Установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов

Изобретение относится к скважинным насосным установкам. Установка включает колонну лифтовых труб, основной пакер, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пластом, штанговый насос, оснащенный нагнетательным клапаном, основным всасывающим клапаном и боковым всасывающим клапаном. Штанговый насос оснащен полым плунжером, сообщенным с полыми штангами. Между цилиндром насоса и основным всасывающим клапаном размещен полый корпус. Ниже отверстия для бокового канала в цилиндре размещен разделительный поршень с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх. В скважинах с тремя вскрытыми пластами установка снабжена дополнительными лифтовыми трубами, выше основного пакера размещен дополнительный пакер, хвостовик оснащен дополнительным каналом. Цилиндр насоса выше основного бокового клапана оснащен аналогичным дополнительным боковым всасывающим клапаном и дополнительным разделительным поршнем. Полость цилиндра сообщена отверстием с дополнительными лифтовыми трубами через дополнительный обводной канал со своим обратным 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, не смешивая их продукций. 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, 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 двух 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 всасывающим клапаном размещен полый корпус, верхняя часть которого сообщена обводным 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 установка снабжена дополнительными лифтовыми трубами, выше основного пакера размещен дополнительный пакер, хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством, а цилиндр насоса выше основного бокового клапана оснащен аналогичным дополнительным боковым всасывающим клапаном и дополнительным разделительным поршнем, размещенным с возможностью ограниченного перемещения между входными отверстиями цилиндра для боковых всасывающих клапанов, при этом полость цилиндра сообщена отверстием, выполненным на уровне отверстия основного бокового клапана, с дополнительными лифтовыми трубами через дополнительный обводной канал со своим обратным 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 двух разделительных поршней, полых штанг, дополнительного пакера и дополнительного канала в хвостовике удалось создать установку для одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов одной скважиной, не смешивая при этом продукций 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: надпакерное 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 11, и дополнительным боковым 16, сообщенным с полостью цилиндра 15 отверстием 17. 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 дополнительных лифтовых труб 25. В нижней части цилиндра 15 установлен с возможностью перемещения разделительный поршень 26 с ограничителем перемещения 27 и дополнительный разделительный поршень 28 с ограничителем перемещения 29, а полый плунжер 30 с нагнетательным клапаном 31 сообщен и соединен с полыми штангами 32. В цилиндре 15 на уровне отверстия 14 выполнено дополнительное отверстие 33, сообщенное дополнительным обводным каналом 34 с обратным клапаном 35 с полостью лифтовых труб 10.

Всасывающие клапаны 12, 13 и 16 оснащены соединительными каналами 36, 37 и 38 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 32 вверх туда же из нижней мертвой точки перемещается плунжер 30, создаваемое между ним и разделительными поршнями 26 и 28 разрежение перемещает их также вверх и создает разрежение в полости корпуса 18, куда через открытый основной всасывающий клапан 12, соединительный канал 38, 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 28 отверстия 14 ограничитель 27 останавливает дальнейшее перемещение поршня 26 и в цилиндр 15 насоса 11 поступает через отверстие 14, основной боковой всасывающий клапан 13, соединительный канал 37, дополнительный канал 21 хвостовика 19, межпакерное пространство 8, образованное основным 5 и дополнительным 6 пакерами, продукция среднего пласта 3. При этом дополнительный разделительный поршень 28 продолжает перемещаться вслед за плунжером 30.

После достижения верхним торцом поршня 28 отверстия 17 ограничитель перемещения 29 останавливает его дальнейшее движение, а в цилиндр 15 поступает через дополнительный боковой всасывающий клапан 16, соединительный канал 36 и надпакерное пространство 7 в пространство выше дополнительного поршня 28 продукция только верхнего пласта 2.

При этом основной боковой всасывающий клапан 13 перекрывается поршнем 28.

После достижения плунжером 30 верхней мертвой точки он начинает движение вниз, при этом нагнетательный клапан 31 открывается и продукция верхнего пласта 2 вытесняется по полым штангам 32 на устье скважины (на чертеже не показано).

После достижения плунжером 30 верхнего торца дополнительного разделительного поршня 28 он толкает его вниз. Поршень 28, двигаясь вниз, вытесняет из полости цилиндра 15 через отверстие 33, обратный клапан 35, который по сути становится нагнетательным, и дополнительный обводной канал 34 продукцию среднего пласта 3 объемом части цилиндра 15 между отверстиями 17 и 33 в полость лифтовых труб 10 и далее на устье скважины (на чертеже не показано).

После достижения поршнем 28 верхнего торца поршня 26 последний также начинает движение вниз, вытесняя продукцию нижнего пласта 4 из полости корпуса 18 через отверстие 22, клапан 24, обводной канал 23 в полость дополнительных лифтовых труб 25 и далее на устье скважины (на чертеже не показано).

Каналы 36, 37 и 38 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.

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.

Дополнительные лифтовые трубы 25 могут быть выполнены в виде расположенной концентрично колонны трубы большего диаметра или параллельной колонны труб, например из гибкой трубы.

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

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 всасывающим клапаном размещен полый корпус, верхняя часть которого сообщена обводным 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 установка снабжена дополнительными лифтовыми трубами, выше основного пакера размещен дополнительный пакер, хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством, а цилиндр насоса выше основного бокового клапана оснащен аналогичным дополнительным боковым всасывающим клапаном и дополнительным разделительным поршнем, размещенным с возможностью ограниченного перемещения между входными отверстиями цилиндра для боковых всасывающих клапанов, при этом полость цилиндра сообщена отверстием, выполненным на уровне отверстия основного бокового клапана, с дополнительными лифтовыми трубами через дополнительный обводной канал со своим обратным 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.