Устройство для эксплуатации двух пластов одной скважиной Советский патент 1987 года по МПК E21B43/14 

мещенным в нем механизмом управления забойными штуцерами. Механизм вьтол- нен в виде двух установленных на оси 8 роторов гидравлических турбинок (ТТ) 13 и 14 с противоположными направлениями вращения. Подвижные регулирующие элементы 11 и 12 забойных штуцеров жестко закреплены на оси 8, установленной с возможностью вращательного и осевого перемещения. Дли повьшения точности регулирования соотношения расходов добываемых жид- костей в К 6 с зазором установлены полые цилиндры (Ц) 17 и 18 с радиальными отверстиями. По концам Ц 17 и 18 расположены забойные штуцеры, а полость 2-1 Ц 17 и 18 гидравлически связана с пластом. Для повышения на1 . ,

Изобретение относится к нефтедо- .бывающей промьшшенности, в частности к устройствам для эксплуатации двух пластов одной скважиной при фонтанном способе добычи нефти.

Целью изобретения является повышение эффективности эксплуатации скважины путем автоматического поддержания заданного соотношения объе- MOB отбираемых из пластов жидкостей.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - узел резьбовой пары.

Устройство состоит из устьевой обвязки 1, колонны лифтовых труб 2, пакера .3 для разобщения пластов. На выкидной линии 4 установлен устьевой штуцер 5. В колонну лифтовых тру 2 соосно помещен корпус 6 устройства с зазором 7. Во внутренней полости последнего помещена ось 8 с возможностью вращения и продольного возвратно-поступательного перемещения. Указанное перемещение достигается тем, что в средней части оси 8 помещена винтовая нарезка 9, взаимодействующая с соответствующей нарезкой в глухой перегородке 10, установленной в корпусе 6. На оси 8 выше и ниж глухой перегородки 10, закреплены подвижные регулирующие элементы соответственно 11 и 12 забойных штуцеров

дежности работы устройства в К 6 между Ц 17 и 18 установлена перегородка 10 с резьбовым отверстием. Ось 8 имеет ответную резьбу 9 для возможности взаимодействия с перегородкой 10. С помощью элементов 11 и 12 регулируют объем поступающей жидкости из пластов в скважину. Продукция верхнего пласта, пройдя ротор ГТ 13, через отверстия в перегородке поступает в полость труб 2. Продукция нижнего пласта поступает через ГТ 14 в полость труб 2 и далее совместно с потоком верхнего пласта в выкидную линию 4. Поверхностным штуцером 5 линии 4 регулируют суммарный отбор жидкости из пласта. 2 з.п.ф-лы 2 ил.

и соответственно установлены роторы гидравлических турбинок 13 и 14 с противоположными направлениями вращения. С целью снижения влияния свободного газа на работу турбинок последние целесообразно установить в копусе 6 перед подвижными регулирующими элементами 11 и 12 забойных штуцеров.

Забойные штуцера выполнены сдвоенными с целью снижения усилия на ось 8 от воздействия потоков, неподвижные элементы 15 и 16 установлены по конусам полых цилиндров 17 и 18, которые соосно и с зазором 19 и 20 помещены в корпусе 6. Полости 21 ци.-т линдров 17 и 18 через патрубки 22 и 23 сообщены соответственно с вышележащим пластом 24 и нижележащим 25

через зазоры 26 и 27.

1

С-целью уменьшения гидравлических потерь и предотвращения загрязнения винтовой нарезки в корпусе 6 установлены отбойники струи 28 и 29 с сальниками. В корпусе 6 помещены глухая перегородка 30 с подшипником и перегородка 31 с отверстиями и подшипником. Пласт 25 сообщен с зазором 7 через отверстия 32.

Для извлечения устройства на поверхность предусмотрены выступы 33 в корпусе 6. Герметичность посадки уст

ройства на устье скважины достигаетс уплотнениями 34-36.

Устройство работает следующим образом.

Продукция вьшележащего пласта 24 по зазору 26 через патрубок 22 попадает в полость 21 цилиндра забойного штуцера. Часть потока из полости 21 через зазор 37 поступает на ротор ги равлической турбинки 13, а другая часть из этой же полости через зазор 38, отразившись от отбойника струи 28, через зазор 19 также поступает на ротор гидравлической турбинки 13 и поворачивают ее вправо.

Одновременно из нижележащего пласта 25 продукция по зазору 27 через патрубок 23 поступает в полость 21 цилиндра, из которого часть потока 4 рез зазор 39, а другая часть через зазор 40, отразившись от отбойника 29, через зазор 20.поступает на рото гидравлической турбинки 14 и поворачивает ее влево.

Роторы гидравлических турбинок могут быть конструктивно выполнены аналогично турбинам гидростанций, гребным винтам, роторам расходомеров и т.д., но наиболее полно отвечающим условиям работы ротора в предлагаемом устройстве соответствует конструкция многоступенчатой турбины осевого типа турбобура.

Так как роторы гидравлических турбинок 13 и 14 закреплены на одной оси 8, вращение последней в ту или другую сторону зависит от разности вращающего момента, т.е. вращает ось 8 та турбинка, вращающий момент которой больше, а следовательно, и поток жидкости больше. Одновременно с осью вращается винтовая нарезка 9 устройства,(болт), взаимодействзпо- щая с нарезкой (гайкой) в перегороке 10 (фиг. 2).

Так как ось 8 выполнена с возможностью осевого перемещения, а нарезка 9 неподвижна, то в результате вращения осЬ 8-перемещается относительно винтовой нарезки 9 в неподвижной перегородке 10, а следовательно, относительно корпуса 6 вверх или вниз, при этом одновременно перемещаются подвижные элементы 11 и 12 сдвоенных забойных штуцеров.

