RU2410531C1

RU2410531C1 - Plant for simultaneously separated bed exploitation

Info

Publication number: RU2410531C1
Application number: RU2010105104/03A
Authority: RU
Inventors: Камиль Мансурович Гарифов (RU); Камиль Мансурович Гарифов; Наиль Габдулбариевич Ибрагимов (RU); Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Владимир Гелиевич Фадеев (RU); Владимир Гелиевич Фадеев; Рамиль Нафисович Ахметвалиев (RU); Рамиль Нафисович Ахметвалиев; Руслан Габделракибович Заббаров (RU); Руслан Габделракибович Заббаров; Альберт Хамзеевич Кадыров (RU); Альберт Хамзеевич Кадыров; Илгам Нухович Рахманов (RU); Илгам Нухович Рахманов; Александр Владимирович Глуходед (RU); Александр Владимирович Глуходед; Виктор Александрович Балбошин (RU); Виктор Александрович Балбошин; Николай Анатольевич Воронин (RU); Николай Анатольевич Воронин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-01-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention refers to well pumping units. The unit includes tubing, main packer, pipe tail with main channel connected to below-packer bed, rod pump equipped with pressure valve, main suction valve and side suction valve. Rod pump is equipped with hollow plunger connected to hollow bars. There is a hollow body between pump cylinder and main suction valve. In the cylinder below the side channel hole there located is dividing piston with the possibility of limited lateral movement upwards and downwards into body cavity. In the wells with three tapped beds the plant is equipped with additional tubing, there is additional packer above the main packer, pipe tail is equipped with additional channel. Pump cylinder that is above the main side valve is equipped with the same additional side suction valve and additional dividing piston. Cylinder cavity is connected via the hole to additional tubing through additional bypass channel with back-pressure valve. One of the pump suction valves is connected to over-packer space, the second is connected through additional pipe tail channel to inter-packer space, the third is connected through main pipe tail channel to below-packer space not connected to other suction valve.

EFFECT: provision of possibility to exploit three objects concurrently, each in its optimal mode not mixing their products.

1 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 скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов в скважине (патент РФ №2221136, бюл. №1 за 10.01.2004 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик и штанговый насос с основным и дополнительным боковым всасывающими клапанами.A well-known downhole installation for simultaneous and separate operation of formations in a well (RF patent No. 2221136, bull. No. 1 for January 10, 2004), containing a string of elevator pipes, a packer, a liner and a sucker rod pump with a main and additional side suction valves.

Недостатком установки является невозможность одновременно-раздельной эксплуатации пластов трех пластов.The disadvantage of this installation is the impossibility of simultaneous and separate operation of the layers of the three layers.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов в скважине (патент РФ №2370641, Е21В 43/14, бюл №1 за 20.10.2009 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик и штанговый насос с основным и боковым всасывающими клапанами, плунжер с полыми штангами и разделительный поршень.The closest in technical essence to the proposed one is an installation for simultaneous and separate operation of formations in a well (RF patent No. 2370641, ЕВВ 43/14, Bull. No. 1 of 20.10.2009), containing a lift pipe string, packer, liner and sucker rod pump with main and side suction valves, hollow rod plunger and separation piston.

Технической задачей, решаемой установкой, является создание возможности одновременно-раздельной эксплуатации пластов трех пластов одной скважиной.The technical problem solved by the installation is to create the possibility of simultaneous and separate exploitation of the layers of three layers by one well.

Указанная задача решается предлагаемой установкой для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, включающей колонну лифтовых труб, установленный между верхним и нижним пластами основной пакер, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пластом, штанговый насос, оснащенный нагнетательным клапаном, основным всасывающим клапаном и боковым всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра насоса, причем штанговый насос оснащен полым плунжером, сообщенным с полыми штангами, а между цилиндром насоса и основным всасывающим клапаном размещен полый корпус, верхняя часть которого сообщена обводным каналом через обратный клапан с лифтовыми трубами, при этом ниже отверстия для бокового канала в цилиндре размещен разделительный поршень с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх, а внутренняя полость у корпуса выполнена большим внутренним диаметром, чем у цилиндра.This problem is solved by the proposed installation for simultaneous and separate operation of two layers, including a column of elevator pipes, a main packer installed between the upper and lower layers, a shank with a main channel in communication with the under-packer, a sucker rod pump equipped with a discharge valve, a main suction valve and a side suction valve a valve connected by an outlet with an opening in the wall of the pump cylinder, moreover, the sucker rod pump is equipped with a hollow plunger in communication with hollow rods, and between the cylinder we CA and the main suction valve placed a hollow body, the upper part of which is communicated bypass channel through a check valve with lift pipes, while below the hole for the side channel in the cylinder there is a separation piston with the possibility of limited longitudinal movement down into the body cavity and up, and the inner cavity at the housing is made with a larger inner diameter than the cylinder.

