Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине (варианты)
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам. Насосная установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, разделенных пакером, состоит из верхнего и нижнего штанговых насосов, плунжеры которых соединены полым штоком. Нижний насос поднимает на поверхность продукцию нижнего пласта через полый шток и внутренние полости плунжеров насосов по колонне полых штанг, верхний продукцию верхнего пласта- по колонне лифтовых труб. Продукция верхнего и нижнего пластов не смешиваются. В случаях, когда продуктивность верхнего пласта превышает продуктивность нижнего, верхний насос выполняется двухстороннего действия, нагнетая продукцию скважины в колонну лифтовых труб как при ходе своего плунжера вверх, так и - вниз. Предлагаемая установка обеспечивает одновременную раздельную эксплуатацию двух пластов в скважине с раздельным подъемом продукции нижнего пласта - по полым штангам, верхнего - по лифтовым трубам. При этом обеспечивается возможность раздельного замера дебита каждого пласта и раздельного промыслового сбора продукции пластов при необходимости, а также возможность исследования каждого пласта в процессе эксплуатации без глушения скважины и извлечения насоса. Установка имеет повышенную надежность работы при наличии в продукции нижнего пласта парафина и песка, поскольку парафин и песок, благодаря повышенной скорости потока внутри полых штанг, выносятся потоком жидкости на поверхность, кроме того, конструкция установки исключает осаждение песка из продукции нижнего пласта в зазоре между плунжером и цилиндром нижнего насоса.
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.
Известна установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов, включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, у которой штанговый насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительности пластов (патент RU №2221136, Е 21 В 43/14, Опубл. Бюл. №1 от 10.01.2004).
Недостатками установки является то, что она не позволяет производить раздельный подъем и замер дебита продукции каждого из пластов, а также невозможность исследования нижнего пласта без извлечения насоса.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой установке является скважинная штанговая насосная установка для одновременной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер и два последовательно установленных штанговых насоса, плунжеры с внутренними каналами которых соединены между собой штоком, выход которого из цилиндра верхнего насоса герметизирован, причем прием нижнего насоса сообщен с подпакерным пространством, выкид - обводными каналами с колонной лифтовых труб, прием верхнего насоса сообщен с надпакерным пространством, а его выкид- с внутренней полостью колонны штанг (книга Драготеску Н.Д. Глубиннонасосная добыча нефти. - М.: «Недра», 1966. - Стр.281, рис.207).
Недостатком установки является сложная конструкция и низкая надежность ее работы в случае, когда в продукции нижнего пласта содержится парафин и (или) песок, осаждающиеся в обводных каналах, кроме того попадание песка в зазор между плунжером и цилиндром приводит к заклиниванию нижнего насоса. Другой недостаток установки - это невозможность исследования нижнего пласта без извлечения насосов.
Техническая задача полезной модели состоит в том, чтобы повысить надежность работы
установки при откачке из нижнего пласта продукции содержащей парафин и (или) песок, а также обеспечить возможность исследования нижнего пласта без извлечения насоса.
Техническая задача решается насосной установкой для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащей колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер и два последовательно установленных штанговых насоса с соответствующими всасывающими и нагнетательными клапанами, плунжеры с внутренними каналами которых соединены между собой штоком, который снизу верхнего насоса герметизирован, причем прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан и хвостовик сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством.
Новым является то, что соединяющий плунжеры шток выполнен полым с возможностью сообщения внутренних каналов плунжеров штанговых насосов с внутренней полостью полых штанг, образуя с нагнетательным клапаном нижнего насоса выкид нижнего насоса, верхний насос выполнен кольцевым, снабжен каналом и узлом герметизации полого штока, установленным над верхним насосом и разобщающим полости верхнего насоса и лифтовых труб, причем выкид верхнего насоса через его нагнетательный клапан сообщен каналом с полостью лифтовых труб.
Новым для второго варианта является то, что соединяющий плунжеры шток выполнен полым с возможностью сообщения внутренних каналов плунжеров штанговых насосов с внутренней полостью полых штанг, образуя с нагнетательным клапаном нижнего насоса выкид нижнего насоса, верхний насос выполнен кольцевым, оснащен каналом, узлом герметизации полого штока, установленным над верхним насосом и разобщающим полости верхнего насоса и лифтовых труб, дополнительными каналом, всасывающим и нагнетательным клапанами, причем выкид верхнего насоса через его нагнетательный клапан сообщен каналом с полостью лифтовых труб, при этом подплунжерная полость верхнего насоса через дополнительный всасывающий клапан сообщена с надпакерным пространством, а через дополнительные нагнетательный клапан и канал - с полостью лифтовых труб.
