RU132836U1

RU132836U1 - SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION

Info

Publication number: RU132836U1
Application number: RU2013114040/03U
Authority: RU
Inventors: Евгений Олегович Губинов; Юрий Валентинович Данченко; Данила Николаевич Мартюшев; Сергей Олегович Цепенков
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-09-27

Abstract

1. Погружная насосная установка, содержащая подвешенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель, нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта, отличающаяся тем, что погружной электродвигатель выполнен двухсторонним и выше него дополнительно расположены верхняя гидрозащита, входной модуль и электроцентробежный насос.2. Погружная насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что колонна НКТ напротив водоносного пласта дополнительно охвачена круглой щеткой.3. Погружная насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что хвостовик дополнительно оснащен скважинным фильтром.1. Submersible pump installation, containing a submersible electric motor, a lower hydraulic protection, an input module, an inverted type electric centrifugal pump, a submersible flow meter and a liner equipped with a packer above the oil reservoir suspended on a tubing string below the aquifer, characterized in that the submersible electric motor is double-sided and above it In addition, there is an upper hydraulic protection, an input module and an electric centrifugal pump. Submersible pump installation according to claim 1, characterized in that the tubing string opposite the aquifer is further covered by a round brush. Submersible pump installation according to claim 1, characterized in that the liner is additionally equipped with a downhole filter.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к оборудованию для закачки жидкости из водоносного пласта в нефтеносный пласт с целью поддержания пластового давления.The utility model relates to the oil industry, namely, equipment for pumping fluid from an aquifer into an oil reservoir in order to maintain reservoir pressure.

Известна погружная насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с верхним и нижним пакером выше каждого пласта и внутренней герметичной перегородкой между пакерами, плунжерный насос в колонне НКТ выше перегородки, при этом колонна НКТ выше насоса оснащена сквозными отверстиями и имеет возможность герметизации на устье скважины со штангами плунжерного насоса, пространство колонны НКТ между насосом и перегородкой сообщено с водоносным пластом, а заколонное пространство колонны НКТ выше верхнего пакера - с нефтеносным пластом (Пат. №2321729 РФ, Е21В 43/14, 2006).Known submersible pump installation containing a tubing string (tubing) with an upper and lower packer above each reservoir and an internal sealed partition between packers, a plunger pump in the tubing string above the bulkhead, while the tubing string above the pump is equipped with through holes and has the ability to seal at the wellhead with plunger pump rods, the tubing string space between the pump and the baffle is communicated with the aquifer, and the tubing string annulus above the upper packer is connected with oil the reservoir layer (Pat. No. 2321729 of the Russian Federation, ЕВВ 43/14, 2006).

Недостатком известной установки является ограниченная производительность плунжерного насоса, нагнетающего воду из верхнего в нижний пласт, и соответственно неэффективность ее применения в скважинах, верхний пласт которых обладает высоким дебитом по воде.A disadvantage of the known installation is the limited performance of the plunger pump, which pumps water from the upper to the lower reservoir, and accordingly, the inefficiency of its use in wells, the upper reservoir of which has a high flow rate for water.

В качестве прототипа принята погружная насосная установка, включающая размещенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель (ПЭД), нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос (ЭЦН) перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта (Производственная компания "Борец". Установки УЭЦНВ для селективной закачки, http://borets.ru/technology).As a prototype, a submersible pump installation has been adopted, including a submersible electric motor (PEM) located on a tubing string below the aquifer, a bottom hydraulic protection, an input module, an inverted type electric centrifugal pump (ESP), a submersible flow meter and a liner equipped with a packer above the oil reservoir (Production Company " Wrestler ". Installations of UECNV for selective injection, http://borets.ru/technology).

Установка - прототип реализует одностороннюю направленность потока воды из верхнего пласта в нижний нефтеносный пласт без возможности подачи воды в поверхностный напорный водовод.Installation - the prototype implements a one-way water flow from the upper reservoir to the lower oil reservoir without the possibility of supplying water to the surface pressure pipe.

Задачей настоящей полезной модели является расширение функций погружной насосной установки для раскрытия потенциала водозаборных скважин за счет извлечения максимального количества воды и тем самым снижения ее стоимости.The objective of this utility model is to expand the functions of a submersible pump unit to unlock the potential of water wells by extracting the maximum amount of water and thereby reducing its cost.

Указанный технический результат достигается тем, что в погружной насосной установке, содержащей подвешенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель, нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта, согласно полезной модели, погружной электродвигатель выполнен двухсторонним и выше него дополнительно расположены верхняя гидрозащита, входной модуль и электроцентробежный насос.The specified technical result is achieved by the fact that in a submersible pump installation containing a submersible electric motor suspended on a tubing string below the aquifer, an lower hydraulic protection, an input module, an inverted-type electric centrifugal pump, a submersible flow meter and a liner equipped with a packer above the oil reservoir, according to a utility model, a submersible the electric motor is double-sided and above it is additionally located an upper hydraulic protection, an input module and an electric centrifugal pump.

