Погружная насосная система для добычи нефти с высоким газовым фактором (варианты)

Насосная система используется в погружных установках при добыче нефти в скважинах с высоким затрубным давлением. Погружная насосная система содержит добывающий насос (1) и струйное устройство в виде струнного насоса (2). Добывающий насос (1) и струйный насос (2), расположенный выше добывающего насоса (1), спускают в скважину на колонне труб (3). Струйный насос (2) установлен стационарно. Напор добывающего насоса 1 выбирают такой, чтобы он имел запас напора для обеспечения работы струйного насоса (2). Струйный насос (2) снабжен соплами высокого (7) и низкого (8) давления. Между соплами высокого (7) и низкого (8) давления установлена заглушка (12) (Вариант 1) или втулка (13) с калиброванным осевым отверстием (14) (Вариант 2) с возможностями изменения объема добываемой жидкости. Наличие заглушки (12) определяет наименьший объем добываемой жидкости, а ее отсутствие наибольший объем добываемой жидкости (Вариант 1). Втулка (13) с калиброванным осевым отверстием (14) изменяет объем добываемой жидкости в сторону увеличения или уменьшения, в зависимости от диаметра отверстия (Вариант 2). Техническое решение позволяет улучшить эксплуатационный режим системы при высоком газовом факторе, защитить оборудование от воздействия газа, упростить компоновку погружной системы, повысить ее надежность, 2 н.з. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в погружных установках при добыче нефти в скважинах с высоким затрубным давлением.

Известна погружная насосная установка, содержащая погружной насос, погружной электродвигатель с гидрозащитой, газосепаратор, диспергатор, RU №2232301 C1, F04D 13/10, Е21В 43/38, 2004.07.10; RU №2027912 C1, F04D 13/10, Е21В 43/38, 1995.01.27.

Известен способ управления работой насосной установки в скважине, заключающийся в измерении и поддержании заданных значений давлений на приеме центробежного насоса и в нагнетательной линии и в регулировании частоты вращения привода насоса, RU №2016252 C1, F04D 15/00, F04D 13/10, Е21В 43/00, 1994.07.15.

Известен способ управления режимом работы скважины с электроприводной насосной установкой, включающий регулирование оборотов электродвигателя путем изменения частоты питающей сети, измерение и регистрацию технологических параметров скважины и установку заданного режима ее работы, RU №2299973 C1, Е21В 43/00, F04D 15/00, 2007.05.27, RU №2298645 C2, E21B 43/20, 2007.05.10.

Известен способ регулирования производительности установки электроцентробежного насоса, путем его периодического включения и отключения, RU №2287670 С2, Е21В 43/12, 2006.11.20.

Известна насосно-эжекторная система для добычи нефти, содержащая струйный аппарат, спущенный в скважину, добывающий насос, газосепаратор, RU №2238443 C1, F04F 5/54, Е21В 43/40, 2004.10.20.

Известна насосно-эжекторная система для добычи нефти, содержащая добывающий насос и струйное устройство с соплами, размещенное выше добывающего насоса, спускаемые в скважину на колонне труб, RU №2295631 C1, E21B 43/00, F04F 5/54, 2007.03.20.

Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.

В насосно-эжекторной системе «ближайшего аналога» струйное устройство, при наличии в системе фиксирующей цанги и посадочного седла, имеет возможность размещения на различных глубинах скважины в зависимости от производительности установки, что расширяет область ее применения, но усложняет конструкцию и эксплуатацию.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей улучшить эксплуатационный режим системы при высоком газовом факторе, защитить оборудование от воздействия газа, упростить компоновку погружной системы, повысить ее надежность.

Согласно полезной модели (Варианты 1 и 2) эта задача решается за счет того, что погружная насосная система содержит добывающий насос и струйное устройство с соплами, размещенное выше добывающего насоса, спускаемые в скважину на колонне труб.

Вариант 1.

Струйное устройство в виде струйного насоса содержит заглушку, размещенную между соплами высокого и низкого давления, с возможностью изменения объема добываемой жидкости, при этом струйный насос при работе системы размещен на колонне труб стационарно.

Вариант 2.

Струйное устройство в виде струйного насоса содержит втулку с калиброванным осевым отверстием, размещенную между соплами высокого и низкого давления, с возможностью изменения объема добываемой жидкости, при этом струйный насос при работе системы размещен на колонне труб стационарно.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - Насосная система, схематично. Вариант 1 и Вариант 2.

на фиг.2 - Струйный насос, разрез. Вариант 1.

на фиг.3 - Струйный насос, разрез. Вариант 2.

Насосная система включает:

Добывающий насос - 1.

Струйный насос - 2.

Колонну труб (для насосов 1 и 2) - 3.

Струйный насос содержит:

Корпус нижний - 4.

Корпус верхний - 5.

Обойму (между корпусами 4 и 5) - 6.

Сопло высокого давления (в обойме 6) - 7.

Сопло низкого давления (в обойме 6) - 8.

Зону подачи нефти - 9.

Зону газожидкостной смеси - 10.

Зону разряжения - 11.

Вариант 1.

