Глубиннонасосная установка Советский патент 1982 года по МПК E21B43/00 F04B47/00 

(54) ГЛУБИННОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА

1

Изобретение относится к технике, подъема газированной жидкости я может, быть использовано, в частности, в нефтедобьшакицей промьшгаейностн, где необходимо поднимать жцдкость из глубоких скважин с низкими статическими и динамическими уровнями, а также с большим углом валлона скважин.

Известна глубиннонасосная установка, содерхсащая соупенчатый поршневой насос, установленный на пакере и св51занш 1й через колонну подъемных труб с поверхностным источником давления периодического действия .Недостатком установки является КПД при добыче жвдкости с содержанием свободного газа. Наличие свободного газа в откачиваемой продукции снижает в трубах гидродинамическую жесткость этой жидкости, которая в данной установке является силовой. Другим недостатком 5юляется ограниченная производительность и высота подъема жидкости, которые

зависят от жесткости, габаритных размеров пружины и длины хода поршня силового насоса. Кроме того, orpamojeiia технологическая возможность установки, связанная с проведением подземного ре монта скважины.

Наиболее близкой к щзедлагаемой является глубиннонасосная установка, со держашая стт енчатый поршневой насос,

fQ :пакер, поверхностный источник давления периодического действия, аккумулятор энергии сжатого газа, колонну подъемных труб с обратным клапаном, сообщающим полость подъемных труб с затрубным

,,5 пространством 2j .

Недостатком известной установки является низкий КГЩ при добыче газоводргнефтяной смеси из сквгикишы, так как наличие упругих компонентов (газ, нефть)

20 откачиваемой смеси снижает гидродинамическую жесткость силовой жидкости -s подъемных трубах. Расположение обратно- го клапана в подъемных трубах осложня397ет констру;пшю и ограничивает технологические возможности, связанные с проведением подземного ремонта скважины. Кроме того, исполнение обратного клапана, который сообщает полость труб с затрубным пространством при повьииенки давления в трубах, .не может обеспечить возможность принудительного воздейст ВИЯ на поршневую группу, что снижает надежность работы установки в наклон-, ных скважинах, когда вес поршневой группы недостаточен для движения ее вниз. Цель изобретения - повышение КПД насоса путем повышения гидродинамичес- кой жесткости силовой зкидкости в подъемных трубах Указанная цель достигается тем, что в глубиннонасосной установке, содержащей ступенчатый поршневой насос, пакер, поверхностный источник давления периоди ческого действия, аккумулятор энергии сжатого газа, колонну подъемных труб с обратным клапаном, сообщающим полость по/гьемных. труб с затргубным пространством, поршень размещен в колонне подъем ных труб, причем аккумулятор энергии сжатого газа расположен под поршнем, а обратный клапан расположен в верхней части подъемных труб и сообщает затруб нее пространство с полостью подъемных На чертеже изображена схема предлагаемой установки... Установка содержит ступенчатый порш невой насос 1, установленный на пакере 2 вьше перфорашш в обсадной колонне 3 и связанньй с колонной труб 4, с поверх костным источником 5 давления для сжа-i тия газа, находящегося в подпоршневой полости цилшадра верхней ступени насоса. На устье скважины имеется обратный клапан 6, который периодически сообщает надцакерное затрубное пространство с верхней полостью труб при работе установки. Поршень 7 верхней ступени насоса установлен в трубах, выполнен непроходным, снабжен манжетами 8 и соединен при помощи штанги 9 со штоком 10 рабочего насоса, УпомяоаутыЙ поршень снабжен для повышения герметичности самоуплотняющимися манжетами двустороннего действия и установлен в трубг1Х с возможностью сохранения под ним (при нижнем его положении) емкости для аккумулирующехх) энергию свободного га- за. В качестве цилиндра верхней ступени насоса может быть использована. нижняя 8 часть колонны насосно-жомпрессорных труб расчетного проходного сечения. Установка работает следующим образом. Глубинный рабочий насос 1, например вставного исполнения, соединяют при помощи штанги 9 со штоком 10 и с fee- проходным поршнем 7 и опускают в ко- лонну труб 4, нижняя часть которых используется в качестве цилиндра. Затем открывают обратный клапан 6 и источшском давления нагнетают жидкость в трубы и затрубное пространство для сжатия газа, заключенного в подпоршневую полость рруб, и доставки насоса 1 к замковой опоре, размещенной на пакере 2. Резкое увеличение давления свидетельствует о посадке глубинного; насоса на замковую опору и о нижнем положении поршневой группы. В дальнейшем обратный клапан 6 устанавливают при заданном расчетном снсатии его пружины на минимальное рабочее давление, которое должно обеспечивать движение поршневой группы вверх. После этого поверхностный источник 5 давления переводят на периодическую работу. При нагнетании силовой жидкости в трубы газ в подпоршиевой полости труб сжимается и аккумулирует энергшо. а рабочий насос 1 подает жидкость в надпакерное и затрубное пространство. При снижении давления в силовой лшши энергия окатого газа используется на преодоление веса столба жидкости в трубах 4 и в затрубном пространстве, а таюке силы пружины переливного обратного клапана 6. Тем самым обеспечивается движение порщневой группы вверх, всасьшание рабочего насоса 1 и отбор хфодукции скважинъи При этом тяжелый попутный компонент (пластовая вода) за счет гравиташш осаждается в трубах 4, а легкий компонент (попут ный свободный газ) улавливается емкостью аккумулятора энергии в подпоршневой кольцевой полости цилшадра ступени насоса. Конструкция устаювки позволяет обеспечить ее бьютродействие за счет увеличения гидродинамической жесткости системы, имеющей значительную емкость в трубах при больщих глубинах скважины. Использование в трубах маловязкой попутной пластовой воды снижает гидравлические потери. Размещение емкости газового аккумулятора энергии непосредствезшо на выкиде рабочего насоса снижает аглпличуду колебаний откачиваемой среды в затрубное пространство, что уменьшает инерционные потери. Расположение этой емкости для газа над вьжидом рабочего насоса способствует пос1х 5шному накопленто его под поршнем верхней ступени насоса, что. повышает надежность работы установки, так как отпадает не1эбходямость пополнения аю мулятора энергнн упругим рабочим агентом - газом в случаях возможных его утечек и pacTw. ворения в жидкости.

