Насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов

Авторы патента:

Тахаутдинов Рустем Шафагатович (RU)

Ахунов Рашит Мусагитович (RU)

Шагапов Галим Шайхутдинович (RU)

Кочубей Михаил Владимирович (RU)

F04B47/02 - с приводным устройством, расположенным на поверхности земли (F04B 47/12 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2528469:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО НПО "Инновация") (RU)

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано для подъема жидкости из скважины. Установка включает скважинный насос, соединенный с заглушенным снизу цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце. Между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство. Скважинный насос соединен с кожухом, который выполнен и соединен с цилиндром с созданием проходных сечений от верхнего и от нижнего пластов до приема скважинного насоса. Цилиндр выполнен с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце. В цилиндре размещен сплошной плунжер с грузом с возможностью ограниченного осевого перемещения, обеспечивающего поочередное перекрытие проходного сечения от верхнего или от нижнего пласта до приема скважинного насоса. Упрощается конструкция установки и повышается эффективность работы. 2 ил.

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано для подъема жидкости из скважины.

Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (см. патент RU №2221136, Е21В 43/14, опуб. 10.01.2004 г.), включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, снабженный дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов, пакер и хвостовик.

Недостатком установки является сложность разделения цилиндра в зависимости от производительности пластов в условиях меняющегося на практике дебита хотя бы одного из пластов.

Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (см. патент RU №2353808, F04B 47/02, опуб. 27.04.2009 г.), включающая скважинный насос, соединенный с заглушенным снизу цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, причем между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство. Указанная установка по технической сущности и достигаемому результату наиболее близка к предлагаемой насосной установке для раздельной эксплуатации двух пластов и ее можно взять в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются сложность конструкции, низкая эффективность в работе.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции установки и повышение эффективности в работе.

Поставленный технический результат решается описываемой насосной установкой для раздельной эксплуатации двух пластов, включающей скважинный насос, соединенный с цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, причем между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство.

Новым является то, что скважинный насос соединен с кожухом, который выполнен и соединен с цилиндром с созданием проходных сечений от верхнего и от нижнего пластов до приема скважинного насоса, цилиндр выполнен с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, в цилиндре размещен сплошной плунжер с грузом с возможностью ограниченного осевого перемещения, обеспечивающего поочередное перекрытие проходного сечения от верхнего или от нижнего пласта до приема скважинного насоса.

Совокупность отличительных признаков предлагаемой установки позволяет решить поставленную задачу.

На фиг.1 схематично показана установка при эксплуатации верхнего пласта, на фиг.2 - то же при эксплуатации нижнего пласта.

Насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов (см. фиг.1) содержит скважинный насос 1, спущенный на колонне насосно-компрессорных труб 2 в скважину 3, вскрывшую верхний 4 и нижний 5 продуктивные пласты, кожух 6, присоединенный к скважинному насосу 1, цилиндр 7, соединенный с кожухом 6, хвостовик 8 с пакером 9, установленным между пластами 4 и 5, присоединенный к нижнему открытому концу цилиндра 7, сплошной плунжер 10, размещенный в цилиндре 7, груз 11, прикрепленный к сплошному плунжеру 10, верхний 12 и нижний 13 упоры, установленные в цилиндре 7. Проходной канал 14, выполненный в верхней части цилиндра 7, сообщает полость цилиндра 7 с межтрубным пространством скважины 3 над пакером 9, а боковое отверстие 15 в средней части цилиндра 7 сообщает полость цилиндра 7 с кольцевым пространством, образованным между цилиндром 7 и кожухом 6.

