Устройство для подъема жидкости из скважины

 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении и эксплуатации скважин. Обеспечивает повышение производительности и обеспечение возможности работы в закрытую напорную систему сбора жидкости. Сущность изобретения: устройство содержит желонку, соединенную с тяговым органом. Он пропущен в скважину через сальник устьевой арматуры. Под ней размещен поршень. Через него проходит тяговый орган. В поршне выполнен дополнительный канал с клапаном. Устройство обеспечивает вхождение поршня в желонку и вытеснение жидкости из нее. Она вытесняется через центральную полость или через дополнительную полость поршня в систему сбора при подходе желонки к устью скважины. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении и эксплуатации скважин.

Известно устройство для освоения и эксплуатации скважин, содержащее желонку и тяговый орган (см., например, Муравьев И.М., Крылов А.А. Эксплуатация нефтяных месторождений.- М.: Гостоптехиздат, 1949, с. 210-215).

Недостатками устройства являются: низкая производительность из-за ограниченной длины желонки, загрязнение устья и потери нефти от разбрызгивания из-за невозможности закрытой эксплуатации.

Известно также устройство для тартания, включающее желонку, лубрикатор, тяговый орган и запорный элемент, отсекающий лубрикатор от скважины (пат. США N 4368909, F 04 B 17/00).

Недостатками его являются низкая производительность из-за ограниченной длины желонки и невозможность работы в напорную систему сбора из-за опорожнения желонки самотеком.

Задача изобретения - повышение производительности и обеспечение возможности работы в закрытую систему сбора, в том числе находящуюся под избыточным давлением, за счет увеличения объема жидкости, поднимаемой за один ход желонки, и принудительного ее опорожнения.

Для достижения этой задачи устройство для подъема жидкости из скважины, содержащее желонку, соединенную в нижней части с тяговым органом, пропущенным через сальник, установленный на устьевой арматуре, снабжено поршнем, размещенным под устьевой арматурой, а тяговый орган пропущен через поршень.

Поршень может выполняться с дополнительным каналом, в нижней части которого размещен клапан, а верхняя сообщена с системой сбора; возможно выполнение тягового органа с разъемом и дополнительным сальником, установленным между узлом крепления тягового органа к желонке и разъемом и выполненным с возможностью фиксации относительно поршня и разъема.

Такое выполнение устройства позволяет повысить производительность процесса за счет увеличения объема жидкости, поднимаемой из скважины за один спуск-подъем удлиненной желонкой, принудительное опорожнение которой за счет ввода в нее поршня позволяет вытеснить поднятую жидкость в систему сбора, находящуюся под избыточным давлением.

Наличие поршня, размещенного под устьевой арматурой, и пропуск через него тягового органа исключают необходимость подъема желонки из скважины для опорожнения и тем самым обеспечивают возможность увеличения ее длины, которая определяется необходимой производительностью и характеристиками скважины, а вытеснение в систему сбора, в том числе находящуюся под избыточным давлением, жидкости из желонки обеспечивается поршнем, входящим в желонку при подходе ее к устью.

Выполнение поршня с дополнительным каналом, в нижней части которого размещен клапан, а верхняя сообщена с системой сбора жидкости, обеспечивает уменьшение мертвого объема и соответственно увеличение объема жидкости, вытесняемой из желонки поршнем.

Выполнение тягового органа с разъемом дает возможность в необходимых случаях оставлять желонку и поршень в скважине и использовать одну тяговую лебедку на нескольких скважинах, а установка на тяговом органе между узлом его крепления к желонке и разъемом дополнительного сальника, выполненного с возможностью фиксации относительно поршня и разъема, обеспечивает уменьшение мертвого объема, появляющегося из-за необходимости увеличения проходного сечения канала, через который пропущен тяговый орган для свободного прохождения узла его разъема.

