RU2364708C1 - Unit borehole rod pumping with double-acting pump - Google Patents
Unit borehole rod pumping with double-acting pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364708C1 RU2364708C1 RU2007149386/03A RU2007149386A RU2364708C1 RU 2364708 C1 RU2364708 C1 RU 2364708C1 RU 2007149386/03 A RU2007149386/03 A RU 2007149386/03A RU 2007149386 A RU2007149386 A RU 2007149386A RU 2364708 C1 RU2364708 C1 RU 2364708C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- plunger
- well
- oil
- pump
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации высокообводненных нефтяных скважин.The invention relates to the oil industry and can be used for the operation of highly watered oil wells.
Известна установка скважинная штанговая насосная, состоящая из привода, колонны насосных штанг, скважинного насоса, вспомогательного подземного оборудования (фильтры, газовые и песочные якори), колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). При работе скважинного насоса, приводимого в действие приводом через колонну насосных штанг, жидкость по колонне НКТ поднимается к устью скважины, откуда поступает в систему сбора /А.Г.Молчанов, В.Л.Чичеров. "Нефтепромысловые машины и механизмы" Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983. - стр.34-37/.A well-known installation of a downhole sucker rod pump, consisting of a drive, a string of sucker rods, a downhole pump, auxiliary underground equipment (filters, gas and sand anchors), tubing string (tubing). During the operation of a well pump driven by a drive through a column of sucker rods, the fluid along the tubing string rises to the wellhead, from where it enters the collection system / A.G. Molchanov, V.L. Chicherov. "Oilfield Machines and Mechanisms" Textbook for technical schools. 2nd ed., Revised. and add. M., Nedra, 1983. - p. 34-37 /.
Недостатком установки является то, что при использовании ее для отбора высокообводненной продукции значительно повышается себестоимость нефти, поскольку большая часть электроэнергии тратится на подъем воды, ее утилизацию, сепарирование, подготовку, перекачку по трубопроводам и закачку обратно в пласт.The disadvantage of the installation is that when it is used for the selection of highly watered products, the cost of oil increases significantly, since most of the electricity is spent on lifting water, its disposal, separation, preparation, pumping through pipelines and pumping back into the formation.
Известна «Насосная система двойного действия» (патент US №5497832, кл. E21B 43/38, E21B 43/40 от 12.03.1996 г.), содержащая обсадную колонну с двумя вскрытыми пластами, насос, спускаемый на колонне труб, расположенной в обсадной колонне с образованием межтрубного пространства между ними, которое разобщено пакером, расположенным между вскрытыми пластами, причем насос снабжен плунжером, нагнетательным клапаном и поршнем, соединенным с плунжером, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения, верхним и нижним входными отверстиями с всасывающими клапанами, расположенными выше пакера и соответственно выше и ниже поршня, при этом выход насоса сверху посредством колонны труб сообщен через нагнетательный клапан с устьем скважины, а снизу - через нижний нагнетательный клапан с подпакерным пространством. Такое выполнение установки позволяет значительную часть попутной воды закачивать в нижележащий вскрытый скважиной пласт без подъема ее на поверхность, тем самым значительно снизить себестоимость нефти.The well-known "Double-acting pump system" (US patent No. 5497832, class E21B 43/38, E21B 43/40 dated 03/12/1996), containing a casing string with two exposed layers, a pump running on a pipe string located in the casing the column with the formation of the annular space between them, which is separated by a packer located between the exposed layers, and the pump is equipped with a plunger, a discharge valve and a piston connected to the plunger, made with the possibility of reciprocating movement, the upper and lower inlets with suction of valves located above the packer and above and below the piston, wherein the outlet of the pump through the top of the pipe string via a delivery valve communicated with a wellhead, and bottom - through a lower discharge valve with packer space. This installation allows you to pump a significant portion of the associated water into the underlying layer opened by the well without raising it to the surface, thereby significantly reducing the cost of oil.
