Двухлифтовая установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной Российский патент 2023 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта.

Известна двухлифтовая установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной в условиях, осложненных выносом механических примесей из верхнего продуктивного пласта (патент RU №181346, МПК E21B 43/14, 43/08, опубл. 11.07.2018, бюл. №20), включающая основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на обеих колоннах лифтовых труб и выполненный с возможностью фиксации их относительно друг друга. При этом низ дополнительной колонны лифтовых труб между штанговым насосом и параллельным якорем оборудован патрубком с фильтрационными отверстиями, двумя или тремя насосно-компрессорными трубами, выполняющими роль шламосборника, и заглушкой в виде диска, установленной в муфтовом соединении.

Недостатками установки являются:

- сложность в обслуживании устройства, связанная с применяемой конструкцией параллельного якоря, приводящей к дополнительным операциями (стыковке, расстыковке) с дополнительной (короткой) колонной лифтовых труб при подземном ремонте, которые в отдельных случаях приводят к аварийным ситуациям;

- низкая работоспособность и надежность устройства, связанная с засорением механическими примесями штангового насоса, добывающего продукцию из верхнего горизонта, и выводом его из эксплуатации. Патрубок с фильтрационными отверстиями не обеспечивает надежную защиту от мелких механических примесей, составляющих основную часть примесей, выносимых из пласта, которые приводят к выходу из строя узлов штангового насоса. Уменьшение же размеров фильтрационных отверстий патрубка приведет к быстрому забиванию отверстий крупными механическими примесями и снижению коэффициента подачи штангового насоса, потерям нефти и снижению КПД установки. Оснастить же дополнительную (короткую) колонну лифтовых труб дополнительным оборудованием ниже якоря (например, хвостовиком, газопесочным якорем и прочем) невозможно.

Известна двухлифтовая установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной для условий, осложненных содержанием механических примесей и свободного газа в продукции верхнего объекта (патент RU №209245, МПК E21B 43/14, опубл. 08.02.2022, бюл. №4), включающая основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь. Параллельный якорь установлен на обеих колоннах лифтовых труб и выполненный с возможностью фиксации их относительно друг друга. Дополнительная колонна лифтовых труб снабжена патрубком с фильтрационными отверстиями, двумя или тремя насосно-компрессорными трубами, выполняющими роль шламосборника, и заглушкой в виде диска, установленной в муфтовом соединении. В качестве скважинного насоса дополнительной колонны используется вставной штанговый насос с верхним креплением замковой опоры, а патрубок с фильтрационными отверстиями установлен непосредственно ниже замковой опоры, прием вставного штангового насоса дополнительно оборудован сквозным патрубком длиной 0,5 м и наружным диаметром меньшим наружного диаметра цилиндра вставного насоса, причем расстояние от нижних фильтрационных отверстий до низа сквозного патрубка составляет не менее 3 м, в заглушке установлен клапан для сброса механических примесей, оседающих в шламосборнике, над пакером установлена дополнительная манжета, предотвращающая присыпание пакера механическими примесями.

Недостатками установки также являются:

- сложность в обслуживании устройства, связанная с применяемой конструкцией параллельного якоря, приводящей к дополнительным операциями (стыковке, расстыковке) с дополнительной (короткой) колонной лифтовых труб при подземном ремонте, которые в отдельных случаях приводят к аварийным ситуациям;

- низкая работоспособность и надежность устройства, связанная с засорением механическими примесями штангового насоса, добывающего продукцию из верхнего горизонта, и выводом его из эксплуатации. Патрубок с фильтрационными отверстиями не обеспечивает надежную защиту от мелких механических примесей, составляющих основную часть примесей, выносимых из пласта, которые приводят к выходу из строя узлов штангового насоса. Уменьшение же размеров фильтрационных отверстий патрубка приведет к быстрому забиванию отверстий крупными механическими примесями и снижению коэффициента подачи штангового насоса, потерям нефти и снижению КПД установки. Оснастить же дополнительную (короткую) колонну лифтовых труб дополнительным оборудованием ниже якоря (например, хвостовиком, газопесочным якорем и прочем) невозможно;