Установка работает следующим образом. При заданном перепаде давления между нижним 5 и верхним 4 пластами, который регулируется весом груза 11, сплошной плунжер 10 под собственным весом и весом груза 11 перемещается в цилиндре 7 в нижнее положение до упора 13, как показано на фиг.1. При этом открывается проходное сечение между верхним пластом 4 и приемом насоса 1, жидкость из верхнего пласта 4 через проходной канал 14, полость цилиндра 7, боковое отверстие 15 в цилиндре 7 и кольцевое пространство между цилиндром 7 и кожухом 6 поступает на прием насоса 1, а затем по колонне насосно-компрессорных труб 2 поднимается на устье скважины 3. В это время эксплуатируется верхний пласт 4, а нижний пласт 5 не эксплуатируется, и под пакером 9 растет забойное давление, которое через полость хвостовика 8 воздействует на сплошной плунжер 10 снизу. После достижения заданной величины перепада давления между пластами 5 и 4 сплошной плунжер 10 перемещается им вверх до упора 12, как показано на фиг.2. При этом открывается проходное сечение между нижним пластом 5 и приемом насоса 1, жидкость из нижнего пласта 5 через полость хвостовика 8, полость цилиндра 7, боковое отверстие 15 в цилиндре 7 и кольцевое пространство между цилиндром 7 и кожухом 6 поступает на прием насоса 1, а затем по колонне насосно-компрессорных труб 2 поднимается на устье скважины 3. В это время эксплуатируется нижний пласт 5, а верхний пласт 4 не эксплуатируется, и над пакером 9 растет забойное давление, которое через проходной канал 14 воздействует на сплошной плунжер 10 сверху. После достижения заданной величины перепада давления между пластами 5 и 4 под действием веса плунжера 10 и груза 11 сплошной плунжер 10 перемещается вниз до упора 13.

Далее циклы повторяются.

Соединение скважинного насоса 1 с кожухом 6, который выполнен и соединен с цилиндром 7 с созданием проходных сечений от верхнего 4 и от нижнего 5 пластов до приема скважинного насоса 1, обеспечивает гидравлическую связь приема насоса 1 как с верхним 4, так и нижним 5 пластами. Выполнение цилиндра 7 с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком 8 с пакером 9 на конце, установленным между пластами 4 и 5, обеспечивает разобщение верхнего пласта 4 от нижнего пласта 5 и сообщение нижнего пласта 5 с полостью цилиндра 7. Размещение сплошного плунжера 10 в цилиндре 7 с возможностью ограниченного осевого перемещения обеспечивает поочередное перекрытие на прием скважинного насоса 1 проходного сечения от верхнего 4 или от нижнего 5 пласта, тем самым позволяет поочередную эксплуатацию то нижнего 5, то верхнего 4 пласта в соответствии с изменением забойных давлений в них и достижение заданного перепада давления между пластами 4 и 5. Груз 11, прикрепленный к плунжеру 10, позволяет, изменяя вес груза, задавать перепад давления между пластами 4 и 5, необходимый для перемещения сплошного плунжера 10 в цилиндре 7.

Использование предлагаемой насосной установки для раздельной эксплуатации двух пластов позволяет упростить конструкцию установки, применять различные типы скважинных насосов, обеспечить без изменения параметров работы насоса в зависимости от изменения давления в пластах поочередную эксплуатацию двух пластов в соответствии с заданным перепадом давления между ними независимо от величин давления в пластах, не останавливать установку для изменения параметров работы установки и проведения исследований по пластам, тем самым повысить эффективность работы установки.

Насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов, включающая скважинный насос, соединенный с цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, причем между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство, отличающаяся тем, что скважинный насос соединен с кожухом, который выполнен и соединен с цилиндром с созданием проходных сечений от верхнего и от нижнего пластов до приема скважинного насоса, цилиндр выполнен с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, в цилиндре размещен сплошной плунжер с грузом с возможностью ограниченного осевого перемещения, обеспечивающего поочередное перекрытие проходного сечения от верхнего или от нижнего пласта до приема скважинного насоса.

Способ включает возвратно-поступательное перекатывание по обсадной трубе тора и перемещение тором полого штока. С нижнего конца обсадной трубы в обсадную трубу всасывается смесь воды и нефти, а на верхнем конце обсадной трубы смесь выдавливается из обсадной трубы, при этом в обсадной трубе смесь разделяют на нефть и воду, которые удаляют в соответствующие системы сбора.

Канатная насосная штанга // 2527275

Изобретение относится к насосным штангам, используемым в установках для добычи жидкости из скважин штанговыми скважинными насосами и штанговыми винтовыми насосами, и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин, скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей.

Привод скважинного штангового насоса // 2522729

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами.

Цепной привод скважинного штангового насоса // 2519152

Устройство относится к области нефтедобывающей промышленности и может найти применение при добыче нефти механизированным способом, в частности в цепных приводах скважинных штанговых насосов.

Привод скважинного штангового насоса // 2517950

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано для добычи нефти из скважин штанговыми насосами.

