Способ эксплуатации добывающей скважины Российский патент 2024 года по МПК E21B43/16 F04B47/06 

Изобретение относится к области разработки нефтяных и газовых месторождений и может найти применение при эксплуатации добывающих скважин с применением погружных насосных установок.

Известен способ эксплуатации скважин с применением погружной насосной установки, размещенной внутри эксплуатационной колонны, включающий откачку жидких фракций подпорным погружным насосом с забоя скважины, подачу этой жидкости в кольцевой канал между эксплуатационной колонной и выше установленным погружным двухсторонним электрическим двигателем с последующим направлением потока жидкости на вход выше установленного основного погружного насоса для повышения давления с обеспечением условий для подъема жидкости до устья скважины через колонну насосно-компрессорных труб (RU 112935, 2012).

Недостатком известного способа эксплуатации добывающей скважины является узкая область применения, обусловленная необходимостью выполнения следующего условия - подача основного погружного насоса должна быть больше подачи подпорного погружного насоса. Кроме того, уровень жидкости в скважине должен быть всегда больше длины насосной установки, чтобы не нарушались условия охлаждения погружного электрического двигателя.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ эксплуатации добывающей скважины с применением погружной насосной установки, размещенной в кожухе и спущенной в эксплуатационную колонну, включающий откачку жидких фракций подпорным погружным насосом с забоя скважины, подачу этой жидкости в кольцевой канал между кожухом и выше установленным погружным двухсторонним электрическим двигателем и с последующим направлением потока жидкости на вход выше установленного основного погружного насоса для повышения давления с обеспечением условий для подъема жидкости до устья скважины через колонну насосно-компрессорных труб (US 6598681, 2003).

Недостатком известного способа эксплуатации добывающей скважины является относительно узкая область применения. Так на поздней стадии разработки месторождения существуют ограничения по глубине погружения насосной установки под уровень жидкости в скважине, которая может быть меньше длины погружной насосной установки. При этом погружной электрический двигатель и вход основного погружного насоса могут оказаться выше границы раздела жидкости с газом, что делает невозможным применение известных насосных установок и технологий из-за нарушения условий охлаждения элементов погружного оборудования.

Кроме того, при наличии газа в перекачиваемой жидкости может нарушиться работа основного погружного насоса, что вызовет срыв перекачки из-за скопления свободного газа в верхней части кожуха и на входе в основной погружной насос.

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение диапазона условий применения серийно выпускаемых насосных установок, в частности, снятие ограничений по глубине погружения насосной установки, и повышение надежности способа эксплуатации в условиях наличия газа в перекачиваемой жидкости.

Указанная проблема решается тем, что способ эксплуатации добывающей скважины заключается в том, что производят спуск в эксплуатационную колонну погружной насосной установки, состоящей из размещенных последовательно в кожухе подпорного многофазного насоса, оснащенного входным обратным клапаном, двухстороннего погружного электродвигателя и основного насоса, при этом в процессе спуска подпорный многофазный насос частично или полностью погружают в жидкость на забое скважины, затем перед включением погружного электродвигателя заполняют жидкостью полость кожуха, подпорный многофазный насос и основной насос путем подачи жидкости с устья скважины в колонну насосно-компрессорных труб, после чего приводят в работу подпорный многофазный насос и основной насос и производят откачку с забоя скважины жидких фракций подпорным многофазным насосом с подачей ее в кольцевой канал между кожухом и двухсторонним погружным электродвигателем с обеспечением охлаждения последнего, направляют одну часть потока жидкости на вход основного насоса с дальнейшим подъемом жидкости до устья скважины через колонну насосно-компрессорных труб и перепускают вторую часть жидкостного потока через перепускной клапан из верхней части кожуха на забой скважины, а пластовый газ отводят к устью скважины через кольцевой канал между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной.

Достигаемый технический результат заключается в организации принудительной циркуляции в зоне расположения погружного электрического двигателя для обеспечения избыточного давления на входе основного погружного насоса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлена погружная насосная установка после завершения спуска погружного оборудования в добывающую скважину, на фиг.2 представлена погружная насосная установка на этапе, когда подпорный погружной насос, кожух, основной погружной насос заполнены жидкостью, на фиг.3 представлена погружная насосная установка при реализации заявляемого способа эксплуатации добывающей скважины.

Для реализации заявляемого способа эксплуатации добывающей скважины применяемую погружную насосную установку размещают в кожухе 1 внутри эксплуатационной колонны 2. Установку оснащают подпорным многофазным насосом 3 для откачки жидких фракций с забоя скважины 4 с возможностью подачи этой жидкости в кольцевой канал 5 между кожухом 1 и выше установленным погружным двухсторонним электрическим двигателем 6. Кольцевой канал 5 гидравлически связан с входом 7 основного погружного насоса 8, который установлен над погружным двухсторонним электрическим двигателем 6. Основной погружной насос 8 гидравлически связан с устьем скважины 9 через колонну насосно-компрессорных труб 10. Подпорный погружной насос 3 оснащен входным обратным клапаном 11. На верхней части кожуха 1 установлен перепускной клапан 12, обеспечивающий перепуск жидкости и отсепарированного газа из верхней части кожуха 1 на забой скважины 4. Граница раздела между жидкостью и газом в скважине обозначена на фиг.1 -3 позицией 13. Подвод энергии к погружному двухстороннему электрическому двигателю 6 осуществляют с помощью электрического кабеля 14. Для отвода газа предусмотрен газовый отводящий канал 15 на устье скважины 9.

