RU102675U1

RU102675U1 - DEVICE FOR SIMULTANEOUS SEPARATE OPERATION OF PRODUCTIVE OIL WELLS

Info

Publication number: RU102675U1
Application number: RU2010144444/03U
Authority: RU
Inventors: Иван Викторович Грехов; Роман Васильевич Сахнов; Олег Сергеевич Николаев
Original assignee: Иван Викторович Грехов; Роман Васильевич Сахнов; Олег Сергеевич Николаев
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2011-03-10

Abstract

1. Устройство для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины, содержащее установленный в корпусе пакер, разделяющий эксплуатируемые пласты и снабженный пакерующим элементом, патрубком с отверстиями и каналом для проводки погружного кабеля, подсоединенного к станции управления, электроцентробежный нижний насос с выходным патрубком, установленный под пакером в нижней части скважины вблизи пласта нижнего уровня и подсоединенный через приводной вал к погружному электродвигателю, верхний насос с входным патрубком, установленный над пакером в верхней части скважины вблизи пласта верхнего уровня, отличающееся тем, что пакер снабжен двумя подшипниками скольжения, установленными на размещенном внутри корпуса пакера приводном валу, пакер подсоединен к входному патрубку верхнего насоса и к выходному патрубку электроцентробежного нижнего насоса, верхний насос подсоединен к приводному валу нижнего насоса и выполнен в виде электроцентробежного насоса большей производительности, а электроцентробежный нижний насос выполнен в виде насоса меньшей производительности. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено гидрозащитой и газосепаратором, установленными между электроцентробежным нижним насосом и погружным электродвигателем, входной патрубок верхнего насоса выполнен в виде дополнительного газосепаратора. 1. A device for simultaneously separately operating productive formations of an oil well, comprising a packer installed in the housing, separating exploited formations and equipped with a packer element, a nozzle with holes and a channel for wiring a submersible cable connected to a control station, an electric centrifugal lower pump with an outlet nozzle mounted under a packer in the lower part of the well near the lower level reservoir and connected through the drive shaft to the submersible motor, the upper pump with an input a nozzle installed above the packer in the upper part of the well near the upper level formation, characterized in that the packer is equipped with two plain bearings installed on the drive shaft located inside the packer body, the packer is connected to the inlet pipe of the upper pump and to the outlet pipe of the electric centrifugal lower pump, upper pump connected to the drive shaft of the lower pump and is made in the form of an electric centrifugal pump of greater productivity, and the electric centrifugal lower pump is made in the form of a men better performance. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a hydroprotection and a gas separator installed between the electric centrifugal lower pump and the submersible motor, the inlet pipe of the upper pump is made in the form of an additional gas separator.

Description

Полезная модель относится к области разработки нефтяных месторождений и предназначена для использования при раздельной насосной эксплуатации двух пластов в нефтяных скважинах.The utility model relates to the field of oil field development and is intended for use in separate pumping operations of two layers in oil wells.

Так сложилось, что период быстрой и легкой нефти в Мировой добыче нефти и газ уходит в прошлое, основные остаточные запасы находятся в трудноизвлекаемых низкопроницаемых объектах. Зачастую объекты являются не крупными и представляют из себя линзовидные включения нефти на различных глубинах по вертикали.It so happened that the period of fast and light oil in the world oil and gas production is a thing of the past, the main remaining reserves are in hard to recover low-permeability facilities. Often the objects are not large and are lenticular inclusions of oil at various depths vertically.

Соответственно для более полного извлечения подобных линзовидных запасов нефти требуется бурение дополнительного фонда скважин, что не всегда оправдывается с точки зрения экономики и является затратным мероприятием. Для примера скважина в условиях западной Сибири имеет среднюю стоимость 30-40 млн. руб.Accordingly, for a more complete extraction of such lenticular oil reserves, drilling of an additional well stock is required, which is not always justified from an economic point of view and is a costly undertaking. For example, a well in Western Siberia has an average cost of 30-40 million rubles.