Колонна НКТ в интервале водоносного пласта может быть охвачена круглой щеткой, предупреждающей попадание частиц породы из водоносного пласта в скважину и далее в нефтеносный пласт или на дневную поверхность, а хвостовик может быть оснащен скважинным фильтром с целью дополнительной защиты нижнего пласта от частиц породы.The tubing string in the interval of the aquifer can be covered with a round brush to prevent rock particles from entering the aquifer into the well and then into the oil reservoir or on the surface, and the liner can be equipped with a downhole filter to further protect the lower reservoir from rock particles.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемой погружной насосной установки; на фиг.2, 3 - фрагменты погружной насосной установки с круглой щеткой на колонне НКТ и скважинным фильтром на хвостовике соответственно.Figure 1 shows a General view of the proposed submersible pump installation; figure 2, 3 - fragments of a submersible pump installation with a round brush on the tubing string and a downhole filter on the shank, respectively.

Погружная насосная установка (фиг.1) содержит колонну НКТ 1, двухсторонний ПЭД 2 с верхней 3 и нижней 4 гидрозащитами, служащий приводом для ЭЦН 5 с верхним входным модулем 6 и ЭЦН перевернутого типа 7 с нижним входным модулем 8, погружной расходомер 9 и хвостовик 10 с пакером 11. Пакер 11 устанавливается выше нефтеносного пласта 12 и может быть выполнен, например, из набухающего в воде эластичного полимерного материала.The submersible pump installation (Fig. 1) contains a tubing string 1, a two-sided PED 2 with upper 3 and lower 4 hydroprotectors, which serves as a drive for ESP 5 with an upper input module 6 and an inverted type ESP 7 with a lower input module 8, a submersible flowmeter 9 and a shank 10 with the packer 11. The packer 11 is installed above the oil reservoir 12 and can be made, for example, from a water-swellable elastic polymer material.

Колонна НКТ 1 напротив водоносного пласта 13 может быть дополнительно охвачена круглой щеткой, которая представляет собой цилиндрический корпус 14 с радиально ориентированными ворсинками 15, перекрывающими перфорации 16 в эксплуатационной колонне 17 (фиг.2). Круглая щетка характеризуется невысоким гидравлическим сопротивлением и незначительными потерями напора при радиальном и осевом обтекании жидкостью.The tubing string 1 opposite the aquifer 13 can be further covered by a round brush, which is a cylindrical body 14 with radially oriented fibers 15, overlapping the perforations 16 in the production string 17 (figure 2). The round brush is characterized by low hydraulic resistance and insignificant pressure losses during radial and axial fluid flow.

Хвостовик 10 может быть оснащен скважинным фильтром 18 (фиг.3), изготовленным из опорных наружных призматических стержней и внутренней обмотки из профилированной проволоки. Такой фильтр размещается ниже пакера 11 и может быть дополнительно снабжен предохранительным клапаном. Для очистки от механических примесей возможно также применение сепаратора частиц гравитационного или гидроциклонного типа с отстойником. Комплектация погружной насосной установки круглой щеткой и скважинным фильтром 18 может производиться одновременно или по отдельности.The shank 10 may be equipped with a downhole filter 18 (Fig.3), made of supporting outer prismatic rods and the inner winding of profiled wire. Such a filter is located below the packer 11 and may be further provided with a safety valve. For purification from mechanical impurities, it is also possible to use a particle separator of a gravitational or hydrocyclone type with a sump. The complete set of the submersible pumping unit with a round brush and a well filter 18 can be carried out simultaneously or separately.

Погружную насосную установку в компоновке, приведенной на фиг.1, спускают в эксплуатационную колонну 17 на колонне НКТ 1 до достижения хвостовиком 10 интервала нефтеносного пласта 12. Параметры работы ЭЦН 5 и ЭЦН перевернутого типа 7 подбираются с учетом горно-геологических условий водоносного и нефтеносного пластов 13 и 12. С помощью пакера 11 разобщают кольцевой зазор между хвостовиком 10 и эксплуатационной колонной 17, а затем герметизируют устье скважины.The submersible pump installation in the arrangement shown in Fig. 1 is lowered into the production string 17 on the tubing string 1 until the liner 10 reaches the interval of the oil reservoir 12. The operating parameters of the ESP 5 and ESP of an inverted type 7 are selected taking into account the geological conditions of the aquifer and oil reservoir 13 and 12. Using a packer 11, divide the annular gap between the liner 10 and the production string 17, and then seal the wellhead.

Погружная насосная установка работает следующим образом.Submersible pumping unit operates as follows.