Недостатком известного устройства является то, что параметры насосного оборудования подбираются под известную обводненность продукции скважины, и при эксплуатации процентное отношение количества жидкости, поднимаемой на устье, и количества жидкости, закачиваемой в нижележащий пласт, остается неизменным. Однако в процессе эксплуатации скважины обводненность ее продукции может измениться. При этом при увеличении обводненности продукции увеличится количество воды, поднимаемой с нефтью на поверхность, что снизит эффективность эксплуатации, а при уменьшении обводненности некоторое количество нефти вместе с водой будет закачиваться в нижележащий пласт, что приведет к потере в добыче нефти и снижению приемистости нижележащего пласта.A disadvantage of the known device is that the parameters of the pumping equipment are selected according to the known water cut of the well production, and during operation, the percentage of the amount of fluid raised at the wellhead and the amount of fluid pumped into the underlying formation remains unchanged. However, during the operation of the well, the water cut of its products may change. At the same time, with an increase in water cut, the amount of water raised with oil to the surface will increase, which will reduce operating efficiency, and with a decrease in water content, a certain amount of oil will be pumped along with water into the underlying formation, which will lead to a loss in oil production and lower injectivity of the underlying formation.
Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы повысить эффективность добычи нефти из обводненной скважины за счет возможности изменения в процессе эксплуатации скважины процентного отношения количества жидкости, поднимаемой на устье, и количества жидкости, закачиваемой в нижележащий пласт при изменении обводненности продукции скважины, то есть регулирования обводненности поднимаемой на поверхность продукции.The technical task of the invention is to increase the efficiency of oil production from a waterlogged well due to the possibility of changing during the operation of the well the percentage of the amount of fluid raised at the wellhead and the amount of fluid pumped into the underlying formation when changing the water cut of the well’s production, that is, regulating the water cut raised to the surface of the product.
Указанная техническая задача решается установкой скважинной штанговой насосной с насосом двойного действия (далее - установкой) для скважины с обсадной колонной, двумя вскрытыми пластами и пакером, расположенным между вскрытыми пластами, содержащей поршень, цилиндр с нижним нагнетательным клапаном, верхним и нижним входными отверстиями с всасывающими клапанами, расположенными выше пакера и, соответственно выше и ниже поршня, плунжером с верхним нагнетательным клапаном, выполненным, как и поршень, с возможностью возвратно-поступательного движения, колонну труб, на которой в скважину спущен штанговый насос, выход которого посредством колонны труб сообщен через верхний нагнетательный клапан с устьем скважины, а через нижний нагнетательный клапан - с подпакерным пространством.The specified technical problem is solved by installing a downhole sucker rod pump with a double-acting pump (hereinafter referred to as the installation) for a well with a casing string, two open seams and a packer located between the open seams containing a piston, a cylinder with a lower discharge valve, upper and lower inlet openings with suction valves located above the packer and, respectively, above and below the piston, a plunger with an upper discharge valve, made, like the piston, with the possibility of reciprocating th motion tubing string into the wellbore at which lowered rod pump, whose output is communicated through the tubing string through the upper discharge valve to the wellhead and through the bottom discharge valve - with packer space.
Новым является то, что поршень выполнен с возможностью следования за плунжером вверх за счет перепада давления над этим поршнем и под этим поршнем до сообщения полости цилиндра с верхним входным отверстием для поступления через это отверстие нефти в полость цилиндра до тех пор, пока плунжер не остановится в крайнем верхнем положении, и последующего его перемещения вниз плунжером под действием веса колонны штанг до их крайнего нижнего положения, при этом при увеличении обводненности нефти предусмотрена возможность приспуска колонны штанг вниз, а при снижении обводненности - приподъема колонны штанг.What is new is that the piston is configured to follow the plunger up due to the pressure drop above this piston and under this piston until the cylinder cavity communicates with the upper inlet for oil to enter the cylinder cavity through this hole until the plunger stops at the extreme upper position, and its subsequent movement down the plunger under the action of the weight of the rod string to their extreme lower position, while increasing the water cut of the oil provides the possibility of lowering the column g downward while reducing water cut - pripodema rod string.
Новым также является то, что плунжер снизу оснащен штоком, вставленным в поршень с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения.Also new is the fact that the plunger from the bottom is equipped with a rod inserted into the piston with the possibility of limited reciprocating movement.
На Фиг.1 схематично показан общий вид установки, на Фиг.2 - то же, при крайнем верхнем расположении плунжера и поршня, на Фиг.3 - то же, вариант выполнения.Figure 1 schematically shows a General view of the installation, figure 2 is the same, with the extreme top location of the plunger and piston, figure 3 is the same, an embodiment.