Способ эксплуатации добывающей скважины осуществляют следующим образом. При спуске насосной установки в скважину оснащенный входным обратным клапаном 11 подпорный многофазный насос 3 частично или полностью погружают в жидкость на забое скважины 4 (фиг. 1). Предварительно перед включением погружного двухстороннего электрического двигателя 6 заполняют жидкостью подпорный многофазный насос 3, кожух 1, основной погружной насос 8 и частично колонну насосно-компрессорных труб 10 путем подачи жидкости с устья скважины 9 в колонну насосно-компрессорных труб 10 (фиг. 2). Далее включают погружной двухсторонний электрический двигатель 6, приводя в работу подпорный многофазный насос 3 и основной погружной насос 8. Осуществляют откачку жидких фракций подпорным насосом 3 с забоя скважины 4, подачу этой жидкости в кольцевой канал 5 между кожухом 1 и установленным выше погружным двухсторонним электрическим двигателем 6 с обеспечением охлаждения последнего и с последующим направлением потока жидкости на вход 7 установленного выше основного погружного насоса 8 для повышения давления с обеспечением условий для подъема жидкости до устья скважины 9 через колонну насосно-компрессорных труб 10 (фиг. 3). Таким образом, осуществляют подъем жидкости через колонну насосно-компрессорных труб 10 до устья скважины 9. В связи с естественной гравитационной сепарацией и с учетом разной плотности жидкости и плотности газа, жидкость поступает вниз к забою скважины 4 и далее на вход подпорного насоса 3, а свободный газ, поступивший в полость эксплуатационной колонны 2, отводится вверх к устью скважины 9 через кольцевой канал между эксплуатационной колонной 2 и колонной насосно-компрессорных труб 10. Далее через газовый отводящий канал 15 газ направляют в промысловую трубопроводную систему сбора. При этом обеспечивается разделение жидкостного потока, выходящего из подпорного погружного насоса 3, на две части, одну часть которого направляют на вход 7 основного насоса 8, а вторую часть жидкостного потока перепускают через перепускной клапан 12 из верхней части кожуха 1 на забой скважины 4 вместе с отсепарированным газом, поскольку в кожухе 1 также реализуется процесс гравитационной сепарации. Содержащийся в жидкостном потоке газ после выхода из перепускного клапана 12 отводят к устью скважины 9 через кольцевой канал между колонной насосно-компрессорных труб 10 и эксплуатационной колонной 2. Таким образом, предложенный способ обеспечивает снятие ограничений по глубине погружения насосной установки. Организация принудительной циркуляции в зоне расположения погружного электрического двигателя обеспечивает необходимые условия его охлаждения и избыточное давление на входе основного погружного насоса за счет использования многофазного подпорного насоса, расположенного под погружным электрическим двигателем.

Изобретение относится к области разработки нефтяных и газовых месторождений и может найти применение при эксплуатации добывающих скважин с применением погружных насосных установок. Способ эксплуатации добывающей скважины включает спуск в эксплуатационную колонну погружной насосной установки, состоящей из размещенных последовательно в кожухе подпорного многофазного насоса, оснащенного входным обратным клапаном, двухстороннего погружного электродвигателя и основного насоса. При этом в процессе спуска подпорный многофазный насос частично или полностью погружают в жидкость на забое скважины. Затем перед включением погружного электродвигателя заполняют жидкостью полость кожуха, подпорный многофазный насос и основной насос путем подачи жидкости с устья скважины в колонну насосно-компрессорных труб. После чего приводят в работу подпорный многофазный насос и основной насос и производят откачку с забоя скважины жидких фракций подпорным многофазным насосом с подачей ее в кольцевой канал между кожухом и двухсторонним погружным электродвигателем с обеспечением охлаждения последнего. При этом направляют одну часть потока жидкости на вход основного насоса с дальнейшим подъемом жидкости до устья скважины через колонну насосно-компрессорных труб и перепускают вторую часть жидкостного потока через перепускной клапан из верхней части кожуха на забой скважины, а пластовый газ отводят к устью скважины через кольцевой канал между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной. Обеспечивается принудительная циркуляция в зоне расположения погружного электрического двигателя, снятие ограничений по глубине погружения насосной установки, а также повышение надежности способа эксплуатации скважины в условиях наличия газа в перекачиваемой жидкости. 3 ил.

Способ эксплуатации добывающей скважины, заключающийся в том, что производят спуск в эксплуатационную колонну погружной насосной установки, состоящей из размещенных последовательно в кожухе подпорного многофазного насоса, оснащенного входным обратным клапаном, двухстороннего погружного электродвигателя и основного насоса, при этом в процессе спуска подпорный многофазный насос частично или полностью погружают в жидкость на забое скважины, затем перед включением погружного электродвигателя заполняют жидкостью полость кожуха, подпорный многофазный насос и основной насос путем подачи жидкости с устья скважины в колонну насосно-компрессорных труб, после чего приводят в работу подпорный многофазный насос и основной насос и производят откачку с забоя скважины жидких фракций подпорным многофазным насосом с подачей ее в кольцевой канал между кожухом и двухсторонним погружным электродвигателем с обеспечением охлаждения последнего, направляют одну часть потока жидкости на вход основного насоса с дальнейшим подъемом жидкости до устья скважины через колонну насосно-компрессорных труб и перепускают вторую часть жидкостного потока через перепускной клапан из верхней части кожуха на забой скважины, а пластовый газ отводят к устью скважины через кольцевой канал между колонной насосно-компрессорных труб и эксплуатационной колонной.