Для первого и второго варианта новым является также то, что полый шток сверху плунжера верхнего насоса оснащен автосцепом, выполнен с возможностью герметичного соединения с колонной полых штанг.
На Фиг.1 представлена принципиальная схема скважинной насосной установки для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине по первому варианту.
На Фиг.2 представлена принципиальная схема скважинной насосной установки для
одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине по второму варианту.
Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов 1 (см. Фиг.1) и 2 в скважине 3 содержит колонну лифтовых труб 4, колонну полых штанг 5, пакер 6 и два последовательно установленных штанговых насоса 7 и 8 с соответствующими всасывающими 9, 10 и нагнетательными 11, 12 клапанами, плунжеры 13 и 14 с внутренними каналами 15 и 16 которых соединены между собой штоком 17, герметизированным снизу верхнего насоса 8 узлом герметизации 18 (выполненным, например, в виде плунжерной пары), при этом прием нижнего насоса 7 через свой всасывающий клапан 9 и хвостовик 19 сообщен с подпакерным пространством 20, а прием верхнего насоса 8 через свой всасывающий клапан 10 сообщен с надпакерным пространством 21. При этом соединяющий плунжеры 13 и 14 шток 17 выполнен полым с возможностью сообщения внутренних каналов 15 и 16 плунжеров 13 и 14 штанговых насосов 7 и 8 с внутренней полостью 22 полых штанг 5, образуя с нагнетательным клапаном 11 нижнего насоса 7 выкид нижнего насоса 7. Верхний насос 8 выполнен кольцевым, снабжен каналом 23 и узлом герметизации 24 полого штока 17 (выполненным, например, в виде плунжерной пары), установленным над верхним насосом 8 и разобщающим полости насоса 8 и лифтовых труб. Выкид верхнего насоса 8 через его нагнетательный клапан 12 сообщен каналом 23 с полостью 25 лифтовых труб 4.
В случаях, когда продуктивность верхнего пласта 1 выше, чем у нижнего 2 (второй вариант), верхний насос 8 выполнен двусторонним. Для этого подплунжерная полость 26 (см. Фиг.2) верхнего насоса 8 через дополнительный всасывающий клапан 27 сообщена с надпакерным пространством 21, а через дополнительные нагнетательный клапан 28 и канал 29 - с полостью 25 лифтовых труб 4.
Новым является то, что полый шток 17 (см. Фиг.1) сверху плунжера 14 верхнего насоса 8 оснащен автосцепом 30, выполненным с возможностью герметичного соединения с колонной полых штанг 5. Между нижним насосом 7 и узлом герметизации 18 штока 17 пространство не герметично за счет установки перфорированного патрубка 31.
Установка работает следующим образом.
В скважине 3 между вскрытыми продуктивными пластами 1 и 2 устанавливают пакер 6 с каналом 32 для хвостовика 19.
Насосную установку в сборе с хвостовиком 19 спускают в скважину на колонне лифтовых труб 4 до входа хвостовика 19 в канал 32 пакера 6. Затем в колонну лифтовых труб 4 спускают колонну полых штанг 5 с автосцепом 30 до герметичного соединения с полым штоком 17. Колонна полых штанг 5 приводится в возвратно-поступательное движение наземным
приводом (не показан). При ходе вверх полых штанг 5 продукция нижнего пласта 2 из подпакерного пространства через хвостовик 19 и всасывающий клапан 9 поступает в нижний насос 7, при этом из надплунжерной полости 33 верхнего насоса 8 продукция верхнего пласта 1 через нагнетательный клапан 12 и канал 23 нагнетается в колонну лифтовых труб 4, по которой она поднимается на поверхность (на Фиг. не показана). При ходе вниз всасывающий клапан 9 закрывается и продукция нижнего пласта 2 через нагнетательный клапан 11 каналы 15, 16 плунжеров 13, 14 и полый шток 17 поступает в колонну полых штанг 5, по которым она поднимается на поверхность. Одновременно продукция верхнего пласта 1 из надпакерного пространства 21 скважины 3 через всасывающий клапан 10 поступает в надплунжерную полость 33 верхнего насоса 8. Далее циклы повторяются.