Выходом из ситуации является одновременно раздельная эксплуатация двух или трех объектов в так называемых транзитных скважинах, т.е. скважина вскрывает несколько объектов нефтедобычи. Но для успешной их эксплуатации требуется, что бы пластовые условия удовлетворяли условию исключения перетоков углеводородов из одного пласта в другой, что не всегда удается. Таким образом, эксплуатация нескольких объектов одной скважиной сопряжено с трудностями. Эксплуатация каждого из объектов должна быть раздельной.The way out of the situation is the simultaneous separate operation of two or three objects in the so-called transit wells, i.e. the well reveals several oil production facilities. But for their successful operation, it is required that the reservoir conditions satisfy the condition for the exclusion of hydrocarbon flows from one reservoir to another, which is not always possible. Thus, the operation of several objects in one well is fraught with difficulties. The operation of each of the facilities should be separate.

Существуют много конструкций для эксплуатации подобных скважин, они широко применяются в мировой практике.There are many designs for the operation of such wells, they are widely used in world practice.

Известно устройство, содержащее перфорированную в интервале верхнего продуктивного и нижнего принимающего пластов обсадную колонну, колонну насосно-компрессорных труб, верхний и нижний насосы и камеру-накопитель. В этом устройстве колонна насосно-компрессорных труб от обводненной части продуктивного пласта до нижнего насоса выполнена перфорированной, в качестве камеры-разделителя использовано пространство скважины между насосами, а в качестве камеры-накопителя нефти - верхняя часть пространства скважины, причем в качестве нижнего насоса использован электроцентробежный насос, обращенный вниз, расположенный ниже продуктивного пласта и имеющий снизу хвостовик с обратным клапаном и пакером, устанавливаемым в скважине над кровлей принимающего пласта, верхний насос размещен в колонне насосно-компрессорных труб под динамическим уровнем накопленной нефти, верхний и нижний насосы расположены в скважине друг от друга на максимально возможном расстоянии с размещением между ними перфорированного участка колонны насосно-компрессорных труб и сепараторов-отстойников с входными и выходными каналами, при этом общая производительность насосов подобрана из добывной возможности продуктивного пласта по жидкости, а соотношение производительностей верхнего и нижнего насосов подобрано в зависимости от количества поступающих в скважину воды и нефти с условием обеспечения гравитационного разделения пластовой жидкости на восходящий поток нефти и нисходящий поток воды у перфорационных отверстий продуктивного пласта и откачки отделившейся воды электроцентробежным насосом (патент RU 2297521 от 18.07.2006 МПК Е21В 43/14).A device is known comprising a casing, a tubing string, upper and lower pumps and a storage chamber perforated in the interval of the upper productive and lower receiving strata. In this device, the tubing string from the flooded part of the reservoir to the lower pump is perforated, the well space between the pumps is used as the separator chamber, and the upper part of the well space is used as the oil storage chamber, and the electrocentrifugal pump is used as the lower pump a downward facing pump located below the reservoir and having a liner bottom with a check valve and a packer installed in the well above the roof of the receiving ASTA, the upper pump is located in the tubing string under the dynamic level of accumulated oil, the upper and lower pumps are located in the borehole from each other at the maximum possible distance with the placement of a perforated section of the tubing string and separator separators with input and output channels, while the total productivity of the pumps is selected from the production ability of the reservoir in liquid, and the ratio of the productivity of the upper and lower pumps is selected in depending on the amount of water coming into the well and oil from the condition for gravitational separation of produced fluid in oil upward flow and a downward flow of water from the producing formation perforations holes and pumping the separated water with an electric pump (patent RU 2297521 of 18.07.2006 IPC E 21 B 43/14).

Однако это устройство достаточно сложно в конструктивном исполнении и в эксплуатации и применяется для одновременной раздельной добычи скважинной продукции и закачки воды в пласт.However, this device is quite difficult in design and operation and is used for simultaneous separate production of well products and pumping water into the reservoir.

Известно также устройство для одновременно раздельной эксплуатации нескольких пластов в нефтяных скважинах, выбранное в качестве прототипа, включающее два насоса, установленных в скважине каждый на своей колонне труб, и пакер, разделяющий эксплуатируемые пласты, отличающееся тем, что в качестве одного из насосов установлен электроцентробежный насос с пакером, а в качестве второго - штанговый глубинный насос, при этом штанговый глубинный насос установлен внутри колонны труб, на которой установлен электроцентробежный насос, и своим приемом сообщается с затрубным пространством выше пакера через боковое отверстие в этой колонне, а пакер снабжен каналом для проводки кабеля электроцентробежного насоса (RU 68584 от 25.06.2007, МПК Е21В 43/00).There is also known a device for simultaneously separate operation of several layers in oil wells, selected as a prototype, including two pumps installed in the well each on its own pipe string, and a packer separating the exploited layers, characterized in that an electric centrifugal pump is installed as one of the pumps with a packer, and as a second - a sucker rod pump, while the sucker rod pump is installed inside the pipe string on which the electric centrifugal pump is installed, and its reception ohm communicates with the annulus above the packer through a side opening in this column, and the packer is provided with a channel for wiring electrocentrifugal pump cable (RU 68584 of 25.06.2007, IPC E 21 B 43/00).

