RU2221136C1

RU2221136C1 - Installation for separate operation of two formations simultaneously

Info

Publication number: RU2221136C1
Application number: RU2002111923/03A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Ибрагимов; К.М. Гарифов; В.Г. Фадеев; А.Н. Авраменко; Р.Р. Ибатуллин; В.М. Валовский; А.Х. Кадыров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2002-05-06
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry, pump sets for separate operation of several formations. SUBSTANCE: installation includes string of lifting pipes, sucker-rod pump, packer and liner. Sucker-rod pump is equipped with additional suction valve. It is located in side wall of cylinder and divides length of cylinder into two parts proportional to productivity of formations. Installation provides for feed of product of low-pressure formation into cylinder of pump with upward stroke and of product of high-pressure formation after passage of additional valve by plunger. EFFECT: increased operational reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.The invention relates to the oil industry, in particular to downhole pumping units.

Известна насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов, содержащая два насоса и пакер, причем верхний насос перекачивает жидкость из обоих пластов (см. Р.А. Максутов, Б.Е. Доброскок, Ю.В. Зайцев. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1974, стр. 84).Known pumping unit for separate operation of two layers, containing two pumps and a packer, and the upper pump pumps fluid from both layers (see R.A. Maksutov, B.E. Dobroskok, Yu.V. Zaitsev. Simultaneous separate exploitation of multilayer oil fields . - M .: Nedra, 1974, p. 84).

Недостатком установки является сложность конструкции и затрудненность реализации схемы установки.The disadvantage of the installation is the complexity of the design and the difficulty of implementing the installation scheme.

Наиболее близка по своей технической сущности к предлагаемой установка для раздельной эксплуатации двух пластов, содержащая пакер и один насос (см. там же, стр. 104), у которого перед всасывающим клапаном установлены штуцеры, сообщающиеся через соответствующие каналы с разными пластами.The closest in its technical essence to the proposed installation for the separate operation of two layers, containing a packer and one pump (see ibid., P. 104), in which there are fittings in front of the suction valve communicating with different layers through the corresponding channels.

Недостатками установки являются сложность конструкции, а также ненадежность регулирования производительности установки по пластам.The disadvantages of the installation are the complexity of the design, as well as the unreliability of regulating the performance of the installation in layers.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции установки и повышение надежности ее работы.The aim of the invention is to simplify the design of the installation and increase the reliability of its operation.

Эта цель достигается тем, что в известной установке для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов, включающей колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке цилиндра, причем точка размещения дополнительного клапана делит цилиндр на две части, пропорциональные производительностям пластов.This goal is achieved by the fact that in the known installation for simultaneous separate operation of two layers, including a lift pipe string, sucker rod pump, packer and liner, the pump is equipped with an additional suction valve located on the side wall of the cylinder, and the location of the additional valve divides the cylinder into two parts proportional to reservoir productivity.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемой установке пласты разделены пакером, а дополнительный всасывающий клапан, расположенный на боковой стенке цилиндра, сообщен с высоконапорным пластом. Поэтому при движении плунжера вверх в цилиндр сначала поступает продукция низконапорного пласта, а потом, когда плунжер пройдет дополнительный клапан, через него начнет поступать продукция высоконапорного пласта, а поскольку забойное давление около него выше, чем у низконапорного, основной всасывающий клапан, сообщенный с низконапорным пластом, закроется перепадом давления. Поэтому в течение оставшегося хода плунжера в цилиндр поступает продукция только высоконапорного пласта.The essence of the invention lies in the fact that in the proposed installation, the seams are separated by a packer, and an additional suction valve located on the side wall of the cylinder is in communication with the high-pressure formation. Therefore, when the plunger moves upward, the production of a low-pressure formation first enters the cylinder, and then, when the additional valve passes through the plunger, the production of a high-pressure formation will begin to flow through it, and since the bottomhole pressure near it is higher than that of a low-pressure formation, the main suction valve in communication with the low-pressure formation closes with a differential pressure. Therefore, during the remaining stroke of the plunger, only high-pressure formation products enter the cylinder.

Обычно раздельно эксплуатируют именно разные по напору пласты, т.к. в случае совместной эксплуатации высоконапорный пласт "задавливает" низконапорный пласт и по сути идет эксплуатация одного пласта с его дебитом.Typically, separate layers of different pressure are operated separately, because in the case of joint operation, the high-pressure formation “crushes” the low-pressure formation and, in essence, the operation of one formation with its production rate is ongoing.

На фиг.1 показана насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов; на фиг.2 - конструкция установки для случая, когда высоконапорным является нижний пласт.Figure 1 shows a pumping unit for separate operation of two layers; figure 2 - installation design for the case when the high pressure is the lower layer.

