Установка для одновременно-раздельной добычи нефти из малодебитных скважин Российский патент 2025 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам, работающим на малодебитных скважинах, в которых дебит жидкости верхнего объекта составляет менее 2 м³/сут.

Известен способ периодической эксплуатации скважин, заключающийся в использовании установки для периодической откачки жидкости насосом из скважины с последующим периодом накопления, при этом процессы накопления и откачки жидкости из продуктивного пласта осуществляются в условиях герметизации затрубного пространства (см. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. - М.: Недра, 1983, с. 412-415).

Недостатком является большая величина потерь нефти по сравнению с процессом непрерывной эксплуатации, поскольку средняя депрессия на пласт при периодической эксплуатации всегда меньше депрессии при непрерывной эксплуатации. Дебит скважины колеблется в некоторых пределах, зависящих от депрессии на пласт, и не соответствует максимально возможному.

Также известна установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов (патент RU №72720, МПК Е21В 43/14, опубл. 27.04.2008), в котором отбор продукции из пластов производят двумя штанговыми насосами по двум колоннам НКТ.

Недостатком установки является большая металлоемкость, высокие затраты на оборудование. Кроме того, при дебите жидкости пласта менее 2 м³/сут, насос переводится на периодическую работу, что также приводит к потерям нефти и недостижению максимального возможного дебита нефти.

Также известна установка одновременно раздельной эксплуатации многопластовой скважины путем селективной выработки продуктивных пластов (патент RU № 2161698, МПК Е21В 43/14, опубл. 10.01.2001), с помощью установленных против каждого пласта на эксплуатационной колонне и управляемых с устья скважины приемных клапанов, каждый приемный клапан имеет два устойчивых положения «закрыто» и «открыто», а перевод их из одного положения в другое осуществляют импульсом давления посредством нагнетания рабочей среды с устья скважины, при этом каждый клапан имеет индивидуальный элемент, определяющий порог его срабатывания при подаче импульса давления, а открывание-закрывание приемных клапанов достигают путем последовательной подачи двух импульсов давления: первый - давление равно давлению срабатывания желаемого клапана, второй - давление равно давлению срабатывания следующего, настроенного на меньшее давление, а если настроенного на меньшее давления нет, то второй импульс не подают.

Недостатками установки являются невозможность применения для механизированного насосного способа добычи, особенно для малодебитных скважин, а также низкая надежность из-за сложности управления отбором из пластов с помощью клапанов, управляемых импульсами давления посредством нагнетания рабочей среды с устья скважины.

Наиболее близким является установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов (патент RU №2221136, МПК Е21В 43/14, опубл. 10.01.2004), включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, штанговый насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов, при этом установка обеспечивает возможность поступления в цилиндр штангового насоса, при движении его плунжера вверх, сначала продукции низконапорного пласта, а после прохождения плунжером дополнительного клапана - продукции высоконапорного пласта, поскольку забойное давление около него выше, чем у низконапорного, основной всасывающий клапан, сообщенный с низконапорным пластом, закроется перепадом давления. Поэтому в течение оставшегося хода плунжера в цилиндр поступает продукция только высоконапорного пласта.

Недостатком данной установки является низкая эффективность при эксплуатации малодебитных скважин, в которых дебит жидкости верхнего объекта составляет менее 2 м³/сут, что не позволяет эксплуатировать установку в постоянном режиме. Периодическая же эксплуатация неизбежно ведет к потерям дебита нефти из-за нестабильного значения забойного давления (депрессии на пласт). Периодическая эксплуатация также приводит к снижению надежности работы из-за повышенного износа узлов насоса в конце цикла работы, засорения клапанов отложениями, формируемыми во время цикла остановки.

Технической задачей является повышение эффективности установки одновременно раздельной эксплуатации малодебитных скважин за счет максимального отбора нефти, повышение надежности работы установки.

Техническая задача решается установкой для одновременно раздельной добычи нефти из малодебитных скважин, включающей колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, штанговый насос, снабженный дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра.

Новым является то, что на первой трубе колонны лифтовых труб снаружи установлен фильтр в форме перевернутого усеченного конуса, представляющего собой металлическую сетку, ограниченную сверху и снизу металлическими кольцами, нижнее металлическое кольцо установлено на муфте, соединяющей первую и вторую трубы колонны лифтовых труб, верхнее металлическое кольцо дополнительно оснащено уплотнительным резиновым кольцом и шлангом в верхней части, который соединен с затрубной задвижкой, при этом затрубная задвижка соединена с устьевой линией скважины-донора, а дополнительный всасывающий клапан делит цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительности нижнего пласта и сумме производительности верхнего пласта и жидкости, подаваемой от скважины-донора.

На фиг. изображена предлагаемая установка для одновременно-раздельной добычи из малодебитных скважин.

Установка содержит колонну лифтовых труб 1, к которой присоединен цилиндр 2 штангового насоса с основным 3 и дополнительным 4 всасывающими клапанами. Внутри цилиндра 2 находится плунжер 5 с нагнетательным клапаном 6. К нижнему концу цилиндра 2 присоединен хвостовик 7 с пакером 8, установленным в эксплуатационной колонне 9 в интервале между верхним 10 и нижним 11 продуктивными пластами.

На первой трубе 12 колонны лифтовых труб 1 снаружи установлен фильтр 13 в форме перевернутого усеченного конуса, представляющего собой металлическую сетку, например, с ячейками 2-4 мм, ограниченную сверху и снизу металлическими кольцами - верхним металлическим кольцом 14 и нижним металлическим кольцом 15. Нижнее металлическое кольцо 15 установлено на муфте 16, соединяющей первую 12 и вторую 17 трубы колонны лифтовых труб 1.