Одной из основных отрицательных сторон данных конструкций является сложность конструкции, что позволяет их использовать только при больших диаметрах эксплуатационных колонн (более 168 мм). Так как большинство скважин в России (95%) имеют диаметр 146 мм, известные устройства сложно применить на существующих скважинах.One of the main negative aspects of these structures is the complexity of the design, which allows them to be used only with large diameters of production casing (more than 168 mm). Since most of the wells in Russia (95%) have a diameter of 146 mm, known devices are difficult to apply to existing wells.

Целью данной полезной модели является упрощение конструкции устройства для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины, что позволит применять устройство в скважинах малого диаметра.The purpose of this utility model is to simplify the design of the device for simultaneously separately operating productive formations of an oil well, which will allow the device to be used in small diameter wells.

На фиг.1 изображен общий вид устройства.Figure 1 shows a General view of the device.

На фиг.2 показано выполнение пакера.Figure 2 shows the implementation of the packer.

Устройство для одновременно раздельной эксплуатации продуктивных пластов нефтяной скважины, содержащее установленный в корпусе пакер 1, разделяющий эксплуатируемые пласты 2 и 3 нижнего и верхнего уровня, и снабженный пакерующим элементом 4, патрубком с отверстиями 5 и каналом 6 для проводки погружного кабеля 7, подсоединенного к станции управления (не показана), электроцентробежный нижний насос 8 с выходным патрубком 9, установленный под пакером в нижней части скважины вблизи пласта 2 нижнего уровня и подсоединенный через приводной вал 10 к погружному электродвигателю 11, верхний насос 12 с входным патрубком 13, установленный над пакером 1 в верхней части скважины вблизи пласта 3 верхнего уровня.A device for simultaneously separate operation of productive layers of an oil well, comprising a packer 1 installed in the housing, separating the exploited layers 2 and 3 of the lower and upper levels, and equipped with a packing element 4, a pipe with holes 5 and a channel 6 for wiring an immersion cable 7 connected to the station control (not shown), the electric centrifugal lower pump 8 with the outlet pipe 9, installed under the packer in the lower part of the well near the lower layer 2 and connected through the drive shaft 10 to p Circumferential electric motor 11, the upper pump 12 with an inlet pipe 13 mounted above the packer 1 in the upper part of the well near the reservoir 3 of the upper level.

Пакер 1 снабжен двумя подшипниками 14 и 15 скольжения, установленными на размещенном внутри корпуса пакера на приводном валу 10, пакер 1 подсоединен к входному патрубку 13 верхнего насоса 12 и к выходному патрубку 9 электроцентробежного нижнего насоса 8, верхний насос 12 подсоединен к приводному валу 10 нижнего насоса 8 и выполнен в виде электроцентробежного насоса большей производительности, а электроцентробежный нижний насос 8 выполнен в виде насоса меньшей производительности.The packer 1 is equipped with two bearings 14 and 15 mounted on the inside of the packer housing on the drive shaft 10, the packer 1 is connected to the inlet pipe 13 of the upper pump 12 and to the output pipe 9 of the electric centrifugal lower pump 8, the upper pump 12 is connected to the drive shaft 10 of the lower pump 8 and is made in the form of an electric centrifugal pump of greater productivity, and the electric centrifugal lower pump 8 is made in the form of a pump of lower productivity.

