RU166549U1

RU166549U1 - PUMP INSTALLATION FOR OPERATION OF TILT-DIRECTED WELLS WITH A LARGE VERTICAL DISTANCE

Info

Publication number: RU166549U1
Application number: RU2016131595/03U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Ивановский; Альберт Азгарович Сабиров; Алексей Валентинович Деговцов; Сергей Сергеевич Пекин
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2016-11-27

Abstract

Насосная установка для эксплуатации наклонно-направленных скважин, состоящая из колонны насосных штанг с центраторами, канатной штанги, установленной в месте интенсивного набора кривизны, заделок для соединения канатной штанги с плунжером насоса и колонной штанг, штангового насоса, состоящего из цилиндра, плунжера, штока, соединенного с плунжером, всасывающего и нагнетательного клапанов, отличающаяся тем, что ниже штангового насоса установлен вакуумный насос, состоящий из герметичного корпуса, внутри которого размещен поршень с перепускным клапаном, при этом поршень соединен со штоком штангового насоса, а корпус вакуумного насоса соединен с цилиндром штангового насоса переводником, в котором выполнены отверстия для прохода пластовой жидкости в цилиндр штангового насоса.A pump installation for the operation of directional wells, consisting of a string of pump rods with centralizers, a cable rod installed in the place of an intensive set of curvature, terminations for connecting a cable rod with a pump plunger and a rod string, a rod pump consisting of a cylinder, plunger, rod, connected to the plunger, suction and discharge valves, characterized in that a vacuum pump is installed below the suction pump, which consists of a sealed housing, inside of which there is a piston with overflow sknym valve, the piston rod is connected to the sucker rod pump and the housing of the vacuum pump is connected to the sucker rod pump cylinder subs, wherein openings for the passage of formation fluid into the sucker rod pump cylinder.

Description

Полезная модель относится к установкам для добычи жидкости из скважин штанговыми насосами и может быть применена для добычи нефти к из нефтяных наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали, нефтяных скважин с боковыми стволами с эксплуатационной колонной малого диаметра, а также для нефтяных скважин с высоковязкой пластовой жидкостью и содержанием АСПО.The utility model relates to installations for producing fluid from wells by rod pumps and can be used for producing oil from directional oil wells with large deviations from the vertical, oil wells with sidetracks with a production casing of small diameter, as well as for oil wells with high viscosity formation fluid and paraffin content.

Известна насосная установка для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали и скважин с боковыми стволами, состоящая из поверхностного привода, оборудования устья, колонны насосных штанг с центраторами, канатной штанги, установленной в месте интенсивного набора кривизны, заделок для соединения канатной штанги с плунжером насоса и колонной штанг, штангового насоса (патент на полезную модель RU 131801, опуб. 27.08.2013 г.).A known pump installation for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical and wells with sidetracks, consisting of a surface drive, wellhead equipment, a string of pump rods with centralizers, a cable rod installed in the place of an intensive set of curvature, terminations for connecting the cable rod with pump plunger and rod string, rod pump (patent for utility model RU 131801, publ. 08.27.2013).

Недостатком данной установки является низкая эксплуатационная надежность установки, обусловленная тем что, за счет интенсивного набора кривизны и большого отклонения от вертикали увеличиваются силы трения штанг о колонну НКТ, что приводит к зависанию колонны штанг при ходе вниз, при этом на канатные штанги начинает действовать сжимающая нагрузка, под действием которой канат распушается и происходит обрыв канатных штанг.The disadvantage of this installation is the low operational reliability of the installation, due to the fact that due to an intensive set of curvature and a large deviation from the vertical, the friction forces of the rods against the tubing string increase, which leads to the hang of the rod string during downward movement, and the compression load begins to act on the rods under the action of which the rope is fluffed and the wire ropes break.

