Установка насосная для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором Российский патент 2024 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится с нефтегазодобывающей промышленности, а именно к установкам для добычи продукции с повышенным газовым фактором из нескольких горизонтов.

Скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине (патент RU № 2464413, МПК E21B 43/14, опубл. 20.10.2012, Бюл. № 29), содержащая колонну труб, пакер, разъединитель колонны, кабель, погружной электродвигатель, колонну штанг, перепускные, обратный и сливной клапаны и два отдельных насоса для откачки продукции пластов, причем насос для откачки продукции нижнего пласта выполнен электропогружным с кожухом, а верхний насос для откачки продукции верхнего пласта штанговым, причем ниже и выше отверстий нижнего интервала перфорации в эксплуатационной колонне установлены перепускные клапаны, далее для разобщения нижнего продуктивного пласта от верхнего пакера, над пакером разъединительное устройство, герметичный кожух, в котором размещен погружной электродвигатель и электроцентробежный насос, оснащенный узлом герметизации кабеля и перепускным устройством, над герметичным кожухом установлены разъединительное устройство, обратный, сливной клапаны, эксцентричная муфта, которая соединяется при помощи патрубка с глухим переводником, клапаном перепускным, выше которого располагается штанговый насос, который может быть как трубным, так и вставным, над штанговым насосом узел смешения продукции (УСП), причем эксцентричная муфта и УСП гидравлически связаны байпасной линией.

Основным недостатками данной установки являются узкая область применения из-за возможности отвода газа в затрубье только при давлении в верхнем пласте меньше давления в нижнем, иначе будет невозможно открыть клапанный узел или жидкость по открытому каналу беде перетекать из верхнего пласта в нижний.

Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором (патент RU № 2464413, МПК E21B 43/14, E21B 43/38, опубл. 20.04.2014 Бюл. № 11), включающая колонну лифтовых труб, хвостовик с установленным на нем пакером, глубинный штанговый насос с двумя всасывающими клапанами на приеме, один из которых размещен на его боковой поверхности, и нагнетательным клапаном на выходе в полость колонны лифтовых труб, трубопровод для отвода попутного газа из подпакерного пространства, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена переходным элементом с системой последовательно соединенных между собой продольных каналов, обеспечивающей гидравлическую связь подпакерного пространства скважины через хвостовик с всасывающим клапаном глубинного штангового насоса, при этом вход трубопровода для отвода попутного газа гидравлически связан с верхним участком системы продольных каналов переходного элемента, а выход трубопровода выполнен с возможностью отвода газа в линию нефтесбора на устье скважины или в надпакерную полость скважины выше динамического уровня.

Недостатками данной установки являются сложная конструкция переходного элемента с сифонными каналами, требующая точного расчёта по давлению и производительности, чтобы обеспечить работоспособность установки без срыва потока (всасывания выделившегося газа) продукции соответствующего пласта, и ограниченная производительность насоса из-за наличия переходного элемента, занимающего часть проходного диаметра скважины и снижающего эффективность работы установки.

Техническим результатом является создание простой и эффективной установки насосной для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором за счет обеспечения простыми устройствами тока газа из подпакерной и надпакерной полостей скважины без ограничений насоса по диаметру.

Техническим решением является установка насосная для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором, включающая колонну лифтовых труб, хвостовик с установленным на нем пакером, расположенным между верхним и нижним продуктивными пластами, глубинный штанговый насос с двумя всасывающими клапанами на соответствующем приеме, один из которых сообщен с подпакерным пространством через хвостовик, а другой – с надпакерным пространством, и как минимум одним нагнетательным клапаном на выходе в полость колонны лифтовых труб, и трубку для отвода попутного газа из подпакерного пространства.

Новым является то, что пакер оснащен каналом для герметичной фиксации сверху трубки и сообщения через газовый клапана, пропускающий газ, подпакерного пространства с надпакерным пространством, выход трубки сообщен с колонной лифтовых труб через основной перепускной клапан, отсекающий жидкость, расположенный на уровне колонны лифтовых труб с внутренним давлением ниже пластового давления нижнего пласта, при этом колонна лифтовых труб выше уровня жидкости в надпакерном пространстве и с внутренним давлением ниже пластового давления верхнего пласта оснащена дополнительным перепускным клапаном.

На чертеже изображена схема расположения установки в скважине.

