Глубинно-насосная установка

 

Изобретение относится к подъему продукции из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения — упрощение конструкций и снижение металлоемкости. Установка содержит устьевую арматуру 1 с разгрузочным каналом 11, колонны полых штанг (ПШ) 6 и НКТ 8 и установленный на них в скважине над продуктивным пластом насос 7, выполненный с прямым сквозным проходным каналом 12, соосным ПШ 6. Насос 7 имеет установленные в ступенчатом корпусе соосно две плунжерные пары разного диаметра, между которыми размещен всасывающий клапан. Нижний плунжер соединен с полым/а-75S^V4 О Ю О СОю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4785894/03 (22) 23.01.90 (46) 30.01.92. Бюл. М 4

: (71) Комплексный отдел исследований и внедрений разработок Всесоюзного нефте-газового научно-исследовательского института (72) В.М.Валовский, Г,Ю.Басос и Х.Г.Абдуллин (53) 622 .241(088.8) (56) Нефтепромысловое дело. Научно-технический сборник, ВНИИОЭНГ, 1975, N 7, с.

19-22.

Иоаким Г. Добйча нефти и газа. M.: Недра, 1966, рис. УШ.53. с. 319.. Ж 1709082 А1 (я)5 Е 21 В 47/00 (54) ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к подьему про- . дукции из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Цель изобретения — упрощение конструкции . и снижение металлоемкости. Установка содержит устьевую арматуру 1 с разгрузочным каналом 11, колонны полых штанг (ПШ) 6 и

НКТ 8 и установленный на них в скважине . над продуктивным пластом насос 7, выполненный с прямым сквозным проходным каналом 12, соосным ПШ 6. Насос 7 имеет установленные в ступенчатом корпусе соосно две плунжерные пары разного диаметра, . между которыми размещен всасывающий клапан. Нижний плунжер соединен с полым

1709082 штоком, выполненным в виде проходного цилиндра, присоединенйого к ПШ 6, Верхний плунжер размещен с возможностью осевого перемещения между закрепленными на полом штоке нагнетательным клапаном и ограничителем хода плунжера, Установка приводится в действие станкомкачалкой 20. При ходе штанг вверх продукция из скважины через всасывающий клапан поступает в полость корпуса насоса

Изобретение относится к техническим средствам подъема продукции скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известна глубинно-насосная установка для добычи нефти из скважины, включающая устьевую арматуру и штанговый плунжерный насос, плунжер которого соединен с колонной насосно-компрессорных труб, а цилиндр — с колонной полых штанг. Недостатком известной установки является отсутствие возможности исследования скважины спуском приборов во время ее эксплуатации, Известна также глубинно-насосная установка, содержащая устьевую арматуру, насосно-компрессорные трубы, колонну полых штанг, скважинный плунжерный насос, скрепленный с насосно-компрессорными трубами и включающий полый шток, два плунжера, всасывающий и нагнетательный клапаны и перепускную муфту с радиальным и осевыми каналами.

Эта установка позволяет проводить исследования скважины в процессе эксплуатации спуском глубинных приборов по колонне полых штанг до упора в насос.

Недостатками описанной глубинно-насосной установки является сложная конструкция и высокая металлоемкость, обусловленная необходимостью для получения достоверных данных спускать. насос до продуктивного пласта, что существенно увеличивает длину колонн насосно-компрессорных труб и полых штанг. Кроме того, применение известной установки ограничивает возможности исследования скважины, поскольку насосно-компрессорные трубы и полые штанги зкранируют. прибор, что су10

35 между плунжерными парами. При ходе штанг вниз продукция вытесняется из этой полости через открывающийся нагнетательный клапан в пространство между ПШ 6 и

Н КТ 8, по которому поднимается на поверхность. Установка обеспечивает возможность исследований скважины во время эксплуатации спуском глубинных приборов по колонне ПШ 6 через насос 7 в зону продуктивного пласта. 2 ил. щественно, например, при снятии термограмм. Сложность конструкции насоса и наличие в нем непроточных полостей снижают надежность работы, особенно в скважинах с пескопроявлениями и при применении методов интенсификации добычи, Необходимость остановки насоса на время спуска прибора ведет к потере добычи, особенно на месторождениях с высоковязкой нефтью, когда спуск приборов из-за высокой вязкости продукции в канале полых штанг занимает несколько часов.