Установка (см. Фиг.1) содержит обсадную колонну 1 с двумя вскрытыми пластами 2 и 3, насос 4, спускаемый на колонне труб 5, расположенной в обсадной колонне 1 с образованием межтрубного пространства 6 между ними, которое разобщено пакером 7, расположенным между вскрытыми пластами 2 и 3. Насос 4 снабжен плунжером 8, нагнетательным клапаном 9 и поршнем 10, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения, верхним 11 и нижним 12 входными отверстиями, расположенными выше пакера 7 и соответственно выше и ниже поршня 10. Верхнее 11 и нижнее 12 входные отверстия снабжены всасывающими клапанами, соответственно, 13 и 14. Выход насоса 4 сверху посредством колонны труб 5 сообщен через нагнетательный клапан 9 с устьем 15 скважины 16, а снизу - через нижний нагнетательный клапан 17 с подпакерным пространством 18.The installation (see Figure 1) contains a casing 1 with two exposed
Поршень 10 расположен в цилиндре 19 насоса 4 свободно с возможностью ограниченного возвратно-поступательного движения. Сверху движение поршня 10 ограничивается плунжером 8, а снизу, например, втулкой 20, не позволяющей поршню 10 выйти из цилиндра 19.The
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
При монтаже установки на скважине 16 спуск колонны штанг 23 с присоединенным к ней плунжером 8 производят до упора плунжера 8 через поршень 10 во втулку 20. Затем колонну штанг 23 немного приподнимают и подгоняют ее длину таким образом, чтобы в крайнем нижнем положении колонны штанг 23 во время работы установки исключить стук поршня 10 о втулку 20, после чего установку пускают в работу. Высокообводненная продукция из вскрытого продуктивного пласта 2 поступает в межтрубное пространство 6 обсадной колонны 1. Нефть 21, имеющая меньшую плотность, всплывает вверх, при этом в нижней части межтрубного пространства 6 между вскрытым продуктивным пластом 2 и пакером 7 всегда будет находиться вода 22, имеющая большую плотность. Привод установки (на Фиг.1 не показан) сообщает колонне штанг 23 соединенным с ней плунжером 8 возвратно-поступательное движение.When installing the installation in the well 16, the descent of the
В начале хода колонны штанг вверх плунжер 8 насоса 4 начнет перемещаться вверх относительно цилиндра 19 и расположенного в нем поршня 10. При этом в полости 24 цилиндра 19 между плунжером 8 и поршнем 10 давление станет меньше, чем давление жидкости в полости 25 цилиндра 19, которое в данный момент равно давлению высоты столба жидкости в межтрубном пространстве 6, поскольку это давление действует на поршень 10 снизу через нижнее входное отверстие 12 и открывающийся всасывающий клапан 14. Таким образом, при ходе плунжера 8 вверх поршень 10 под действием перепада давлений над и под ним будет следовать за плунжером 8 вверх, при этом в полость 25 цилиндра 19 под поршнем 10 через нижнее входное отверстие 12 и открытый всасывающий клапан 14 поступает вода 22.At the beginning of the stroke of the rod string upward, the
Поршень 10 поднимается за плунжером 8 до тех пор, пока полость 24 не сообщится с верхним входным отверстием 11, после чего плунжер 8 (см. Фиг.2) продолжает движение вверх, а поршень 10 останавливается, так как давление над и под ним выравнивается и становится равным высоте столба жидкости в межтрубном пространстве 6. При дальнейшем ходе плунжера 8 вверх объем полости 24 увеличивается, и в нее через верхнее входное отверстие 11 и открытый всасывающий клапан 13 под действием давления жидкости в межтрубном пространстве 6 поступает нефть 21 до тех пор, пока плунжер 8 не остановится в крайнем верхнем положении. Всасывающие клапаны 13 и 14 входных отверстий 11 и 12 закрываются.The
Затем плунжер 8 начинает перемещение вниз. Давления жидкости в полости 26 цилиндра 19 над плунжером 8, а также в полостях 24 и 25, расположенных соответственно над и под поршнем 10, сравниваются, и при дальнейшем ходе плунжера 8 вниз открывается нагнетательный клапан 9. Жидкость из полости 24 перетекает через осевой канал 27 плунжера 8 в полость 26 цилиндра 19. Поршень 10 пока остается на месте, поскольку для его движения вниз необходимо открытие нижнего нагнетательного клапана 17, чему препятствует действующее на него снизу пластовое давление нижележащего пласта 3.Then the
Перемещаясь вниз, плунжер 8 при открытом нагнетательном клапане 9 доходит до поршня 10 и под действием веса колонны штанг 23 перемещает его вниз. При этом за счет веса колонны штанг 23 под поршнем 10 создается давление, превышающее пластовое давление нижнего пласта 3. Нижний нагнетательный клапан 17 открывается, и вода 22, поступившая через нижнее входное отверстие 12 в насос 4 при предыдущем ходе колонны штанг 23 вверх, под действием этого давления нагнетается в подпакерное пространство 18 и задавливается в нижележащий пласт 3.Moving down, the
Таким образом, при работе установки основное количество воды 22, поступающей в скважину 16 вместе с нефтью 21 из продуктивного пласта 2, закачивается в нижележащий пласт 3, а вся нефть 21 и лишь незначительное количество воды 22 поднимается по колонне труб 5 на устье 15.Thus, during the operation of the installation, the main amount of
Если принять всю длину хода плунжера 8 за 100%, то при эксплуатации скважины, в которой из продуктивного пласта поступает жидкость с содержанием воды, например 80%, плунжер 8 необходимо расположить в цилиндре 19 таким образом, чтобы нижний конец плунжера 8 мог перемещаться относительно верхнего входного отверстия 11 вниз не более чем на 80% и вверх не менее чем на 20% длины хода плунжера 8.If we take the entire stroke length of the
Далее циклы работы установки повторяются.Next, the installation cycles are repeated.
