Установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов

Изобретение относится к скважинным насосным установкам. Установка включает колонну лифтовых труб, установленный между верхним и нижним пластами основной пакер, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пластом, штанговый насос, оснащенный нагнетательным клапаном, основным всасывающим клапаном и боковым всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра насоса. Штанговый насос оснащен полым плунжером, сообщенным с полыми штангами. Между цилиндром насоса и основным клапаном размещен полый корпус, верхняя часть которого сообщена каналом через обратный клапан с лифтовыми трубами. Ниже отверстия для бокового канала в цилиндре размещен разделительный поршень с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх. Внутренняя полость у корпуса выполнена большим внутренним диаметром, чем у цилиндра. В скважинах с тремя вскрытыми пластами, выше основного пакера размещен дополнительный пакер, хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством. Цилиндр насоса выше основного бокового клапана оснащен дополнительным боковым всасывающим клапаном. Один из всасывающих клапанов насоса сообщен с надпакерным пространством, другой через дополнительный канал хвостовика - с межпакерным пространством, третий через основной канал хвостовика - с подпакерным пространством, не сообщенным с другим всасывающим клапаном. Технический результат заключается в возможности эксплуатировать одновременно три объекта, каждый в своем оптимальном режиме. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.

Известна скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов в скважине (патент РФ № 2221136, Е21В 43/20, Бюл. № 1 за 10.01.2004 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик и штанговый насос с основным и дополнительным боковым всасывающими клапанами.

Недостатком установки является невозможность одновременно-раздельной эксплуатации пластов трех пластов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов в скважине (патент РФ № 2370641, Е21В 43/14, Бюл № 1 за 20.10.2009 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик и штанговый насос с основным и боковым всасывающими клапанами, плунжер с полыми штангами и разделительный поршень.

Недостатком установки является невозможность одновременно-раздельной эксплуатации пластов трех пластов.

Технической задачей, решаемой установкой, является создание возможности одновременно-раздельной эксплуатации пластов трех пластов одной скважиной.

Указанная задача решается предлагаемой установкой для одновременно-раздельной эксплуатации пластов, включающей колонну лифтовых труб, установленный между верхним и нижним пластами основной пакер, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пластом, штанговый насос, оснащенный нагнетательным клапаном, основным всасывающим клапаном и боковым всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра насоса, причем штанговый насос оснащен полым плунжером, сообщенным с полыми штангами, а между цилиндром насоса и основным клапаном размещен полый корпус, верхняя часть которого сообщена каналом через обратный клапан с лифтовыми трубами, при этом ниже отверстия для бокового канала в цилиндре размещен разделительный поршень с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх, а внутренняя полость у корпуса выполнена большим внутренним диаметром, чем у цилиндра.

Новым является то, что в скважинах с тремя вскрытыми пластами выше основного пакера размещен дополнительный пакер, хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством, а цилиндр насоса выше основного бокового клапана оснащен дополнительным боковым всасывающим клапаном, причем один из всасывающих клапанов насоса сообщен с надпакерным пространством, другой через дополнительный канал хвостовика - с межпакерным пространством, третий через основной канал хвостовика - с подпакерным пространством, не сообщенным с другим всасывающим клапаном.

Сущность изобретения заключается в том, что с помощью дополнительного бокового всасывающего клапана разделительного поршня, полых штанг, дополнительного пакера и дополнительного канала в хвостовике удалось создать установку для одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов одной скважиной, смешивая при этом продукцию только двух пластов.

На чертеже показана схема установки.

Установка содержит скважину 1 с тремя вскрытыми пластами - верхним 2, средним 3 и нижним 4, разделенными основным 5 и дополнительным 6 пакерами на 3 пространства: подпакерное 7, межпакерное 8 и подпакерное 9. В скважину 1 на колонне лифтовых труб 10 спущен насос 11 с тремя всасывающими клапанами - нижним основным 12, боковым основным 13, сообщенным отверстием 14 с полостью цилиндра 15 насоса, и дополнительным боковым 16, сообщенным с полостью цилиндра 15 отверстием 17, расположенным выше отверстия 14. К нижней части цилиндра 15 насоса 11 присоединен корпус 18, в нижней части которого установлен основной нижний всасывающий клапан 12 и выполнено соединение с хвостовиком 19, содержащим основной канал 20, сообщенный с подпакерным пространством 9, и дополнительный канал 21, сообщенный с межпакерным пространством 8. В верхней части корпуса 18 выполнено отверстие 22, сообщенное обводным каналом 23 через обратный клапан 24 с полостью лифтовых труб 10. В нижней части цилиндра 15 установлен с возможностью перемещения разделительный поршень 25 с ограничителем перемещения 26, а полый плунжер 27 с нагнетательным клапаном 28 сообщен и соединен с полыми штангами 29.