Наиболее близким устройством, взятым авторами в качестве прототипа полезной модели, является штанговая насосная установка для эксплуатации скважин, состоящая из поверхностного привода, оборудования устья, колонны насосных штанг с центраторами, канатной штанги, установленной в месте интенсивного набора кривизны, заделок для соединения канатной штанги с плунжером насоса и колонной штанг, штангового насоса, обеспечивающего принудительное движение канатных штанг при ходе вниз и состоящего из цилиндра, плунжера, штока соединенного с плунжером, всасывающего и нагнетательного клапана. (Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Деговцов А.В., и др. «Опыт эксплуатации скважин с боковыми стволами малого диаметра насосными установками с канатной штангой в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь», Территория Нефтегаз, 2015 г. №3, стр. 78-87).The closest device, taken by the authors as a prototype of a utility model, is a sucker rod pump installation for well operation, consisting of a surface drive, wellhead equipment, a string of pump rods with centralizers, a rope rod installed in the place of an intensive set of curvature, terminations for connecting the rope rod with a pump plunger and a rod string, a rod pump providing forced movement of the rope rods during a downward stroke and consisting of a cylinder, plunger, rod connected to the plunger erom, suction and discharge valves. (Ivanovsky V.N., Sabirov A.A., Degovtsov A.V., et al. “Experience in operating wells with small-diameter sidetracks with pumping units with a wire rod at LUKOIL-Perm LLC, Neftegaz Territory, 2015 No. 3, pp. 78-87).

Недостатком данной установки является низкая эксплуатационная надежность работы установки, обусловленная тем, что нагрузка, обеспечивающая движение колонны штанг при ходе вниз создается перепадом давления, действующим на шток, при этом в начальный период работы установки этот перепад очень незначительный (за счет высокого уровня жидкости в затрубном пространстве) и, следовательно, нагрузка, действующая на шток, не обеспечивает принудительного движения колонны штанг при ходе вниз, на канатные штанги начинает действовать сжимающая нагрузка, под действием которой канат распушается и происходит обрыв канатных штанг.The disadvantage of this installation is the low operational reliability of the installation, due to the fact that the load that ensures the movement of the rod string during the downward movement is created by the pressure drop acting on the rod, while in the initial period of operation of the installation this drop is very small (due to the high level of liquid in the annulus space) and, consequently, the load acting on the rod does not provide for forced movement of the rod string during the downward movement; compressive loading begins to act on the rope rods narrow, under the influence of which the rope fluffs and breaks the rope rods.

Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали.The technical result of the utility model is to increase the operating efficiency of directional wells with a large deviation from the vertical.

Технический результат достигается тем, что насосная установка для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали состоящая из колонны насосных штанг с центраторами, канатной штанги, установленной в месте интенсивного набора кривизны, заделок для соединения канатной штанги с плунжером насоса и колонной штанг, штангового насоса, состоящего из цилиндра, плунжера, штока соединенного с плунжером, всасывающего и нагнетательного клапанов, при этом, согласно полезной модели, ниже штангового насоса установлен вакуумный насос, состоящий из герметичного корпуса, внутри которого размещен поршень с перепускным клапаном, при этом поршень соединен со штоком штангового насоса, а корпус вакуумного насоса соединен с цилиндром штангового насоса переводником, в котором выполнены отверстия для прохода пластовой жидкости в цилиндр штангового насоса.The technical result is achieved by the fact that the pump installation for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical, consisting of a string of pump rods with centralizers, a wire rod installed in the place of an intensive set of curvature, terminations for connecting the wire rod with a pump plunger and a rod string, rod a pump, consisting of a cylinder, a plunger, a rod connected to the plunger, a suction and discharge valves, while, according to a utility model, there are installed below the rod pump a boom pump, consisting of a sealed housing, inside which a piston with a bypass valve is placed, the piston is connected to the rod pump rod, and the vacuum pump housing is connected to the rod pump cylinder with an adapter in which holes are made for the passage of formation fluid into the rod pump cylinder.

На фиг. 1 и фиг. 2 показана насосная установка для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали.In FIG. 1 and FIG. 2 shows a pumping unit for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical.

