Устройство для эксплуатации глубоких скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B43/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЛУБОКИХ

СКВАЖИН

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации глубоких скважин, в продукции которых есть газ и песок.

Надежность работы погружных центробежных электронасосов (ЭЦН) в глубоких 5 скважинах значительно ниже, чем в скважинах глубиной до 1000 м.

Работоспособность скаажинных штанговых насосов в глубоких скважинах из-за наличия многих недостатков также ухуд- ,Q шается.

Кроме того, условия работы насосов резко ухудшаются при наличии газа в жидкости.

Известны.установки для двухступенчатого подъема жидкости из глубоких скважин. 15 В этих установках штанговый глубинный насос (ШГН) или погружной центробежный электронасос (ЭЦН) является первой ступенью установки и играет роль агрегата первого подъема. На второй ступени жид- jo кость подхватывается подводимым по двухрядной системе в кольцевое пространство сжатым газом ( воздухом) и увлекается им по насосно-компрессорным трубам к устью скважины 1.

Ввиду недостаточной устойчивости работы глубинных насосов в условиях откачки газированной жидкости их погружают под динамический уровень.

Однако увеличение подвески влечет за собой дополнительный расход насосных труб и кабеля, а это, .в свою очередь, вызывает дополнительные потери (гидравлические) в трубах и в кабеле (электроэнергии). Увеличение тех и других потерь снижает КПД установки.

Необходимость пуска второго ряда труб повышает металлоемкость конструкции.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению является устройство для подъема жидкости из глубоких скважин, содержащее колонну насосно-компрессорных труб и два откачивающих агрегата, нижний из которых является погружным электронасосом (2.

В этом устройстве первой ступенью является погружной центробежный электронасос, а вторая ступень расположена у башмака второго ряда лифта и выполнена в виде струйного аппарата с источником рабочей среды, расположенным на поверхности. Такой порядок использования сочетания погружного центробежного электронасоса и двухрядного лифта со струйным аппаратом позволяет максимально погружать ЭЦН под уровень жидкости и повышать его производительность за счет снятия давления на ЭЦН струйным аппаратом.

Недостатки устройства заключаются в том, что необходимость спуска второго ряда труб повышает металлоемкость установки; ограничена область применения, так как невозможно использовать его в тех скважинах, где имеются невысокие динамические уровни и высокие газовые факторы.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем уменьшения концентрации песка и газа на приеме откачиваюш,их агрегатов, где в качестве верхнего из них используется штанговый насос, и предотврашение засорения песком каналов для сообшения кольцевой камеры с полостью насосно-компрессорных труб (НКТ.)

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено стаканом, установленным на колонне НКТ и образуюш,им с ней кольцевую камеру, связанную с внутренней полостью НКТ и посредством трубки с приемом штангового насоса.

Ниже приема насоса установлен обрат.ный подпружиненный клапан, связываюший внутреннюю полость НКТ с трубкой.

На фиг.. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Устройство содержит погружной центробежный электронасос 1, установленный на глубине, с которой насос в состоянии поднимать жидкость. На глубине, соответствуюшей высоте поднятой жидкости, в колонне труб установлен перфорированный патрубок 2 концентрично трубе 3, снизу которой имеется дно, образуя таким образом стакан 3. Несколько ниже перфорированного патрубка расположен штанговый насос 4, прием которого соединен с трубкой 5, пропущенной через дно стакана. Верхний торец трубки 5 не доводится на некоторое расстояние до верхнего торца стакана 3. Обратный клапан 6 устройства, установленный ниже приема насоса 4, состоит из цилиндрического корпуса 7, приваренного внутри трубы 8. Корпус 7 имеет отверстие 9, совмеш.енное с отверстием 10 в колонне труб. К корпусу 7 приварено седло 11 клапана,закрываемое шариком 12 под действием пружины 13. Пружина 13 поднимается винтом 14, ввинченным в корпус 7, выкид клапана трубкой 15 соединен с трубкой 5 и при емом скважинного штангового насоса 4. Устройство работает следующим образом ЭЦН поднимает жидкость выше перфорированного патрубка 2, после чего жидкость через отверстия в патрубке 2 попадает в затрубное пространство и переливается через открытый конец стакана 3 на забой скважины. Падая с высоты, жидкость, содержашая пузырьки газа, освобождается

от него, и последний через затрубное пространство уходит на дневную поверхность. Благодаря самоподливу дегазированной жидкости 8 затрубное пространство концентрация газа в жидкости, находящейся на приеме насосов, уменьшается.

Щтанговый насос отбирает очищенную от газа часть жидкости равную оптимальной дебиту скважины с вновь созданного уровня в стакане 3 и извлекает на дневную поверхность, а другая часть жидкости переливается через край стакана 3 и поступает на забой скважины.

В случае засорения отверстий патрубка 2 в стенке колонны труб ниже приема штангового насоса предусмотрен подпружиненный .клапан 6, соединенный с трубкой 5 и приемом штангового насоса 4. Клапан 6 отрегулирован на давление равное давлению, образуемому динамическим уровнем. В случае засорения отверстий патрубка 2 поток жидкости, направляемый на забой через трубу 3, проходит через клапан 6. Работа установки при этом не нарушается.

Предложенное устройство позволяет без дополнительного осложнения конструкции газовыми и песочными якорями или другими аналогичными устройствами более эффективно производить внутрискважинную сепарацию жидкости от газа и песка и тем самым повысить коэффициент наполнения штангового насоса, что приводит к экономии затрат при эксплуатации глубоких скважин.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 183591, кл. F 04 В 23/14, 1966 (прототип).