Заглушку - 12.

Вариант 2.

Втулку - 13,

калиброванное осевое отверстие (втулки 13) - 14.

Струйный насос 2 размещен выше добывающего насоса 1. Струйный 2 и добывающий 1 насосы спускают в скважину на колонне труб 1.

При работе погружной насосной системы струйный насос 2 установлен на колонне труб 3 стационарно.

В струнном насосе 2 между соплами высокого 7 и низкого 8 давления размещена заглушка 12. Наличие заглушки 12 определяет наименьший объем добываемой жидкости (Вариант 1).

В струнном насосе 2 между соплами высокого 7 и низкого 8 давления размещена втулка 13 с калиброванным осевым отверстием 14. Втулка 13 с калиброванным осевым отверстием 14 изменяет объем добываемой жидкости в сторону увеличения или уменьшения, в зависимости от диаметра отверстия (Вариант 2).

Выбор глухой заглушки 12, ее отсутствие или установка втулки 13 с конкретным отверстием 14 в струйном насосе 2 по варианту 1 или варианту 2 зависит от производительности добывающего насоса 1.

Погружная насосная система работает следующим образом.

При соответствующем дебете для каждой нефтяной скважины определяют производительность добывающего насоса 1.

Для добывающего насоса 1, в зависимости от его производительности, в насосной системе используют струйный насос 2, с установленной заглушкой 12 (Вариант 1), или с установленной в нем втулкой 13 с калиброванным осевым отверстием 14 нужного диаметра (Вариант 2).

Выбирают напор добывающего насоса 1 такой, чтобы он имел запас напора для обеспечения работы струйного насоса 2.

Выбирают расположение струйного насоса 2 таким, чтобы при работе добывающего насоса 1 он располагался выше динамического уровня добываемой жидкости.

После запуска добывающего насоса 1 нефть поднимается в зону подачи 9 и проходит через струйный насос 2. Два насоса 1 и 2 одновременно откачивают добываемую жидкость из скважины.

Когда статический уровень добываемой жидкости переходит в динамический, струйный насос 2 откачивает газ одновременно с добывающим насосом 1, откачивающим нефть.

Насосная система до струйного насоса 2 осуществляет добычу нефти механическим способом.

Насосная система выше струйного насоса 2 осуществляет добычу нефти газлифтовым способом.

Газ, откачиваемый струйным насосом 2 из зоны разряжения 11, будет пузырьками стремиться вверх к устью, при этом удельный вес жидкости, поднимаемой добывающим насосом 1, будет уменьшаться. Изменение удельного веса добываемой жидкости в газожидкостной зоне 10 (выше струйного насоса 1) снижает нагрузку на добывающий насос 1 по подъему жидкости и компенсирует затраты мощности на работу струйного насоса 1. Это обеспечивает постоянную откачку газа из затрубного пространства.

Насосная система предназначена для добычи нефти с большим газовым фактором, когда во время разряжения, которое создает добывающий насос 1, происходит разгазировка нефти и свободный газ устремляется по затрубью к устью скважины. В случае выхода из строя обратного клапана (не показан) на устье (особенно в зимний период) газ не сбрасывается в линейную нефтяную магистраль, шапка растет и доходит до добывающего

насоса 1, который сгорает, или происходит интенсивный сброс газа, который пузырем блокирует работу добывающего насоса 1.

Предложенная насосная система обеспечивает надежную эвакуацию газа из затрубного пространства и предохраняет добывающий насос 1 от его воздействия.

Конструктивное выполнение струйного насоса 2 с возможностями изменения объема добываемой жидкости, определяемое производительностью добывающего насоса 2, улучшает эксплуатацию системы.

Выполнение струйного насоса 2 с заглушкой 12 (Вариант 1) или с втулкой 13 с калиброванным осевым отверстием 14 (Вариант 2) позволяете одним и тем же количеством сопел использовать добывающий насос 1 с различной производительностью в сторону ее уменьшения или увеличения, соответственно.

Установка струйного насоса 2 (выше добывающего насоса 1) стационарно и отсутствие устройств, требующих переустановку их при добыче нефти, упрощает компоновку насосной системы, тем самым повышает надежность.

Предложенная погружная насосная установка изготовлена промышленным способом на заводе «Измерон» и проведение опытных испытаний обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».

1. Погружная насосная система, содержащая добывающий насос и струйное устройство с соплами, размещенное выше добывающего насоса, спускаемые в скважину на колонне труб, отличающаяся тем, что струйное устройство в виде струйного насоса содержит заглушку, размещенную между соплами высокого и низкого давления, с возможностью изменения объема добываемой жидкости, при этом струйный насос при работе системы размещен на колонне труб стационарно.

2. Погружная насосная система, содержащая добывающий насос и струйное устройство с соплами, размещенное выше добывающего насоса, спускаемые в скважину на колонне труб, отличающаяся тем, что струйное устройство в виде струйного насоса содержит втулку с калиброванным осевым отверстием, размещенную между соплами высокого и низкого давления, с возможностью изменения объема добываемой жидкости, при этом струйный насос при работе системы размещен на колонне труб стационарно.