На фиг. 1 показано устройство для подъема жидкости из скважины в процессе опорожнения желонки, в котором тяговый орган пропущен через центральную полость поршня; на фиг. 2 - то же в процессе подъема желонки, в котором дополнительный канал в поршне выполнен кольцевым; на фиг. 3 - то же при опорожнении желонки; на фиг. 4 - то же при оставлении желонки и поршня в скважине.

Устройство содержит желонку 1 с клапаном в нижней части и соединенный с ней тяговый орган 2, на котором установлен дополнительный сальник 3 с фиксаторами и узел разъема 4. Под устьевой арматурой размещен поршень 5 с центральной полостью 6 и кольцевым каналом 7, а на устьевой арматуре установлен сальник 8, через который пропущен тяговый орган в скважину 9. Верхняя часть кольцевого канала сообщена с системой сбора жидкости 10, а в нижней части установлен клапан 11. В устьевой арматуре размещен фиксатор 12 тягового органа.

Устройство работает следующим образом.

Желонка под собственным весом на тяговом органе опускается в скважину под уровень жидкости, при этом дополнительный сальник 3 зафиксирован относительно узла разъема тягового органа. Скважинная жидкость через клапан заполняет желонку. После заполнения желонка поднимается тяговым органом к устью, при этом клапан желонки закрывается под действием веса столба жидкости в желонке (см. фиг. 2). При входе поршня в желонку дополнительный сальник перекрывает центральную полость поршня, фиксируется в нем и расфиксируется относительно узла разъема. При дальнейшем подъеме поршень, входя в желонку, создает избыточное давление в ней, превышающее давление в системе сбора жидкости. Под действием этого перепада давления открывается клапан 11 в кольцевом канале поршня и по этому каналу жидкость из желонки вытесняется в систему сбора 10 (см. фиг. 3). Для варианта исполнения поршня без дополнительного канала жидкость из желонки вытесняется по его центральной полости в систему сбора жидкости (см. фиг 1). После вытеснения жидкости желонка опускается в скважину, клапан 11 закрывается под действием давления в кольцевом канале поршня, исключая утечку жидкости из него в скважину, дополнительный сальник фиксируется относительно узла разъема тягового органа и расфиксируется относительно поршня. При необходимости спуск-подъем желонки повторяется.

В случае, когда желонку оставляют в скважине, тяговый орган в месте его разъема фиксируется в устьевой арматуре (см. фиг. 4).

Предложенное устройство позволяет увеличить длину желонки за счет того, что исключается необходимость извлечения ее из скважины, что, в конечном счете, повышает производительность процесса освоения и эксплуатации скважин.

Например, при использовании устройства, описанного в книге Муравьев И.М. , Крылов А.П. Эксплуатация нефтяных месторождений, длина желонки ограничена высотой мачты, с помощью которой осуществляется подъем желонки над устьем для ее опорожнения.

Кроме того, устройство позволяет работать в закрытую систему с избыточным давлением, так как опорожнение желонки осуществляют принудительно вытеснением из нее жидкости поршнем.

Например, при использовании устройства, выполненного по патенту США N 4368909, опорожнение желонки осуществляется самотеком под весом столба жидкости в ней.

На дату подачи заявки разработана конструкция, изготовлен и испытан опытный образец устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для подъема жидкости из скважины, содержащее желонку, соединенную в нижней части с тяговым органом, пропущенным через сальник, установленный на устьевой арматуре, отличающееся тем, что оно снабжено поршнем, размещенным под устьевой арматурой и выполненным с центральной полостью, через которую пропущен тяговой орган, и обеспечивает вхождение поршня в желонку и вытеснение жидкости из нее через центральную полость или через выполненную для этого дополнительную полость поршня в систему сбора при подходе желонки к устью скважины.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при выполнении поршня с дополнительным каналом в нижней части этого канала размещен клапан, при этом с системой сбора жидкости сообщена верхняя часть дополнительного канала.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что тяговой орган выполнен с разъемом.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным сальником, установленным на тяговом органе между узлом крепления тягового органа к желонке и разъемом и выполненным с возможностью фиксации относительно поршня и разъема.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4