Газлифтная установка Б.М.Рылова Советский патент 1993 года по МПК F04F1/20 

Изобретение относится к технике добычи нефти и служит для добычи обводненной нефти из нефтяных скважин.

Известна газлифтная установка, включающая колонну подъемных труб с нижним амортизатором, устьевую арматуру с верхним амортизатором и плунжер. Выкид постоянно открыт в сборную систему.

В известной установке плунжер применен для повышения производительности путем снижения утечек яифтируемой среды, которые могут достигать существенных величин (см. например, вышеуказанный источ- ник, с.60-61, 99-104). Применение плунжера позволяет значительно уменьшить потери лифтируемой среды. Однако при откачке обводненной нефти все же имеют место потери именно нефтяной фазы, находящейся в затрубном пространстве и движущейся по лифту вслед за поршнем, поскольку нефть, как более легкая среда, находится в верхней части столба среды в

затрубном пространстве и поступает в лифт через его башмак последней.

Известна газлифтная установка, содержащая подъемную трубу и установленный на ее конце обратный нормально закрытый подпружиненный клапан с возможностью перепуска скважинной среды и полости скважины в подъемную трубу.

Недостатком этой установки является то, что потери лифтчруемой среды происходят за счет нефтяной фазы, поскольку нефть из затрубного пространства продавливается в подъемную трубу последней и движется в хвостовой части лифтируемого столба, имея ввиду периодическую работу газлифта.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности является установка, в которой с целью дополнительного снижения утечек задерживается движение поршня на определенное время с расчетом, чтобы он двигался в конце лифтируемого столба среды. Достигается существенное

Ё

повышение производительности способа (установки), однако все же имеют место значительные потери откачиваемой обводненной среды именно за счет нефтяной фазы, поскольку она движется также в хвостовой части лифтируемого столба.

Целью изобретения является повышение производительности за счет снижения утечек нефтяной фазы откачиваемой обводненной среды.

достигается тем, что рабочие отверстия расположены в интервале нефтево- дораздела затрубного столба скважинной среды, а-нормально закрытый подпружиненный обратный клапан отрегулирован на величину открывающего перепада давления, превышающую перепад давления на рабочих отверстиях.

Сущностью изобретения является то, что рабочие отверстия расположены в интервале нефтево дораздела затрубного столба скважинной среды, а нормально закрытый подпружйнённы й обратный клапан отрегулирован на величину открывающегр перепада1 давления, превышающую перепад давления на рабочих отверстиях.

На фиг,1 изображена схема заявленной установки с иллюстрацией фаз состояния скважинной среды в подъемнике и затрубном ;п ростра нстве; на фиг-.2 - принципиаль- ныё Зависимости изменения давления Рн - над клапаном и Р п - под клапаном. .

Установка содержит газлифтный подъемник 1 с рабочими отверстиями 2, выполненными на уровне нефтеводораздела фаз в затрубном пространстве, установленный на башмаке лифта нормально закрытый подружиненный обратный клапан 3, отрегулированный на величину открывающего перепада давления, превышающую перепад давления на рабочих отверстиях 2, свободно установленный выше поршень 4. Выкид установки Открытый и снабжен штуцером 5, Подъемник 1 установлен в эксплуатационной колонке 6, снабженной задвижкой 7.

Составляющие общего столба откачиваемой среды:

8 - столб нефти в подъемнике;

9 - столб воды в подъемнике;

10 - столб нефти в затрубном пространстве;

11 - столб воды в затрубном пространстве.

Фазами а, б, в, г, д, е обозначены различные состояния откачиваемой среды в процессе совершения цикла работы установки..

«Установка работает следующим образом.

В исходном состоянии перед совершением цикла работы установки (фаза а) задвижка 7 закрыта, выкид открыт через штуцер 5. Так как в установках с открытым

выкидом затрубное давление всегда больше давления на выкиде, равного пониженному давлению в системе нефтегазосбора, то уровни скважинной среды в подъемнике и затрубном пространстве занимают различные положения в зависимости от соотношения давлений в затрубном пространстве и подъемнике. При этом в верхней части обоих столбов всегда находится нефтяная фаза 8 и 10 обводненной среды, как более легкая.

Давления Рн над клапаном 3 и Рп под клапаном 3 равны между собой ввиду гидростатического равновесия столбов жидкости и давлений в подъемнике и затрубном пространстве, вследствие чего клапан 3 нормально закрыт и удерживается в данном положении пружиной (не обозначена). Поршень 4 находится в крайнем нижнем положении (у башмака лифта).

При пуске газа в затрубное пространство через задвижку 7 (фаза б) давление в затрубном пространстве начинает повышаться, вследствие чего столб 10 среды из затрубного пространства через отверстия 2 поступает в подъемник 1, увеличивая длину

общего столба (8+9+10) в подъемнике над отверстием 2. При этом давления над клапаном 3 (Рн) и под клапаном (Рп) увеличиваются, причем давление Рн меньше давления Рп на величину потерь давления среды при истечении ее через рабочие отверстия 2. Поскольку открывающиий перепад Р давления на клапане 3 больше потерь давления на рабочих отверстиях 2, то он закрыт. Ввиду последнего среда из затрубного пространства поступает в подъемник 1 только через рабочие отверстия 2, а поскольку рабочие отверстия 2 расположены на уровне нефтеводораздела, то нефть из затрубного пространства поступает в

лифт в первую очередь. Изменение давлений Рн и Рп на участие фазы б изображено на фиг.2 интервалом Т.1-Т.2.