Новым является то, что в скважинах с тремя вскрытыми пластами установка снабжена дополнительными лифтовыми трубами, выше основного пакера размещен дополнительный пакер, хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством, а цилиндр насоса выше основного бокового клапана оснащен аналогичным дополнительным боковым всасывающим клапаном и дополнительным разделительным поршнем, размещенным с возможностью ограниченного перемещения между входными отверстиями цилиндра для боковых всасывающих клапанов, при этом полость цилиндра сообщена отверстием, выполненным на уровне отверстия основного бокового клапана, с дополнительными лифтовыми трубами через дополнительный обводной канал со своим обратным клапаном, причем один из всасывающих клапанов насоса сообщен с надпакерным пространством, другой через дополнительный канал хвостовика - с межпакерным пространством, третий через основной канал хвостовика - с подпакерным пространством, не сообщенным с другим всасывающим клапаном.New is that in wells with three open reservoirs, the installation is equipped with additional lift pipes, an additional packer is placed above the main packer, the liner is equipped with an additional channel in communication with the inter-packer space, and the pump cylinder is equipped with a similar additional side suction valve and additional dividing a piston placed with the possibility of limited movement between the cylinder inlet openings for the side suction valves, when ohm, the cylinder cavity is communicated by an opening made at the level of the opening of the main side valve, with additional lift pipes through an additional bypass channel with its own check valve, one of the pump suction valves being in communication with the over-packer space, the other through the additional liner channel - with the inter-packer space, the third through the main channel of the shank - with a sub-packer space not communicated with another suction valve.

Сущность изобретения заключается в том, что с помощью дополнительного бокового всасывающего клапана двух разделительных поршней, полых штанг, дополнительного пакера и дополнительного канала в хвостовике удалось создать установку для одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов одной скважиной, не смешивая при этом продукций пластов.The essence of the invention lies in the fact that with the help of an additional side suction valve of two dividing pistons, hollow rods, an additional packer and an additional channel in the liner, it was possible to create an installation for simultaneous and separate operation of three layers with one well, without mixing the formation products.

На чертеже показана схема установки.The drawing shows the installation diagram.

Установка содержит скважину 1 с тремя вскрытыми пластами: верхним 2, средним 3 и нижним 4, разделенными основным 5 и дополнительным 6 пакерами на 3 пространства: надпакерное 7, межпакерное 8 и подпакерное 9. В скважину 1 на колонне лифтовых труб 10 спущен насос 11 с тремя всасывающими клапанами: нижним основным 12, боковым основным 13, сообщенным отверстием 14 с полостью цилиндра 15 насоса 11, и дополнительным боковым 16, сообщенным с полостью цилиндра 15 отверстием 17. К нижней части цилиндра 15 насоса 11 присоединен корпус 18, в нижней части которого установлен основной нижний всасывающий клапан 12 и выполнено соединение с хвостовиком 19, содержащим основной канал 20, сообщенный с подпакерным пространством 9, и дополнительный канал 21, сообщенный с межпакерным пространством 8. В верхней части корпуса 18 выполнено отверстие 22, сообщенное обводным каналом 23 через обратный клапан 24 с полостью дополнительных лифтовых труб 25. В нижней части цилиндра 15 установлен с возможностью перемещения разделительный поршень 26 с ограничителем перемещения 27 и дополнительный разделительный поршень 28 с ограничителем перемещения 29, а полый плунжер 30 с нагнетательным клапаном 31 сообщен и соединен с полыми штангами 32. В цилиндре 15 на уровне отверстия 14 выполнено дополнительное отверстие 33, сообщенное дополнительным обводным каналом 34 с обратным клапаном 35 с полостью лифтовых труб 10.The installation contains well 1 with three exposed layers: upper 2, middle 3 and lower 4, separated by the main 5 and additional 6 packers into 3 spaces: above-packer 7, between-packer 8 and under-packer 9. Pump 11 was launched into well 1 on the string of elevator pipes 10 three suction valves: the bottom main 12, the side main 13, the communicated hole 14 with the cavity of the cylinder 15 of the pump 11, and the additional side 16, communicated with the cavity of the cylinder 15 of the hole 17. To the bottom of the cylinder 15 of the pump 11 is attached a housing 18, in the lower part of which setting the main lower suction valve 12 and connected to the shank 19 containing the main channel 20 in communication with the under-packer space 9, and an additional channel 21 in communication with the inter-packer space 8. An opening 22 is made in the upper part of the housing 18, communicated by the bypass channel 23 through the check valve 24 with a cavity of additional lift pipes 25. In the lower part of the cylinder 15, a separation piston 26 with a travel stop 27 and an additional separation piston 28 with a stopper p remescheniya 29, and a hollow plunger 30 with the discharge valve 31 communicates with and is connected to hollow rods 32. In the cylinder 15 at the holes 14 is an additional hole 33 communicated additional bypass line 34 with nonreturn valve 35 with the cavity 10 of tubings.

