УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСПЛОАТАЦИИ ДВУХ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНЫ Советский патент 1947 года по МПК E21B43/14 

Уже известны установки для эксплоатации двух нефтяных пластов одной скважиной путем спуска двух колонн труб, с отделением пластов один от другого паккером.

Согласно изобретению, с целью осуществления всей работы при помощи лишь одной колонны насосных труб, колонна газовых труб, сообщающаяся отверстиями с одним горизонтом, соединена при помощи башмака с расположенной в ее полости и сообщающейся со вторым горизонтом насосной колонной труб. Башмак с одной стороны снабжен седлами для посадочных конусов насосной колонны и отверстиями для связи с полостью газовой колонны.

На фигуре изображен общий вид предлагаемой установки для случая, когда эксплоатационные горизонты отстоят один от другого на значительном расстоянии. Такой установкой возможна также эксплоатация горизонтов, отстоящих друг от друга на небольших расстояниях.

Для разобщения верхнего эксплоатационного горизонта Г₁, от нижнего горизонта Г₂, с целью исключения противодавления на приток жидкости из пластов нижнего горизонта, спускается паккер 3 и хвостовик 1 с обратным клапаном 2. Газ отводится из-под паккера по кольцевому пространству между трубами: насосными 5 и газовыми 6.

Отбор жидкости с верхнего эксплоатационного объекта осуществляется вставными стандартными насосами 8 и 9. Диференциальный башмак 11 и конус 10 предназначены для одновременного отбора жидкости с нижнего и верхнего экоплоатационных горизонтов при одной экоплоатационной колонне насосных труб 12 и штанг 13.

Внутри диференциального башмака 11 имеются два посадочных седла для диференциального конуса, буртик для зажатия замка 14 и проходное отверстие. Через это отверстие проходит плунжер стандартного трубного втулочного насоса во время установки его в цилиндр насоса. Башмак в верхней и нижней части имеет резьбу для присоединения газовых и насосных труб.

Пропуск жидкости с верхнего эксплоатационного объекта и газа с нижнего горизонта осуществляется через башмак то двум горизонтальным отверстиям 15 для жидкости и вертикальным отверстиям 16 для газа.

Диференциальный конус состоит из верхнего и нижнего конусов. Между ними имеется эллипсоидная выемка по всей окружности конуса. Конус внутри имеет сквозное эллипсоидальное отверстие для прохода жидкости с нижнего эксплоатационного горизонта. Через это же отверстие проходит специальная штанга с высаженным концом. На нижний конец диференциального конуса навернут замок 14, при помощи которого он зажимается в башмаке. К верхней части диференциального конуса прикреплены нефтепроводные трубочки 17, к которым под углом 90° по всей длине приварены для жесткости четыре пластины.

Для прохода жидкости в цилиндр вставного насоса в конусе просверлены два отверстия. К верхним концам трубочек через переводник - тройник 18 присоединен плунжер вставного насоса.

Паккер для отделения эксплоатационных горизонтов состоит из корпуса, пеньковой набивки и распорного конуса 19, свободно посаженного на корпус. Корпус паккера в верхней части имеет правую и левую резьбу. Первая служит для подъема паккера из скважины, вторая (левая) для спуска его в скважину. Кроме того, в верхней части корпуса паккера имеется посадочный башмак 7, а с наружной стороны-выемки для закрепления металлических пластинок болтами.

В месте для пеньковой набивки корпус паккера имеет конусность. Для сохранения пеньковой набивки и создания герметизации между стенками обсадной колонны и корпусом паккера набивку заключают в свинцовую оплетку 20. Устранение заклинивания пеньковой набивки при подъеме паккера достигается прикреплением верхних витков ее к корпусу паккера металлическими пластинками.

Кетчер 21 состоит из корпуса фонаря, распорных пружин и плашек с горизонтальными насечками на них. Корпус фонаря свободно скользит в вертикальном направлении относительно трубы хвостовика 4. В фонаре имеется горизонтальный и вертикальный вырезы для шпильки.

