RU2386018C1

RU2386018C1 - Rod pumping installation for extraction of oil at simultaneous separate operation by one well of two stratums

Info

Publication number: RU2386018C1
Application number: RU2008146316/03A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Шамильевич Гарифуллин (RU); Ильдар Шамильевич Гарифуллин; Урал Маратович Абуталипов (RU); Урал Маратович Абуталипов; Юрий Халифович Кутлуяров (RU); Юрий Халифович Кутлуяров; Сергей Александрович Вахрушев (RU); Сергей Александрович Вахрушев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" (ОАО "АНК "Башнефть")
Priority date: 2008-11-24
Filing date: 2008-11-24
Publication date: 2010-04-10

Abstract

FIELD: oil-and-gas production. ^ SUBSTANCE: installation consists of wellhead and downhole parts. Downhole part contains downhole sucker-rod pump with casing and cylinder, bottom sucking and delivery valves, distributional clutch, allowing cone-shaped support, top sucking and delivery valves installed from the side. According to the invention wellhead part additionally provides separate outlet of liquid from two stratums and in downhole part distributional clutch connected to cylinder of downhole sucker-rod pump contains top sucking and delivery valves located from the opposite sides from axis one over other in the same plane. This provides reduction of distance between valves, forms space over plunger, providing receiving and discharge of liquid from the top stratum into flow column and into head equipment separately from liquid of bottom stratum. Plunger of sucker-rod pump is connected to hollow rod column by hollow polished rod with compression forming separate line for discharge of liquid from bottom stratum through shank end connected to packer into head equipment. ^ EFFECT: increasing of operation reliability and simplification of device structure, ensured by discrete measurement of production of each stratum and separate field gathering. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной. Обеспечивает одновременную раздельную эксплуатацию двух пластов с раздельным замером дебита каждого пласта и раздельного промыслового сбора.The invention relates to the oil industry, in particular to downhole pumping units for the separate operation of two layers of one well. It provides simultaneous separate operation of two layers with separate measurement of the flow rate of each layer and separate fishing harvest.

Сущность: установка содержит устьевую и скважинную части и состоит из полой штанговой колонны, узла распределительного с клапанами и уплотнением, скважинного штангового насоса и полых полированных штоков. Установка обеспечивает раздельный подъем и выход скважинной жидкости из двух пластов. Измерение их дебита осуществляется с использованием раздельных выкидных линий.SUBSTANCE: installation contains wellhead and borehole parts and consists of a hollow rod string, a distribution unit with valves and a seal, a well rod pump and hollow polished rods. The installation provides a separate rise and exit of well fluid from two layers. Measurement of their flow rate is carried out using separate flow lines.

Известна установка насосная для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине (Патент RU 2291952, МПК E21B 43/14, опубликован 2007.01.02), содержащая колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, хвостовик и дифференциальный насос с полым плунжером, при этом всасывающий и нагнетательный клапаны верхней секции насоса установлены сбоку. Под плунжером установлен стержень с возможностью осевого перемещения и принудительного одновременного открытия всасывающего и нагнетательного клапанов нижней секции насоса устройства.A known pump installation for the simultaneous separate operation of two layers in the well (Patent RU 2291952, IPC E21B 43/14, published 2007.01.02), comprising a column of lift pipes, a column of rods, a packer, a liner and a differential pump with a hollow plunger, while the suction and discharge valves of the upper section of the pump are installed on the side. A rod is installed under the plunger with the possibility of axial movement and forced simultaneous opening of the suction and discharge valves of the lower section of the pump of the device.

Недостатком известного технического решения является то, что при наличии механических примесей и отложениях парафиносмолистых веществ в проходных частях клапанов возможно несрабатывание принудительного открытия клапанов, а также переход их обратно в рабочее состояние.A disadvantage of the known technical solution is that in the presence of mechanical impurities and deposits of paraffin-resinous substances in the passage parts of the valves, it is possible that the forced opening of the valves may not work, as well as their transition back to working condition.