Всасывающие клапаны 12, 13 и 16 оснащены соединительными каналами 36, 37 и 38 для сообщения с надпакерным 7, межпакерным 8 либо с подпакерным 9 пространствами в любых сочетаниях так, чтобы эти пространства 7, 8 и 9 были сообщены только с одним из всасывающих клапанов 12, 13 или 16.Suction valves 12, 13 and 16 are equipped with connecting channels 36, 37 and 38 for communication with overpacker 7, interpacker 8 or with underpacker 9 spaces in any combination so that these spaces 7, 8 and 9 communicate with only one of the suction valves 12 13 or 16.

Работает установка следующим образом (на одном возможном примере сообщения всасывающих каналов 16, 13 и 12 и соответствующих их пространств 7, 8 и 9).The installation works as follows (in one possible example, the messages of the suction channels 16, 13 and 12 and their respective spaces 7, 8 and 9).

При движении колонны полых штанг 32 вверх туда же из нижней мертвой точки перемещается плунжер 30, создаваемое между ним и разделительными поршнями 26 и 28 разрежение перемещает их также вверх и создает разрежение в полости корпуса 18, куда через открытый основной всасывающий клапан 12, соединительный канал 38, основной канал 20 хвостовика 19 и подпакерное пространство 9 скважины 1 под основным пакером 5 поступает продукция нижнего пласта 4. При достижении верхним торцом поршня 28 отверстия 14 ограничитель 27 останавливает дальнейшее перемещение поршня 26 и в цилиндр 15 насоса 11 поступает через отверстие 14, основной боковой всасывающий клапан 13, соединительный канал 37, дополнительный канал 21 хвостовика 19, межпакерное пространство 8, образованное основным 5 и дополнительным 6 пакерами, продукция среднего пласта 3. При этом дополнительный разделительный поршень 28 продолжает перемещаться вслед за плунжером 30.When the column of hollow rods 32 moves upward, the plunger 30 moves there from the bottom dead center, the vacuum created between it and the separation pistons 26 and 28 also moves them upward and creates a vacuum in the cavity of the housing 18, where through the open main suction valve 12, the connecting channel 38 , the main channel 20 of the shank 19 and the under-packer space 9 of the well 1 under the main packer 5 receives the products of the lower layer 4. When the upper end of the piston 28 reaches the hole 14, the stopper 27 stops further movement of the piston I 26 and into the cylinder 15 of the pump 11 enters through the hole 14, the main side suction valve 13, the connecting channel 37, the additional channel 21 of the shank 19, the inter-packer space 8, formed by the main 5 and additional 6 packers, the products of the middle layer 3. In this case, an additional separation the piston 28 continues to move after the plunger 30.

После достижения верхним торцом поршня 28 отверстия 17 ограничитель перемещения 29 останавливает его дальнейшее движение, а в цилиндр 15 поступает через дополнительный боковой всасывающий клапан 16, соединительный канал 36 и надпакерное пространство 7 в пространство выше дополнительного поршня 28 продукция только верхнего пласта 2.After reaching the top end of the piston 28 of the hole 17, the movement limiter 29 stops its further movement, and into the cylinder 15 through the additional side suction valve 16, the connecting channel 36 and the over-packer space 7 into the space above the additional piston 28, only the upper layer 2 products.

При этом основной боковой всасывающий клапан 13 перекрывается поршнем 28.While the main side suction valve 13 is blocked by the piston 28.

После достижения плунжером 30 верхней мертвой точки он начинает движение вниз, при этом нагнетательный клапан 31 открывается и продукция верхнего пласта 2 вытесняется по полым штангам 32 на устье скважины (на чертеже не показано).After the plunger 30 reaches the top dead center, it begins to move downward, while the discharge valve 31 opens and the products of the upper layer 2 are displaced along the hollow rods 32 at the wellhead (not shown in the drawing).

