Устройство для одновременной добычи нефти из двух пластов Российский патент 2023 года по МПК E21B43/14 F04B47/06 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, и может использоваться в составе компоновки с электроцентробежным насосом для одновременно-раздельной эксплуатации в скважинах с низким пластовым давлением и использует гидродинамическую энергию восходящего потока флюида, создаваемую электроцентробежным насосом в подпакерной зоне.

Известно устройство для одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов (RU120704 U1), включающая секцию рабочих колес, приемный патрубок для поступления жидкости из нижнего пласта в эту секцию, пакер, разобщающий пласты, телескопический разъем, размещенный на патрубке между пакером и дополнительной секцией насоса. Секция рабочих колес насоса размещена в корпусе основного насоса над погружным электродвигателем. Электроцентробежный насос (ЭЦН) устанавливается в надпакерной зоне и сообщается с подпакерной зоной через приемный патрубок

Известно устройство для одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов (RU73391 U1), включающее пакер, дополнительный центробежный насос с приводом от одного погружного электродвигателя для отбора части продукции и направление ее через выходные радиальные отверстия на прием основного насоса. Обязательным условием работы является необходимость предварительного спуска и установки в скважину опорного кольца для разобщения надпакерной и подпакерной зоны.

Известно устройство для одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов (RU161063 U1, выбрано в качестве прототипа), содержащее ствол, пакер, расположенный с возможностью разобщения пластов, выкидной модуль, выше которого размещен приемный модуль верхнего насоса, который с выкидным модулем образует единый кожух с проницаемыми боковыми стенками.

Общим недостаком известных устройств является сложность конструкции, связанная с необходимостью использования двух насосов, каждый из которых имеет собственный привод и сопутствующее подземное и наземное оборудование (например, станок-качалка, насосные штанги, устьевой электродвигатель).

Технической задачей изобретения является упрощение устройства для одновременной добычи нефти из двух пластов за счет исключения из компоновки дополнительного насоса и сопутствующего наземного оборудования включая расход электроэнергии, беспрепятственное прохождение пластового газа с подпакерной зоны для предотвращения отжимания динамического уровня давлением газа в подпакерной зоне. Техническим результатом изобретения является упрощение устройства для одновременной добычи нефти из двух пластов. При этом, повышается наработка устройства на отказ.

Технический результат достигается в устройстве для одновременной добычи нефти из двух пластов, состоящем из, соединенного с электроцентробежным насосом (ЭЦН) с силовым кабелем, ствола с чашечной манжетой, выше которой расположен двухконтурный турбонасос, соединенный с насосно-компрессорной трубой (НКТ), при этом двухконтурный насос содержит перфорированную внешнюю трубу внешнего контура, и рабочее колесо или сборку рабочих колес, установленные на подшипниках с возможностью свободного вращения, расположенные внутри перфорированной внешней трубы, образующие внутренний контур и оснащенные внутренними и внешними крыльчатками, в верхней части турбонанососа расположена смесительная камера для соединения потоков жидкости, проходящей по внутреннему и внешнему контуру. Чашечная манжета выполнена с возможностью пропуска силового кабеля без потери герметичности, а ствол снабжен продольным направляющим желобом. Смесительная камера выполнена с конусообразной внутренней поверхностью.

Изобретение поясняется рисунками:

фиг.1 – схема размещения устройства в скважине;

фиг.2 и 3 – устройство для одновременной добычи нефти из двух пластов;

фиг.4 – рабочее колесо;

фиг.5 – смесительная камера;

фиг.6 – перфорированная внешняя труба внешнего контура.

Устройство для одновременной добычи нефти из двух пластов состоит из ствола 1, выполненного в виде детали цилиндрической формы, с чашечной манжетой 2, выше которой расположен двухконтурный турбонасос с перфорированной внешней трубой 9 внешнего контура. Чашечная манжета 2 выполнена с возможностью пропуска силового кабеля 15 электроцентрабежного насоса 16 (ЭЦН 16) без потери герметичности в направлении от клемной коробки находящейся на устье скважины к ЭЦН 16, при этом газ из нижнего пласта 13 благодаря ее форме проходит вверх. Ствол 1 снабжен продольным направляющим желобом 10 для силового кабеля 15.

Двухконтурный турбонасос имеет рабочее колесо 4 или сборку из рабочих колес 4, между которых устанавливаются подшипники 5, обеспечивающие свободное вращение рабочих колес 4. Цилиндрические стенки 6 рабочего колеса 4 или сборки рабочих колес 4 образуют внутренний контур турбонасоса. Рабочее колесо оснащено внутренней и внешней крыльчатками 7, 8 соответственно. Количество лопаток и угол их наклона на внутренней и внешней крыльчатках 7, 8 выбираются исходя из требуемого соотношения объема флюида, проходящего по внутреннему и внешнему контурам, иначе, из нижнего и верхнего пластов.