Установка содержит колонну лифтовых труб 1, к которой присоединен цилиндр 2 штангового насоса с основным 3 и дополнительным 4 всасывающими клапанами. Внутри цилиндра 2 находится плунжер 5 с нагнетательным клапаном 6. К нижнему концу цилиндра 2 присоединен хвостовик 7 с пакером 8, установленным в эксплуатационной колонне 9 в интервале между высоконапорным 10 и низконапорным 11 продуктивными пластами.The installation comprises a column of elevator pipes 1, to which a cylinder 2 of a sucker rod pump with a main 3 and an additional 4 suction valves is connected. Inside the cylinder 2 there is a plunger 5 with a discharge valve 6. A shank 7 is attached to the lower end of the cylinder 2 with a packer 8 installed in the production string 9 in the interval between high-pressure 10 and low-pressure 11 productive formations.

На фиг.2 дополнительный клапан 4 сообщен каналом 12 с полостью хвостовика 7, а всасывающий клапан 3 - каналом 13 с межтрубным пространством выше пакера 8.In figure 2, the additional valve 4 is communicated by channel 12 with the cavity of the shank 7, and the suction valve 3 - channel 13 with the annulus above the packer 8.

Работает установка следующим образом.The installation works as follows.

При движении плунжера 5 вверх всасывающий клапан 3 открывается и жидкость из низконапорного пласта 11 через перфорационные каналы в эксплуатационной колонне 9 под действием забойного давления P₁ поступает в полость цилиндра 2 насоса, при этом боковой дополнительный всасывающий клапан 4 перекрыт плунжером 5 или находится выше плунжера и все равно закрыт перепадом давления. После прохождения плунжером клапана 4 последний открывается, т.к. забойное давление Р₂>Р₁, а клапан 3 под действием этого же перепада давления закрывается. При дальнейшем движении плунжера 5 вверх в полость цилиндра 2 поступает жидкость только из высоконапорного пласта 10. При достижении верхней точки плунжер 5 меняет направление движения, жидкость перетекает через нагнетательный клапан 6 из подплунжерной полости цилиндра в надплунжерную. После достижения плунжером 5 нижней точки цикл повторяется.When the plunger 5 moves upward, the suction valve 3 opens and the liquid from the low-pressure formation 11 passes through the perforation channels in the production string 9 under the influence of bottomhole pressure P ₁ into the cavity of the pump cylinder 2, while the side additional suction valve 4 is blocked by the plunger 5 or is located above the plunger and still closed by differential pressure. After the valve 4 passes through the plunger, the latter opens, because bottomhole pressure P ₂ > P ₁ , and valve 3 closes under the influence of the same pressure drop. With further movement of the plunger 5 upward, only the high-pressure formation 10 enters the cavity of the cylinder 2. When the upper point is reached, the plunger 5 changes the direction of movement, the fluid flows through the discharge valve 6 from the sub-plunger cavity of the cylinder to the plunger. After plunger 5 reaches the bottom point, the cycle repeats.

При этом за счет того, что дополнительный всасывающий клапан 4 размещен в точке, делящей цилиндр 2 по длине пропорционально заданным дебитам пластов, а диаметр насоса подбирают таким, чтобы обеспечить эти дебиты, насос выдает сумму заданных дебитов. Дебиты задают оптимальными по результатам раздельной пробной эксплуатации каждого из пластов.Moreover, due to the fact that the additional suction valve 4 is located at a point dividing the cylinder 2 in length in proportion to the specified flow rates of the formations, and the diameter of the pump is selected so as to provide these flow rates, the pump gives the sum of the specified flow rates. The flow rates are set optimal according to the results of separate trial operation of each of the layers.

В случае, если более высоконапорным является нижний пласт, то конструкция установки немного меняется (фиг.2). А работает установка точно так же, как и в первом случае.If the lower layer is more high-pressure, then the design of the installation changes slightly (figure 2). And the installation works in exactly the same way as in the first case.

Таким образом, разработанная установка позволяет одновременно эксплуатировать два разнонапорных пласта, каждый в своем оптимальном режиме без использования каких-либо штуцирующих устройств и обеспечить на выходе из насоса суммарный оптимальный дебит двух пластов. Каждый пласт при этом работает в своем режиме, не оказывая влияния на другой.Thus, the developed installation allows you to simultaneously operate two different-pressure reservoirs, each in its optimal mode without the use of any choking devices and to ensure the total optimal flow rate of the two reservoirs at the pump outlet. Each layer at the same time operates in its own mode, without affecting the other.

Выполнение установки без штуцеров упрощает ее конструкцию и обеспечивает четкую и надежную работу.Carrying out the installation without fittings simplifies its design and ensures clear and reliable operation.

Claims

Installation for simultaneous separate operation of two layers, including a column of lift pipes, a sucker rod pump, a packer and a liner, characterized in that the sucker rod pump is equipped with an additional suction valve located on the side wall of its cylinder and dividing this cylinder in two parts in length, proportional to the productivity of the layers In this case, the installation provides the possibility of the sucker rod pump entering the cylinder, when its plunger moves up, first the production of a low-pressure formation, and after passing the plunger rum additional valve - high-pressure formation products.