Всасывающие клапаны 12, 13 и 16 оснащены соединительными каналами 30, 31 и 32 для сообщения с надпакерным 7, межпакерным 8 либо с подпакерным 9 пространствами в любых сочетаниях так, чтобы эти пространства 7, 8 и 9 были сообщены только с одним из всасывающих клапанов 12, 13 или 16.

Работает установка следующим образом (на одном возможном примере сообщения всасывающих каналов 16, 13 и 12 и соответствующих их пространств 7, 8 и 9).

При движении колонны полых штанг 29 вверх туда же из нижней мертвой точки перемещается плунжер 27, создаваемое между ним и разделительным поршнем 25 разрежение перемещает также вверх поршень 25 и создает разрежение в полости корпуса 18, куда через открытый основной всасывающий клапан 12, соединительный канал 32, основной канал 20 хвостовика 19 и подпакерное пространство 9 скважины 1 под основным пакером 5 поступает продукция нижнего пласта 4. При достижении верхним торцом поршня 25 отверстия 14 ограничитель 26 останавливает дальнейшее перемещение поршня 25, и в цилиндр 15 насоса 11 поступает через отверстие 14, основной боковой всасывающий клапан 13, соединительный канал 31, дополнительный канал 21 хвостовика. 19, межпакерное пространство 8, образованное основным 5 и дополнительным 6 пакерами, продукция среднего пласта 3.

После достижения нижним торцом плунжера 28 отверстия 17 в цилиндр 15 поступает через дополнительный боковой всасывающий клапан 16, соединительный канал 30 и надпакерное пространство 7 продукция только верхнего пласта 2.

При этом основной боковой всасывающий клапан 13 закрывается, т.к. забойное давление по условиям эксплуатации в подпакерном пространстве 7 больше, чем в межпакерном 8.

После достижения плунжером 27 верхней мертвой точки он начинает движение вниз, при этом нагнетательный клапан 28 открывается и смесь продукций верхнего 2 и среднего 3 пластов вытесняется по полым штангам 29 на устье скважины (на чертеже не показано).

После достижения плунжером 27 верхнего торца разделительного поршня 25 он толкает его вниз. Поршень 25, двигаясь вниз, вытесняет из полости корпуса 18 через отверстие 22, обратный клапан 24, который по сути становится вторым нагнетательным, и обводной канал 23 продукцию нижнего пласта 4 в полость лифтовых труб 10 и далее на устье скважины (на чертеже не показано).

Каналы 30, 31 и 32 обеспечивают возможность подсоединения любого всасывающего клапана 12, 13 или 16 к любой полости скважины 7, 8 или 9, т.е. к любому пласту 2, 3 или 4.

Пласт 2, сообщенный с дополнительным боковым всасывающим клапаном, по условиям эксплуатации должен иметь забойное давление больше, чем у пласта 3, сообщенного с основным боковым всасывающим клапаном 13, а вместе их продукции должны допускать смешивание.

В противном случае, если забойные давления не соответствуют этим требованиям или продукции пластов не допускают смешения, установка позволяет подсоединить к всасывающим клапанам любой из пластов и соблюсти требуемые условия эксплуатации. Установка позволяет установить в районе хвостовика 19 глубинный манометр, датчики которого будут через основной 20 и дополнительный 21 каналы сообщены с пластами 3 и 4 и передавать по кабелю, размещенному рядом с колонной лифтовых труб 10, информацию о забойных давлениях у пластов.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет эксплуатировать одновременно три объекта, каждый в своем оптимальном режиме.

Установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов, включающая колонну лифтовых труб, установленный между верхним и нижним пластами основной пакер, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пластом, штанговый насос, оснащенный нагнетательным клапаном, основным всасывающим клапаном и боковым всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра насоса, причем штанговый насос оснащен полым плунжером, сообщенным с полыми штангами, а между цилиндром насоса и основным клапаном размещен полый корпус, верхняя часть которого сообщена каналом через обратный клапан с лифтовыми трубами, при этом ниже отверстия для бокового канала в цилиндре размещен разделительный поршень с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх, а внутренняя полость у корпуса выполнена большим внутренним диаметром, чем у цилиндра, отличающаяся тем, что в скважинах с тремя вскрытыми пластами, выше основного пакера размещен дополнительный пакер, хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством, а цилиндр насоса выше основного бокового клапана оснащен дополнительным боковым всасывающим клапаном, причем один из всасывающих клапанов насоса сообщен с надпакерным пространством, другой через дополнительный канал хвостовика - с межпакерным пространством, третий через основной канал хвостовика - с подпакерным пространством, не сообщенным с другим всасывающим клапаном.