Штанговая насосная установка для добычи высоковязких и парафинистых нефтей Российский патент 2022 года по МПК F04B47/12 E21B43/24 

Описание патента на изобретение RU2779282C1

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для скважинной добычи высоковязких и парафинистых нефтей.

Добыча высоковязкой нефти осложнена значительными гидравлическими сопротивлениями движению колонн штанг, отложениями парафина в подъемнике и слабым притоком продукции пласта в скважину. Механизированная добыча такой нефти без применения дополнительных мер становится нерентабельной.

Наиболее распространенными техническими средствами, обеспечивающими откачку высоковязких нефтей являются установки с двумя последовательно соединенными плунжерами насосов разного диаметра (А.с. СССР №1231261, F04B 47/12, заявл. 27.11.84, опубл. 15.05.1986 и патент РФ на изобретение №2161268, 47/00, заявл. 11.03.1999, опубл. 27.12.2000). Такое соединение позволяет получить дополнительную силу, направленную вниз и позволяющую частично преодолевать гидродинамическое трение штанг о жидкость при ходе колонны вниз. Эта сила пропорциональна разности площадей поперечного сечения плунжеров. Общим недостатком указанных конструкций является увеличение максимальных нагрузок в точке подвеса штанг на ту же величину при ходе колонны штанг вверх. Несмотря на то, что вероятность потери работоспособности оборудования уменьшается, рост максимальных нагрузок и напряжений в металле штанг приводит к снижению их наработки на отказ.

Известна скважинная штанговая насосная установка для добычи тяжелых высоковязких нефтей, позволяющая закачивать на забой скважины через колонну насосно-компрессорных труб и насос теплоноситель для снижения вязкости продукции и увеличения ее притока в скважину (патент РФ на полезную модель №132503, 47/02, заявл. 19.04.2013, опубл.20.09.2013). Она включает колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, два насоса разного диаметра, плунжеры которых соединены полым штоком, боковой приемный клапан верхнего насоса и хвостовик, спущенный до интервала перфорации скважины. Закачка теплоносителя производится с устья в колонну насосно-компрессорных труб и далее через насосы и хвостовик поступает на забой скважины. Продукция пласта поступает на поверхность по колонне полых штанг. Установка обладает недостатком, состоящим в больших потерях тепла при закачке теплоносителя в колонну насосно-компрессорных труб.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является штанговая насосная установка для добычи высоковязкой нефти (Патент РФ на полезную модель №141835, 47/02, заявл. 21.01.2014, опубл. 20.06.2014). Установка позволяет закачивать теплоноситель в колонну полых штанг на устье с помощью гибкого рукава высокого давления и снижать тем самым потери тепла в околоскважинное пространство. Установка включает колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, два насоса разного диаметра, плунжеры которых соединены полым штоком, боковой приемный клапан верхнего насоса, вертикальный канал внутри плунжера верхнего насоса, хвостовик, спущенный до забоя скважины. Нагнетательный клапан верхнего насоса расположен внутри вертикального канала его плунжера. Однако установка обладает существенными недостатками, состоящими в необходимости использования двух насосов и выполнения всасывающего клапана верхнего насоса боковым. Все это усложняет конструкцию установки, увеличивает нагрузки на оборудование и снижает надежность его работы. Указанную установку можно взять в качестве прототипа.

Техническими результатами заявляемого изобретения являются упрощение конструкции и повышение надежности работы штанговой насосной установки.

Поставленный технический результат решается описываемой штанговой насосной установкой для добычи высоковязких и парафинистых нефтей, содержащим колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, вставной насос со штоком и замковой опорой, хвостовик, опущенный до забоя и закрепленный к колонне насосно-компрессорных труб.

Новым является то, что колонна полых штанг соединена со штоком вставного насоса с помощью переводной муфты, а в нижней части колонны полых штанг выполнены каналы, соединяющие полости колонн насосно-компрессорных труб и полых штанг.

Предлагаемое изображение поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 схема установки при добыче скважинной продукции;

- на фиг. 2 - схема установки при тепловой обработке.

