Погружная насосная установка с промышленным глубинным насосом для скважины

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к оборудованию для закачки жидкости из водоносного пласта в нефтеносный пласт с целью поддержания пластового давления. Погружная насосная установка содержит подвешенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель, нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта. Погружной электродвигатель выполнен двухсторонним и выше него дополнительно расположены верхняя гидрозащита, входной модуль и электроцентробежный насос. Технический результат - расширение потенциальных возможностей существующих водозаборных скважин. Установка позволяет закачивать воду из верхнего водоносного в нижний нефтеносный пласт внутри одной скважины и одновременно осуществлять подачу воды на дневную поверхность с целью последующей закачки в другие скважины. Увеличивается извлечение воды из скважины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к оборудованию для закачки жидкости из водоносного пласта в нефтеносный пласт с целью поддержания пластового давления.

Известна погружная насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с верхним и нижним пакером выше каждого пласта и внутренней герметичной перегородкой между пакерами, плунжерный насос в колонне НКТ выше перегородки, при этом колонна НКТ выше насоса оснащена сквозными отверстиями и имеет возможность герметизации на устье скважины со штангами плунжерного насоса, пространство колонны НКТ между насосом и перегородкой сообщено с водоносным пластом, а заколонное пространство колонны НКТ выше верхнего пакера - с нефтеносным пластом (Пат. 2321729 РФ, Е21В 43/14, 2006).

Недостатком известной установки является ограниченная производительность плунжерного насоса, нагнетающего воду из верхнего в нижний пласт, и соответственно неэффективность ее применения в скважинах, верхний пласт которых обладает высоким дебитом по воде.

В качестве прототипа принята погружная насосная установка, включающая размещенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель (ПЭД), нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос (ЭЦН) перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта (Производственная компания "Борец". Установки УЭЦНВ для селективной закачки, http://borets.ru/technology).

Установка - прототип реализует одностороннюю направленность потока воды из верхнего пласта в нижний нефтеносный пласт без возможности подачи воды в поверхностный напорный водовод.

Задачей настоящей полезной модели является расширение функций погружной насосной установки для раскрытия потенциала водозаборных скважин за счет извлечения максимального количества воды и тем самым снижения ее стоимости.

Указанный технический результат достигается тем, что в погружной насосной установке, содержащей подвешенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель, нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта, согласно полезной модели, погружной электродвигатель выполнен двухсторонним и выше него дополнительно расположены верхняя гидрозащита, входной модуль и электроцентробежный насос.

Колонна НКТ в интервале водоносного пласта может быть охвачена круглой щеткой, предупреждающей попадание частиц породы из водоносного пласта в скважину и далее в нефтеносный пласт или на дневную поверхность, а хвостовик может быть оснащен скважинным фильтром с целью дополнительной защиты нижнего пласта от частиц породы.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемой погружной насосной установки; на фиг.2, 3 - фрагменты погружной насосной установки с круглой щеткой на колонне НКТ и скважинным фильтром на хвостовике соответственно.

Погружная насосная установка (фиг.1) содержит колонну НКТ 1, двухсторонний ПЭД 2 с верхней 3 и нижней 4 гидрозащитами, служащий приводом для ЭЦН 5 с верхним входным модулем 6 и ЭЦН перевернутого типа 7 с нижним входным модулем 8, погружной расходомер 9 и хвостовик 10 с пакером 11. Пакер 11 устанавливается выше нефтеносного пласта 12 и может быть выполнен, например, из набухающего в воде эластичного полимерного материала.

Колонна НКТ 1 напротив водоносного пласта 13 может быть дополнительно охвачена круглой щеткой, которая представляет собой цилиндрический корпус 14 с радиально ориентированными ворсинками 15, перекрывающими перфорации 16 в эксплуатационной колонне 17 (фиг.2). Круглая щетка характеризуется невысоким гидравлическим сопротивлением и незначительными потерями напора при радиальном и осевом обтекании жидкостью.

