Устройство для удаления воды из скважины Советский патент 1988 года по МПК E21B43/00 

s

7 f

ЙвЛ/

(Л

линдра 6 связана посредством канала 9 с верхней частью подземного сепаратора (С) 5. Для обеспечения заданного, режима отбора продукции из сква - жины имеет штуцеры 10, 11, 12, установленные в каналах С 5. Для: предотвращения попадания углеводородной фазы на прием на соса устр-во имеет поплавковый клапан 13, разме щенный в канале 9, Для предотвращения повьшения давления в подпоршне- вой полости привода устр-во имеет предохранительный клапан 14, установленный в поршне 7, В результате работы одного цикла устр-ва в поглоща- няций горизонт закачивается объем воды, равный объему рабочей камеры насоса 3 с повьшением давления воды. Для этого расходуется объем нефти и газа, равный объему полости привода, и дополнительный объем нефти и газа, проходящий через штуцеры 11 и 12 за время перемещения поршня 7 вниз. Давление расходуемых объемов нефти снижается, а также снижается давление в С 5 ив пласте. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации обводняющихся нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - упрощение процесса удаления воды за счет использования энергии пласта для управления приводом насоса 3. Для этого в устр-ве привод выполнен & виде установленного в насос- но-компрессорных трубах 1 цилиндра 6 с поршнем 7, имекяцим золотниковьй клапан 8. Подпоршневая полость ци

1

Изобретение относится к эксплуатации обводняющихся нефтяных и газо- вых скважин.

Цель изобретения - упрощение процесса удаления воды за счет использования энергии пласта для управления приводом насоса, обеспечение заданного режима отбора продукции из Ькважины, предотвращения попадания углеводородной фазы на прием насоса и предотвращения повышения давления is подпоршневой полости привода,.

На фиг. 1 показана схема устройства для удаления воды из скважины, на фиг. 2 - разновидность конструкции золотникового типа.

Устройство для удаления воды из скважины включает привод, насосно- компрессорные трубы 1 с установлен- Иым на них пакером 2 и размещенным внутри них под приводом насосом 3 ico штоком 4, связанным с приводом, подземный сепаратор 5, нижняя часть koToporo посредством канала сообщена с полостью насоса 3, причем привод выполнен в виде установленного в насосно-компрессорных трубах 1 цилиндра 6с поршнем 7, имеющим золотниковый клапан 8, при этом подпоршне вая полость цилиндра 6 связана посредством канала 9 с верхней частью подземного сепаратора 5, а каналы подземного сепаратора 5 снабжены штуцерами 10, 11, 12. Устройство также имеет поплавковый клапан 13, размещенный в канале, сообщая подземный сепаратор 5 с полостью насоса 3 и

предохранительный клапан 14, установленный в поршне 7. - Рабочая камера привода (фиг. 2) может быть снабжена упорами 15, а

предкамера размещаться только на вхр- де в рабочую камеру двигателя. Шток агрегата при этом снабжается упорами

116 и 17, а перепускное отверстие между рабочей камерой двигателя и пред камерой перекрьтается клапаном 18 . золотникового типа с пружиной 19.

Устройство работает следующим образом.

Обводненные нефть и (или) газ из продуктивного пласта через перфорационные отверстия в обсадной колонне поступают в подземный сепаратор 5 и разделяются на водную и углеводородную фазы. Перед началом рабочего хо20

да поршневого агрегата (поршни привода и насоса 3 в нижнем положении) нефть и газ из сепаратора перетекают в ее верхнюю часть, а вода из нижней

«г части сепаратора заполняет рабочую камеру насоса 3, проходя через обратный клапан насоса. В результате заполнения указанных свободных пространств углеводородной фазой и водой

давление в них начинает повьшхаться, приближаясь к давлению в продуктивном пласте и поршень 7, а одновременно и связанный с ним штоком 4 поршень насоса, начинают перемещаться вверх. При -этом золотниковый- клапан 8 зак35 уялт под действием перепада давления .йад поршнем и в подпоршневом пространстве, всасывакядий клапан насоса 3

закрыт в результате повышения давления в рабочей камере насоса 3, нагнетательный клапан насоса 3 открываетс после повышения давления в насосе 3 до величины, большей, чем давление в поглощающем горизонте. При ходе поршней вверх происходит закачка воды в поглощающий горизонт, заполнени водой рабочей камеры насоса ниже пор |Шня насоса и приток нефти и газа в подпорщневую полость привода. При подходе поршня 7 в крайнее верхнее положение клапан 8 открывается под действием механического соударения о корпус привода. После этого нефть и газ из подпоршневого пространства привода поступают в колонну насосно- компрессорных труб I и отводятся на полезное использование, давления по обе стороны поршня 7 выравниваются, давление Е сепараторе 5 снижается. Поршни начинают двигаться вниз, нагнетательный клапан насоса закрывается. Перемещение поршней вниз вначале происходит под действием веса поршней и штока и под действием перепада давления в.насоса. ПосЛе выравнивания давления выше и ниже поршня насоса 3 всасьюающий клапан открывается, а перемещение поршней вниз осуществляется только под действием их веса и веса штока. При подходе поршней к крайнему нижнему положению клапан 7 закрывается от механического соударения о корпус рабочей камеры двигателя и новьш цикл работы устройства совершается в описанной последовательности.