Насосная установка для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали состоит из колонны насосных штанг 1 с центраторами 2, канатной штанги 3, установленной в месте интенсивного набора кривизны, заделок 4 для соединения канатной штанги 3 с плунжером 8 штангового насоса 5 и колонной штанг 1, скважинного штангового насоса 5, состоящего из цилиндра 7, плунжера 8, штока 9, соединенного с плунжером, всасывающего 10 и нагнетательного 11 клапанов, ниже скважинного штангового насоса 5 установлен вакуумный насос 6, состоящий из герметичного корпуса 12, внутри которого размещен поршень 13 с перепускным клапаном 14, при этом поршень соединен со штоком 9 штангового насоса 5, а корпус 12 вакуумного насоса 6 соединен с цилиндром 7 штангового насоса переводником 15, в котором имеются отверстия 16 для прохода пластовой жидкости в цилиндр 7 штангового насоса 5.The pump installation for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical consists of a string of pump rods 1 with centralizers 2, a cable rod 3 installed in place of an intensive set of curvature, terminations 4 for connecting the cable rod 3 with a plunger 8 of a rod pump 5 and a column of rods 1, a downhole sucker rod pump 5, consisting of a cylinder 7, a plunger 8, a rod 9 connected to the plunger, suction 10 and a discharge 11 valve, a vacuum pump 6 is installed below the sucker rod pump 5, consisting h sealed housing 12, inside of which there is a piston 13 with a bypass valve 14, while the piston is connected to the rod 9 of the rod pump 5, and the housing 12 of the vacuum pump 6 is connected to the cylinder 7 of the rod pump by a sub 15, in which there are openings 16 for the passage of formation fluid into cylinder 7 of the rod pump 5.

Насосная установка для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали работает следующим образом.A pump installation for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical works as follows.

Цилиндр 7 штангового насоса 5 соединяется с помощью переводника 15 с герметичным корпусом 12 вакуумного насоса 6 и спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 17. Плунжер 8 вместе с присоединенным к штоку 9 поршнем 13 спускается в скважину на колонне насосных штанг 1, при этом в месте интенсивного набора кривизны устанавливается канатная штанга 3 соединенная заделками 4 с колонной насосных штанг 1 и плунжером 8. Применение канатной штанги 3 позволяет уменьшить контактные нагрузки в месте интенсивного набора кривизны и предотвратить истирание НКТ. Для этой же цели служат и центраторы 2, установленные в вертикальной части скважины в местах небольшой искривленности.The cylinder 7 of the sucker rod pump 5 is connected by means of a sub 15 to the sealed housing 12 of the vacuum pump 6 and is lowered into the well on the tubing string 17. The plunger 8 together with the piston 13 connected to the stem 9 is lowered into the well on the string of sucker rods 1 at the same time, in the place of intensive set of curvature, a cable rod 3 is installed connected by closures 4 to the column of pump rods 1 and plunger 8. The use of the cable rod 3 reduces contact loads in the place of intensive set of curvature and prevents eliminate tubing abrasion. For the same purpose, centralizers 2 are also installed in the vertical part of the well in places of small curvature.

Движение вверх плунжера 8 штангового насоса 5, канатных штанг 3 и колонны насосных штанг 1 обеспечивается поверхностным приводом (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан). При перемещении плунжера 8 вверх всасывающий клапан 10 открывается и пластовая жидкость через отверстия 16 в переводнике 15 поступает в под плунжерную зону цилиндра 7 штангового насоса 5. При этом в вакуумном насосе 6 под поршнем 13 в герметичном корпусе 12 образуется разряжение (вакуум).The upward movement of the plunger 8 of the rod pump 5, wire rods 3 and the string of pump rods 1 is provided by a surface drive (not shown in Fig. 1 and Fig. 2). When the plunger 8 is moved upward, the suction valve 10 opens and the formation fluid through the openings 16 in the sub 15 enters the plunger zone of the cylinder 7 of the rod pump 5. In this case, a vacuum (vacuum) is generated in the vacuum pump 6 under the piston 13 in the sealed housing 12.

В предложенной полезной модели при ходе плунжера 8 вниз нагнетательный клапан 11 открывается, а всасывающий клапан 10 закрывается, при этом на поршень 13 начинает действовать давление столба жидкости в НКТ, что приводит к возникновению усилия, направленного вниз, под действием которого осуществляется принудительное движение плунжер насоса 8, и канатных штанг 3 вниз. Величина усилия, действующего на поршень 13 зависит от его площади и разницы давления над и под поршнем 13. При этом поскольку в герметичном корпусе 12 при ходе вверх под поршнем 13 создается разряжение (вакуум) то усилие будет определяться давлением столба жидкости в НКТ и не будет зависеть от давления жидкости в затрубном пространстве, таким образом, на канатные штанги 3 при ходе вниз действует постоянная растягивающая нагрузка, предотвращающая их сжатие и распушение, что повышает эксплуатационную надежность работы всей установки.In the proposed utility model, when the plunger 8 moves down, the discharge valve 11 opens and the suction valve 10 closes, while the pressure of the liquid column in the tubing begins to act on the piston 13, which causes a downward force to force the pump plunger to move 8, and cable rods 3 down. The magnitude of the force acting on the piston 13 depends on its area and the pressure difference above and below the piston 13. Moreover, since a vacuum (vacuum) is created in the sealed housing 12 during the upward movement under the piston 13, the force will be determined by the pressure of the liquid column in the tubing and will not depend on the pressure of the liquid in the annulus, thus, the rope rods 3 during the downward movement are subject to a constant tensile load, preventing their compression and swelling, which increases the operational reliability of the entire installation.

