Установка для закачки жидкости в пласт Советский патент 1980 года по МПК E21B43/00 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ В ПЛАСТ

1

Изобретение относится к технике для добычи нефти, а именно к устройствам для закачки жидкости в пласт при его заводнении или нагнетании в него различных реагентов.

Известна установка для закачки жидкости в пласт, содержащая погружной насосный агрегат, пакер, колонну труб и электродвигатель 1.

Насосный агрегат находится в водной среде, что уменьшает срок работы деталей насоса в результате износа и коррозии.

Наиболее близка к изобретению установка для закачки жидкости в пласт, содержащая пакер, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом 2.

Насосный агрегат находится в водной среде под больщим давлением, что ухудщает условия его эксплуатации. Из-за наличия в воде механических примесей и растворенных солей уменьшается срок работы деталей насоса от износа и коррозии. Водостойная сбмотка электродвигателя при заполнении статора водой обладает достаточной работоспособностью лишь при невысокой температуре воды, окружающей двигатель (не более +25°С).,Увеличение температуры воды до 35-45°С существенно снижает срок

службы обмотки, а при более высокой температуре двигатель теряет работоспособность.

Растворенные в воде соли разрушают кабель, сокращая срок его службы. Все перечисленные причины снижают долговечность установки в целом. Кроме того, с помощью такой установки невозможно закачивать в нефтяной пласт химически агрессивные реагенты, например кислоты (серную, аьзотную и др.).

Принцип работы установки, заключающийся в непрерывной подаче жидкости в пласт практически без заметных изменений давления нагнетания, способствует возникновению в капиллярных отверстиях и щелях пласта слоя облитерации, постоянно снижающей приемистость скважины, зачастую до полного прекращения поглощения жидкости.

Целью изобретения является повышение долговечности установки и приемистости 20 скважины за счет цикличной подачи жидкости.

Это достигается тем, что установка снабжена установленными на колонне насоснокомпрессорных труб нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, причем верхняя полость колонны насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом. На чертеже дана принципиальная схема установки для закачки жидкости в пласт. Установка состоит из насосно-компрессорных труб 1, посаженных на пакер 2, разобщающий продуктивный пласт 3 и межтрубное пространство 4, сообщающееся или с водоносным пластом 5 или с наземным коллектором 6. На нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб 1 установлен нагнетательный клапан 7, а выще пакера - всасывающий клапан 8. Верхний конец колонны труб 1 сообщен через запорные устройства 9 и 10, трубопровод 11 и насосный агрегат 12с емкостью 13, сообщенной с атмосферой. На емкости 13 установлены датчики 14 и 15 соответственно верхнего и нижнего уровней, подающие сигналы на станцию управления 16, регулирующую режим работы электродвигателя 17 насосного агрегата 12. Колонна насосно-компрессорных труб 1 и емкость 13частично заполнены маслом. Насосный агрегат 12 и электродвигатель 17 выполнены реверсивными. Установка работает следующим образом. На чертеже положение жидкостей (закачиваемой жидкости и масла) показано в конце рабочего хода (нагнетания). При этом уровень масла в емкости 13 контролируется датчиком 15 нижнего уровня, который подает сигнал на станцию управления 16, переключающую электродвигатель 17 на вращение, обратное предшествующему. При этом масло из колонны насосно-компрессорных труб 1 откачивается в емкость 13 и происходит процесс всасывания жидкости из затрубного пространства 4 через всасывающий клапан 8 в насосно-компрессорные трубы 1. В конце всасывания линия раздела закачиваемая жидкость - масло в колонне насосно-компрессорных труб 1 и верхний уровень масла в емкости 13 показаны пунктирными линиями. При достижении маслом верхнего уровня в емкости 13 с помощью датчика 14 верхнего уровня и станции управления 16 электродвигатель 17 переключается на противоположное вращение, и происходит процесс нагнетания жидкости в продуктивный пласт 3 через клапан 7. При достижении маслом нижнего уровня в емкости 13 процесс повторяется в той же последовательности. Линии раздела закачиваемой жидкости и масла в начале и в конце всасывания (нагнетания) определяют величину рабочего хода Н жидкостного поршня. Величина Н характеризует режим закачки и может быть вычислена по формуле,, Н .нилиН оН, гдеd - внутренний диаметр колонны насосно-компрессорных труб; D - внутренний диаметр емкости 13; Н - расстояние мехсду верхним к нижним уровнями масла в ем кости 13; ( отношение диаметров. Регулируя Н соответствуют.. установкой датчиков уровня 14 и 15, можно регулировать режим закачки, например частоту качений. В процессе всасывания энергии затрачивается тем мень.ие, чем больше давление жидкости в межтрубном пространстве 4. Если же давление жидкости в межтрубном 1фостранстве к началу всасывания превосходит давление столба масла, то электродвигатель 17 вращается с опережением синхронной скорости и он работает в рекуперативном режиме с отдачей электроэнергии в промысловую сеть. Использование установки в нефтяной про.мыщленности позволит значительно снизить затраты на единицу закачиваемой жидкости, повысить нефтеотдачу пласта за счет увеличения приемистости скважины и, в конечном итоге, снизить себестоимость единицы добытой нефти. Экономическая эффективность может быть обеспечена следующими преимуществами установки: а)повышением долговечности за счет того, что насосный агрегат, определяющий в осковном долговечность установки, находится в благоприятных условиях, т. е. он расположен на поверхности и его рабочей жидкость является масло, а не закачиваемая жидкость, которая зачастую является хи.мически агрессивной; б)снижением стоимости оборудования, так как насосный агрегат поверхностного исполнения, работающий на масле, значительно дешевле агрегатов глубинного исполнения, рабочей жидкостью которых является нагнетаемая в пласт среда; кроме того, в установке отсутствует наиболее слабое по надежности и дорогостояшее звено - бронированный кабель; в)расширением области применения за счет возможности без замены насосного агрегата переключиться на закачку в пласт более агрессивной жидкости, например серной кислоты, для чего достаточно заменить одно масло в трубах и емкости на другое, в данном примере на парафиновое г)повышением приемистости сьважаггь; за счет того, что возвратно поступательное движение жидкостного поршня обеепечинает скачкообразное изменение давления закачиваемой жидкости, разрушаюш,ее слой облитерации капиллярных отверстий и щелей пласта и снижающее тем самым гидрав лическое сопротивление прохождению жидкости. Формула изобретения Установка для закачки жидкости в пласт, содержащая пакер, колонну насосно-компреосорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом, отличающаяся тем, что, с целью повыщения долговечности установки и приемистости скважины за счет цикличной подачи жидкости, она снабжена установленными на колонне насосно-компрессорных труб нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, причем верхняя полость колонны насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Захарук 3. И. Закачка пластовых вод погружныйи электронасосами. Тематический научно-технический сборник «Применение бесщтанговых насосов на нефтепромыслах. М. ГосИНТИ, 1962, с. 22-48.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 283120, кл. Е 21 В 43/00, 1967 (прототип).