В результате совершения одного цикла работы устройства происходит закачка в поглощающий горизонт объема воды, равного объему рабочей камеры насоса с повышением давления воды. Для этой операции ра сходуется объем нефти и газа, равный объему полости камеры привода и дополнительный объем нефти и газа, прошедший через штуцеры 11, 12 за время перемещения поршня.7 вниз. Давление расходуемых объемов нефти снижается, а также снижаются давления в сепараторе 5 и пласте.

Конструкции и работа.устройства обусловлены необходимостью предотвращения закачки в поглощающий горизонт углеводородной фазы, необходимостью уменьшения объемов углеводородной фазы, проходящих через поршень 7 при

8548

движении его

вниз, и необходимостью

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

предотвращения высоких депрессий на продуктивный пласт.

Если производительность насоса 3 при работе устройства в заданном режиме выше, чем расход поступающей из пласта воды, то уровень воды в сепараторе 5 снижается, пока не достигает положения поплавкового клапана 13. После этого поплавковый клапан перекрывает входное отверстие насоса и поршни останавливаются. Остановка поршней происходит при ходе их , так как при ходе вниз вода из предкамеры в рабочую камеру насоса не поступает, и поэтому клапан 8 золотникового типа находится в закрытом положении. При остановке поршней давление под поршнем 7 повышается и достигает величины срабатывания предохранительного клапана 14. После этого углеводородная фаза отбирается из сепаратора через клапан 14 до того времени, пока уровень воды в сепараторе не повысится.

При ходе поршней вниз через клапан 8 в насосно-компрессорные трубы 1 поступают из сепаратора и продуктивного пласта нефть и газ, не совершая при этом полезной работы. Если запасы энергии пласта ограничены, обводненность пластовой продукции значительна, то бесполезные перетоки нефти и газа снижают эффективность работы устройства. Для уменьшения бесполезных перетоков углеводородной фазы устройство снабжено штуцерами 10, 11, 12. Более значительный эффект по уменьшению бесполезных перетоков нефти и газа может быть получен при использовании золотниково- го клапана для перекрытия перепускного отверстия между сепаратором и полостью привода (фиг. 2). Работа такой конструкции части устройства осуществляется следующим образом.

Нефть и газ из сепаратора поступают в сепаратор и полость привода, перемещая поршень 7 вверх при закры - том клапане 8 и открытом клапане 18. При подходе поршня к крайней верхней точке вначале клапаном 18 перекрывается перепускное отверстие между полостью привода и сепаратором и ход поршня замедляется из-за резкого снижения поступления в полость нефти и газа, так как штуцер 10 имеет уменьшенный диаметр. Замедленный ход

поршня до верхней точки происходит при сжатии пружины 19. У верхней точки клапан ,8 открывается упорами 15, смещается по штоку; 4 до упора 16 и начинается перемещение поршня вниз, При подходе поршня к крайней нижней точке упор 16 открывает клапан 18, который в дальнейшем фиксируется упоФормула изобретения

20

ся в опиранной последовательности.

Уменьшение бесполезного расхода нефти и газа устройством по фиг. 2 достигается за счет того, что при ходе поршня 7 вниз через полость привода проходит ограниченный штуцером 10 объем углеводородной фазы, в то время как основное перепускное отверстие перекрыто золотниковым клапаном 18.

Кроме уменьшения бесполезного расг хода нефти и газа клапан 18, штуцеры 10, 11, 12 предотвращают создание высоких депрессий на пласт. При отсутствии перечисленных элементов уст- 25 ройства, при ходе поршня 7 вниз, величина депрессии на пласт бьша бы равна разности давления в призабой- ной зоне пласта и давления насосно- компрессорных трубах выш поршня 1, Создание кратковременных высоких депрессий; может привести к разрушению приза.бойной зоны пласта, цементного камня, усталостному разрушению труб и деталей устройства, а также вызовет змульгирование воды в углеводородной фазе с последукщим ухудшением эффективности разделения этих фаз в сепараторе. Отмеченные элементы устройства позволяют сглаживать пуль- . сации давления и регулировать воздействие на призабойную зону пласта.

30

35

рого посредством канала сообщена с полостью насоса, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса удаления йоды за счет использования энергии пласта для управления приводом насоса, привод выполнен в виде установленного в насос- но-компрессорных трубах цилиндра с поршнем, имеющим золотниковый клапан, причем подпоршневая полость цилиндра связана посредством канала с верхней частью подземного сепаратора.

в поДпоршневой полости привода, оно снабжено предохранительным клапаном, установленным в поршне.

Формула изобретения

0

0

35

рого посредством канала сообщена с полостью насоса, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса удаления йоды за счет использования энергии пласта для управления приводом насоса, привод выполнен в виде установленного в насос- но-компрессорных трубах цилиндра с поршнем, имеющим золотниковый клапан, причем подпоршневая полость цилиндра связана посредством канала с верхней частью подземного сепаратора.

в поДпоршневой полости привода, оно снабжено предохранительным клапаном, установленным в поршне.

Фиг.2