Цель изобретения — упрощение конструкции и снижение металлоемкости глубинно-насосной установки, Это достигается тем, что глубинно-насосная установка, включающая устьевую арматуру, установленную на фланце обсадной колонны, насосно-компрессорные трубы, расположенные в обсадной колонне. насос, скрепляющий с насосно-компоессорными трубами и содержащий полый шток, два плунжера, всасывающий и нагнетательный клапаны и полые штанги, соединенные с полым штоком, снабжена ограничителем движения плунжера, скрепленным с полым штоком, корпус насоса выполнен двухступенчатым, всасывающий клапан размещен между ступенями корпуса насоса, нагнета.тельный клапан соединен с полым штоком, выполненным в виде проходного цилиндра, плунжеры имеют разные диаметры и размещены в разных ступенях корпуса насоса, причем нижний плунжер соединен с полым штоком, а верхний установлен на нагнетательном клапане с возможностью осевого перемещения между нагнетательным клапаном и ограничителем движения плунжа-. ра, а полость полых штанг связана с

1709082 полостью между обсадной и насосно-компрессорными трубами.

В результате такого выполнения установки упрощается ее конструкция и уменьшается металлоемкость, поскольку отпадает необходимость спускать насос до .продуктивного

40 пласта, а наличие сквозного проходного канала в насосе позволяет пропускать через него глубинные приборы и непосредственно замерять параметры в скважине ниже насоса и, в частности, в зоне продуктивного 50 пласта, в том числе и снятие термограмм и проведение других исследований, особенно необходимых при применении термических методов повышения нефтеотдачи пластов.

Описанное выполнение глубинно-насос- 55 ной установки обеспечивает возможность осуществлять спуск глубинных приборов в скважину по колонне полых штанг и через насос, не прекращая откачки жидкости из скважины, что наряду с сокращением времени и предотвращением потери добычи нефти способствует повышению точности исследований, так как исследования при этом ведутся без нарушения режима работы, системы "продуктивный пласт — скважина", 5

Сообщение полости полых штанг и полости между обсадной и насосно-компрессорными трубами обеспечивает выравнивание уровней жидкости в упомянутых полостях, которые могут отличаться при отсутствии 10 указанного сообщения из-за снижения уровня жидкости в скважине при одновременном подъеме его в полых штангах под действием накапливающегося в полости между обсадной и насосно-компрессорны- 15 ми трубами газа, поступающего из продуктивного пласта вместе с жидкостью.

Упрощение конструкции насоса и отсутствие в нем непроточных полостей вместе с принудительным открыванием нагнетатель- 20 ного клапана в начале каждого хода штанг вниз способствуют повышению надежности работы установки, особенно в осложненных условиях, когда в продукции скважины име ются механические примеси и свободный 25 газ, На фиг. 1 схематично показана глубинно-насосная установка с пропущенным через насос до зоны продуктивного пласта прибором; на фиг. 2 — скважинный насос 30 установки.

Глубинно-насосная установка включает устьевую арматуру 1 с запорными органами .2-5, колонну полых штанг 6 и скважинный плунжерный насос 7, установленный на ко- 35 лонне насосно-компрессорных труб 8 в скважине 9, обсаженной колонной обсадных труб 10, Для сообщения полости полых штанг с пространством между обсадной и насосно-компрессорными трубами предусмотрен разгрузочный канал 11. Насос выполнен с прямым проходным сквозным каналом 12, соосным каналу полых штанг и обеспечивающим возможность пропуска через насос глубинного прибора 13, спускаемого в скважину на кабеле 14 вплоть до зоны продуктивного пласта 15. Для обеспечения спуска прибора без разгерметизации скважины предусмотрен лубрикатор 16 с узлом уплотнения кабеля 17, а также направляющий и оттяжной ролики 18, 19, закрепленные на устьевой арматуре 1, смонтированной на фланце обсадной колонны 10, Установка приводится в действие стан ком-качал кой 20.