- ограниченные функциональные возможности устройства, связанные с применением только вставного штангового насоса, добывающего продукцию из верхнего объекта, что не позволяет использование штангового насоса с диаметром плунжера 44 мм и более из-за ограничений типоразмера колонны насосно-компрессорных труб (48 или 60 мм) для двухлифтовых установок, а также установка шламосборника выше параллельного якоря, что приводит к необходимости уменьшения глубины подвески штангового насоса, добывающего продукцию из верхнего объекта, что также ограничивает функциональные возможности установки, так как для обеспечения максимального отбора жидкости и добычи нефти наоборот необходимо производить спуск штангового насоса глубже, то есть ближе в кровле пласта.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (патент RU №72720, МПК E21B 43/14, опубл. 27.04.2008, бюл. №12), включающая основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на основной колонне лифтовых труб. Параллельный якорь установлен на обеих колоннах лифтовых трубах и выполнен с возможностью фиксации их относительно друг друга. Двухствольная арматура содержит фланец с устьевыми сальниками, снабженный отверстиями для крепления к устью скважины трубодержатель основных лифтовых труб, оснащенным резьбой, и трубодержатель дополнительных лифтовых труб с верхней и нижней резьбами, изготовленный в виде полой резьбовой втулки, которая выполнена с возможностью герметичной фиксации непосредственно во втором канале фланца. При этом трубодержатель основных лифтовых труб двухствольной арматуры выполнен в виде резьбы непосредственно снизу фланца. Герметизирующие головки могут быть выполнены различной высоты относительно фланца, а основной и дополнительный приводы могут быть установлены соответственно на основаниях различной высоты для упрощения их установки и регулирования. Дополнительные лифтовые трубы могут быть выполнены с возможностью отсоединения от параллельного якоря натяжением с поворотом по часовой. Сальники герметизирующих головок могут быть снабжены шарнирным соединением, позволяющим отклоняться им от вертикали в процессе установки и работы приводов. Пакер может быть выполнен с возможностью фиксации и натяжения основных лифтовых труб.

Недостатками установки являются:

- сложность в обслуживании устройства, связанная с применяемой конструкцией параллельного якоря, приводящей к дополнительным операциями (стыковке, расстыковке) с дополнительной (короткой) колонной лифтовых труб при подземном ремонте, которые в отдельных случаях приводят к аварийным ситуациям;

- низкая работоспособность устройства, связанная с засорением механическими примесями штангового насоса, добывающего продукцию из верхнего горизонта, и выводом его из эксплуатации, вследствие невозможности спуска на дополнительной (короткой) колонне лифтовых труб дополнительного оборудования ниже якоря (например, хвостовик, газопесочный якорь и прочее).

Техническими задачами заявляемой полезной модели являются упрощение конструкции и повышение надежности работы двухлифтовой установки для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной, обеспечивающей защиту от засорения механическими примесями штангового насоса, добывающего продукцию из верхнего объекта, а также упрощение обслуживания возможностью жесткой фиксации только основной колонны лифтовых труб, исключение закручивания дополнительной колонны лифтовых труб вокруг основной колонны лифтовых труб в процессе работы штангового насоса, снижение продолжительности ремонта за счет исключения операций по стыковке и расстыковке дополнительной колонны лифтовых труб с параллельным якорем.

Технические задачи решаются двухлифтовой установкой для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной, включающей основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на основной колонне лифтовых труб.

Новым является то, что ниже параллельного якоря на приеме дополнительной колонны лифтовых труб установлен противопесочный якорь с контейнером из насосно-компрессорных труб и сферической заглушкой, сферическая заглушка имеет в верхней части резьбу для присоединения к насосно-компрессорным трубам контейнера и его герметизации для скапливания механических примесей, параллельный якорь выполнен в виде полуцилиндрического тела с продольным каналом, обеспечивающим фиксацию основной колонны лифтовых труб, при этом на внутренней поверхности параллельного якоря выполнен продольный полусферический паз с закругленными углами, а верхняя стенка выполнена под уклоном, обеспечивающим направление при спуске дополнительной колонне лифтовых труб.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой двухлифтовой установки.

На фиг. 2 изображена схема параллельного якоря предлагаемой двухлифтовой установки.

Двухлифтовая установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной состоит из основного 1 и дополнительного 2 приводов, пакера 3, установленного между верхним 4 и нижним 5 продуктивными пластами, основную 6, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную 7, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами 8 и 9, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой 10, параллельный якорь 11, установленный на обеих колоннах лифтовых труб 6 и 7.

Ниже параллельного якоря 11 на приеме дополнительной колонны лифтовых труб 7 установлен противопесочный якорь 12 с контейнером 13 и сферической заглушкой 14. В качестве контейнера 13 применяют насосно-компрессорные трубы номинальным диаметром равным диаметру дополнительной колонны лифтовых труб 7. Сферическая заглушка 14 имеет в верхней части резьбу для присоединения к насосно-компрессорным трубам контейнера 13 и его герметизации для скапливания механических примесей. Такое оснащение дополнительной колонны лифтовых труб 7 противопесочным якорем 12 обеспечивает защиту от засорения механическими примесями штангового насоса 9, добывающего продукцию из верхнего объекта 4, а сферическая заглушка 14 снижает риск аварии или осложнений при спуске дополнительной колонны труб 7 в результате упора или заклинивания плунжера в цилиндре насоса 9.