После продавливания столба 10 из затрубного пространства в подъемник 1 в него

поступает газ, производя выброс столбов 8, 9, 10 жидкости из него. При этом вес столба жидкости постепенно уменьшается, обусловливая тем самым уменьшение давления Рн над клапаном 3 (фаза в). Затрубное давление также уменьшается за счет стравли- вания газа через отверстия 2, но темп его снижения значительно меньше, чем давление в подъемнике, ввиду подпитки газа через задвижку 7 и ограниченные размеры

рабочего отверстия 2 (показано на фиг,2 интервалом между точками Т.2-Т.З).

В определенный момент (между фазами виг) разность давления АР над и под клапаном 3 достигает значения, превышающего его рткрывающий перепад, благодаря чему клапан 3 открывается (пружина сжимается) и начинается выдавливание оставшегося в затрубном пространстве стоба воды 11 через клапан 3 в подъёмник 1, При этом происходит повышение Давления над и под клапаном 3 за счетувеличения столба среды в подъемнике 1 и движения поршня 4 вверх (фаза г, интервал точек Т.З-Т.4). После прорыва газа через клапан 3 из затрубного пространства в. подъемник 1 происходит выброс лифтируемой среды из подъемника на выкид скважины. При этом поршень 4 доходит до устья скважины, подъемник 1 заполняется рабочим агентом (газом), давление его понижается, понижая тем самым давление Рн над клапаном 3 до значения, близкого к давлению газа Рп под клапаном (фаза д, интервал Т.4-Т.5). При подходе поршня 4 к устью подачу газа прекращают закрытием задвижки 7, вследствие чего газ из подъемника 1. и затрубного пространства (через рабочие отверстия 2) стравливается на выкид скважины, а давления Рн и Рп снижаются и практически выравниваются (интервал точек Т.4-Т.5). Вследствие снижения забойного давления происходит накопление скважинной среды (фазе е) как в затрубном пространстве, так и в подъемнике 1, поступающей в него через рабочие отверстия 2, Поршень 4 постепенно опускается. Таким образом, в скважине восстанав- ливается исходное состояние, соответствующее фазе а.

Из описания работы установки следует, что она позволяет полностью устранить утечки нефтяной фазы, так как нефтяная фаза из затрубного пространства движется не в конце лифтируемого столба жидкости,а примерно в средней его части. Утечки могут быть только за счет водяной фазы, что не является потерей полезного продукта.

Движущаяся за нефтяной фазой водяная фаза (хвостовая жидкость) смывает остатки нефти по длине подъемника, а некоторые потери лифтируемой среды имеют место только за счет водяной фазы (хвостовой жидкости).

Величина открывающего перепада давления и размеры рабочих отверстий определяются опытным путем.

Заявленная установка проста по кон- стуркции, надежна в ра боте и легко может быть применена. Установка перспективна для применения на 50 скважинах ПО Укр- нефть, эксплуатируемых периодическим

газлифтом, и на ряде других месторождений Миннефтегазпрома.

Как показывает опыт эксплуатации 40 газлифтных скважин Битковского месторождения ПО Укрнефть с обводненностью

20-30%, потери лифтируемой среды, а суче- том вышеизложенного - нефти, составляют в основном 40-50%, что при суммарном дебите скважин примерно 80 т/сут составляет 30-40 т/сут. Устранение этих потерь путем

использования заявленной установки позволит дополнительно получать 30-40 т/сут (10,95+14,6 тыс.т/г.) с экономическим эффектом 450-580 тыс.руб/год.

Заявленную установку намечено испытать на Витковском месторождении в 1991 году.

Формула изобретения Газлифтная установ ка, содержащая установленную в скважине подъемную трубу с рабочими отверстиями и башмаком, нормально закрытый подпружиненный обратный клапан, установленный на башмаке с возможностью перепуска откачиваемой

среды из полости скважины в подъемную трубу, и летающий поршень, расположенный над клапаном, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности за счет снижения утечек нефтяной фазы

откачиваемой среды, рабочие отверстия расположены в интервале нефтеводоразде- ла затрубного столба скважинной среды.

ьжш ьж р&30& сргазб фсзв.2

сриё. J

т.г

5Щ

.S&jSi&ii Vvv.vJ

cpatad Јpajfff

Использование: в нефтедобывающей промышленности при проектировании газ- лифтных установок. Сущность изобретения: установка содержит установленную в скважине подъемную трубу с башмаком и рабочими отверстиями. На башмаке установлен нормально закрытый подпружиненный обратный клапан, над которым расположен летающий поршень. Причем рабочие отверстия расположены а интервале нефтеводо- раздела затрубного столба скважинной среды, что позволяет повысить производительность за счет снижения-утечек нефтяной фазы откачиваемой среды. 2 ил.

9 иг, 2.

Вргм, t