Скважинный насос (фиг. 2) содержит установленные в ступенчатом корпусе две соосные плунжерные пары 21, 22 разного диаметра, между которыми размещен вса-, сывающий клапан 23. Нагнетательный клапан 24 выполнен кольцевым и соединен с полым штоком 25 насоса, выполненным в виде проходного цилиндра, соединенного с колонной полых штанг 6, На полом штоке закреплен ограничитель движения плунжера 26. Верхний плунжер 21 установлен на нагнетательном клапане 24 с возможностью осевого перемещения между нагнетательным клапаном и ограничителем 26. а нижний плунжер 22 соединен с полым штоком

25.

Глубинно-насосная установка работает следующим образом.

Насос устанавливают на колонне насосно-компрессорных труб в скважине выше продуктивного пласта. Он приводится в действие через колонну полых штанг 6 станкомкачалкой 20 (фиг. 1). При ходе штанг вверх . жидкость из скважины через всасывающий клапан 23 поступает в полость корпуса между плунжерными парами 21, 22, а при ходе . штанг вниз она вытесняется из этой полости через открывающийся нагнетательный клапан 24 в пространстве между колоннами насосно-компрессорных труб 8 и полых штанг 6 и поступает по этому пространству на поверхность. Для исследования глубинный прибор опускают через лубрикатор по колонне полых штанг в скважину на необходимую глубину вплоть до зоны продуктивного пласта.

Установка позволяет осуществлять. спуск прибора, не прекращая откачки жидкости из скважины и не нарушая режима работы -плас га, При спуске контролируют глубину и скорость спуска прибора. Во время прохождения прибора через насос спуск ведут со скоростью, не меньшей, чем максимальная скорость плунжеров насоса при

1709082 данном режиме откачки, что предотвращает удар прибора нижним плунжером "вдогон" при выходе из насоса.

При применении в качестве привода балансирного станка-качалки это условие имеет вид np — + Sn, где чг,р — скорость спуска прибора;

S — длина хода плунжера; и — частота ходов плунжера, При проведении исследований полость полых штанг и пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами сообщают на устье через разгрузочный канал 11, открывая запорный орган

5, Это ведет к выравниванию давления на устье скважины в упомянутых полостях и к установлению одинакового уровня жидкости в полых штангах и скважине.

При необходимости в скважину по полым штангам и через сквозной канал в насосе прдают технологические агенты, например горячую воду, пар и др. (при этом запорный орган 5 закрывают). . Применение предложенной глубиннонасосной установки позволяет упростить конструкцию, снизить металлоемкость, по высить надежность работы оборудования, обеспечивает расширение диапазона и повышение точности исследований скважины в процессе эксплуатации, сокращает затраты времени и средств на проведение исследований. особенно в скважинах, вскрывающих несколько продуктивных пластов, Формула .и з обре те н ия

5 Глубинно-насосная установка, включающая устьевую арматуру. установленную на фланце обсадной колонны, насосно-компрессорные трубы, расположенные в обсад- ной колонне, насос, скрепленный с

10 насосно-компрессорными трубами и состоящий из полого штока, двух плунжеров, всасывающего и нагнетательного клапанов, и полые штанги, скрепленные с полым штоком, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью

15 упрощения конструкции и снижения металлоемкости, установка снабжена ограничителем движения плунжера, скрепленным с полым штоком, корпус насоса выполнен двухступенчатым, всасывающий клапан

20 размещен между ступенями корпуса насоса, нагнетательный клапан соединен с полым штоком, выполненным в виде проходного цилиндра, плунжеры имеют разные диаметры и размещены в разных ступенях корпуса насо25 са, причем нижний плунжер соединен с полым штоком, а верхний установлен на нагнетательном клапане с возможностью осевого перемещения между нагнетательным клапаном и ограничителем движения

30 плунжера, а полость полых штанг связана с полостью между обсадной и насосно-компрессорными трубами.

17090S2

6

Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал КорректЬр. М.Демчик Заказ 415 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101