Станок-качалка // 2506457

Изобретение относится к области нефтедобычи, применяется для механизированного способа добычи нефти установками скважинного ШГН. Станок-качалка содержит раму, двигатель, зубчатую рейку с закрепленной к ней колонной штанг.

Скважинная насосная установка // 2506456

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти из глубоких скважин при одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов при большом содержании твердых частиц в откачиваемой жидкости, ее высокой вязкости, наличии агрессивных сред и большой кривизне скважин.

Станок-качалка // 2506455

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в механизированном способе добычи нефти установками скважинного ШГН (штангового глубинного насоса).

Насосная установка // 2506454

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Наполнитель выполнен твердотельным, верхний конец которого прикреплен к грузоподъемному устройству, а нижний конец прикреплен к нижнему концу штока, возвратно-поступательные движения которого осуществляются за счет подъема и опускания наполнителя.

Скважинная штанговая насосная установка // 2505708

Устройство предназначено для использования в области нефтедобычи для подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара, реагента) в скважину для очистки скважины. Установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, скважинный штанговый насос 2, выпускное устройство 3, колонну штанг 4, 5, станок-качалку, узел 6 кинематической связи колонны штанг 4, 5 со станком-качалкой, промывочный вертлюг 7, шланг 8, устройство 9 подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара или реагента) для очистки скважины.

Кривошипно-кулисный станок-качалка // 2528890

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти с помощью штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ), которые широко применяются при добыче нефти, а именно к приводу ШСНУ - балансирному станку-качалке. Включает электродвигатель и редуктор, приводящие в движение станок-качалку. В качестве передаточного устройства установлен кривошипно-кулисный механизм с поворачивающейся кулисой. Технический результат выражается в том, что отсутствуют сам балансир, головка балансира, канатная подвеска и др., при этом задний конец кулисы жестко закреплен в кулисном камне. Значительно уменьшатся ускорения движения точки подвеса штанг и плунжера и, соответственно, динамические и вибрационные нагрузки на все узлы установки. Достигается увеличение надежности, облегчение обслуживания и снижение металлоемкости. Появляется возможность использования на шельфе и на море. 1 ил.

Соосный редуктор // 2529943

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, в приводах запорной арматуры, в лебедках буровых установок, в колесных и/или бортовых редукторах тракторов, экскаваторов, роботах для пожаротушения. Соосный редуктор состоит из корпуса, приводного эксцентрикового вала (5), плоскоконической передачи, выходного вала. Колесо (2) плоскоконической передачи является двухвенцовым. Шестерня (1), соосная эксцентриковому валу, соединена с корпусом и сопряжена с венцом (2) двухвенцового колеса со стороны приводного эксцентрикового вала. Зубчатая муфта, обеспечивающая соосность приводного эксцентрикового вала (5) и выходного вала, соединена с выходным валом и сопряжена с венцом (3) двухвенцового колеса со стороны выходного вала. Начальные поверхности (плоскости) зубчатых венцов (2, 3) двухвенцового колеса расположены вдоль его оси на расстоянии, обеспечивающем совпадение вершины начального конуса зубчатой муфты с точкой пересечения оси эксцентрикового вала и оси соосного редуктора. Модуль и число зубьев зубчатой муфты принимаются равными, большими или меньшими модуля и числа зубьев колеса плоскоконической передачи. Изобретение обеспечивает высокую нагрузочную способность, долговечность и позволяет значительно снизить требуемую мощность двигателя без уменьшения крутящего момента на выходном валу редуктора. 3 ил.

Способ установки балансирного станка-качалки для механического привода штангового скважинного насоса // 2532644

Изобретение касается нефтедобывающего оборудования, а именно станков-качалок. Перед началом работы на промысле станок-качалку без изменения его конструкции дополнительно ориентируют в горизонтальной плоскости, поворачивая вокруг оси устьевого фланца промысловой скважины, и добиваются его оптимального расположения относительно всех действующих на него инерционных сил. Улучшаются экономические показатели станка-качалки при добыче пластовых жидкостей. 4 ил.

