до 98% было добыто с 16,9 тыс.т нефти. По прототипу при прочих равных условиях было добыто 14,6 тыс.т нефти, по аналогу – 10,1 тыс. т. Добычи нефти по предлагаемому способу по сравнению с прототипом – 2,3 тыс. т, по сравнению с аналогом – 6,8 тыс.т. Наименьшие затраты и максимальный межремонтный период составили по предлагаемому способу, прирост чистого дисконтированного дохода по предлагаемому способу по сравнению с прототипом – 4539 тыс. руб., по сравнению с аналогом – 14836 тыс.руб.

Таким образом, предлагаемый способ повышает эффективность эксплуатации скважины с ОРЭ, увеличивает межремонтный период и снижает затраты за счет использования специальной траверсы, которая в свою очередь позволяет производить отбор жидкости двухлифтовым ОРЭ одним единственным наземным приводом на скважинах эксплуатационного фонда.

Применение предложенного способа позволит решить задачу повышения эффективности эксплуатации скважины с двухлифтовым ОРЭ и снижение затрат.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при эксплуатации добывающих нефтяных скважин с оборудованием для двухлифтовой одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ). Способ включает одновременно-раздельную эксплуатацию двух пластов через одну скважину насосами, размещёнными на двух параллельных колоннах насосно-компрессорных труб с использованием двух канатов, прикрепленных к общей траверсе. Используют двухлифтовую систему одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, в качестве наземного привода применяют станок-качалку или цепной привод, в которых две канатные подвески от преобразующего редуцирующего механизма в цепном приводе перекидывают через канатный шкив, либо канаты прикрепляют к головке балансира станка-качалки, после чего к канатам крепят двойную траверсу длиной 350-450 мм, шириной 120-180 мм и высотой 60-70 мм, имеющей четыре сплошных отверстия, расположенных в одну линию вдоль большей оси траверсы. Два отверстия являются наружными с диаметром 30-40 мм и предназначены для крепления к двум канатам, два других отверстия с диаметром 35-40 мм расположены с внутренней стороны траверсы и предназначены для крепления к двум полированным штокам. Расстояние между внутренними отверстиями выполняют 90-110 мм, каждый из штоков с соответствующей насосно-компрессорной трубой и штанговым глубинным насосом регулируют и настраивают на работу на один из двух пластов, после чего скважину пускают в эксплуатацию. Обеспечивается повышение эффективности эксплуатации скважины с двухлифтовым ОРЭ, повышается надежность. 1 табл., 2 ил.

Способ одновременно-раздельной эксплуатации скважины с применением траверсы, включающий одновременно-раздельную эксплуатацию двух пластов через одну скважину насосами, размещёнными на двух параллельных колоннах насосно-компрессорных труб с использованием двух канатов, прикрепленных к общей траверсе, отличающийся тем, что используют двухлифтовую систему одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, в качестве наземного привода применяют станок-качалку или цепной привод, в которых две канатные подвески от преобразующего редуцирующего механизма в цепном приводе перекидывают через канатный шкив, либо канаты прикрепляют к головке балансира станка-качалки, после чего к канатам крепят специальную двойную траверсу длиной 350-450 мм, шириной 120-180 мм и высотой 60-70 мм, имеющей четыре сплошных отверстия, расположенных в одну линию вдоль большей оси траверсы, два отверстия являются наружными с диаметром 30-40 мм и предназначены для крепления к двум канатам, два других отверстия с диаметром 35-40 мм расположены с внутренней стороны траверсы и предназначены для крепления к двум полированным штокам, расстояние между внутренними отверстиями выполняют 90-110 мм, каждый из штоков с соответствующей насосно-компрессорной трубой и штанговым глубинным насосом регулируют и настраивают на работу на один из двух пластов, после чего скважину пускают в эксплуатацию.