Параллельный якорь 11 выполнен в виде полуцилиндрического тела с продольным каналом 15, обеспечивающим фиксацию основной колонны лифтовых труб 6.

При этом на внутренней поверхности 16 параллельного якоря 11 выполнен продольный полусферические паз 17 с закругленными углами, а верхняя стенка 18 выполнена под уклоном, обеспечивающим направление при спуске дополнительной колонне лифтовых труб.

За верхнюю стенку 18 параллельного якоря 11 принимать стенку наиболее близкую к устью скважины.

Параллельный якорь 11 жестко зафиксирован на основной колонне лифтовых труб 6. Отсутствие жесткой фиксации с дополнительной колонны лифтовых труб 7 обеспечивает возможностью оснащать дополнительную колонну лифтовых труб 7 оборудованием для защиты от механических примесей, а также исключать операции по стыковке и расстыковке дополнительной колонны лифтовых труб 7 с параллельным якорем 11, что снижает продолжительность ремонта, исключает аварийные ситуации.

Верхняя стенка 18 параллельного якоря 11 направляет при спуске дополнительную колонну лифтовых труб 7. Продольные полусферические пазы 18 с закругленными углами исключают закручивание дополнительной колонны лифтовых труб 7 вокруг основной колонны лифтовых труб 6 в процессе работы штангового насоса 9.

Двухлифтовая установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной работает следующим образом.

При работе штанговых насосов 8 и 9 происходит раздельный подъем добываемой жидкости по колоннам лифтовых труб 6 и 7 благодаря наличию пакера 3, разделяющего пласты 4 и 5.

Скважинная жидкость из пласта 4 поступает в противопесочный якорь 12, в котором за счет гравитационного эффекта при изменении направления потока происходит сепарация механических примесей в контейнер 13. После чего очищенная жидкость поступает в насос 9 и далее по дополнительной колонне лифтовых труб 7 поднимается в систему сбора.

Предлагаемая конструкция двухлифтовой установки для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной является простой, надежной, обеспечивающей защиту от засорения механическими примесями штангового насоса, добывающего продукцию из верхнего объекта, а также упрощает обслуживание возможностью жесткой фиксации только основной колонны лифтовых труб, исключает закручивания дополнительной колонны лифтовых труб вокруг основной колонны лифтовых труб в процессе работы штангового насоса, снижает продолжительность ремонта за счет исключения операций по стыковке и расстыковке дополнительной колонны лифтовых труб с параллельным якорем.

Изобретение относится к двухлифтовой установке для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной. Двухлифтовая установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной включает основной и дополнительный приводы. Установка содержит пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами. Установка включает основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами. Колонны лифтовых труб закреплены на устье скважины двухствольной арматурой. На основной колонне лифтовых труб установлен параллельный якорь. Ниже параллельного якоря на приеме дополнительной колонны лифтовых труб установлен противопесочный якорь с контейнером из насосно-компрессорных труб и сферической заглушкой. Сферическая заглушка имеет в верхней части резьбу для присоединения к насосно-компрессорным трубам контейнера и его герметизации для скапливания механических примесей. Параллельный якорь выполнен в виде полуцилиндрического тела с продольным каналом, обеспечивающим фиксацию основной колонны лифтовых труб. На внутренней поверхности параллельного якоря выполнен продольный полусферический паз с закругленными углами. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении надежности работы двухлифтовой установки для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной, в обеспечении защиты от засорения механическими примесями, в упрощении обслуживания, в исключении возможности закручивания дополнительной колонны лифтовых труб, в снижении продолжительности ремонта. 2 ил.

Двухлифтовая установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной, включающая основной и дополнительный приводы, пакер, установленный между верхним и нижним продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, колонны лифтовых труб со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на основной колонне лифтовых труб, отличающаяся тем, что ниже параллельного якоря на приеме дополнительной колонны лифтовых труб установлен противопесочный якорь с контейнером из насосно-компрессорных труб и сферической заглушкой, сферическая заглушка имеет в верхней части резьбу для присоединения к насосно-компрессорным трубам контейнера и его герметизации для скапливания механических примесей, параллельный якорь выполнен в виде полуцилиндрического тела с продольным каналом, обеспечивающим фиксацию основной колонны лифтовых труб, при этом на внутренней поверхности параллельного якоря выполнен продольный полусферический паз с закругленными углами, а верхняя стенка выполнена под уклоном, обеспечивающим направление при спуске дополнительной колонне лифтовых труб.