RU2249098C1 - Способ нефтедобычи и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ нефтедобычи и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249098C1 RU2249098C1 RU2003128892/03A RU2003128892A RU2249098C1 RU 2249098 C1 RU2249098 C1 RU 2249098C1 RU 2003128892/03 A RU2003128892/03 A RU 2003128892/03A RU 2003128892 A RU2003128892 A RU 2003128892A RU 2249098 C1 RU2249098 C1 RU 2249098C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- oil
- casing
- vacuum
- valve
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и, в частности, к проблеме нефтеподъема из глубоких скважин. Обеспечивает повышение производительности глубинных насосов. Сущность изобретения: по способу берут обсадную колонну, состоящую из многих герметично состыкованных труб. На донышке нижней трубы перед перфорированным фильтром устанавливают тарельчатый клапан, открывающийся внутрь трубы под действием перепада давления между нефтяным пластом и разрежением в обсадной трубе. На донышке верхней трубы с помощью штуцеров устанавливают вакуумные и компрессорные трубопроводы и трубопровод подъема нефти, опускающийся до донышка нижней трубы. Затем вакуумным насосом создают в обсадной трубе разрежение, способствующее повышению дебита скважины. Через тарельчатый клапан вводят в обсадную трубу порцию нефти. После этого компрессором создают в обсадной трубе повышенное давление и выдавливают нефть наверх по трубопроводу подъема нефти. Устройство состоит из обсадной трубы типовых размеров, использующихся для штанговых насосов-качалок. На головке насоса-качалки расположены вакуумная труба, связанная вентилем с вакуумным насосом и газовой горелкой, компрессионная труба, связанная вентилем с компрессором, и труба нефтеподъема, опущенная до нижнего донышка обсадной трубы. Верхний конец этой трубы через обратный клапан связан со станцией подготовки и перекачки нефти. На нижнем донышке обсадной трубы установлены тарельчатый клапан, имеющий возможность открываться при разрежении в обсадной трубе, и перфорированный фильтр. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей отрасли и, в частности, к проблеме нефтеподъема из глубоких скважин.
Сегодня в мировой практике в зависимости от местных условий используются следующие способы и средства нефтеподъема из глубоких скважин:
- штанговые насосы-качалки;
- погружные центробежные насосы;
- погружные электродиафрагменные насосы;
В стадии разработки находятся:
- газлифтные насосы для подъема высокопарафинистой нефти;
- пульсационные пневмонасосные агрегаты с золотниковым распределением сжатого воздуха для призабойной промывки скважин (Авторское свидетельство СССР №987173, МКЛ E 04 В 47/00; опубл. 07.01.83., Бюл. №1, стр. 6, автор Г.И.Неудачин и др.).
В связи со стремительным ростом нефтедобычи некоторые действующие скважины находятся в падающем режиме с пониженным дебитом, а новые высокодебитные скважины бурятся на глубину 1000 и более метров, когда необходимо использовать напор при подъеме нефти, превышающий 100 атмосфер.
В этом смысле штанговые насосы-качалки являются самыми предпочтительными, так как пара “плунжер - цилиндр” может обеспечить весьма высокие напоры. Но и у них есть существенные недостатки:
- небольшая производительность;
- большая масса и габариты;
- ограниченный ресурс работы из-за износа и обрыва штанги (наработка на отказ: импортные - 1000 суток, российские - 300-400 суток);
- слабая устойчивость основания в болотистой местности;
- большая энергоемкость;
- невозможность использования в наклонных скважинах;
- эксплуатационные трудности при откачке высоковязкой и загазованной нефти, а также при проведении ремонтных работ в плохих погодных условиях;
- необходимость использования нефтеловушек из-за пролива нефти через сальник штока;
- сложность изготовления пары “плунжер - цилиндр” и высокая стоимость всей установки.
В связи с этим во всем мире ведутся усиленные работы по поиску нового привода, заменяющего насос-качалку, а за разработку такого “ноу-хау” в ОПЕКе объявлена цена 2 млн. $.