Устройство снабжено гидрозащитой 16 и газосепаратором 17, установленными между электроцентробежным нижним насосом 8 и погружным электродвигателем 11, входной патрубок 13 верхнего насоса 12 выполнен в виде дополнительного газосепаратора.The device is equipped with hydraulic protection 16 and a gas separator 17 installed between the electric centrifugal lower pump 8 and the submersible electric motor 11, the inlet pipe 13 of the upper pump 12 is made in the form of an additional gas separator.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Основной принцип работы данного устройства заключается упрощении конструкции путем совмещения двух электроцентробежных насосов 12 и 8 верхнего и нижнего различной производительности через пакер 1, имеющий общий приводной вал 10 с насосами 8 и 12. Нижний электроцентробежный насос 8 меньшей производительности подает с помощью погружного электродвигателя 11 через гидрозащиту 16, газосепаратор 17 и выходной патрубок 9 в пакер 6 нефтепродукты.The main principle of the operation of this device is to simplify the design by combining two electric centrifugal pumps 12 and 8 of different upper and lower capacities through a packer 1 having a common drive shaft 10 with pumps 8 and 12. The lower electric centrifugal pump 8 delivers a lower capacity pump 8 using a submersible electric motor through hydraulic protection 16, a gas separator 17 and an outlet pipe 9 into a packer 6 of petroleum products.

Далее крутящее усилие передается через приводной вал 10 на газосепаратор входного патрубка 13 верхнего насоса 12, имеющего большую производительность. Пакер 1 посредствам пакерующего элемента 4 (резинового узла, плотно соприкасающегося с обсадной колонной скважины), разделяет герметично пласты 2 и 3 нижнего и верхнего уровня. Компоновка двух насосов 8 и 12 разной производительности через пакер 1 позволяет эксплуатировать два пласта с разной депрессией (давлением) с помощью одного привода погружного электродвигателя 11. Верхний насос 12 сообщается с затрубным пространством выше пакера 6 через отверстия 5 для выхода пластовой жидкости.Next, the torque is transmitted through the drive shaft 10 to the gas separator of the inlet pipe 13 of the upper pump 12, which has a large capacity. The packer 1 by means of the packing element 4 (a rubber assembly tightly in contact with the casing of the well) seals the seams 2 and 3 of the lower and upper levels. The arrangement of two pumps 8 and 12 of different capacity through the packer 1 allows you to operate two layers with different depression (pressure) using a single drive submersible motor 11. The upper pump 12 communicates with the annulus above the packer 6 through the holes 5 for the output of formation fluid.

Все устройство управляется через один погружной кабель 7 и с помощью одной станции управления, расположенной на поверхности земли, т.е. представляет собой единую машину. Расчет нижнего насоса 8, меньшей производительности, производится на потенциальный дебит нижнего продуктивного пласта 2 с высоким давлением, расчет верхнего насоса 12, большей производительности, учитывает суммарный дебит нижнего пласта с высоким 2 и верхнего пласта с низким 3 давлением.The entire device is controlled through one cable cable 7 and using one control station located on the surface of the earth, i.e. is a single machine. The calculation of the lower pump 8, lower productivity, is made for the potential flow rate of the lower productive formation 2 with high pressure, the calculation of the upper pump 12, higher productivity, takes into account the total flow rate of the lower formation with high 2 and the upper formation with low 3 pressure.

Таким образом, упрощение конструкции за счет использования двух электроцентробежных насосов с одним погружным электродвигателем, одним погружным кабелем и одной станцией управления дает возможность использовать предлагаемое устройство в скважинах малого диаметра с эксплуатационной колонной диаметром 146 мм (наиболее распространенных в России). Это позволяет также обеспечить пропускную способность скважины до 700 м3/сут. по дебиту жидкости.Thus, the simplification of the design through the use of two electric centrifugal pumps with one submersible electric motor, one submersible cable and one control station makes it possible to use the proposed device in small diameter wells with a production string of 146 mm in diameter (the most common in Russia). This also allows for a well throughput of up to 700 m3 / day. fluid flow rate.

Claims

1. A device for simultaneously separately operating productive formations of an oil well, comprising a packer installed in the housing, separating exploited formations and equipped with a packer element, a nozzle with holes and a channel for wiring a submersible cable connected to a control station, an electric centrifugal lower pump with an outlet nozzle mounted under a packer in the lower part of the well near the lower level reservoir and connected through the drive shaft to the submersible motor, the upper pump with an input a nozzle installed above the packer in the upper part of the well near the upper level formation, characterized in that the packer is equipped with two plain bearings installed on the drive shaft located inside the packer body, the packer is connected to the inlet pipe of the upper pump and to the outlet pipe of the electric centrifugal lower pump, upper pump connected to the drive shaft of the lower pump and is made in the form of an electric centrifugal pump of greater productivity, and the electric centrifugal lower pump is made in the form of a men better performance.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a hydroprotection and a gas separator installed between the electric centrifugal lower pump and the submersible motor, the inlet pipe of the upper pump is made in the form of an additional gas separator.