Установка насосная для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (ОРЭ) в скважине 1 с повышенным газовым фактором включает в себя колонну лифтовых труб 2, хвостовик 3 с установленным на нем пакером 4, установленный между верхним 5 и нижним 6 продуктивными пластами, глубинный штанговый насос 7 (например, патенты RU №№ 49573, 136863, 2291852 и т.п. – автор на конструкцию насосной установки не претендует) с двумя всасывающими клапанами (не показаны) на соответствующем приеме, один из которых сообщен с подпакерным пространством 8 скважины 1 через хвостовик 3, а другой – с надпакерным пространством 9 через боковой канал 10, и как минимум одним нагнетательным клапаном (не показан) на выходе в полость колонны лифтовых труб 2, и трубку 11 для отвода попутного газа из подпакерного пространства 8. Габаритные размеры штангового насоса 7 по диаметру ограничены только внутренним диаметром скважины 1. Пакер 4 оснащен каналом 12 для герметичной фиксации сверху трубки 11 и сообщения через газовый клапана 13, пропускающий газ, подпакерного пространства 8 с надпакерным пространством 9. Газовый клапана 13 может быть изготовлен, например, с запорным органом (не показан) плотностью меньше плотности жидкости – продукции нижнего пласта 6 для перекрытия канала 12 при подходе уровня жидкости в подпакерном пространстве 8. Выход трубки 11 сообщен с колонной лифтовых труб 2 через основной перепускной клапан 14, отсекающим жидкость, на уровне колонны лифтовых труб 2 с внутренним давлением ниже пластового давления нижнего пласта 6. При этом колонна лифтовых труб 2 выше уровня жидкости в надпакерном пространстве 9 оснащена дополнительным перепускным клапаном 15 (аналогичным основному перепускному клапану 14) и на уровне колонны лифтовых труб 2 с внутренним давлением ниже пластового давления верхнего пласта 5. Перепускные клапаны 14 и 15 предназначены для исключения излива жидкости из колонны лифтовых труб 2 соответственно в трубку 11 и надпакерное пространство 9, при снижении давлений с подпакерном 8 и/или надпакерном 9 пространствах соотвественно, например, при отборе из нах жидкости штанговым насосом 7, или при скачках давления внутри колонны лифтовых труб 2.

Конструктивные элементы, технологические соединения и уплотнения, не влияющие на работоспособность установки, на чертеже не показаны или показаны условно.

Установка насосная для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором работает следующим образом.

Предварительно геофизическими исследованиями в скважине измеряют пластовое давление верхнего 5 и нижнего 6 пластов (автор на это не претендует) для определения уровней установки перепускных клапанов 15 и 14. К каналу 12 пакера 4, установленного на хвостовике 3 снизу присоединяют газовый клапан 13, а сверху – трубку 11. К хвостовику 3 сверху со стороны нижнего всасывающего клапана присоединяют штанговый насос 7. Полученную компоновку на колонне лифтовых труб 2 спускают в скважину вместе с трубкой 11. На уровне колонны лифтовых труб 2 выше пластового давления нижнего пласта 6 после установки пакера 4 крепят основной перепускной клапан 14, к входу которого присоединяют выход трубки 11. При дальнейшем спуске на уровне колонны лифтовых труб 2 выше пластового давления верхнего пласта 5 после установки пакера 4 и выше уровня жидкости в надпакерном пространстве 9 крепят дополнительный перепускной клапан 15. Если давление нижнего пласта 6 превосходит давление верхнего пласта 5 с учетом расстояния меду ними, то дополнительный перепускной клапан 15 может располагаться ниже основного перепускного клапана 14. После чего всю эту компоновку спускают на колонне лифтовых труб 2 до интервала установки пакера 4, который устанавливают между заранее вскрытыми верхним 5 и нижним 6 продуктивными пластами. Скважину 1 оборудуют устьевой арматурой (не показана) для герметизации внутреннего пространства, а штанги (не показаны) насоса 7 присоединяют к устьевому приводу (цепной привод, гидравлический привод, станок-качалка или т.п. – не показаны). Устьевой привод запускают в работу для передачи через штанги возвратно-поступательного движения плунжерам (не показаны) штангового насоса 7 для откачки продукции нижнего пласта из попакерного пространства 8 через хвостовик 3 и откачки продукции нижнего пласта 6 из надпакерного пространства 9 через канал 10.