Осевое перемещение подвижных элементов 11 и 12 приводит к уменьшению зазоров 37, 38 или 40, 39 забойного

5

5

Q

штуцера, .через который поступает жидкость больше установленного соотношения объемов отбираемых из пластов жидкостей и одновременно к увеличению зазоров 40,39 или 37,38 противоположного штуцера и, следовательно, к увеличению потока. Вращение оси 8 продолжается до выравнивания вращающих моментов от воздействия потоков на роторы гидравлических турби- нок 13 и 14, т.е. до восстановления заданного соотношения объемов.

функциональное назначение оси 8 - обеспечить передачу вращающего момента от ротора гидравлической турбинки или разность вращающих моментов от ро-торов винтовой нарезке 9, а также для закрепления на ней подвижных элементов 11 и 12.

Назначение подвижных элементов 12 и 11 - уменьшать или увеличивать зазоры 37-40 и тем самым регулировать объемы поступающей жидкости из пластов в скважину.

Продукция верхнего пласта 24, пройдя ротор гидравлической турбинки 13, через отверстия в перегородке 31 поступает в полость колонны лифтовых труб 2. Продукция нижнего пласта 25, пройдя ротор гидравлической турбинки 14, отражается от отбойника 30 и через отверстия 32 и зазор 7 также поступает в полость лифтовой трубы 2 и далее совместно с потоком продукции из вышележащего пласта 24 по устьевой обвязке 1 через устьевой штуцер 5. поступает в выкидную линию. Поверхностным штуцером 5 регулируют суммарный отбор жидкости из пластов.

При разработке двух пластов могут возникнуть следующие варианты, отборов жидкости: отбираемые объемы жидкости из пластов равный, отбираются объемы жидкости при постоянном соотношении, не равном 1:1j соотношение отбира,емого объема жидкости из одного пласта поддерживается постоянным по отношению к поступающему (нерегулируемому) объему жидкости из другого пласта (такой режим может возникнуть при эксплуатации низкодебит- ного и высокодебитного пластов, причем регулировать (ограничивать) объем поступающей жидкости из низкодебитного пласта нецелесообразно).

I

В зависимости от вьтопняемых функций конструкция устройства имеет следующие основные особенности.

0

5

0

5

0

Параметры деталей 11, 12, 15 и 17 должны быть соответственно аналогичны деталям 12, 14, 16 и 18, также аналогичны должны быть корпуса роторов (статоры) гидравлических турби- нок,

В этом случае скорость потоков жидкости, а также усилия, поворачивающие турбинку 13 вправо, а турбин- ку 14 влево, - одинаковые, вращаться ось 8 не будет.

Диаметры (параметры) роторов гид- р-авлических турбинок или их корпусов (статоров) должны быть подобраны таким образом, чтобы при заданных объемах поступающей жидкости вращающие моменты роторов быпи бы одинаковыми.

Для этого случая предположим, что из нижележащего пласта 25 объем поступающей жидкости увеличился, В этом случае скорость потока, а следовательно, и усилие, поворачивающее турбинку 14 влево, больше усилия от потока жидкости из пласта 24 и ось 8 начинает вращаться влево, одновременно перемещаясь вниз, при этом зазоры 40 и 39 уменьшаются, а зазоры 37 и 38 увеличиваются до равенства объе- мов потока жидкости, воздействующих на лопасти турбинок 14 и 13 и заданные соотношения восстанавливанется.

При необходимости отборов жидкости при другом соотношении в предлагаемом устройстве достаточно изменить соответствующим образом параметры ротора одной из гидравлических турбинок таким образом, чтобы моменты вращения обеих турбинок были одинаковыми при заданном соотношении объемов отбираемых жидкостей из пластов.

В последнем случае в потоке жидкости, поступающей из нерегулируемого пласта забойный штуцер не ставится

0

5

0

Формул а изобретении

1 .Устройство для эксплуатации двух пластов одной скважиной, включающее устьевую обвязку, колонну лифтовых труб, пакер для разобщения пластов, забойные штуцера с подвижными регулирующими элементами и механизм управления ими, отличающее- с я тем, что, с целью повьш1ения эффективности эксплуатации скважины путем автоматического поддержания заданного соотношения объемов отбираемых из пластов жидкостей, оно снабжено установленным внутри колонны лифтовых труб корпусом, внутри которого размещен механизм управления забойными штуцерами, выполненный в виде двух установленных на оси роторов гидравлических турбинок с противоположным направлением вращения, .причем подвижные регулирующие элементы забойных штуцеров жестко закреп- 5 лены на оси роторов, установленной с возможностью вращательного и осевого перемещения.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности регулирования соотношения расходов добываемых жидкостей, оно снабжено установленными с зазором в корпусе полыми цилиндрами с радиальными отверстиями, по концам каждого цилиндра размещены забойные штуцера, причем полость каждого цилиндра гидравлически связана с пластом.

3.Устройство по п. 3, о т л и - чающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы, оно снабжено установленной внутри корпуса между цилиндрами перегородкой с резьбовым отверстием, а ось имеет ответную резьбу для возможности взаимодействия с перегородкой.

0

5

0

5

ffjus.Z

Составитель В.Борискина Редактор Н.Горват Техред В.Кадар Корректор Н.Король

Заказ 3551/34 Тираж 532Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и предназначено для фонтанного способа до- бьти нефти. Цель изобретения - повышение эффективности эксплуатации скважины путем автоматического поддержания заданного соотношения объемов отбираемых иэ пластов жидкостей. Для этого внутри колонны лифтовых труб 2 установлен корпус (К) 6 с раз::ir i.TlL-J СО со со о со о ел