Периодический газлифт Советский патент 1991 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, конкретно к эксплуатации нефтяных малодебитных скважин установками периодического газлифта.

Целью изобретения является повышение эффективности работы газлифта.

На фиг.1 представлена схема периодического газлифта; на фиг,2 -диаграммы работы газлифта.

На диаграммах обозначены: Н - время накопления жидкости в камере смешения, b - время выдавливания жидкости из камеры смешения в камеру замещения, Ьк - время выдавливания жидкости из камеры смешения в камеру замещения и из камеры замещения в выкидную линию.

Периодический газлифт состоит из камеры 1 смешения с приемным 2 и рабочим 3 газлифтными клапанами, пакера 4, колонны 5 лифтовых труб с пусковыми газлифтными клапанами 6, газоотводящей трубки 7, обратного клапана-отсекателя 8, камеры 9 замещения с рабочим клапаном 10 и хвостовиком 11, выкидной линии 12, запорного исполнительного органа 13. Газлифт имеет реле 14 времени накопления жидкости в камере смешения, счетчик 15 циклов накопления жидкости в камере смешения,.пусковой блок 16, датчик 17 давления и логический блок 18. Узел 19 управления включает блоки 16,14,15 и 18. Газлифт установлен в скважине 20.

Первый вход блока 18 соединен с датчиком 17 давления, второй и третий входы и 1 первый и второй выходы логического блока 18 соответственно подключены к третьему выходу реле 14 времени накопления жидкости в камере смешения, второму выходу счетчика 15 циклов накопления жидкости в камере смешения, третьему входу пускового блока 16 и входу реле 14 времени. Первый выход реле 14 времени соединен с входом счетчика 15 циклов накопления жидкости, первый выход которого подключен к первому входу пускового блока 16, выход которого соединен с запорным исполнительным органом 13,.а второй вход подключен к второму выходу реле 14 времени накопления жидкости в камере смешения.

Газлифт работает следующим образом. В скважину 20 спускается подземная

часть газлифта. Устье скважины 20 оборудуется запорным исполнительным органом 13 нагнетательной линии, датчиком 17 давления сжатого нагнетаемого газа и узлом 19 управления.

В камеру 1 смешения через приемный клапан 2 поступает пластовая жидкость (нефть), отсепарированный газ из которой по газоотводящей трубке 7 поступает в лифтовые трубы 5. Одновременно в узле 19 управпения включается в работу реле 14 времени накопления жидкости в камере 1 смешения. По окончании заданного периода накопления реле 14 времени через пусковой блок 16 производит открытие

запорного исполнительного органа 13 и одновременно подает сигнал на логический блок 18, а также соответствующий импульс на счетный вход счетчика 15 циклов. При открытом состоянии запорного исполнительного органа 13 через него в затрубное пространство скважины 20 поступает рабочий агент (сжатый газ), который при определенном давлении открывает рабочий газлифтный клапан 3.

Рабочий агент поступает в камеру 1 смешения и выдавливает из нее накопившийся столб жидкости в камеру 9 замещения.

Поступившая в камеру 9 замещения жидкость удерживается в ней благодаря обратному клапану-отсекателю 8. Конец процесса выдавливания определяется изменением знака первой производной давления нагнетаемого газа после запорного исполнительного органа 13. Для этого

логический блок 18 с подачей сигнала от реле 14 времени начинает сравнивать текущее значение давления нагнетаемого газа после запорного исполнительного органа 13с величиной, необходимой для открытия

рабочего газлифтного клапана 3.

После достижения этой величины в логическом блоке 18 определяется знак первой производной давления нагнетаемого

газа. Подача команды на закрытие запорного исполнительного органа 13 осуществляется с логического блока 18 через пусковой блок 16 в тот момент, когда знак первой производной давления нагнетаемого газа после запорного исполнительного органа 13 становится отрицательным. Это объясняется тем, что с момента открытия рабочего газлифтного клапана 3 противодавление столба жидкости, накопленной в камере 1 смешения, способствует увеличению давления нагнетаемого газа после запорного исполнительного органа 13 в процессе выдавливания жидкости из камеры 1 смешения в камеру 9 замещения. При этом знак первой производной давления нагнетаемого газа остается положительным. После того, как значение давления нагнетаемого газа достигает величины, которая достаточна для выдавливания столба жидкости из камеры 1 смешения в камеру 9 замещения, значение давления остается постоянным. При этом знак первой производной давления нагнетаемого газа находится на границе изменения от положительного на отрицательный. За это время происходит выдавливание жидкости из камеры 1 смеше- ния в камеру 9 замещения. Когда процесс выдавливания заканчивается, освобожда- . ется начало газоотводящей трубки 7 в камере 1 смешения и нагнетаемый газ через нее поступает в колонну 5 лифтовых труб. Это способствует уменьшению (падению) давления нагнотаемого газа после запорного ис- полнительного органа 13. В результате знак первой производной становится отрицательным.