Безбалансирный станок-качалка // 2534336

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти и природных битумов и может быть использовано в качестве привода штангового насоса. Безбалансирный станок-качалка содержит стойку-опору 1, на которой установлен мотор-редуктор 2, ходовые винты 3, 4, соосные штанге и оси скважины, с установленными на них гайками 5, 6, которые жестко прикреплены к концам траверсы 7, закрепленной на штанге. В верхней части стойки-опоры 1 установлен вращающийся ролик уравновешивающий 9 с уложенной на нем гибкой связью 8, один из концов которой связан с траверсой 7, а другой - с противовесом уравновешивающим 10. На ходовых винтах 3, 4 выполнены диаметрально противоположно направленные ленточные нарезки 11, 12. Верхние концы ленточных нарезок, так же как и нижние концы, соединены между собой плавным переходом, образуя бесконечную ленточную канавку. В гайках 5, 6 выполнены сквозные горизонтальные отверстия 14, 15, в которые вставлены с диаметрально противоположных сторон цилиндрические обоймы 16, 17 с возможностью вращения и с прямоугольным пазом, обращенным к ходовым винтам 3, 4. В пазах цилиндрических обойм 16, 17 размещены с возможностью вращения на осях 20, 21 ролики 18, 19. Выступающие наружу части роликов соответствуют в своем поперечном сечении форме ленточных канавок 12, 13, по которым они и обкатываются, обеспечивая возвратно-поступательное движение гаек относительно ходовых винтов. Повышается эксплуатационная надежность. Происходит простое и удобное обслуживание привода. 2 ил.

Привод штангового скважинного насоса // 2534636

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в оборудовании для добычи нефти для создания возвратно-поступательного движения штангового скважинного насоса. Привод штангового скважинного насоса содержит асинхронный электродвигатель 1, редуктор двустороннего действия 3 и барабан 5 для намотки каната 6, соединенные между собой муфтами 2 и 4. Канат 6 одним концом закреплен на барабане 5, а вторым концом соединен с штоком 8 скважинного насоса. С асинхронным электродвигателем 1 взаимодействует электромагнитный тормоз 9. Приводом посредством частотного преобразователя 12 управляет программируемое многоканальное электронное устройство управления 13. Устройство 13 снимает показания датчиков 10, 11, контролирует режим работы привода и управляет работой привода и тормоза 9. Колонна штанг в верхнем положении кратковременно удерживается системой электрического уравновешивания: электронное устройство управления 13, электромагнитный тормоз 9 и частотный преобразователь 12. Повышается надежность и эффективность использования электрической энергии при одновременном снижении металлоемкости и массы привода. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Штанговая насосная установка // 2534919

Изобретение относится к технике механизированной добычи нефти: в частности добыче вязких и высоковязких нефтей, а также нефтей, содержащих механические примеси. Штанговая насосная установка содержит колонны насосно-компрессорных труб и штанг. Цилиндр с установленными одна над другой ступенями разного диаметра; полые плунжеры: меньшего диаметра - верхний и большего диаметра - нижний, снабженные соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами. Нагнетательный клапан размещен в нагнетательной клапанной коробке в нижнем конце плунжера меньшего диаметра. Диаметр нагнетательной клапанной коробки превышает диаметр плунжера меньшего диаметра, что позволяет значительно увеличить диаметр нагнетательного клапана для обеспечения высокой работоспособности насосной установки, путем облегчения поступления высоковязкой газожидкостной смеси в полость этого плунжера. Максимальное расстояние от верха нагнетательной клапанной коробки до места сочленения ступеней цилиндра больше длины хода плунжеров. Полость плунжера большего диаметра сообщается с полостью цилиндра через отверстия, с полостью плунжера меньшего диаметра посредством нагнетательного клапана и с полостью фильтрового груза посредством всасывающего клапана, что обеспечивает работоспособность предложенной штанговой насосной установки. Верхняя часть цилиндра снабжена тороидальными грузами, препятствующими его страгиванию при ходе колонны штанг вверх, а нижняя часть - резиновыми кольцами, герметизирующими посадочное место цилиндра, оснащенное втулкой-скребком для очистки фильтра штанговой насосной установки, выполненного в полой части фильтрового груза. Обеспечивается работоспособность насоса заданным расположением всасывающего и нагнетательного клапана в плунжерах большего и меньшего диаметров, повышается эффективность эксплуатации штанговой насосной установки в целом, увеличивается межремонтный период ее работы. 1 табл.

