УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛОАТАЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ГОРИЗОНТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНОЙ Советский патент 1947 года по МПК E21B43/14 

Известны устройства для эксплоатации нескольких горизонтов одной скважиной при помощи насосов. Предлагаемое изобретение касается подобного рода устройств и отличается от них тем, что насосы, установленные каждый на отдельном горизонте и имеющие общую штангу, соединены муфтами, снабженными клапанами. Благодаря этому и происходит одновременное засасывание нефти изо всех горизонтов.

На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемой установки, на фиг. 2 - клапанная коробка в горизонтальном разрезе, на фиг. 3 - муфта.

Устройство состоит из двух глубоких штанговых насосов (невставных типа D-1 или D-2), расположенных последовательно соответственно расположению эксплоатируемых горизонтов и соединенных муфтой.

Между насосами, а следовательно, между эксплоатируемыми горизонтами установлен паккер 1 (типа «ПС»), назначение которого заключается в разобщении горизонтов путем герметизации кольцевого пространства между обсадной 2 и насосной 3 колоннами труб.

Обсадная колонна против нижнего горизонта имеет, как обычно, фильтр 4, а против верхнего горизонта над паккером она снабжена отверстиями 12, образуемыми при помощи перфоратора подобно тому, как это делается при вводе в эксплоатацию верхнего горизонта в случае нераздельной эксплоатации.

Жидкость с нижнего горизонта поступает в скважину как обычно, а с верхнего - в кольцевое пространство 6 между обсадной 2 и насосной 3 колоннами труб над паккером.

Плунжеры 7 и 8 обоих насосов связаны между собой штангами и приводятся в возвратно-поступательное движение при помощи станка-качалки, установленного над скважиной. Таким образом, если не учитывать деформацию штанг, плунжеры обоих насосов совершают одинаковые движения, а следовательно, работа насосов (т.е. процессы всасывания и нагнетания) должна быть одинаковой.

При ходе плунжеров обоих насосов вверх происходит, с одной стороны, всасывание жидкости из скважины у нижнего насоса с нижнего горизонта, а у верхнего из кольцевого пространства 6 над паккером 7 и, с другой стороны - подъем жидкости на величину хода плунжера. При этом жидкость, находящаяся над плунжером 8 верхнего насоса, переливается в мерник у устья скважины (на схеме не показан), а жидкость над плунжером 7 нижнего насоса переходит в цилиндр 10 верхнего насоса. Таким образом, объем цилиндра 10 верхнего насоса заполняется частично жидкостью, поступающей из нижнего насоса и частично жидкостью, поступающей из верхнего горизонта.

При ходе плунжеров обоих насосов жидкость из нижних полостей цилиндров через полые плунжеры переходит как обычно в полости над плунжером.

Спуско-подъемные операции проводятся в следующем порядке. Сначала в скважину спускают цилиндр 9 нижнего насоса на насосных трубах 3 соответствующего диаметра. Длина колонны этих труб должна быть равна расстоянию между нижним насосом и паккером при установке их на место, в зависимости от расстояния между горизонтами. В подвешенный таким образом цилиндр 9 на штангах 11 опускают плунжер 7.

Для того чтобы проверить герметичность соединений, заливают водой колонну насосных труб и насос. После этого в цилиндр 10 верхнего насоса вставляют плунжер 8 со штангой 11, затем насос и паккер присоединяют к колонне насосных труб 3, на которой опущен нижний насос, предварительно соединив концы штанг верхнего и нижнего насосов. После этого всю конструкцию опускают в скважину на насосных трубах соответствующего диаметра на такую глубину, чтобы паккер оказался выше перфорированной части 12 обсадной колонны.

Для того чтобы проверить герметичность труб верхнего насоса и паккера, заливают водой в начале колонну насосных труб, а затем и кольцевое пространство между колоннами насосных и обсадных труб.

Убедившись в герметичности всех узлов, насосы вместе с паккером опускают ниже перфорированной части обсадной колонны. Такая последовательность установки насоса объясняется тем, что при установке паккера сразу же на место ниже перфорированной части обсадной колонны нельзя проверить его работоспособность вследствие возможной поглощаемости верхнего горизонта. Если же поглощаемость верхнего горизонта заранее известна и может быть учтена, то паккер можно устанавливать в один прием сразу на необходимое место.

Поднимают насосы раздельно, т.е. так, как это делается обычно. Вначале поднимают штанги плунжера, а затем цилиндры насосов вместе с насосными трубами.

Клапанная коробка 14 (фиг. 2) нижним концом ввинчена в муфту 15 насосных труб нижнего насоса. На верхний конец клапанной коробки навинчен переводник 16, при помощи которого коробка 14 присоединяется к патрубку верхнего насоса. Центральное отверстие в клапанной коробке позволяет свободно проходить штанге и плунжеру нижнего насоса.

Для смены клапанов необходимо поднимать на поверхность весь насос.

Муфта снабжена корпусом 19, на который одеты манжеты 20, кольца 21, грундбуксы 22 и 23, зажатые снизу конусом 17.

В корпусе имеется ряд отверстий, через которые жидкость из верхнего горизонта всасывается верхним насосом. К верхнему торцу корпуса крепится шайба 18, служащая седлом всасывающих клапанов. Манжеты 20 уплотняют зазор между корпусом 19 и седлом конуса 17 под давлением жидкости, поступающей из насосных труб. В корпусе имеется центральное отверстие, через которое проходят штанги нижнего насоса. Через кольцевой зазор между штангами и корпусом проходит жидкость из нижнего насоса.

Устройство для эксплоатации нескольких горизонтов одной скважиной при помощи насосов, отличающееся тем, что насосы, установленные каждый на отдельном горизонте и имеющие общую штангу, соединены муфтами, снабженными клапанами, с целью одновременного засасывания нефти из всех горизонтов.