Перепускной клапан 14 служит для удаления жидкости, которая может скапливаться под поршнем 13 в результате утечек.The bypass valve 14 is used to remove liquid that may accumulate under the piston 13 as a result of leaks.

Рассмотрим каждый конструктивный элемент установки отдельно, раскрыв его существенность в достижении поставленного технического результата.Consider each structural element of the installation separately, revealing its materiality in achieving the technical result.

Колонна насосных штанг с центраторами является неотъемлемой частью насосной установки для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали и применяется и служит для соединения плунжера штангового насоса с поверхностным приводом. Канатная штанга устанавливаются в месте интенсивного набора кривизны и предотвращает истирание НКТ. Штанговый насос необходим для подъема пластовой продукции. Вакуумный насос обеспечивает принудительное движение плунжера и канатных штанг вниз и постоянно действующую растягивающую нагрузку на канатные штанги, предотвращающую их сжатие и распушение, что повышает эксплуатационную надежность работы всей насосной установка для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали.A column of sucker rods with centralizers is an integral part of the pumping unit for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical and is used and is used to connect the plunger of the sucker rod pump with a surface drive. The cable rod is installed in the place of an intensive set of curvature and prevents tubing abrasion. A sucker rod pump is required to lift reservoir products. The vacuum pump provides forced movement of the plunger and wire rods down and a constant tensile load on the wire rods, preventing their compression and swelling, which increases the operational reliability of the entire pump installation for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical.

Таким образом, все существенные признаки, включенные в формулу полезной модели, представляют собой единую насосную установку для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали, при этом каждый элемент, входящий в установку, неразрывно связан с предложенным устройством и непосредственно влияет на поставленный технический результат. В случае исключения хотя бы одного конструктивного элемента установки из формулы полезной модели, заявленное устройство будет либо неработоспособно (не будет соответствовать промышленной применимости), либо не будет достигаться поставленный технический результат.Thus, all the essential features included in the formula of the utility model are a single pump installation for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical, with each element entering the installation is inextricably linked with the proposed device and directly affects the technical result. If at least one structural element of the installation is excluded from the formula of the utility model, the claimed device will either be inoperative (will not correspond to industrial applicability) or the delivered technical result will not be achieved.

Следует понимать, что после рассмотрения специалистом приведенного описания с примером осуществления насосной установки для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали, а также сопроводительного чертежа для него станут очевидными другие изменения, модификации и варианты реализации заявленной полезной модели. Таким образом, все подобные изменения, модификации и варианты реализации, а также другие области применения, не имеющие расхождений с сущностью настоящей полезной модели, следует считать защищенными настоящей полезной моделью.It should be understood that after the specialist has considered the above description with an example implementation of a pumping unit for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical, as well as the accompanying drawing, other changes, modifications, and options for implementing the claimed utility model will become apparent to him. Thus, all such changes, modifications and implementation options, as well as other areas of application that do not differ from the essence of the present utility model, should be considered protected by the present utility model.

Claims

A pump installation for the operation of directional wells, consisting of a string of pump rods with centralizers, a cable rod installed in the place of an intensive set of curvature, terminations for connecting a cable rod with a pump plunger and a rod string, a rod pump consisting of a cylinder, plunger, rod, connected to the plunger, suction and discharge valves, characterized in that a vacuum pump is installed below the suction pump, which consists of a sealed housing, inside of which there is a piston with overflow sknym valve, the piston rod is connected to the sucker rod pump and the housing of the vacuum pump is connected to the sucker rod pump cylinder subs, wherein openings for the passage of formation fluid into the sucker rod pump cylinder.