RU2612410C1 - Reservoir fluid lifting unit - Google Patents

Reservoir fluid lifting unit Download PDF

Info

Publication number
RU2612410C1
RU2612410C1 RU2016100407A RU2016100407A RU2612410C1 RU 2612410 C1 RU2612410 C1 RU 2612410C1 RU 2016100407 A RU2016100407 A RU 2016100407A RU 2016100407 A RU2016100407 A RU 2016100407A RU 2612410 C1 RU2612410 C1 RU 2612410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tms
hydraulic line
pump
installation
power supply
Prior art date
Application number
RU2016100407A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Александрович Плотников
Александр Владимирович Плотников
Дмитрий Иосифович Уфимцев
Original Assignee
Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Новомет-Пермь" filed Critical Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority to RU2016100407A priority Critical patent/RU2612410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2612410C1 publication Critical patent/RU2612410C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06—Measuring temperature or pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the hydrocarbons extraction from small diameter wells using submersible electric centrifugal pumps equipped with a thermal manometric system (TMS). The reservoir fluid lifting unit contains a submersible electric motor with a seal section and a power cord, a pump, a control station with a frequency converter, a tubing and a TMS system with a hydraulic line. TMS is installed over the submersible electric motor and is connected to it via a detachable docking unit. The power supply cable is passed through the TMS. To prevent liquid leakage in case of hydraulic line interruption, the TMC is equipped with a valve.
EFFECT: invention allows to mount equipment on the well, reduce radial dimensions and increase the unit reliability.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей области, в частности к добыче углеводородов из скважин малого диаметра с помощью погружных установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), оснащенных термоманометрической системой (ТМС).The invention relates to the oil and gas field, in particular to the production of hydrocarbons from small diameter wells using submersible electric centrifugal pump units (ESPs) equipped with a thermomanometric system (TMS).

Известна установка для подъема нефти, состоящая из погружного малооборотного (500 об/мин) вентильного электродвигателя с гидрозащитой, оснащенного опорным модулем, одновинтового насоса, кабельной линии, подземной ТМС, напорно-компрессорных труб (НКТ), станции управления с частотным преобразователем, обеспечивающей стабильную работу вентильного электродвигателя с малыми оборотами [А. Паланджянц, Ю. Хайновский, Д. Петров. В ОАО «Оренбургнефть» протестированы одновинтовые насосы с вентильным электродвигателем // Вестник механизированной добычи. 2012. №2. С. 12-16].A well-known installation for lifting oil, consisting of a submersible low-speed (500 rpm) hydraulic motor valve with hydraulic protection, equipped with a support module, single screw pump, cable line, underground TMS, pressure-compressor pipes (tubing), a control station with a frequency converter that provides stable the operation of a valve motor with low speed [A. Palanjyants, Yu. Hainovsky, D. Petrov. Single-screw pumps with a valve electric motor were tested at Orenburgneft // Bulletin of mechanized production. 2012. No2. S. 12-16].

Недостатками установки являются недостаточная надежность насоса, особенно при больших глубинах подвески, повышенных температурах и высоких содержаниях абразивных частиц, проблема заклинивания ротора при повторных пусках системы и большие габариты двигателя в осевом направлении.The disadvantages of the installation are the lack of reliability of the pump, especially at large suspension depths, elevated temperatures and high abrasive particles, the problem of jamming of the rotor during repeated starts of the system and the large dimensions of the motor in the axial direction.

Известна также установка для подъема пластовой жидкости, содержащая станцию управления, силовой трансформатор, силовой кабель, соединяющий наземную часть со скважинной, погружной электродвигатель с насосом и ТМС [Патент на ПМ №45871 РФ, МПК Н02Н 7/08, опубликован 27.05.2005]. Управление режимами добычи углеводородов на данной установке осуществляется за счет контроля параметров погружного электродвигателя (ПЭД), а канал связи ТМС с поверхностью использует силовые цепи питания погружного электродвигателя и его заземленный корпус.A well-known installation for raising the reservoir fluid containing a control station, a power transformer, a power cable connecting the ground part to the borehole, submersible motor with a pump and TMS [Patent PM PM No. 45871 of the Russian Federation, IPC Н02Н 7/08, published 05.27.2005]. The control of hydrocarbon production modes at this installation is carried out by monitoring the parameters of the submersible electric motor (SEM), and the TMS communication channel with the surface uses the power supply circuits of the submersible electric motor and its grounded casing.

К недостаткам такой установки относится сложность эксплуатации ТМС из-за возможных перенапряжений, что снижает надежность установки и уменьшает время наработки на отказ.The disadvantages of this installation include the difficulty of operating the TMS due to possible overvoltages, which reduces the reliability of the installation and reduces the MTBF.