Верхнее металлическое кольцо 14 снаружи дополнительно оснащено уплотнительным резиновым кольцом 18. Верхнее металлическое кольцо 14 в верхней части также оснащено шлангом 19, например, с помощью металлических поясов или клямс. В свою очередь шланг 19 соединен с затрубной задвижкой 20.

Подача жидкости от затрубной задвижки 20 в фильтр 13 производится по шлангу 19. Устьевая линия 21 скважины-донора 22 соединена (обвязана) с затрубной задвижкой 20 скважины-акцептора (на фиг. не обозначена, малодебитная скважина, из которой производится добыча нефти установкой для одновременно раздельной добычи). В межтрубное надпакерное пространство 23 скважины (скважины-акцептора) производится подача жидкости от соседней добывающей скважины-донора 22, имеющей дебит по жидкости в диапазоне 2-5 м³/сут, что позволяет увеличить отбор жидкости штанговым насосом до величины, обеспечивающей постоянный режим работы и максимальный отбор нефти за счет стабильных значений забойного давления и депрессии на пласт, исключая потери нефти.

Фильтр 13 задерживает механические примеси и отложения, исключая засорение дополнительного всасывающего клапана 4, что повышает надежность работы и увеличивает межремонтный период. Уплотнительное резиновое кольцо 18 обеспечивает прохождение всей жидкости от скважины-акцептора через фильтр 13.

Дополнительный всасывающий клапан 4 делит цилиндр 2 по длине на две части, пропорциональные производительности нижнего пласта 11 и сумме производительности верхнего пласта 10 и жидкости, подаваемой от скважины-донора 22.

Например, производительность нижнего пласта - 5 м³/сут, производительность верхнего пласта - 1 м³/сут, жидкость подается в затрубное пространство от скважины-донора в объеме 4 м³/сут. Тогда дополнительный всасывающий клапан делит цилиндр на две равные части (находится посередине).

Установка для одновременно раздельной добычи нефти из малодебитных скважин работает следующим образом.

Предварительно производится обвязка устьевой линии 21 скважины-донора 22 с затрубной задвижкой 20 скважины-акцептора.

При движении плунжера 5 вверх всасывающий клапан 3 открывается, и жидкость из нижнего пласта 11 через перфорационные каналы в эксплуатационной колонне 9 поступает в полость цилиндра 2 насоса, при этом боковой дополнительный всасывающий клапан 4 перекрыт плунжером 5. После прохождения плунжером 5 дополнительного всасывающего клапана 4 последний открывается, а основной клапан 3 за счет перепада давления закрывается. При дальнейшем движении плунжера 5 вверх в полость цилиндра 2 поступает жидкость из межтрубного надпакерного пространства 23, которая суммируется с жидкостью из верхнего пласта 10 и жидкостью, подаваемой от скважины-донора 22. При достижении верхней точки плунжер 5 меняет направление движения, жидкость перетекает через нагнетательный клапан 6 из подплунжерной полости цилиндра в надплунжерную. После достижения плунжером 5 нижней точки цикл повторяется.

Подача жидкости от скважины-донора 22 позволяет обеспечить постоянный режим отбора установки для одновременно раздельной добычи нефти, а наличие фильтра 13 исключить засорение дополнительного всасывающего клапана 4.

Таким образом, предлагаемая установка имеет высокую эффективность одновременно раздельной добычи нефти из малодебитных скважин, в которых дебит жидкости верхнего объекта составляет менее 2 м³/сут, за счет постоянного режима отбора со стабильным значением депрессии на пласт и забойного давления, что обеспечивает максимальный отбор нефти и высокую надежность работы установки.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам, работающим на малодебитных скважинах, в которых дебит жидкости верхнего объекта составляет менее 2 м³/сут. Установка для одновременной раздельной добычи нефти из малодебитных скважин включает колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, штанговый насос, снабженный дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра. На первой трубе колонны лифтовых труб снаружи установлен фильтр в форме перевернутого усеченного конуса, представляющего собой металлическую сетку, ограниченную сверху и снизу металлическими кольцами. Нижнее металлическое кольцо установлено на муфте, соединяющей первую и вторую трубы колонны лифтовых труб. Верхнее металлическое кольцо дополнительно оснащено уплотнительным резиновым кольцом и шлангом в верхней части. Шланг соединен с затрубной задвижкой. Затрубная задвижка соединена с устьевой линией скважины-донора. Дополнительный всасывающий клапан делит цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительности нижнего пласта и сумме производительности верхнего пласта и жидкости, подаваемой от скважины-донора. Техническим результатом является повышение эффективности установки одновременно раздельной эксплуатации малодебитных скважин за счет максимального отбора нефти, повышение надежности работы установки. 1 ил.

Установка для одновременно раздельной добычи нефти из малодебитных скважин, включающая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, штанговый насос, снабженный дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра, отличающаяся тем, что на первой трубе колонны лифтовых труб снаружи установлен фильтр в форме перевернутого усеченного конуса, представляющего собой металлическую сетку, ограниченную сверху и снизу металлическими кольцами, нижнее металлическое кольцо установлено на муфте, соединяющей первую и вторую трубы колонны лифтовых труб, верхнее металлическое кольцо дополнительно оснащено уплотнительным резиновым кольцом и шлангом в верхней части, который соединен с затрубной задвижкой, при этом затрубная задвижка соединена с устьевой линией скважины-донора, а дополнительный всасывающий клапан делит цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительности нижнего пласта и сумме производительности верхнего пласта и жидкости, подаваемой от скважины-донора.