Во втором варианте (см. Фиг.2), дополнительно к первому варианту, происходит следующее:
При ходе полых штанг 5 с плунжером 14 вверх продукция верхнего пласта 1 из надпакерного пространства 21 через дополнительный всасывающий клапан 27 поступает в подплунжерную полость 26 верхнего насоса 8. При ходе вниз продукция верхнего пласта 1 из подплунжерной полости 26 через дополнительный нагнетательный клапан 28 и дополнительный канал 29 поступает в колонну лифтовых труб 4.
Для проведения исследований пластов 1 (см. Фиг.1) и 2 по первому и второму варианту насосную установку временно останавливают. Жидкость из полых штанг 5 удаляют свабом (на Фиг. не показан) или вытесняют сжатым газом при помощи спущенной в полые штанги гибкой трубки меньшего диаметра (на Фиг. не показана), после чего, во время притока продукции из нижнего пласта через клапаны 9 и 11 в полые штанги 5, записывают кривую восстановления уровня жидкости (КВУ) в полых штангах 5 с помощью эхолота. Обработкой КВУ определяют параметры нижнего пласта 2. Одновременно обычным образом может быть снята КВУ в надпакерном пространстве 21 скважины 3, обработкой которой определяют параметры верхнего пласта 1.
Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает одновременную раздельную эксплуатацию двух пластов в скважине с раздельным подъемом продукции: нижнего пласта по полым штангам, верхнего - по лифтовым трубам. При этом обеспечивается возможность раздельного замера дебита каждого пласта и раздельного промыслового сбора продукции пластов при необходимости, а также возможность исследования каждого пласта в процессе эксплуатации без глушения скважины и извлечения насоса. Установка имеет повышенную надежность работы при наличии в продукции нижнего пласта парафина и песка, поскольку
парафин и песок, благодаря повышенной скорости потока внутри полых штанг, выносятся потоком жидкости на поверхность, кроме того, конструкция установки исключает осаждение песка из продукции нижнего пласта в зазоре между плунжером и цилиндром нижнего насоса.
1. Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер и два последовательно установленных штанговых насоса с соответствующими всасывающими и нагнетательными клапанами, плунжеры с внутренними каналами которых соединены между собой штоком, который снизу цилиндра верхнего насоса герметизирован, причем прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан и хвостовик сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством, отличающаяся тем, что соединяющий плунжеры шток выполнен полым с возможностью сообщения внутренних каналов плунжеров штанговых насосов с внутренней полостью полых штанг, образуя с нагнетательным клапаном нижнего насоса выкид нижнего насоса, верхний насос выполнен кольцевым, снабжен каналом и узлом герметизации полого штока, установленным над верхним насосом и разобщающим полости верхнего насоса и лифтовых труб, причем выкид верхнего насоса через его нагнетательный клапан сообщен каналом с полостью лифтовых труб.
2. Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине по п.1, отличающаяся тем, что полый шток сверху плунжера верхнего насоса оснащен автосцепом, выполнен с возможностью герметичного соединения с колонной полых штанг.
3. Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер, и два последовательно установленных штанговых насоса с соответствующими всасывающими и нагнетательными клапанами, плунжеры с внутренними каналами которых соединены между собой штоком, который снизу цилиндра верхнего насоса герметизирован, причем прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан и хвостовик сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством, отличающаяся тем, что соединяющий плунжеры шток выполнен полым с возможностью сообщения внутренних каналов плунжеров штанговых насосов с внутренней полостью полых штанг, образуя с нагнетательным клапаном нижнего насоса выкид нижнего насоса, верхний насос выполнен кольцевым, оснащен каналом, узлом герметизации полого штока, установленным над верхним насосом и разобщающим полости верхнего насоса и лифтовых труб, дополнительными каналом, всасывающим и нагнетательным клапанами, причем выкид верхнего насоса через его нагнетательный клапан сообщен каналом с полостью лифтовых труб, при этом подплунжерная полость верхнего насоса через дополнительный всасывающий клапан сообщена с надпакерным пространством, а через дополнительные нагнетательный клапан и канал - с полостью лифтовых труб.
4. Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине по п.3, отличающаяся тем, что полый шток сверху плунжера верхнего насоса оснащен автосцепом, выполнен с возможностью герметичного соединения с колонной полых штанг.