Одновременно с подачей команды на закрытие запорного исполнительного органа 13 с логического блока 18 подается сигнал на включение реле 14 времени накопления жидкости в камере 1 смешения.

Далее процесс накопления жидкости в камере 1 смешения и ее выдавливания в камеру 9 замещения повторяется.

В камере 9 замещения при каждом цикле выдавливания жидкости, фиксируемом счетчиком 15 циклов, соответственно увеличивается столб жидкости. Когда уровень столба жидкости в камере 9 замещения достигает величины, соответствующей определенному количеству циклов накопления и выдавливания жидкости из камеры 1 смешения в камеру 9 замещения, при очередном окончании периода накопления жидкости в камере 1 смешения и достижении заданного количества циклов со счетчика 15 циклов подается команда через пусковой блок 1 б на открытие запорного исполнительного органа 13. При этом одновременно подается сигнал со счетчика 15 на логический блок 18 и счетчик 15 обнуляется. Сжатый газ, поступая в затрубное пространство скважины 20, через рабочий газлифтный клапан 3 выдав5 ливает жидкость из камеры смешения в камеру 9 замещения. С подачей сигнала от счетчика 15 в логическом блоке 18 начинается сравнение текущего значения давления нагнетаемого газа после запорного испол0 нительного органа 13с величиной, которая необходима для открытия рабочего газлифтного клапана 10. Когда текущее значение давления нагнетаемого газа достигает этой величины, в логическом блоке 18 начинается

5 определение знака первой производной давления нагнетаемого газа. При достижении давлением нагнетаемого газа величины, необходимой для.открытия рабочего газлифтного клапана 10, последний откры0 вается и газ поступает в камеру 9 замещения. Происходит процесс выдавливания жидкости из камеры 9 замещения через хвостовик 11 по колонне 5 лифтовых труб в выкидную линию 12. При этом противодав5 ление столба жидкости, накопленной в камере 9 замещения, способствует увеличению давления нагнетаемого газа после запорного исполнительного органа 13 в процессе выдавливания жидкости из каме0 ры 9 замещения в выкидную линию 12. В процессе выдавливания после достижения определенной величины давление нагнетаемого газа остается постоянным. Когда заканчивается процесс выдавливания,

5 давление нагнетаемого газа начинает. уменьшаться и тем самым знак первой производной становится отрицательным. В этот момент с логического блока 18 через пусковой блок 16 подается команда на за0 крытие запорного исполнительного органа 13 и одновременно на включение реле 14 времени.

В первоначальный момент, когда спускается оборудование в скважину 20, имею5 щую высокий статический уровень жидкости, этот уровень снижается через пусковые газлифтные клапаны 6, установленные на колонне 5 лифтовых труб.

0На фиг.2 приведены траектории изме нения давления нагнетаемого газа после запорного исполнительного органа 13 в различных циклах накопления жидкости в камере 1 смешения и выдавливания ее из

5 камеры 1 смешения в камеру 9 замещения, а также из камеры 9 замещения в выкидную линию 12.

Применение газлифта позволит увеличить дебит нефти скважины и снизить удельный расход газа.

Формула изобретения Периодический газлифт, содержащий камеру смешения с прие мным и рабочим газлифтными клапанами, пакер, колонну лифтовых труб, трубопровод сжатого газа, обратный клапан, отсекатель, газоотводную трубку, камеру замещения, пусковой блок, запорный исполнительный орган, реле времени и счетчик циклов накопления жидкости в камере смещения, причем первый выход реле времени накопления жидкости в камере смешения соединен с входом счетчика циклов накопления жидкости в камере смешения, первый выход которого подключен к первому входу пускового блока, выход которого соединен с запорным исполнительным органом, второй вход подключен к

5

второму выходу реле времени накопления жидкости в камере смешения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, он снабжен установленным после запорного исполнительного органа на трубопроводе сжатого газа датчиком давления и логическим блоком, первый вход которого соединен с датчиком давления, второй и третий входы и первый и второй выходы соответственно подключены к третьему выходу реле времени накопления жидкости в камере смешения, второму выходу счетчика циклов накопления жидкости в камере смешения, третьему входу пускового блока и входу реле времени накопления жидкости в камере смешения.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель - повышение эффективности работы периодического газлифта. Предлагаемый газлифт содержит камеру 1 смешения с клапанами 2,3, колонну 5 лифтовых труб, камеру 9 замещения, клапан 10, выкидную линию 12, запорный орган 13, узлы 19 управления с реле 14 времени накопления жидкости в камере смешения, счетчиком циклов 15, пусковым блоком 16, логическим блоком 18. Газлифт опускается в скважину 20. В камеру 1 через клапан 2 поступает пластовая жидкость. Реле 14 через блок 16 дает команду на открытие органа 13. Газ поступает в камеру 1 через клапан 3 и выдавливает жидкость в камеру 9. В логическом блоке 18 определяется знак первой производной давления газа. Орган 13

Рг (атм)

§ § ё

t

О

20 40 SO 80 /00320 380 400 4co 480 -{(мин)

Фиг. 2