RU131819U1

RU131819U1 - PUMPING UNIT FOR CIRCULAR WELL-FREE OPERATION

Info

Publication number: RU131819U1
Application number: RU2012151061/06U
Authority: RU
Inventors: Рустем Шафагатович Тахаутдинов; Рашит Мусагитович Ахунов; Михаил Владимирович Кочубей; Владимир Иванович Малыхин; Равиль Фаритович Валиев; Алмаз Амирзянович Шарифуллин
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-08-27

Abstract

Насосная установка, содержащая цилиндр, приемный клапан, плунжер с управляемым нагнетательным клапаном, присоединенный к колонне насосных штанг с центраторами, полый хвостовик с самоуплотняющимся пакером, упором и боковыми отверстиями, отличающаяся тем, что сверху цилиндр соединен с патрубком большего диаметра и длины, снабженным в верхней части сужением, центратором и боковыми отверстиями, снизу цилиндр соединен с цилиндром меньшего диаметра с размещенным в нем плунжером, снабженным приемным клапаном, плунжеры между собой соединены штоком, ниже цилиндра меньшего диаметра расположен самоуплотняющийся пакер, дополнительный пакер и хвостовик.A pump installation comprising a cylinder, a receiving valve, a plunger with a controlled discharge valve, connected to a string of pump rods with centralizers, a hollow shank with a self-sealing packer, an emphasis and side holes, characterized in that the cylinder is connected to a pipe of a larger diameter and length provided with the upper part with a narrowing, centralizer and side openings, from below the cylinder is connected to a cylinder of a smaller diameter with a plunger located in it, equipped with a receiving valve, the plungers are interconnected by current, below the cylinder of a smaller diameter is a self-sealing packer, an additional packer and a shank.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для эксплуатации добывающих скважин, в том числе с высоковязкой продукцией, а также в скважинах малого диаметра.The utility model relates to the oil industry and can be used to operate production wells, including those with highly viscous products, as well as in small diameter wells.

Известна «Глубинно-насосная установка для эксплуатации добывающих скважин» (патент RU №33180, F04B 47/02, опубл. Бюл. №28 от 10.10.2003 г.), включающая штанговый насос, содержащий цилиндр, приемный клапан, плунжер с управляемым нагнетательным клапаном, присоединенный к колонне насосных штанг с центраторами, узел крепления, якорный пакер и перепускное устройство, размещенное между приемным клапаном и узлом крепления.The well-known "Deep-pumping unit for the operation of producing wells" (patent RU No. 33180, F04B 47/02, publ. Bull. No. 28 of 10.10.2003), including a sucker rod pump containing a cylinder, a receiving valve, a plunger with a controlled injection a valve attached to a string of pump rods with centralizers, a mounting unit, an anchor packer and a bypass device located between the receiving valve and the mounting unit.

Недостатком установки является высокая трудоемкость монтажа, а при необходимости, и демонтажа якорного пакера на заданной глубине. Кроме того, в скважинах малого диаметра монтаж якорного пакера невозможен, что сужает область применению установки.The disadvantage of the installation is the high complexity of the installation, and if necessary, the dismantling of the anchor packer at a given depth. In addition, in small diameter wells, the installation of an anchor packer is not possible, which narrows the scope of the installation.

Наиболее близкой к предлагаемой насосной установке для беструбной эксплуатации скважины по технической сути и достигаемому результату является «Глубинно-насосная установка для подъема продукции по эксплуатационной колонне скважины» (патент RU №2361115, F04B 47/02, опуб. Бюл. №19 от 10.07.2009 г.), содержащая цилиндр, приемный клапан, плунжер с управляемым нагнетательным клапаном, присоединенный к колонне насосных штанг с центраторами, полый хвостовик, состоящий из верхней и нижней частей, с дополнительным перепускным устройством, самоуплотняющимся пакером, упором и боковыми отверстиями.The closest to the proposed pump installation for pipeless operation of the well in terms of technical essence and the achieved result is the “Deep-pump installation for lifting products along the production casing of the well” (patent RU No. 2361115, F04B 47/02, publ. Bull. No. 19 dated 10.07. 2009), comprising a cylinder, a receiving valve, a plunger with a controlled discharge valve, connected to the string of pump rods with centralizers, a hollow shank consisting of upper and lower parts, with an additional bypass device, self-sealing an aker, an emphasis and side openings.