При рабочем ходе соответствующих плунжеров штангового насоса 7 жидкость – продукция нижнего 6 и верхнего 5 пластов из подпакерного 8 и надпакерного 9 пространств отбирается и уровень жидкости снижается соответственно. При этом над уровнем жидкостей в простраствах 9 и 8 создаётся разряжение, что провоцирует интенсивное выделение газа из жидкости, которая скапливается выше уровня жидкости. При этом перепускные клапаны 14 и 15 закрыты, исключая излив жидкости из колонны лифтовых труб 2.

При обратном ходе соответствующих плунжеров штангового насоса 7 уровень жидкости в подпакерном 8 и надпакерном 9 пространствах восстанавливается за счет соответствующих пластовых давлений нижнего 6 и верхнего 5 пластов. При этом газ из подпакерного пространства 8 через газовый клапан 13 по трубке 11 поступает в колонну лифтовых труб 2 через основной перепускной клапан 14, так как он установлен на уровне колонны лифтовых труб 2 с внутренним давлением ниже пластового давления нижнего пласта 6. Если уровень жидкости достигнет в подпакерном пространстве 8 достигнет газового клапана 13, то он закроется, исключая заполнение трубки 11 жидкостью, которая впоследствии могла сыграть роль гидрозатвора для газа. Газ из надпакерного пространства 9 через газовый клапан 13 в колонну лифтовых труб 2 через дополнительный перепускной клапан 15, так как он установлен выше уровня жидкости в надпакерном пространстве 9 и на уровне колонны лифтовых труб 2 с внутренним давлением ниже пластового давления верхнего пласта 5. Газ из попакерного 8 и надпакерного 9 пространств только за счет энергии штангового насоса 7 эффективно смешивается в колонне лифтовых труб 2 с продукцией пластов 5 и 6, подымаемых при помощи штангового насоса 7 на поверхность. При этом не требуются дополнительные перепускные конструктивные элементы в установке для отвода газа из скважины 1, упрощая и делая надежней всю конструкцию установки в целом.

Предлагаемая установка насосной для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором проста, надежна и эффективна за счет обеспечения простыми устройствами тока газа из подпакерной и надпакерной полостей скважины без ограничений насоса по диаметру.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи продукции с повышенным газовым фактором из нескольких горизонтов. Техническим результатом является упрощение конструкции насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором. Заявлена установка насосная для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором, включающая колонну лифтовых труб, хвостовик с установленным на нем пакером, расположенным между верхним и нижним продуктивными пластами, глубинный штанговый насос с двумя всасывающими клапанами на соответствующем приеме, один из которых сообщен с подпакерным пространством через хвостовик, а другой – с надпакерным пространством, и как минимум одним нагнетательным клапаном на выходе в полость колонны лифтовых труб, и трубку для отвода попутного газа из подпакерного пространства. При этом пакер оснащен каналом для герметичной фиксации сверху трубки и сообщения через газовый клапан, пропускающий газ, подпакерного пространства с надпакерным пространством. Выход трубки сообщен с колонной лифтовых труб через основной перепускной клапан, отсекающий жидкость, расположенный на уровне колонны лифтовых труб с внутренним давлением ниже пластового давления нижнего пласта. Колонна лифтовых труб выше уровня жидкости в надпакерном пространстве и с внутренним давлением ниже пластового давления верхнего пласта оснащена дополнительным перепускным клапаном. 1 ил.

Установка насосная для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине с повышенным газовым фактором, включающая колонну лифтовых труб, хвостовик с установленным на нем пакером, расположенным между верхним и нижним продуктивными пластами, глубинный штанговый насос с двумя всасывающими клапанами на соответствующем приеме, один из которых сообщен с подпакерным пространством через хвостовик, а другой – с надпакерным пространством, и как минимум одним нагнетательным клапаном на выходе в полость колонны лифтовых труб, и трубку для отвода попутного газа из подпакерного пространства, отличающаяся тем, что пакер оснащен каналом для герметичной фиксации сверху трубки и сообщения через газовый клапан, пропускающий газ, подпакерного пространства с надпакерным пространством, выход трубки сообщен с колонной лифтовых труб через основной перепускной клапан, отсекающий жидкость, расположенный на уровне колонны лифтовых труб с внутренним давлением ниже пластового давления нижнего пласта, при этом колонна лифтовых труб выше уровня жидкости в надпакерном пространстве и с внутренним давлением ниже пластового давления верхнего пласта оснащена дополнительным перепускным клапаном.