В процессе эксплуатации скважины обводненность продукции, поступающей на устье 15, может измениться. При увеличении обводненности необходимо уменьшить расстояние, на которое нижний конец плунжера 8 перемещается вверх относительно верхнего входного отверстия 11, и соответственно увеличить расстояние, на которое нижний конец плунжера 8 перемещается относительно верхнего входного отверстия 11 вниз, что достигается приспуском колонны штанг 23 вниз. В результате большее количество воды 22 будет закачиваться в нижележащий пласт 3 и меньшее количество жидкости, но и с меньшей обводненностью, будет подниматься на поверхность. При этом производительность отбора жидкости из продуктивного пласта 2 не изменится.During the operation of the well, the water cut of the products entering the wellhead 15 may change. With increasing water cut, it is necessary to reduce the distance by which the lower end of the
При снижении обводненности поднимаемой на поверхность продукции колонну штанг 23 необходимо приподнять, количество жидкости, поднимаемой на устье 15, увеличится, количество же воды 22, закачиваемой в нижележащий пласт 3, уменьшится.When reducing the water content of the product raised to the surface, the
В процессе работы установки возможно некоторое увеличение сил трения при взаимодействии поверхностей плунжера 8 и поршня 10 с цилиндром 19 вследствие, например, повышения содержания мехпримесей в продукции пласта 2. Если плунжер 8, соединенный с колонной штанг 23, будет продолжать совершать возвратно-поступательное перемещение в цилиндре 19, то поршень 10, свободно расположенный в цилиндре 19, может встать в крайнем нижнем положении и установка потеряет работоспособность.During the operation of the installation, a slight increase in the friction forces is possible due to the interaction of the surfaces of the
С целью повышения надежности работы установки к нижнему концу плунжера 8 (см. Фиг.3) присоединен шток 28, который помещен в полость 29 поршня 10 с возможностью ограниченного (например, с помощью утолщения 30 на нижнем конце штока 28, диаметр которого больше диаметра отверстия 31 в верхнем торце поршня 10) возвратно-поступательного перемещения поршня 10 относительно штока 28.In order to increase the reliability of the installation, a
В таком варианте выполнения установка работает следующим образом. При начале хода вверх плунжера 8 поршень 10, подклинившийся в цилиндре 19, остается на месте, так как перепада давления может быть недостаточно для перемещения поршня 10 вслед за плунжером 8. Шток 28 перемещается вверх в полости 29 поршня 10 до тех пор, пока утолщение 30 на нижнем конце штока не дойдет до верхнего торца поршня 10, при этом в увеличенной в объеме полости 24 образуется разрежение, поскольку она ничем не может быть заполнена. После этого поршень 10 стронется с места, так как диаметр отверстия 31 меньше диаметра утолщения 30. Далее, если стронутому с места поршню 10 больше ничего не мешает перемещаться, он под действием перепада давлений переместится вверх до плунжера 8, или, если еще что-либо препятствует его перемещению вверх и перепада давления для этого не хватает, поршень 10 будет перемещаться вверх утолщением 30 на нижнем конце штока 28 на некотором расстоянии от плунжера 8, определяемом длиной штока 28, то есть будет перемещаться вверх вместе с образовавшейся разреженной полостью 24. При сообщении полости 24 с верхним входным отверстием 11 всасывающий клапан 13 под действием давления жидкости в межтрубном пространстве 6 откроется и в полость 24 поступит нефть 21. Далее циклы работы установки повторяются.In this embodiment, the installation operates as follows. At the beginning of the upward movement of the
Использование предлагаемой установки скважинной штанговой насосной с насосом двойного действия позволяет повысить эффективность добычи нефти из обводненной скважины за счет возможности изменения в процессе эксплуатации скважины процентного отношения количества жидкости, поднимаемой на устье, и количества жидкости, закачиваемой в нижележащий пласт при изменении обводненности продукции скважины, то есть регулирования обводненности поднимаемой на поверхность продукции, а также повысить надежность работы установки при возможном вследствие каких-либо причин подклинивании поршня.Using the proposed installation of a downhole sucker rod pump with a double-acting pump makes it possible to increase the efficiency of oil production from a waterlogged well due to the possibility of changing the percentage of the amount of fluid raised at the wellhead and the amount of fluid pumped into the underlying formation during change in the water content of the well, then there is a regulation of the water content of the products raised to the surface, and also to increase the reliability of the installation when possible For any reason, the piston is jammed.