Первоначально в скважину спускается хвостовик 1 с обратным клапаном 2. На первую трубу (сверху) хвостовика надевается, кетчер 21 и навинчивается паккер 3. Вся система (хвостовик, паккер и кетчер) опускается в скважину на насосных трубах 5 с левым переводником. По достижении желаемой глубины (ниже подошвы верхнего эксплоатационного горизонта) паккер останавливается; вращением с поверхности насосных труб 5 по часовой стрелке шпилька выводится из горизонтального выреза корпуса фонаря в вертикальный. Кетчер благодаря трению пружин о стенки обсадной колонны остается неподвижным. При дальнейшем спуске системы распорный конус упрется в плашки кетчера и останется вместе с ним неподвижным до того момента, пока пеньковая набивка не упрется в распорный конус и не заклинит его в обсадной колонне. После этого пеньковая набивка будет спрессована весом хвостовика и насосных труб.

Установив паккер, производят проверку его герметичности. Для этого в пространство между обсадной колонной и насосными трубами наливается до устья скважины нефть и ведется наблюдение за уровнем жидкости. Затем от паккера отвинчивают насосные трубы и поднимают их на поверхность. На этом разобщение горизонтов заканчивается.

Спуск труб 5 и 6 происходит в следующем порядке.

Вначале спускаются газовые трубы 6 длиной от паккера до диференциального башмака с посадочным сферическим конусом. Они подвешиваются на элеваторе у устья скважины. Потом через эти трубы пропускают насосные трубы 5 с цилиндром трубного втулочного насоса внизу и навернутым на верхний конец диференциальным башмаком, к которому жестко присоединяются газовые трубы. Дальнейший спуск обоих рядов труб производят на газовых трубах до верхнего конца их. Затем спущенные трубы снова подвешиваются на элеватор и ставятся на каптаж устья скважины. Внутрь газовых труб, присоединенных к верхнему концу диференциального башмака, опускают насосные трубы и ввинчивают в диференциальный башмак. Дальнейший спуск всей системы до места посадки сферического конуса производят на насосных трубах.

В предложенной установке вставной насос и плунжер трубного втулочного насоса спускают в скважину до места их назначения на одной колонне насосных штанг. Соединены они между собой следующим образом. К верхнему концу цилиндра вставного насоса присоединена посредством выкидной клетки и переводника верхняя часть насосных штанг. К нижнему концу цилиндра приварены концы вилки, к месту разветвления которых присоединена специальная штанга с высаженным концом. К последнему присоединяются штанги с плунжером трубного втулочного насоса.

По достижении места посадки плунжер вставного насоса закрепляется в диференциальном башмаке неподвижно на все время работы установки. Цилиндр вставного насоса жестко включается в насосные штанги, на которых также подвешивается плунжер трубного втулочного насоса. При ходе плунжера втулочного насоса вверх цилиндр вставного насоса движется тоже вверх. При этом выкидные клапаны насосов под давлением вышележащего столба жидкости в насосных трубах будут закрыты.

Нижние всасывающие клапаны в результате некоторого разрежения давления в цилиндрах и давления снизу столба жидкости, равного глубине погружения этих клапанов под динамический уровень, откроются, и жидкость (нефть) будет поступать в насосы, занимая пространство, освобожденное плунжером и цилиндром. Таким образом, при ходе штанг вверх происходит всасывание жидкости в цилиндры насосов. При обратном ходе плунжера и цилиндра вниз их выкидные клапаны, встречая возрастающее сопротивление жидкости, накопленной под плунжером, откроются, а нефть из цилиндров насоса будет переходить в насосные трубы. Нижние - всасывающие-клапаны в этот момент будут закрыты давлением столба жидкости в насосных трубах, превышающим затрубное давление. Таким образом, при ходе штанг вниз происходит нагнетание жидкости в трубы. При непрерывном возвратно-поступательном движении плунжера трубного и цилиндра вставного насосов процессы всасывания и нагнетания чередуются; в результате уровень жидкости в насосных трубах постепенно поднимается, пока не достигнет устья скважины. После этого начнется перелив жидкости в выкидную линию.

1. Установка для эксплоатации двух нефтяных пластов одной скважины путем спуска двух колонн труб с отделением пластов друг от друга паккером, отличающаяся тем, что, с целью осуществления всей работы при помощи лишь одной колонны насосных труб, газовая колонна труб, сообщающаяся отверстиями с одним горизонтом, соединена с расположенной в ее полости, сообщающейся со вторым горизонтом, насосной колонной труб при помощи башмака, снабженного с одной стороны седлами для посадочных конусов насосной колонны и отверстиями для связи с полостью газовой колонны.

2. Форма выполнения установки по п. 1, отличающаяся тем, что башмак жестко соединен с плунжером вставного поршневого насоса, цилиндр которого, в свою очередь, жестко соединен с насосными штангами, несущими плунжер трубного насоса.