Недостатком установки является возможность зависания колонны штанг при ходе вниз в вязкой среде, кроме того, низкая надежность и долговечность работы дополнительного перепускного устройства и самоуплотняющегося пакера под действием раскачивающих усилий, возникающих при работе насоса.The disadvantage of the installation is the possibility of the rod string freezing during the downward passage in a viscous medium, in addition, the low reliability and durability of the additional bypass device and self-sealing packer under the action of the swinging forces arising from the operation of the pump.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности и долговечности работы установки, расширение области ее применения за счет возможности использования в скважинах малого диаметра и с высоковязкой продукцией.The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability and durability of the installation, expanding the scope of its application due to the possibility of use in wells of small diameter and with highly viscous products.

Поставленный технический результат решается описываемой насосной установкой для беструбной эксплуатации скважины, содержащей цилиндр, приемный клапан, плунжер с управляемым нагнетательным клапаном, присоединенный к колонне насосных штанг с центраторами, полый хвостовик с самоуплотняющимся пакером, упором и боковыми отверстиями.The delivered technical result is solved by the described pump installation for pipeless operation of a well comprising a cylinder, a receiving valve, a plunger with a controlled discharge valve, connected to a string of pump rods with centralizers, a hollow shank with a self-sealing packer, an emphasis and side holes.

Новым является то, что сверху цилиндр соединен с патрубком большего диаметра и длины, снабженным в верхней части сужением, центратором и боковыми отверстиями, снизу цилиндр соединен с цилиндром меньшего диаметра, с размещенным в нем плунжером, снабженным приемным клапаном, плунжера между собой соединены штоком, сверху самоуплотняющийся пакер соединен с цилиндром меньшего диаметра, а снизу соединен с полым хвостовиком, между самоуплотняющимся пакером и полым хвостовиком установлен дополнительный пакер.What is new is that on top the cylinder is connected to a pipe of a larger diameter and length, provided with a narrowing at the top, a centralizer and side holes, from below the cylinder is connected to a cylinder of a smaller diameter, with a plunger located in it, equipped with a receiving valve, the plungers are connected to each other by a rod, on top, the self-sealing packer is connected to a cylinder of smaller diameter, and on the bottom is connected to the hollow shank, an additional packer is installed between the self-sealing packer and the hollow shank.

Соединение сверху цилиндра с патрубком большего диаметра и длины, снабженным в верхней части сужением, центратором и боковыми отверстиями, снизу соединение цилиндра с цилиндром меньшего диаметра, с размещенным в нем плунжером, снабженным приемным клапаном, соединение плунжеров между собой штоком, соединение сверху самоуплотняющегося пакера с цилиндром меньшего диаметра, а соединение снизу с полым хвостовиком, позволяет предотвратить зависание колонны штанг при ходе вниз за счет создания дополнительного растягивающего усилия на нее, возникающего от воздействия столба жидкости в скважине на плунжер меньшего диаметра, а также повысить надежность работы самоуплотняющегося пакера за счет снижения его раскачивания при работе насоса.The connection from the top of the cylinder with a pipe of a larger diameter and length, provided with a narrowing at the top, a centralizer and side holes, from below the connection of the cylinder with a cylinder of a smaller diameter, with a plunger fitted therein, with a check valve, connecting the plungers to each other by a rod, connecting from the top of the self-sealing packer with a cylinder of a smaller diameter, and the connection from the bottom to the hollow shank prevents the rod string from hanging during the downward movement by creating additional tensile force on it, in occurring due to the influence of a liquid column in the well on a plunger of smaller diameter, as well as to increase the reliability of the self-sealing packer by reducing its swinging during pump operation.