Задачей изобретения является избавление от всех указанных выше недостатков и обеспечение более высокой производительности глубинных насосов. В этом заключается технический результат изобретения.
Задача решается путем совмещения двух разных и известных процессов нефтедобычи.
Первый - это вакуум-процесс, состоящий в создании в скважине разрежения путем отсасывания газа из кольцевого пространства между колоннами обсадных и насосных труб при помощи вакуум-насосов или компрессоров (Технический словарь для работников тяжелой промышленности. Ред. Л.К.Мартине. М.: ГОНТИ НКТП СССР, 1939, стр. 175).
Вакуумирование вызывает депрессию пласта, что усиливает в 2-2,5 раза приток нефти к забою. В СССР вакуум-процесс применялся в 1937-39гг. на Майкопских промыслах.
Второй - это пневмопульсационный процесс для призабойной промывки скважины сжатым воздухом (см. выше), который в принципе можно использовать для нефтеподъема. Сложность управления этим процессом и быстрый износ золотника пока препятствуют внедрению этого процесса,
Совместное использование таких усовершенствованных процессов позволяет с помощью вакуума автоматически наполнить подземную емкость нефтью и с помощью сжатого воздуха поднять ее к оголовку скважины.
Прототип такого решения не найден, поэтому изобретение можно считать пионерским.
Сущность изобретения заключается в том, что берут обсадную трубу, состоящую из многих герметично состыкованных труб. На донышке нижней трубы перед перфорированным фильтром устанавливают тарельчатый клапан, открывающийся внутрь трубы под действием перепада давления между нефтяным пластом и разрежением в обсадной трубе. На донышке верхней трубы с помощью штуцеров устанавливают вакуумные и компрессионные трубопроводы и трубопровод подъема нефти, опускающийся до донышка нижней трубы.
Вначале вакуумным насосом создают в обсадной трубе разрежение, способствующее повышению дебита скважины, и через тарельчатый клапан вводят в обсадную трубу порцию нефти, а затем компрессором создают в обсадной трубе повышенное давление и выдавливают нефть наверх по трубопроводу подъема нефти.
Схема устройства показана на прилагаемом чертеже. Оно состоит из обсадной трубы 1 типовых размеров, использующихся для штанговых насосов-качалок, на оголовке которой расположены трубы: вакуумная труба 2, связанная вентилем 3 с вакуумным насосом 4 и газовой горелкой 5; компрессорная труба 6, связанная вентилем 7 с компрессором 8, и труба нефтеподъема 9, опускающаяся до нижнего донышка обсадной трубы, а верхний ее конец связан со станцией подготовки и перекачки нефти.
На нижнем донышке обсадной трубы 1 установлены тарельчатый клапан 10 и перфорированный фильтр 11.
Устройство работает следующим образом. Включают вакуум-насос 4 и создают разрежение в обсадной трубе 1. При этом клапан 10 открывается и пропускает определенное количество нефти из пласта внутрь обсадной трубы, а пары нефти и попутный газ направляют в горелку попутного газа.
После прекращения подсоса нефти по заданной программе включают компрессор 8, при помощи которого сжатый воздух высокого давления направляют в обсадную трубу, закрывают этим давлением тарельчатый клапан 10 и вытесняют по трубе 9 сырую нефть наверх к станции подготовки и перекачки нефти, где также осуществляют сброс давления сжатого воздуха до атмосферного, после чего цикл повторяется.
Пример (расчетный)
Производят сравнение по производительности штангового насоса-качалки типа НН2Б с условным диаметром 32 мм (плунжер), номинальным диаметром 114 мм (обсадная труба) и максимальным ходом плунжера - 6 метров с предлагаемым пневмовакуумным насосом.
Производительность указанного штангового насоса равна 28,8 м3/сутки.