Известна конструкция насоса двустороннего действия (Тематический сборник научных трудов, АзНИПИнефть, 1978 г., статья "Создание скважинных штанговых насосов двустороннего действия", стр.3-6), представляющая собой втулочный вертикальный плунжерный насос вставного или невставного исполнения с условным размером 55 мм, с кожухом и цилиндром, нижними всасывающим и нагнетательным клапанами, распределительной муфтой, имеющей конусную опору, верхними всасывающим и нагнетательным клапанами, установленными сбоку, отличительными особенностями которого являются простота конструкции и возможность максимального использования узлов и деталей серийных насосов, расположение нагнетательного клапана в верхней части верхней камеры, исключающее накопление в ней газа, использование стандартных диаметров труб, применяемых при эксплуатации скважин серийными насосами. Недостатком данного насоса является большое расстояние между верхними всасывающим и нагнетательным клапанами, создающее дополнительное вредное пространство, снижающее подачу скважинной жидкости и вызывающее осаждение механических примесей в верхней части насоса, что может привести к заклиниванию плунжера. Использование насоса диаметром 55 мм создает проблемы с размещением боковых клапанов при использовании обсадной колонны диаметром 146 мм.A well-known design of a double-acting pump (Thematic collection of scientific papers, AzNIPIneft, 1978, article "Creating double-acting borehole sucker rod pumps", p. 3-6), which is a sleeve vertical plunger pump of plug-in or non-standard design with a nominal size of 55 mm, with casing and cylinder, lower suction and discharge valves, cone-shaped distribution sleeve, upper suction and discharge valves installed on the side, distinctive features of which th are simplicity of design and the possibility of maximum utilization of production units and parts of pumps, the arrangement of the discharge valve at the top of the upper chamber precluding the accumulation of gas in it, the use of standard diameters of pipes used in the operation of serial pumps wells. The disadvantage of this pump is the large distance between the upper suction and discharge valves, creating additional harmful space, reducing the flow of well fluid and causing the deposition of mechanical impurities in the upper part of the pump, which can lead to jamming of the plunger. Using a 55 mm diameter pump creates problems with side valve placement when using a 146 mm diameter casing.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы установки при простоте конструкции.The task of the invention is to increase the reliability of the installation with simplicity of design.

Поставленная задача решается тем, что установка штанговая насосная для добычи нефти при одновременной раздельной эксплуатации одной скважиной двух пластов, состоящая из устьевой и скважинной частей, в скважинной части содержащая скважинный штанговый насос с кожухом и цилиндром, нижние всасывающий и нагнетательный клапаны, распределительную муфту, имеющую конусную опору, верхние всасывающий и нагнетательный клапаны, установленные сбоку, согласно изобретению устьевая часть установки дополнительно обеспечивает раздельный выход жидкости из двух пластов, а в скважинной части распределительная муфта, соединенная с цилиндром скважинного штангового насоса, содержит верхние всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные по разные стороны от оси друг над другом в одной плоскости, что позволяет уменьшить расстояние между клапанами, образует пространство над плунжером, обеспечивающее прием и выход жидкости из верхнего пласта в колонну насосно-компрессорных труб и в устьевую арматуру раздельно от жидкости нижнего пласта, плунжер скважинного штангового насоса соединен с полой штанговой колонной полым полированным штоком с уплотнением, образуя раздельную линию для выхода жидкости из нижнего пласта через хвостовик, соединенный с пакером, в устьевую арматуру.The problem is solved in that the sucker rod pumping unit for oil production with simultaneous separate operation of one well of two layers, consisting of a wellhead and a borehole part, in the borehole part containing a borehole sucker pump with a casing and a cylinder, lower suction and discharge valves, a distribution sleeve having conical support, upper suction and discharge valves mounted sideways, according to the invention, the wellhead of the installation additionally provides a separate outlet for liquid of two layers, and in the downhole part, the distribution sleeve connected to the cylinder of the downhole sucker rod pump contains upper suction and discharge valves located on different sides of the axis one above the other in the same plane, which allows to reduce the distance between the valves, forms a space above the plunger providing intake and exit of fluid from the upper reservoir to the tubing string and to the wellhead separately from the lower reservoir fluid, the plunger of the downhole sucker rod pump is connected a hollow rod string hollow polished rod sealingly, forming a separate line for the exit of fluid from the formation through the lower shank connected with a packer, a wellhead valve.

На чертеже представлена схема установки штанговой насосной для добычи нефти при одновременной раздельной эксплуатации одной скважиной двух пластов с использованием обсадной колонны диаметром от 146 мм.The drawing shows a diagram of the installation of a sucker rod pump for oil production with simultaneous separate operation of two formations by one well using a casing with a diameter of 146 mm or more.

Установка состоит из устьевой 1 и скважинной 2 частей.The installation consists of wellhead 1 and downhole 2 parts.

В устьевой части используется серийно изготавливаемая устьевая арматура 3, предназначенная для эксплуатации скважинных штанговых насосов, с измененной конструкцией, обеспечивающей раздельный выход жидкостей из двух пластов. Для разделения жидкостей используется разделительный узел 4 с уплотнением полого полированного устьевого штока.In the wellhead, a commercially available wellhead valve 3 is used for operating well sucker-rod pumps with a modified design that provides a separate exit of fluids from two layers. For the separation of liquids, a separation unit 4 with a hollow polished wellhead stem seal is used.