Хвостовик 10 может быть оснащен скважинным фильтром 18 (фиг.3), изготовленным из опорных наружных призматических стержней и внутренней обмотки из профилированной проволоки. Такой фильтр размещается ниже пакера 11 и может быть дополнительно снабжен предохранительным клапаном. Для очистки от механических примесей возможно также применение сепаратора частиц гравитационного или гидроциклонного типа с отстойником. Комплектация погружной насосной установки круглой щеткой и скважинным фильтром 18 может производиться одновременно или по отдельности.

Погружную насосную установку в компоновке, приведенной на фиг.1, спускают в эксплуатационную колонну 17 на колонне НКТ 1 до достижения хвостовиком 10 интервала нефтеносного пласта 12. Параметры работы ЭЦН 5 и ЭЦН перевернутого типа 7 подбираются с учетом горно-геологических условий водоносного и нефтеносного пластов 13 и 12. С помощью пакера 11 разобщают кольцевой зазор между хвостовиком 10 и эксплуатационной колонной 17, а затем герметизируют устье скважины.

Погружная насосная установка работает следующим образом.

При включении двухстороннего ПЭД 2 вращение через верхнюю гидрозащиту 3 и верхний входной модуль 6 передается к ЭЦН 5, а через нижнюю гидрозащиту 4 и нижний входной модуль 8 - к ЭЦН перевернутого типа 7. За счет разряжения, создаваемого ЭЦН 5 и 7, происходит всасывание воды из водоносного пласта 13 через перфорации 16 в пространство между насосной установкой и эксплуатационной колонной 17 выше пакера 11.. Часть воды поступает через верхний входной модуль 6 в ЭЦН 5 и по колонне НКТ 1 подается на дневную поверхность. Другая часть воды движется вдоль двухстороннего ПЭД 2, охлаждая его, и поступает на прием ЭЦН перевернутого типа 7, откуда через хвостовик 10 нагнетается в подпакерное пространство и попадает через перфорации 16 в нефтеносный пласт 12. Контроль количества воды, закаченной в нефтеносный пласт 12, осуществляется с помощью погружного расходомера 9.

При наличии на колонне НКТ 1 круглой щетки (фиг.2) происходит очистка воды от мигрирующих вместе с ней частиц породы. Очистка совершается при столкновении частиц с ворсинками 15 круглой щетки, когда вода движется вдоль ворсинок в перфорациях 16 эксплуатационной колонны 17, а также при движении воды в межтрубном пространстве перпендикулярно ворсинкам. Установленный на хвостовике 10 скважинный фильтр 18 (фиг.3) выполняет финишную очистку воды непосредственно перед нагнетанием в нефтеносный пласт. Под действием давления, развиваемого ЭЦН перевернутого типа 7, вода с частицами породы прокачивается изнутри наружу скважинного фильтра 18, при этом частицы, размер которых превышает размер проходных отверстий фильтра, задерживаются, а очищенная вода попадает в межтрубное пространство и далее - в нефтеносный пласт.

За счет освобождения воды от частиц уменьшается износ рабочих органов ЭЦН 5 и ЭЦН перевернутого типа 7 и увеличивается их наработка. Подача очищенной воды в нефтеносный пласт 12 сохраняет его коллекторные свойства и удлиняет период между ремонтами скважины.

Таким образом, заявляемая погружная насосная установка позволяет закачивать воду из верхнего водоносного в нижний нефтеносный пласт внутри одной скважины и одновременно осуществлять подачу воды на дневную поверхность с целью последующей закачки в другие скважины. За счет этого расширяются потенциальные возможности существующих водозаборных скважин, и снижается потребность в бурении новых скважин.

1. Погружная насосная установка, содержащая подвешенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель, нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта, отличающаяся тем, что погружной электродвигатель выполнен двухсторонним и выше него дополнительно расположены верхняя гидрозащита, входной модуль и электроцентробежный насос.

2. Погружная насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что колонна НКТ напротив водоносного пласта дополнительно охвачена круглой щеткой.

3. Погружная насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что хвостовик дополнительно оснащен скважинным фильтром.