Узел крепления вставного скважинного насоса // 2539606

Изобретение относится к механическому креплению вставного скважинного штангового насоса в колонне насосно-компрессорных труб. Узел крепления включает муфту 6 с внутренней цилиндрической поверхностью и конусным участком и посадочный цилиндр 7 насоса с ответным конусным участком. На наружной поверхности посадочного цилиндра насоса выполнен кольцевой уступ, в котором установлено фрикционное кольцо 8, взаимодействующее с внутренней цилиндрической поверхностью муфты 6 и герметично поджатое уплотнительным кольцом 9. Наружный диаметр фрикционного кольца 8 превышает внутренний диаметр муфты 6 на величину не более 1 мм. Повышается надежность крепления насоса в колонне НКТ и технологичность сборки и установки узла. 2 ил.

Привод цепной для скважинного штангового насоса // 2544915

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при добыче нефти механизированным способом скважинным штанговым насосом. Привод включает установленные на основании на единой раме корпус, двигатель, редуктор. В корпусе размещены ведущая и ведомая звездочки, охваченные замкнутой тяговой цепью, связанной с кареткой, соединенной с противовесом. Последний выполнен П-образной формы в поперечном сечении и установлен в направляющих корпуса с размещением цепи в его открытой полости. Вертикальные оси симметрии преобразующего механизма, противовеса и связующего элемента расположены в непосредственной близости от одной вертикальной плоскости. Содержит механизм для отката привода от устья скважины и ленту из гибкого неметаллического эластичного материала, связывающую элемент противовеса с узлом подвески штанг. Барабан для связи противовеса с узлом подвески лентой установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси. Направляющие ролики катков противовеса выполнены из неметаллического материала. Лента из гибкого неметаллического эластичного материала в узле подвески штанг снабжена клин-отклонителем общим весом, большим, чем вес ленты, а нижняя часть клин-отклонителя выполнена с клиновидной нижней частью, установленной с возможностью контактирования с узлом подвески штанг. Повышается надежность эксплуатации привода. 11 ил.

Привод скважинного штангового насоса // 2547674

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано для добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Привод насоса содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. Последний включает ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг. Оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости. Верхний ведомый шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма. Для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена применен натяжной механизм, состоящий из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса и соединенного с толкателем. Толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которой подпирает корпус верхнего шкива. Натяжной механизм выполнен в виде гидравлического плунжерного или поршневого насоса, сообщенного через нагнетательный клапан с цилиндром толкателя, который сообщен с питательной емкостью, сообщенной через всасывающий клапан с насосом. Подвижная часть последнего снабжена грузом, подобранным с возможностью перемещения подвижной части толкателя при ослаблении натяжения непрерывного гибкого звена ниже выбранной величины усилия натяжения. Увеличивается срок службы гибкого звена и привода в целом, а также уменьшаются динамические нагрузки на скважинное оборудование. Сокращаются трудоемкость и затраты на обслуживание привода. 3 ил.

Скважинная штанговая насосная установка (варианты) // 2550842

Изобретение относится к скважинным штанговым насосным установкам. Скважинная штанговая насосная установка состоит из неподвижной гибкой длинномерной трубы, внутри которой размещена подвижная гибкая длинномерная штанга, один конец которой соединен с силовым приводом на поверхности, а второй - с рабочим органом погружного плунжерного или винтового насоса. Места входа и выхода подвижной гибкой длинномерной штанги и неподвижной гибкой трубы уплотнены. Кольцевое пространство между ними заполнено смазывающей жидкостью и имеет канал на устьевом конце. Нижний и верхний концы неподвижной гибкой трубы соединены с устьевым и насосным патрубками. На нижнем конце штанги расположен стакан, заполненный жидкостью с большим удельным весом, которая обеспечивает защиту уплотнения плунжерного насоса. Гибкая длинномерная штанга может совершать вращательное или возвратно-поступательное движения. Как другой вариант, на нижнем конце штанги расположен перевернутый стакан, заполненный смазывающей жидкостью, которая обеспечивает защиту уплотнения скважинного насоса, а для его подпитки, между ним и кольцевым пространством, установлен тарированный на расчетное давление перепускной клапан. Для доставки на поверхность скважинной жидкости может использоваться отдельная лифтовая колонна или многоканальный колтюбинг. Повышается надежность работы глубинного насоса, увеличивается межремонтный период и уменьшается энергия, затрачиваемая на работу насоса. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.