При включении двухстороннего ПЭД 2 вращение через верхнюю гидрозащиту 3 и верхний входной модуль 6 передается к ЭЦН 5, а через нижнюю гидрозащиту 4 и нижний входной модуль 8 - к ЭЦН перевернутого типа 7. За счет разряжения, создаваемого ЭЦН 5 и 7, происходит всасывание воды из водоносного пласта 13 через перфорации 16 в пространство между насосной установкой и эксплуатационной колонной 17 выше пакера 11.. Часть воды поступает через верхний входной модуль 6 в ЭЦН 5 и по колонне НКТ 1 подается на дневную поверхность. Другая часть воды движется вдоль двухстороннего ПЭД 2, охлаждая его, и поступает на прием ЭЦН перевернутого типа 7, откуда через хвостовик 10 нагнетается в подпакерное пространство и попадает через перфорации 16 в нефтеносный пласт 12. Контроль количества воды, закаченной в нефтеносный пласт 12, осуществляется с помощью погружного расходомера 9.When the double-sided PED 2 is turned on, rotation through the upper hydraulic protection 3 and the upper input module 6 is transmitted to the ESP 5, and through the lower hydraulic protection 4 and the lower input module 8 to the ESP of an inverted type 7. Due to the discharge created by the ESP 5 and 7, water is absorbed from the aquifer 13 through the perforations 16 into the space between the pumping unit and production casing 17 above the packer 11 .. Part of the water flows through the upper input module 6 to the ESP 5 and is supplied to the day surface via the tubing string 1. Another part of the water moves along the two-sided PED 2, cooling it, and arrives at an inverted type 7 ESP, from where it is pumped through the shank 10 into the under-packer space and gets through the perforations 16 into the oil reservoir 12. The amount of water injected into the oil reservoir 12 is monitored using a submersible flow meter 9.

При наличии на колонне НКТ 1 круглой щетки (фиг.2) происходит очистка воды от мигрирующих вместе с ней частиц породы. Очистка совершается при столкновении частиц с ворсинками 15 круглой щетки, когда вода движется вдоль ворсинок в перфорациях 16 эксплуатационной колонны 17, а также при движении воды в межтрубном пространстве перпендикулярно ворсинкам. Установленный на хвостовике 10 скважинный фильтр 18 (фиг.3) выполняет финишную очистку воды непосредственно перед нагнетанием в нефтеносный пласт. Под действием давления, развиваемого ЭЦН перевернутого типа 7, вода с частицами породы прокачивается изнутри наружу скважинного фильтра 18, при этом частицы, размер которых превышает размер проходных отверстий фильтра, задерживаются, а очищенная вода попадает в межтрубное пространство и далее - в нефтеносный пласт.If there is a round brush on the tubing string 1 (FIG. 2), water is purified from rock particles migrating with it. Cleaning is performed when particles collide with the bristles 15 of the round brush, when water moves along the villi in the perforations 16 of the production string 17, as well as when the water moves in the annulus perpendicular to the villi. Mounted on the shank 10, the downhole filter 18 (Fig. 3) performs a final water treatment immediately before injection into the oil reservoir. Under the pressure developed by the inverted type 7 ESP, water with rock particles is pumped from inside to the outside of the downhole filter 18, while particles larger than the size of the filter openings are retained, and the purified water enters the annulus and then into the oil reservoir.

За счет освобождения воды от частиц уменьшается износ рабочих органов ЭЦН 5 и ЭЦН перевернутого типа 7 и увеличивается их наработка. Подача очищенной воды в нефтеносный пласт 12 сохраняет его коллекторные свойства и удлиняет период между ремонтами скважины.Due to the release of water from particles, the wear of the working bodies of the ESP 5 and ESP of an inverted type 7 decreases and their operating time increases. The supply of purified water to the oil reservoir 12 preserves its reservoir properties and lengthens the period between repairs of the well.

Таким образом, заявляемая погружная насосная установка позволяет закачивать воду из верхнего водоносного в нижний нефтеносный пласт внутри одной скважины и одновременно осуществлять подачу воды на дневную поверхность с целью последующей закачки в другие скважины. За счет этого расширяются потенциальные возможности существующих водозаборных скважин, и снижается потребность в бурении новых скважин.Thus, the inventive submersible pumping unit allows you to pump water from the upper aquifer into the lower oil reservoir inside one well and at the same time to supply water to the surface for the purpose of subsequent injection into other wells. Due to this, the potentialities of existing water wells are expanded, and the need for drilling new wells is reduced.

Claims

1. Submersible pump installation, containing a submersible electric motor, a lower hydraulic protection, an input module, an inverted type electric centrifugal pump, a submersible flow meter and a liner equipped with a packer above the oil reservoir suspended on a tubing string below the aquifer, characterized in that the submersible electric motor is double-sided and above it additionally located upper hydraulic protection, input module and electric centrifugal pump.

2. Submersible pump installation according to claim 1, characterized in that the tubing string opposite the aquifer is further covered by a round brush.

3. The submersible pump installation according to claim 1, characterized in that the liner is additionally equipped with a downhole filter.