В скважину 1 на колоннах насосно-компрессорных труб 2 и полых штанг 3 спущен вставной насос со штоком 4, соединенным с плунжером 5, расположенным в цилиндре насоса 6. В плунжере 5 и цилиндре насоса 6 размещены соответственно нагнетательный 7 и всасывающий 8 клапаны. Шток 4 насоса сочленен с колонной полых штанг с помощью переводной муфты 9. В нижней части колонны полых штанг 3 выполнены каналы 10, соединяющие полости колонн насосно-компрессорных труб 2 и полых штанг 3. К колонне насосно-компрессорных труб труб 2 снизу соединен хвостовик 11, опущенный до забоя. На устье скважины колонна полых штанг 3 с помощью задвижки 12 соединена с гибким рукавом высокого давления (на фиг. не показан). Колонна насосно-компрессорных труб 2 через задвижку 13 соединена с коллектором. В нижней части колонны насосно-компрессорных труб 2 расположена опора 14 конусной формы, а на корпусе насоса установлена аналогичная ответная опора 15 (фиг. 2), образующие в целом замковую опору вставного насоса.

Работа штанговой насосной установки состоит в следующем.

Сначала в скважину 1 спускают колонну насосно-компрессорных труб 2 с хвостовиком 11. Далее в колонну труб 2 на колонне полых штанг 3 спускают вставной насос в сборе со штоком 4 и переводной муфтой 9. Опора 15 своей конусной частью входит в конусную часть ответной опоры 14 и герметизирует кольцевое пространство между насосом и трубами колонны 2. В процессе работы насоса пластовая жидкость поступает в хвостовик 11, далее откачивается плунжером 5 насоса в колонну насосно-компрессорных труб 2 и через задвижку 13 поступает в коллектор.

При необходимости тепловой обработки скважину останавливают и приподнимают колонну полых штанг на величину, достаточную для отрыва опоры 15 от опоры 14 (фиг. 2). При этом между корпусом насоса и трубами колонны 2 образуется кольцевая щель. После этого в колонну полых штанг 3 производят закачку теплоносителя. Теплоноситель далее выходит из колонны полых штанг в колонну насосно-компрессорных труб 2 через каналы 10 и через образовавшуюся кольцевую щель между насосом и трубами колонны 2 поступает на забой скважины через хвостовик 11.

После прогрева призабойной зоны пласта колонну полых штанг опускают и опора 15 за счет веса колонны полых штанг герметично прижмется к опоре 14. После запуска установки в работу добыча жидкости продолжительное время будет производиться с увеличенным дебитом и сниженными нагрузками на оборудование благодаря снижению вязкости продукции пласта.

Прогрев скважины теплоносителем производится и при отложениях парафина в колонне насосно-компрессорных труб 2. В этом случае частичный подъем колонны полых штанг 2 с целью образования кольцевой щели, а также остановка насоса не производятся. Закачиваемый в полые штанги теплоноситель выходит в колонну труб 2 через каналы 10 и, смешиваясь с добываемой продукцией, откачивается в коллектор. При этом происходят расплавление и унос парафина со стенок колонны труб 2 и внешней поверхности полых штанг 3.

Технико-экономическим преимуществом предложенного решения является упрощение конструктивного исполнения насосной установки и повышение надежности его работы. Установка позволяет также доставлять теплоноситель с помощью хвостовика на забой скважины с горизонтальным окончанием благодаря возможности использования труб малого диаметра хвостовика.

