Устройство для эксплуатации скважин Советский патент 1993 года по МПК E21B43/12 

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных скважин и предназначено для использования в нефтедобыче для повышения надежности эксплуатации скважин при работе электроцентробежного насоса (ЭЦН) и предотвращения разрушения насрсно-компрессорных труб (НКТ) в скважине от воздействия струи насоса (ЭЦН).

Известен безтрубный метод эксплуатации нефтяных скважин, который предусматривает спуск ЭЦН в скважину на кабель- канате. При этом методе подъем жидкости из скважины осуществляется непосредственно по обсадной колонне.

Недостатками этого метода являются истирание обсадной колонны от места установки ЭЦН до устья скважины и усиление ее при Наличии песка в добываемой жидкости, истирание кабель-каната при работе насоса, возможность нарушения герметичности разобщителя и протекания жидкости из-под разобщительной части в под разобщительной и прекращения подачи ЭЦН, возможность осаждения песка над ЭЦН и разобщителя и их прихвата в колонне скважины.

Известен также метод эксплуатации нефтяных скважин, который предусматривает спуск ЭЦН в скважину на НКТ. При этом методе жидкость из насоса нагнетается в НКТ и по ним поднимается на поверхность.

Основными недостатками этого метода являются наличие вращательно-вихревого движения выходящей из ЭЦН жидкости и возникновения гидро-волновых ударов на внутренние стенки труб при работе насоса, нарушение герметичности НКТ вследствие разрушения внутренней полости и протекания жидкости из их полости обратно в скважину и прекращения подачи ЭЦН, затраты много времени на ремонтные работы, т.е. на спуско-подьемные операции.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для стабилизации движения .потока жидкости в приеме насоса, взятые в качестве прототипа.

Устройство позволяет увеличить срок службы насоса, благодаря созданию равномерного режима движения жидкости в приеме насоса.

VI

Ю

ел о

00

ю

Устройство содержит корпус, переводник, обтекатель, состоящий из конусов, соединенных основаниями, патрубок и пучок стержней.

Устройство устанавливается в приеме насоса и работает следующим образом.

Жидкость, прежде чем попасть в прием насоса, проходит через приемный патрубок устройства и далее движется по каналам, которые образованы стержнями пучка, где вихревое движение жидкости превращается в ламинарное. Затем она огибает конус обтекателя, к которому присоединен пучок стержней, и по образующей другого конуса движется к приему насоса.

Существенными недостатками этого устройства являются: сложность и многоде- тальность конструкции, возможность уменьшения производительности ЭЦН и сокращения его срока службы. Это объясняется тем, что устройство устанавливают в приеме насоса и оно создает равномерный режим движения жидкости в его приеме. А если его установить над насосом, то условие работы насоса будет ухудшаться, так как насос должен преодолеть и давление столба жидкости и сопротивление узких каналов, созданных в устройстве пучками стержней. Это, безусловно, приведет к уменьшению производительности насоса, ускорит износ его деталей и сократит его срок службы, невозможность стабилизировать движение выходящей из ЭЦН потока жидкости. Это объясняется тем, что, если учесть, что известное устройство кроме стабилизации движения потока жидкости и улучшает ее очистку, то становится ясным, что при наличии в восходящем потоке жидкости песка, с диаметром частиц больше, чем сечение каналов устройства, то песок может откладываться в приемной патрубка, закроет доступ жидкости к каналам устройства и насос прекратит свою подачу, а с другой стороны, под давлением насоса восходящий поток жидкости в каналах устройства обладает повышенной скоростью, что может привести к разрушению каналов, а также обтекателя устройства. Причем, при наличии в восходящем потоке жидкости песка с диаметром частиц меньшем, чем сечения каналов устройства, их разрушения будут усиливаться, что устройство потеряет свою стабилизирующую функцию.

Практическим наблюдением за работой ЭЦН установлено, что в основном разрушается полость нижней трубы, установленный над ЭЦН на высоте до 5 метров от насоса.

Это объясняется тем, что выбрасываемая из ЭЦН в полость НКТ жидкость обладает большой скоростью и примерно до 5 метров от насоса (установлено практическим наблюдением за заботой ЭЦН) сохраняет вра- щательно-вихревое движение вверх. В результате чего происходят гидро-волновые удары на внутренние стенки труб и чем длиннее амплитуда этих волн (ближе к насосу они длиннее, тем сильнее удары.

При наличии в выбрасываемой из ЭЦН жидкости песка, разрушение внутренней стенки труб усиливается. В ряде случаев из- за абразивности песка ближе к ЭЦН в теле

НКТ высверливаются отверстия.

Все это приводит к уменьшению надежности эксплуатации скважин при работе ЭЦН и сокращению срока службы НКТ. Целью изобретения является повышение надежности эксплуатации скважин при работе электропогружного насоса и предотвращение разрушения насосно-компрес-. сорных труб.

Поставленная цель достигается тем, что

устройство для эксплуатации скважин, включающее переводник для соединения с насосно-компрессорными трубами и откачивающим узлом, и обтекатель, отличаю- щийся тем, что с целью повышения

надежности эксплуатации скважин при работе электропогружного насоса и предотвращения разрушения насосно-компрессор- ныхтруб, обтекатель установлен над откачивающим узлом и выполнен в виде стакана с

прорезями, на боковой поверхности.

На чертеже показано устройство, продольный разрез.

Устройство состоит из переводника 1 и

обтекателя 2. Переводник 1 нижним концом соединяется с откачивающим узлом (т.е. насосом ЭЦН), верхним к обтекателю 2. Обтекатель 2 выполнен в виде стакана, имеет свободный конец 3 с прорезями 4 на боковой поверхности для прохода жидкости, он размещен в полости переводника 1 и с ней образуют кольцевую полость. Верхний конец обтекателя 2 соединяется к муфте 5 НКТ 6. При работе ЭЦН, жидкость, выходя из

насоса, попадает в кольцевую полость, изменив направление, проходит через прорезы 4 на боковой поверхности, поступает в полость обтекателя 2 и через нее в полость НКТ 6. При этом в кольцевой полости жидкость теряет восходящее вращательно-вихро- вое движение, исключающее гидроволновые удары на его стенке.

Ф о р мула изобретения Устройство для эксплуатации скважин, включающее переводник для соединения с насосно-компрессорными трубами и откачивающим узлом и обтекатель, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации скважин при работе электроцентробёжного насоса и предотвращения разрушения насосно-компрес- сорных труб, обтекатель установлен над откачивающим узлом и выполнен в виде стакана с прорезями на боковой поверхности.

Устройство для эксплуатации скважин. Изобретение позволяет повысить надежность эксплуатации скважин при работе электроцентробежного насоса и предотвратить разрушение насосно-компрессорных труб. Для этого в устройстве, включающем переводник для соединения с насосно-компрес- сорными трубами и откачивающим узлом, обтекатель установлен над откачивающим узлом и выполнен в виде стакана с прорезями на боковой поверхности. 1 ил.