Установка между самоуплотняющимся пакером и полым хвостовиком дополнительного пакера позволяет повысить надежность пакеровки в скважине и работы самоуплотняющегося пакера за счет его центровки в скважине и создания дополнительного гидравлического подпора снизу.The installation of an additional packer between the self-sealing packer and the hollow liner allows to increase the reliability of the packer in the well and the work of the self-sealing packer by aligning it in the well and creating additional hydraulic backwater from below.

Совокупность отличительных признаков предлагаемой насосной установки позволяет решить поставленную задачу.The set of distinctive features of the proposed pump installation allows us to solve the problem.

На фиг.1 схематично показан общий вид насосной установки для беструбной эксплуатации скважины, на фиг.2 - то же при ее спуско-подъеме в скважине.Figure 1 schematically shows a General view of the pumping unit for pipeless operation of the well, figure 2 is the same with its tripping in the well.

Насосная установка для беструбной эксплуатации скважины (см. фиг.1) содержит цилиндр 1, плунжер 2 с управляемым нагнетательным клапаном 3, присоединенный к колонне штанг 4 с центраторами 5. Над цилиндром 1 расположен патрубок 6 большего диаметра и длины, чем цилиндр 1, снабженный в верхней части сужением 7, боковыми отверстиями 8 и центратором 9. Снизу цилиндр 1 соединен с цилиндром 10 меньшего диаметра, в котором размещен плунжер 11 с приемным клапаном 12, присоединенный к плунжеру 2. Ниже цилиндра 10 расположен самоуплотняющийся пакер 13 и полый хвостовик 14 с боковыми отверстиями 15 в его верхней части, а также опорным башмаком 16 и боковыми отверстиями 17 в нижней части.A pump installation for pipeless operation of a well (see FIG. 1) contains a cylinder 1, a plunger 2 with a controlled injection valve 3, connected to a rod string 4 with centralizers 5. Above cylinder 1 there is a pipe 6 of larger diameter and length than cylinder 1, equipped with in the upper part there is a narrowing 7, side openings 8 and a centralizer 9. Bottom of cylinder 1 is connected to a cylinder 10 of a smaller diameter, in which a plunger 11 is located with a receiving valve 12 attached to the plunger 2. Below the cylinder 10 is a self-sealing packer 13 and a hollow tail vic 14 with side holes 15 in its upper part, as well as a support shoe 16 and side holes 17 in the lower part.

Между самоуплотняющимся пакером 13 и полым хвостовиком 14 установлен дополнительный пакер 18.Between the self-sealing packer 13 and the hollow shank 14, an additional packer 18 is installed.

Насосная установка работает следующим образом. Насосную установку собирают на месте эксплуатации и на колонне насосных штанг 4 (см. фиг.2), спускают в скважину 19. При спуске оборудования патрубок 6 вместе с цилиндрами 1, 10 и хвостовиком 14 под действием силы тяжести висит на плунжере 2, взаимодействующим с сужением 7. В таком положении плунжер 2 располагается в полости патрубка 6 большего диаметра, а плунжер 11 в полости цилиндра 1 большего диаметра и жидкость из полости 20 скважины 19, расположенной под пакерами 13, 18, через отверстия 15 и 17 в полом хвостовике 14, по полости 22 в полом хвостовике 14, по полости цилиндра 10, кольцевые зазоры между цилиндром 1 и плунжером 11, патрубком 6 и плунжером 2, боковые отверстия 8 в патрубке 6 перетекает в полость 21 скважины 19, расположенной над пакерами 13 и 18.The pump installation operates as follows. The pump installation is assembled at the operating site and on the string of pump rods 4 (see Fig. 2), lowered into the well 19. When the equipment is lowered, the pipe 6 together with the cylinders 1, 10 and the shank 14 hangs on a plunger 2 interacting with gravity narrowing 7. In this position, the plunger 2 is located in the cavity of the pipe 6 of a larger diameter, and the plunger 11 in the cavity of the cylinder 1 of a larger diameter and the fluid from the cavity 20 of the well 19 located under the packers 13, 18, through the holes 15 and 17 in the hollow shaft 14, by cavity 22 in hollow shank 14, by spine of the cylinder 10, the annular clearance between the cylinder 1 and the plunger 11, a branch pipe 6 and the plunger 2, the lateral opening 8 in the pipe 6 flows into the cavity 21 of the hole 19 located above the packers 13 and 18.