Похожие патенты RU2779282C1

название год авторы номер документа
Глубинно-насосная установка для беструбной эксплуатации скважины 2022
  • Нуриахметов Ленар Нафисович
RU2798647C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ С ВНУТРИСКВАЖИННОЙ СЕПАРАЦИЕЙ 2014
  • Галай Михаил Иванович
  • Демяненко Николай Александрович
  • Мулица Станислав Иосифович
  • Третьяков Дмитрий Леонидович
  • Серебренников Антон Валерьевич
  • Мануйло Василий Сергеевич
  • Токарев Вадим Владимирович
RU2575856C2
СПОСОБ ДОБЫЧИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ И ГЛУБИННО-НАСОСНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 1999
  • Тимашев А.Т.
  • Зарипов М.С.
  • Зиякаев З.Н.
  • Куповых С.Б.
  • Зиянгиров Р.М.
RU2189433C2
СПОСОБ ПРОМЫВКИ ФИЛЬТРА, УСТАНОВЛЕННОГО ПРИ ПРИЕМЕ СКВАЖИННОГО НАСОСА 2013
  • Валеев Мурад Давлетович
  • Ведерников Владимир Яковлевич
  • Иванов Александр Александрович
RU2531702C1
Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях, осложненных солеотложением в глубинно-насосном оборудовании 2022
  • Касимов Ульфат Тагирович
  • Пищаева Алсу Алмазовна
RU2786966C1
Способ эксплуатации и ремонта скважины, оборудованной скважинной штанговой насосной установкой, в условиях, осложненных снижением продуктивности призабойной зоны пласта 2022
  • Касимов Ульфат Тагирович
  • Пищаева Алсу Алмазовна
RU2787502C1
СПОСОБ ПОДЪЕМА СКВАЖИННОЙ ЖИДКОСТИ И КОМБИНИРОВАННЫЙ СКВАЖИННЫЙ ПОДЪЕМНИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1999
  • Василяди В.П.
  • Щукин А.И.
  • Василяди П.В.
  • Сергеева Л.В.
RU2160853C1
Установка штангового насоса с параллельно размещенными колоннами труб для эксплуатации скважин с повышенным выносом песка 2023
  • Брагин Дмитрий Викторович
  • Заиров Булат Фоатович
  • Басос Георгий Юрьевич
RU2815669C1
СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ И ВСТАВНОЙ НАСОС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Барсуков Ю.В.
  • Кивилев П.П.
RU2190756C1
СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ ШТАНГОВЫМ НАСОСОМ С ТЕПЛОВЫМ И ГАЗОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ПЛАСТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2022
  • Ахунов Рашит Мусагитович
  • Исрафилов Даниль Хамзович
  • Кочубей Михаил Владимирович
  • Исаев Анатолий Андреевич
  • Тахаутдинов Рустем Шафагатович
  • Малыхин Владимир Иванович
  • Валиев Равиль Фаритович
RU2790463C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 779 282 C1

Реферат патента 2022 года Штанговая насосная установка для добычи высоковязких и парафинистых нефтей

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для скважинной добычи высоковязких и парафинистых нефтей. Установка содержащит колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, вставной насос со штоком и замковой опорой, хвостовик, опущенный до забоя и закрепленный к колонне насосно-компрессорных труб. Колонна полых штанг соединена со штоком вставного насоса с помощью переводной муфты. В нижней части колонны полых штанг выполнены каналы, соединяющие полости колонн насосно-компрессорных труб и полых штанг. Упрощается конструкция, повышается надежность работы штанговой насосной установки. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 779 282 C1

Штанговая насосная установка для добычи высоковязких и парафинистых нефтей, содержащая колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, вставной насос со штоком и замковой опорой, хвостовик, опущенный до забоя и закрепленный к колонне насосно-компрессорных труб, отличающаяся тем, что колонна полых штанг соединена со штоком вставного насоса с помощью переводной муфты, а в нижней части колонны полых штанг выполнены каналы, соединяющие полости колонн насосно-компрессорных труб и полых штанг.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2022 года RU2779282C1

Цепная угольная пила УПК-1 1961
  • Классен Э.И.
  • Лидер В.А.
  • Солдатов А.М.
  • Широков А.П.
SU141835A1
SU 1447013 A1, 10.05.1996
Скважинная штанговая насосная установка 1983
  • Рылов Борис Михайлович
  • Гой Иван Михайлович
  • Янив Владимир Евстафиевич
  • Осипов Станислав Николаевич
SU1138482A1
Глубиннонасосная установка для добычи нефти 1977
  • Сердюк Василий Иванович
  • Пуртов Лев Николаевич
SU726313A1
СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС 2003
  • Залятов М.Ш.
  • Закиров А.Ф.
  • Курмашов А.А.
  • Джафаров Мирзахан Атакиши Оглы
RU2244162C1
ЗАМКОВАЯ ОПОРА ВСТАВНОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА 2010
  • Талалай Сергей Николаевич
  • Коршунов Валерий Николаевич
  • Машков Виктор Алексеевич
RU2436997C1
Пишущая машина для письма, например, арабским шрифтом 1949
  • Вальтер Мельтендорф
  • Гейнц Верт
  • Пауль Грабиц
SU92916A1
Способ электрошлаковой сварки пластинчатым электродом 1961
  • Сафонников А.Н.
SU149166A1
ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩИЙ ТВЕРДЫЙ СОСТАВ 2004
  • Зотов Вячеслав Иванович
  • Америков Владимир Георгиевич
RU2278827C2

RU 2 779 282 C1

Авторы

Исаев Анатолий Андреевич

Тахаутдинов Рустем Шафагатович

Малыхин Владимир Иванович

Шарифуллин Алмаз Амирзянович

Валеев Марат Давлетович

Ахунов Рашит Мусагитович

Даты

2022-09-05Публикация

2022-01-31Подача