Скважинная часть установки состоит из полой штанговой колонны 5, муфты распределительной 6 с верхними всасывающим 7 и нагнетательным 8 клапанами, расположенными по разные стороны от оси друг над другом в одной плоскости, конусной опоры 9, уплотнения полого полированного штока 10, скважинного штангового насоса 11 с плунжером 12 с нижними всасывающим 13 и нагнетательным 14 клапанами, расположенного под распределительной муфтой, полого полированного штока 15. Муфта распределительная 6 соединяется в нижней части с цилиндром скважинного штангового насоса 11. Ниже установки устанавливается пакер 16 для разобщения эксплуатируемых пластов - верхнего 17 и нижнего 18. Хвостовик эксплуатационного оборудования соединен с пакером. Для подачи скважинной жидкости на выкидные линии используются раздельные выходы устьевой арматуры: 19 - из нижнего и 20 - из верхнего пласта.The borehole part of the installation consists of a hollow rod string 5, a distribution sleeve 6 with a top suction 7 and a discharge valve 8 located on opposite sides of the axis one above the other in the same plane, a conical support 9, a hollow polished rod seal 10, a borehole sucker rod pump 11 s a plunger 12 with lower suction 13 and discharge 14 valves, located under the distribution sleeve, of a hollow polished rod 15. The distribution sleeve 6 is connected in the lower part to the cylinder of the downhole rod pump 11. A packer 16 is installed below the installation to isolate the exploited formations - the upper 17 and the lower 18. The shank of production equipment is connected to the packer. To supply the borehole fluid to the flow lines, separate outlets of wellhead valves are used: 19 from the lower and 20 from the upper formation.

В распределительной муфте установки используются клапаны в стандартном исполнении в корпусах в сборе с возможностью их подбора.The installation distribution clutch uses standard valves in complete housings with the possibility of their selection.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Полая штанговая колонна 5 приводится в возвратно-поступательное движение наземным приводом. При ходе штанговой колонны 5 и плунжера 12 вниз жидкость из верхнего пласта 17 через верхний всасывающий клапан 7 попадает в полость над плунжером скважинного штангового насоса 11. Одновременно жидкость из нижнего пласта 18 через нижний нагнетательный клапан 14, плунжер 12 и полый полированный шток 15 поступает в полую штанговую колонну 5. Уплотнение полого полированного штока 10 препятствует попаданию жидкости в колонну насосно-компрессорных труб. По полой штанговой колонне жидкость попадает в разделительный узел 4 и затем на выход 19 раздельной линии устьевой арматуры 3 скважины.The hollow rod column 5 is driven back and forth by a ground drive. When the rod column 5 and the plunger 12 move downward, the liquid from the upper formation 17 through the upper suction valve 7 enters the cavity above the plunger of the downhole sucker rod pump 11. Simultaneously, the liquid from the lower formation 18 through the lower discharge valve 14, the plunger 12 and the polished hollow rod 15 enters hollow rod string 5. The seal of the hollow polished rod 10 prevents liquid from entering the tubing string. The liquid enters the separation unit 4 along the hollow rod string and then to the outlet 19 of the separate line of the wellhead reinforcement 3 of the well.

При ходе штанговой колонны 5 и плунжера 12 вверх жидкость из нижнего пласта 18 через хвостовик поступает в цилиндр скважинного штангового насоса 11, расположенного над пакером 16. При этом жидкость из полости над плунжером через верхний нагнетательный клапан 8 поступает в колонну насосно-компрессорных труб и далее на выход 20 раздельной линии устьевой арматуры 3.During the course of the rod string 5 and plunger 12 upward, fluid from the lower reservoir 18 through the liner enters the cylinder of the sucker rod pump 11 located above the packer 16. In this case, fluid from the cavity above the plunger through the upper discharge valve 8 enters the tubing string and then output 20 of a separate line of wellhead valves 3.

Процесс повторяется циклически в той же последовательности.The process is repeated cyclically in the same sequence.

Измерение и контроль дебита жидкости скважины осуществляется с помощью АГЗУ типа «Спутник» по раздельным выкидным линиям.Measurement and control of the fluid flow rate of the well is carried out using a satellite of the Sputnik type along separate flow lines.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет производить добычу скважинной жидкости при одновременной раздельной эксплуатации одной скважиной двух пластов, осуществлять ее раздельный подъем и учет. Конструкция установки исключает осаждение механических примесей в полости над плунжером и уплотнениях полых штоков, что повышает надежность ее работы.Thus, the proposed installation allows the production of borehole fluid with simultaneous separate operation of one well of two layers, to carry out its separate rise and metering. The design of the installation eliminates the deposition of mechanical impurities in the cavity above the plunger and the seals of the hollow rods, which increases the reliability of its operation.

Claims

A sucker-rod pumping unit for oil production with simultaneous separate operation of one well of two layers, consisting of a wellhead and a borehole part, containing a borehole sucker-rod pump with a casing and a cylinder, lower suction and discharge valves, a distribution sleeve having a conical support, upper suction and discharge valves installed on the side, characterized in that the wellhead of the installation additionally provides a separate outlet of fluid from two layers, and in the borehole hour and a distribution sleeve connected to the cylinder of the sucker rod pump, contains upper suction and discharge valves located on opposite sides of the axis above each other in the same plane, which allows to reduce the distance between the valves, forms a space above the plunger, providing fluid intake and exit from the upper formation in the tubing string and in the wellhead separately from the lower formation fluid, the plunger of the downhole sucker rod pump is connected to the hollow rod string hollow floor Rowan rod sealingly, forming a separate line for the exit of fluid from the formation through the lower shank connected with a packer, a wellhead valve.