Из штангового насоса типа НН2Б используют только обсадную трубу с доработками конструкции верхнего и нижнего донышка. Внутренняя поверхность трубы не требует никакой обработки. Вакуумным насосом или компрессором создают в трубе разрежение порядка 100 мм рт.ст. - это легко получаемое разрежение.
Таким образом, обеспечиваем перепад давления между динамическим уровнем пласта и объемом обсадной трубы, равным не менее Δ р=0,9 кг/см2.
После открытия тарельчатого клапана максимальная высота подъема нефти в обсадной трубе составит 12,5 метров.
Объем нефти будет равен:
где D - внутренний диаметр обсадной трубы - 11,4 см.
Н - высота подъема - 1250 см.
Получим:
Vн=0,785· 11,42· 1250=127 литров=0,127 м3
Оценим время наполнения обсадной трубы этим объемом нефти.
Скорость истечения через тарельчатый клапан будет равна:
где ξ - коэффициент гидравлического сопротивления - 0,78.
Эта формула пригодна для расчета течения невязких жидкостей. Мы имеем дело с нафтеновой нефтью с характерной динамической вязкостью 1-1,5 МПа· сек при удельной массе 0,8 г/см3, текучесть которой при нормальной температуре примерно в 20 раз меньше текучести такой “невязкой” жидкости, как вода.
А если учесть, что наполнение обсадной трубы происходит на глубине 1000-1200 метров, где температура нефтяного пласта равна 50-60° С, это соотношение будет в два раза меньшим, т.е. текучесть нефти будет на порядок меньше текучести воды, и тогда скорость истечения нефти через тарелочный клапан не будет превосходить 1,7 м/сек.
Тогда время наполнения обсадной трубы через тарельчатый клапан диаметром 80 мм будет равно:
где FTK - проходное сечение тарельчатого клапана - 51 см2,
Теперь оценим время опорожнения обсадной трубы (время подъема на поверхность с глубины 1200 метров).
Необходимый напор для подъема нефти с глубины 1200 метров будет равен около 100 атмосфер. Его легко создать с помощью компрессора 6ВМ10-50/320 ОАО “Пензкомпрессормаш”, обеспечивающего конечное давление до 321 атм и производительность 50 м3/мин.
Тогда
где ξ =1,2 (труба подъема d=30 мм и длиной 1,2 км);
Δ Р=100 кг/см2.
Подставляя, получим:
Учитывая, что вязкость жидкости по Стоксу обратно пропорциональна скорости истечения и, принимая вместо коэффициента 20 коэффициент 15 (при подъеме нефти температура будет понижаться, а вязкость повышаться), получим:
Время опорожнения трубы при подъеме нефти
где FТП - проходное сечение трубы подъема (d=30 мм) - 7,2 см2.
Подставляя, получим:
Полное время цикла
τ =τ 1+τ 2=14.6+12.5=27.1 сек
За это время осуществляется наполнение и опорожнение 0,127 м3 нефти, таким образом, производительность предлагаемого процесса будет равна:
Производительность штангового насоса-качалки типа НН2Б при таких же условиях и таком же диаметре обсадной трубы равна 28,8 м3/сутки.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство нефтедобычи позволяют почти в 14 раз увеличить производительность по сравнению со штанговым насосом-качалкой с таким же номинальным диаметром обсадной трубы. При этом полностью устраняются все недостатки, свойственные насосу-качалке.
В случае засорения и заедания тарельчатого клапана 10 обратную продувку клапанного пространства осуществляют сжатым воздухом через трубу 9, подсоединив ее предварительно к компрессору.
Claims (2)
1. Способ нефтедобычи, заключающийся в том, что берут обсадную трубу, состоящую из многих герметично состыкованных труб, на донышке нижней трубы перед перфорированным фильтром устанавливают тарельчатый клапан, открывающийся внутрь трубы под действием перепада давления между нефтяным пластом и разрежением в обсадной трубе, на донышке верхней трубы с помощью штуцеров устанавливают вакуумные и компрессорные трубопроводы и трубопровод подъема нефти, опускающийся до донышка нижней трубы, затем вакуумным насосом создают в обсадной трубе разрежение, способствующее повышению дебита скважины, и через тарельчатый клапан вводят в обсадную трубу порцию нефти, после чего компрессором создают в обсадной трубе повышенное давление и выдавливают нефть наверх по трубопроводу подъема нефти.