После достижения плунжером 30 верхнего торца дополнительного разделительного поршня 28 он толкает его вниз. Поршень 28, двигаясь вниз, вытесняет из полости цилиндра 15 через отверстие 33, обратный клапан 35, который по сути становится нагнетательным, и дополнительный обводной канал 34 продукцию среднего пласта 3 объемом части цилиндра 15 между отверстиями 17 и 33 в полость лифтовых труб 10 и далее на устье скважины (на чертеже не показано).After the plunger 30 reaches the upper end of the additional separation piston 28, it pushes it down. The piston 28, moving downward, displaces from the cavity of the cylinder 15 through the hole 33, the check valve 35, which essentially becomes a discharge valve, and the additional bypass channel 34 produce the middle layer 3 with the volume of the cylinder part 15 between the holes 17 and 33 into the cavity of the lift pipes 10 and further at the wellhead (not shown in the drawing).

После достижения поршнем 28 верхнего торца поршня 26 последний также начинает движение вниз, вытесняя продукцию нижнего пласта 4 из полости корпуса 18 через отверстие 22, клапан 24, обводной канал 23 в полость дополнительных лифтовых труб 25 и далее на устье скважины (на чертеже не показано).After the piston 28 reaches the upper end of the piston 26, the latter also begins to move downward, displacing the products of the lower layer 4 from the cavity of the housing 18 through the hole 22, valve 24, the bypass channel 23 into the cavity of the additional lift pipes 25 and then to the wellhead (not shown) .

Каналы 36, 37 и 38 обеспечивают возможность подсоединения любого всасывающего клапана 12, 13 или 16 к любой полости скважины 7, 8 или 9, т.е. к любому пласту 2, 3 или 4.Channels 36, 37 and 38 provide the ability to connect any suction valve 12, 13 or 16 to any cavity of the well 7, 8 or 9, i.e. to any layer 2, 3 or 4.

Установка позволяет установить в районе хвостовика 19 глубинный манометр, датчики которого будут через основной 20 и дополнительный 21 каналы сообщены с пластами 3 и 4 и передавать по кабелю, размещенному рядом с колонной лифтовых труб 10, информацию о забойных давлениях у пластов.The installation allows you to install a depth gauge in the area of the shank 19, the sensors of which will be in communication with the strata 3 and 4 through the main 20 and an additional 21 channels and transmit information on bottomhole pressures at the strata via a cable located next to the column of elevator pipes 10.

Дополнительные лифтовые трубы 25 могут быть выполнены в виде расположенной концентрично колонны трубы большего диаметра или параллельной колонны труб, например из гибкой трубы.Additional elevator pipes 25 can be made in the form of a concentric pipe string of a larger diameter or a parallel pipe string, for example from a flexible pipe.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет эксплуатировать одновременно три объекта, каждый в своем оптимальном режиме, не смешивая их продукций.Thus, the proposed installation allows you to operate simultaneously three objects, each in its optimal mode, without mixing their products.

Claims

Installation for simultaneous and separate operation of the reservoirs, including a column of elevator pipes installed between the upper and lower reservoirs, the main packer, a liner with a main channel in communication with the under-packer formation, a sucker rod pump equipped with a discharge valve, a main suction valve and a side suction valve in communication with the outlet with a hole in the wall of the pump cylinder, and the sucker rod pump is equipped with a hollow plunger in communication with the hollow rods, and between the pump cylinder and the main suction valve is placed a small casing, the upper part of which is communicated by a bypass through a non-return valve with elevator pipes, while below the hole for the side channel in the cylinder there is a dividing piston with the possibility of limited longitudinal movement down to the casing cavity and up, and the inner cavity at the casing is made with a large inner diameter, than the cylinder, characterized in that in wells with three open reservoirs the installation is equipped with additional lift pipes, an additional packer is placed above the main packer, The IR is equipped with an additional channel in communication with the interpacker space, and the pump cylinder above the main side valve is equipped with a similar additional side suction valve and an additional dividing piston placed with the possibility of limited movement between the cylinder inlet openings for the side suction valves, while the cylinder cavity is communicated with an opening made at the level of the opening of the main side valve, with additional lift pipes through an additional bypass channel with about its non-return valve, moreover, one of the suction valves of the pump is in communication with the over-packer space, the other through the additional channel of the shank - with the inter-packer space, the third through the main channel of the shank - with the sub-packer space, not communicated with the other suction valve.