В конце спуска оборудования опорный башмак 16 устанавливается на забой скважины 19 (см. фиг.1), плунжеры 11 и 2 продолжают движение и входят соответственно в цилиндры 10 и 1. При этом полости 20 и 21 скважины 19 разобщаются.At the end of the descent of the equipment, the support shoe 16 is installed on the bottom of the well 19 (see Fig. 1), the plungers 11 and 2 continue to move and enter the cylinders 10 and 1, respectively. The cavities 20 and 21 of the well 19 are disconnected.

После подгонки длины колонны штанг 4 насосная установка пускается в работу. Привод (не показан) через колонну штанг 4 с центраторами 5 передает плунжерам 2 и 11 возвратно-поступательное движение. При ходе колонны штанг 4 вверх движутся вверх и плунжеры 2 и 11, продукция скважины поступает из-под пакерной полости 20 скважины 19 через боковые отверстия 15 по полости 22 хвостовика 14 через открытый всасывающий клапан 12 в полость цилиндров 1 и 10 между плунжерами 2 и 11. При этом нагнетательный клапан 3 закрыт и продукция скважины 19, находящаяся в полости цилиндра 1 над плунжером 2, по полости 23 патрубка 6, через боковые отверстия 8 поступает в надпакерную полость 21 скважины 19, по которой осуществляется подъем продукции к устью скважины 19. При ходе колонны штанг 4 вниз движутся вниз и плунжеры 2 и 11, при этом всасывающий клапан 12 закрывается, а нагнетательный клапан 3 открывается, продукция скважины, находящаяся в полости цилиндров 1 и 10 между плунжерами 2 и 11 из под плунжера 2 перетекает в полость цилиндра 1, находящуюся над плунжером 2.After adjusting the length of the rod string 4, the pumping unit is put into operation. The drive (not shown) through the column of rods 4 with centralizers 5 transmits to the plungers 2 and 11 reciprocating motion. During the course of the string of rods 4, the plungers 2 and 11 move upward, and the well products come from under the packer cavity 20 of the well 19 through the lateral openings 15 through the cavity 22 of the shank 14 through the open suction valve 12 into the cavity of the cylinders 1 and 10 between the plungers 2 and 11 At the same time, the injection valve 3 is closed and the production of the well 19, located in the cavity of the cylinder 1 above the plunger 2, through the cavity 23 of the pipe 6, through the lateral openings 8 enters the over-packer cavity 21 of the well 19, through which the product is lifted to the wellhead 19. When progress count the rods 4 are moving downward and the plungers 2 and 11, while the suction valve 12 is closed and the pressure valve 3 is opened, the production of the well located in the cavity of the cylinders 1 and 10 between the plungers 2 and 11 from under the plunger 2 flows into the cavity of the cylinder 1, located above the plunger 2.

Далее циклы работы повторяются.Further work cycles are repeated.