В верхней части турбонасоса расположена смесительная камера 12 (фиг. 5) которая может быть выполнена как неотъемлемая его часть, или в виде отдельной детали, соединенной резьбовым соединением с перфорированной внешней трубой 9 внешнего контура. Внешняя труба 9 (полый цилиндр) внешнего контура выполнена перфорированной, например, с равномерно расположенными круглыми отверстиями 3 в нижней ее части. Смесительная камера обеспечивает соединение потоков жидкости, проходящей по внутреннему и внешнему контуру. Для повышения эффективности, снижения сопротивления потоку, смесительная камера выполнена с конусообразной внутренней поверхностью 11.

Работа устройства для одновременной добычи нефти из двух пластов реализуется за счет прохождения потока флюида из подпакерной зоны создаваемым электроцентробежным насосом по внутреннему контуру устройства, образованным рабочими колесами 4 с крыльчатками 7, 8 расположенной по внутреннему и внешнему контуру рабочего колеса. За счет передачи энергии потоком жидкости на внутренний контур рабочих колес происходит их раскручивание и забор жидкости с надпакерной зоны крыльчаткой внешнего контура рабочих колес с последующим соединением потоков в смесительной камере и дальнейшем прохождением пластового флюида через лифт НКТ 17 на коллекторную линию устьевой арматуры.

Устройство устанавливается на НКТ 17 с предварительным протаскиванием чашечной манжеты 2 через силовой кабель 15 и спуска ЭЦН 16 с кабелем в зависимости от расстояния между пластами. Производится спуск оборудования на расчетную глубину согласно параметров насосного оборудования. После обвязки устья скважины производится запуск ЭЦН 16, под действием восходящего потока жидкости и прохождением его через внутренний контур турбонасоса происходит раскручивание внутренней крыльчатки 7, тем самым раскручивая внешнюю крыльчатку 8, которая производит забор жидкости через отверстия внешней трубы 9. Жидкость, пройдя по внешнему контуру соединяется с жидкостью внутреннего контура в смесительной камере 12 и поднимается по полости НКТ 17 в коллектор на устье скважины.

Таким образом, происходит использование энергии восходящего потока для одновременной добычи флюида из двух пластов, при работе единственного насоса. Это позволяет упростить устройство для одновременной добычи нефти из двух пластов, при этом, повышается наработка устройства на отказ. Наличие чашечной манжеты 2 обеспечивает беспрепятственное прохождение пластового газа с подпакерной зоны для предотвращения отжимания динамического уровня давлением газа в подпакерной зоне. В случае снижения уровня ниже приемных отверстий 3 может использоваться для извлечения газовой пачки в эксплуатационной колонне.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может использоваться в составе компоновки с электроцентробежным насосом для одновременно-раздельной эксплуатации в скважинах с низким пластовым давлением. Техническим результатом является упрощение устройства для одновременной добычи нефти из двух пластов за счет исключения из компоновки дополнительного насоса и сопутствующего наземного оборудования, включая расход электроэнергии. Заявлено устройство для одновременной добычи нефти из двух пластов, характеризующееся тем, что состоит из соединенного с электроцентробежным насосом (ЭЦН) с силовым кабелем ствола с чашечной манжетой, выше которой расположен двухконтурный турбонасос, соединенный с насосно-компрессорной трубой (НКТ). При этом двухконтурный насос содержит перфорированную внешнюю трубу внешнего контура и рабочее колесо или сборку рабочих колес, установленных на подшипниках с возможностью свободного вращения, расположенных внутри перфорированной внешней трубы, образующих внутренний контур и оснащенных внутренними и внешними крыльчатками. В верхней части турбонасоса расположена смесительная камера для соединения потоков жидкости, проходящей по внутреннему и внешнему контуру. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для одновременной добычи нефти из двух пластов, характеризующееся тем, что состоит из соединенного с электроцентробежным насосом (ЭЦН) с силовым кабелем ствола с чашечной манжетой, выше которой расположен двухконтурный турбонасос, соединенный с насосно-компрессорной трубой (НКТ), при этом двухконтурный насос содержит перфорированную внешнюю трубу внешнего контура и рабочее колесо или сборку рабочих колес, установленных на подшипниках с возможностью свободного вращения, расположенных внутри перфорированной внешней трубы, образующих внутренний контур и оснащенных внутренними и внешними крыльчатками, в верхней части турбонасоса расположена смесительная камера для соединения потоков жидкости, проходящей по внутреннему и внешнему контуру.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что чашечная манжета выполнена с возможностью пропуска силового кабеля без потери герметичности, а ствол снабжен продольным направляющим желобом.

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что смесительная камера выполнена с конусообразной внутренней поверхностью.