Расположение на устье регулируемого обратного переливного клшхана обеспечивает удобство обслуживания при необходимости изменения режима работы установки, а тавже расширяет техноло ческие возможности, связанные с . мом глубинного насоса на поверхносш с целью его ремонта, т.е, устраняется барьер, препятствующий подъему. Подъем может бьпъ обеспечен нагнетшоЕм жидкости в затрубное пространство. Отсутствие обратного клапана на трубах, который сообщает полость последние: с затруб HbiM пространством, повыитает также надежность работы оборудования, так как появляется возможность принудительного воздействия давлением на поршневую зтЗуппу насоса (дополнительно к его весу) для обеспечения хода вниз. Это важно

для наклонных скважин, где вес поршневой группы не может решающую роль для обеспечения этого хода.

Формула изобретения

Глубиннсшасосная установка, включающая ступенчатый поршневой насос, пакер, поверхностный источник давления периодического действия, аккумулятор энергии сжатого колонну подъемных труб с обратным клапаном, сообщающим полость подъемных труб с затрубным пространс- вом, отл-ичающаяся тем, «ю с целью повышения КПД lacoca путем повышения пздродинамической жесткости силовой жидкости в подъемных трубах, поршень размещен в колонне подъемных труб, причем аккуг{улятор энергии сжатог газа расположен под поршнем, а обратный клапан расположен в верхней части подъемных труб и сообщает затрубпое пространство с йолостью подъемных

Tgy6.

Источники информации,

принятъте во вииматтае при экспертизе

№ 372372, кл. Е 21 В 43/00, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 629326, кл. Е 21 В 43/ОО, 1975.