Патрубок 6, снабженный боковыми отверстиями 8, большего диаметра и длины, чем соединенный с ним цилиндр 1, позволяет, приподъемом штанг 4, разместить в патрубке 6 плунжер 2, а плунжер 11 меньшего диаметра разместить в цилиндре 1 большего диаметра, создать кольцевые проходные сечения между плунжером 2 и внутренней поверхностью патрубка 6, а также плунжером 11 внутренней поверхностью цилиндра 1 и, таким образом, сообщить подпакерную полость 20 с надпакерной полостью 21 скважины 19. Это исключает поршневание жидкости самоуплотняющимся пакером 13 при перемещении оборудования по стволу скважины 19, что сокращает время спуско-подъема оборудования в скважине, обеспечивает слив жидкости через боковые отверстия 17 в скважину при подъеме оборудования из скважины 19, что исключает загрязнение приустьевой зоны скважины жидкостью. Кроме того, обеспечивает при ремонте скважины 19 возможность ее глушения.The pipe 6, equipped with side holes 8, of a larger diameter and length than the cylinder 1 connected to it, allows, by lifting the rods 4, to place the plunger 2 in the pipe 6, and to place the plunger 11 of a smaller diameter in the cylinder 1 of a larger diameter, to create annular passage sections between the plunger 2 and the inner surface of the pipe 6, as well as the plunger 11, the inner surface of the cylinder 1 and, thus, inform the under-packer cavity 20 with the over-packer cavity 21 of the well 19. This prevents the fluid from self-sealing the packer 13 when placing equipment along the wellbore 19, which reduces the time for launching and lifting equipment in the well, provides fluid drainage through the lateral holes 17 into the well when lifting equipment from the well 19, which eliminates liquid contamination of the wellhead zone of the well. In addition, provides for the repair of the well 19 the possibility of killing it.

Сужение 7 в верхней части патрубка 6 обеспечивает упор в него плунжера 1 и возможность спуско-подъема оборудования в скважине 19 на колонне штанг 4, что снижает трудоемкость спуско-подъемных операций.The narrowing 7 in the upper part of the pipe 6 provides an emphasis on the plunger 1 and the possibility of tripping equipment in the well 19 on the rod string 4, which reduces the complexity of tripping.

Снабжение верхней части патрубка 6 центратором 9 снижает при работе насосной установки раскачивание самоуплотняющегося пакера 13 и повышает надежность его работы.The supply of the upper part of the pipe 6 with a centralizer 9 reduces the swinging of the self-sealing packer 13 during operation of the pump unit and increases the reliability of its operation.

Установка между самоуплотняющимся пакером 13 и полым хвостовиком 14 дополнительного пакера 18 механического действия, осевая нагрузка на который по мере роста перепада давления над и под самоуплотняющимся пакером 13 будет возрастать и соответственно, будет возрастать усилие прижатия уплотнительного элемента пакера 18 к эксплуатационной колонне скважины 19, что обеспечит дополнительную центровку самоуплотняющегося пакера 13 в скважине 19, снизит возможность его раскачивания и повысит надежность разобщения ствола скважины 19 при работе насосной установки.The installation between the self-sealing packer 13 and the hollow shank 14 of an additional packer 18 of mechanical action, the axial load on which will increase as the pressure drop above and below the self-sealing packer 13 increases and, accordingly, the pressing force of the packer 18 sealing element to the production casing of the well 19 will increase will provide additional alignment of the self-compacting packer 13 in the well 19, reduce the possibility of its swinging and increase the reliability of the separation of the well bore 19 during operation of the pump install oh.

Использование предлагаемой насосной установки для беструбной эксплуатации скважины позволяет снизить трудоемкость монтажа-демонтажа и сократить время спуско-подъема установки в скважине, повысить надежность и долговечность ее работы, а также расширить область применения.The use of the proposed pump installation for pipeless operation of the well allows to reduce the complexity of installation-dismantling and to reduce the time of the start-up of the installation in the well, to increase the reliability and durability of its operation, as well as to expand the scope.

Claims

A pump installation comprising a cylinder, a suction valve, a plunger with a controlled discharge valve, connected to a string of pump rods with centralizers, a hollow shank with a self-sealing packer, a stop and side holes, characterized in that the cylinder is connected to a pipe of a larger diameter and length provided with the upper part with a narrowing, centralizer and side openings, from below the cylinder is connected to a cylinder of a smaller diameter with a plunger located in it, equipped with a receiving valve, the plungers are interconnected current, below the cylinder of a smaller diameter is a self-sealing packer, an additional packer and a shank.