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149386/03A RU2364708C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Unit borehole rod pumping with double-acting pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149386/03A RU2364708C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Unit borehole rod pumping with double-acting pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364708C1 true RU2364708C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007149386/03A RU2364708C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Unit borehole rod pumping with double-acting pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364708C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483228C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Pumping rod borehole plant with double-acting pump |
RU2498058C1 (en) * | 2012-06-01 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Oil-well sucker-rod pumping unit for water pumping to stratum |
RU2609036C1 (en) * | 2016-02-10 | 2017-01-30 | Акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" (АО "ТатНИИнефтемаш") | Well sucker-rod pump with double-acting pump |
CN107859505A (en) * | 2017-10-31 | 2018-03-30 | 中国石油大学(北京) | A kind of gas hydrates stable point of increasing device adopted and method |
-
2007
- 2007-12-26 RU RU2007149386/03A patent/RU2364708C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483228C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Pumping rod borehole plant with double-acting pump |
RU2498058C1 (en) * | 2012-06-01 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Oil-well sucker-rod pumping unit for water pumping to stratum |
RU2609036C1 (en) * | 2016-02-10 | 2017-01-30 | Акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" (АО "ТатНИИнефтемаш") | Well sucker-rod pump with double-acting pump |
CN107859505A (en) * | 2017-10-31 | 2018-03-30 | 中国石油大学(北京) | A kind of gas hydrates stable point of increasing device adopted and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2310043C (en) | Method and apparatus for increasing fluid recovery from a subterranean formation | |
US9909400B2 (en) | Gas separator assembly for generating artificial sump inside well casing | |
US8006756B2 (en) | Gas assisted downhole pump | |
US5497832A (en) | Dual action pumping system | |
US8794305B2 (en) | Method and apparatus for removing liquid from a horizontal well | |
US7621339B2 (en) | Downhole production and injection pump system | |
CA3016561C (en) | Bottom hole assembly for configuring between artificial lift systems | |
US20060169458A1 (en) | Pumping system and method for recovering fluid from a well | |
RU2364708C1 (en) | Unit borehole rod pumping with double-acting pump | |
RU2386018C1 (en) | Rod pumping installation for extraction of oil at simultaneous separate operation by one well of two stratums | |
RU2370641C1 (en) | Installation for simultaneous-separate operation of two beds | |
RU85547U1 (en) | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS | |
RU63864U1 (en) | INSTALLING A Borehole PUMPBAR PUMP WITH A DOUBLE ACTION PUMP | |
US3483827A (en) | Well producing apparatus | |
RU2528469C1 (en) | Pump unit for separate operation of two beds | |
RU2483228C1 (en) | Pumping rod borehole plant with double-acting pump | |
RU2415302C1 (en) | Deep-well pumping unit for tubingless operation of wells | |
RU2578093C1 (en) | Plant for simultaneous separate operation of two formations | |
RU70321U1 (en) | DEPTH DIFFERENTIAL ROD PUMP FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS | |
RU2307234C2 (en) | Sucker-rod pump assembly | |
RU2609036C1 (en) | Well sucker-rod pump with double-acting pump | |
US11905803B2 (en) | Dual well, dual pump production | |
RU2720845C1 (en) | Downhole pump filter | |
RU2184270C1 (en) | Oil-well plunger pump | |
RU2575856C2 (en) | Device for oil production with downhole separation |