2. Устройство для нефтедобычи, состоящее из обсадной трубы типовых размеров, использующихся для штанговых насосов-качалок, на головке которой расположены: вакуумная труба, связанная вентилем с вакуумным насосом и газовой горелкой, компрессионная труба, связанная вентилем с компрессором, и труба нефтеподъема, опущенная до нижнего донышка обсадной трубы, а верхний ее конец через обратный клапан связан со станцией подготовки и перекачки нефти; на нижнем донышке обсадной трубы установлены тарельчатый клапан, имеющий возможность открываться при разрежении в обсадной трубе, и перфорированный фильтр.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128892/03A RU2249098C1 (ru) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Способ нефтедобычи и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128892/03A RU2249098C1 (ru) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Способ нефтедобычи и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2249098C1 true RU2249098C1 (ru) | 2005-03-27 |
Family
ID=35560513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003128892/03A RU2249098C1 (ru) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Способ нефтедобычи и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249098C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487992C1 (ru) * | 2012-02-20 | 2013-07-20 | Салихьян Шакирьянович Шарипов | Способ газлифтной добычи нефти с использованием энергии горения попутного нефтяного газа в скважине |
-
2003
- 2003-09-26 RU RU2003128892/03A patent/RU2249098C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487992C1 (ru) * | 2012-02-20 | 2013-07-20 | Салихьян Шакирьянович Шарипов | Способ газлифтной добычи нефти с использованием энергии горения попутного нефтяного газа в скважине |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2503917C (en) | Apparatus and method for reducing gas lock in downhole pumps | |
US5497832A (en) | Dual action pumping system | |
US7328749B2 (en) | Method and apparatus for accumulating liquid and initiating upward movement when pumping a well with a sealed fluid displacement device | |
US6629566B2 (en) | Method and apparatus for removing water from well-bore of gas wells to permit efficient production of gas | |
US8006756B2 (en) | Gas assisted downhole pump | |
US7744352B2 (en) | Method for removing fluid from a well bore | |
US20050175476A1 (en) | Gas well liquid recovery | |
AU2010273768B2 (en) | System and method for intermittent gas lift | |
US8651191B2 (en) | Slim hole production system and method | |
US6142224A (en) | Triple action pumping system with plunger valves | |
US11713658B2 (en) | Method of lifting fluids from a producing formation to a surface location | |
RU2498058C1 (ru) | Установка скважинная штанговая насосная для закачки воды в пласт | |
RU2249098C1 (ru) | Способ нефтедобычи и устройство для его осуществления | |
US2142484A (en) | Gas-lift pump | |
US20060045781A1 (en) | Method and pump apparatus for removing liquids from wells | |
US20060045767A1 (en) | Method And Apparatus For Removing Liquids From Wells | |
RU49573U1 (ru) | Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине (варианты) | |
RU2739805C1 (ru) | Газлифтная установка | |
RU2221133C2 (ru) | Способ подъема жидкости из скважины и устройство для его осуществления | |
CN116658126B (zh) | 一种超高扬程井下水力举升泵组及使用方法 | |
RU2738615C1 (ru) | Способ одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов одной скважины по эксплуатационной колонне | |
US11261714B2 (en) | System and method for removing substances from horizontal wells | |
RU92691U1 (ru) | Оборудование для негерметичной эксплуатационной колонны при добыче нефти штанговыми насосами (варианты) | |
RU2293216C1 (ru) | Штанговая насосная установка с двухцилиндровым насосом | |
CA2583636C (en) | Method and apparatus for accumulating liquid and initiating upward movement when pumping a well with a sealed fluid displacement device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080927 |