Наиболее близким к предлагаемой является установка для подъема пластовой жидкости, включающая погружной электродвигатель с гидрозащитой и силовым кабелем питания, динамический насос с осевыми ступенями, станцию управления с частотным преобразователем, НКТ, систему ТМС с гидравлической линией, установленную под электродвигателем [Патент на ПМ №142460 РФ, МПК F04D 13/10, Е21В 43/00, опубликован 27.06.2014]. Электродвигатель подключен к наземной станции управления с частотным преобразователем, предназначенным для регулирования частоты его вращения в интервале от 2000 до 6000 об/мин в зависимости от показателей датчиков ТМС. Станция управления снабжена программой, которая регулирует проведение кратковременно-периодической эксплуатации по временному принципу и по показаниям давления на входе в систему.Closest to the proposed one is an installation for raising formation fluid, including a submersible motor with hydraulic protection and a power supply cable, a dynamic pump with axial steps, a control station with a frequency converter, tubing, a TMS system with a hydraulic line installed under the electric motor [Patent on PM No. 142460 RF, IPC F04D 13/10, Е21В 43/00, published on June 27, 2014]. The electric motor is connected to a ground control station with a frequency converter designed to control its rotation frequency in the range from 2000 to 6000 rpm, depending on the performance of the TMS sensors. The control station is equipped with a program that regulates the conduct of short-period periodic operation according to the time principle and according to the pressure readings at the system inlet.

Недостатками данной установки является сложность монтажа и ограниченные функциональные возможности ТМС, а также невозможность ее использования в скважинах малого диаметра из-за повышенных радиальных размеров.The disadvantages of this installation are the complexity of installation and the limited functionality of the TMS, as well as the inability to use it in small diameter wells due to increased radial dimensions.

Настоящее изобретение расширяет функциональные возможности ТМС за счет размещения ТМС в УЭЦН на силовом кабеле питания дополнительной линии связи для измерения давления на выходе насоса, а также позволяет монтировать оборудование на скважине, уменьшает радиальные габаритные размеры и повышает надежность работы установки благодаря предотвращению утечки жидкости при обрыве гидравлической линии.The present invention extends the functionality of the TMS by placing the TMS in the ESP on the power supply cable of an additional communication line for measuring the pressure at the pump outlet, and also allows you to mount the equipment at the well, reduces the radial overall dimensions and increases the reliability of the installation due to the prevention of fluid leakage when the hydraulic circuit breaks lines.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для подъема пластовой жидкости, состоящей из погружного электродвигателя с гидрозащитой и силовым кабелем питания, насоса, станции управления с частотным преобразователем, НКТ, системы ТМС с гидравлической линией, согласно изобретению, ТМС установлена над погружным электродвигателем и через нее пропущен силовой кабель питания, при этом ТМС оснащена клапаном, предотвращающим утечку жидкости при обрыве гидравлической линии, и присоединена к погружному электродвигателю с помощью разъемного стыковочного узла.The specified technical result is achieved by the fact that in the installation for raising the reservoir fluid, consisting of a submersible motor with hydraulic protection and a power supply cable, a pump, a control station with a frequency converter, tubing, a TMS system with a hydraulic line, according to the invention, the TMS is installed above the submersible motor and a power supply cable is passed through it, while the TMS is equipped with a valve that prevents leakage of fluid when the hydraulic line is disconnected, and is connected to a submersible motor with omoschyu detachable docking station.

Монтаж ТМС к УЭЦН обеспечивается за счет безфланцевого узла стыковки, позволяющего уменьшить диаметральный габарит, выдержать вес установки и обеспечить стыковку электрических выводов (контактов) силового кабеля питания при подключении к ПЭД и к гидрозащите непосредственно на скважине.The installation of the TMS to the ESP is ensured by a flangeless connection unit, which allows to reduce the diametric dimension, maintain the weight of the installation and ensure the connection of the electrical leads (contacts) of the power supply cable when connected to the SEM and to hydraulic protection directly at the well.

Клапан в ТМС выполнен в виде устройства-отсекателя, предназначенного для закрытия потока при условиях обрыва гидравлической линии, а именно при появлении движения жидкости в гидравлической линии и выходе ее в затрубное пространство.The valve in the TMS is made in the form of a shut-off device designed to close the flow under conditions of a break in the hydraulic line, namely when there is a movement of fluid in the hydraulic line and its exit into the annulus.

Для измерения давления гидравлическая линия протянута от ТМС до выхода насоса. Другим отличием является выполнение установки с поперечным сечением, не превышающим 55 мм.To measure pressure, the hydraulic line is extended from the TMS to the pump outlet. Another difference is the installation with a cross section not exceeding 55 mm.

Общая схема системы ТМС представлена на чертеже.The general scheme of the TMS system is shown in the drawing.

Установка содержит ПЭД 1 с гидрозащитой 2, к которому подведена грузонесущая муфта 3, насос с выкидным модулем 4, например, центробежного типа, НКТ 5 и 14, пакер 11, размещенный между НКТ 5 и 14, станцию управления с частотным преобразователем 6, соединенную с наземной частью системы ТМС 13. Погружная часть системы ТМС 7 установлена над электродвигателем 1 и соединена с ним с помощью разъемного стыковочного узла, в качестве которого может быть использован узел с закладными элементами, изготовленный, например, по патенту №2310772 РФ. В погружной части системы ТМС 7 выполнено центральное отверстие 8, через которое пропущен силовой кабель питания 12, подключенный к ПЭД 1. Прохождение силового кабеля питания 12 внутри погружной части ТМС 7 позволяет уменьшить радиальные габариты установки до 55 мм и обеспечивает дополнительную защиту силового кабеля питания, что повышает надежность работы установки. Погружная часть системы ТМС 7 связана с выходом насоса 4 через гидравлическую линию 9, предназначенную для измерения давления на выходе насоса. Кроме того, погружная часть системы ТМС позволяет контролировать температуру и давление на приеме насоса 4. В состав ТМС входит муфта с встроенным клапаном 10, например, шаровым, предотвращающим утечку жидкости при обрыве гидравлической линии 9.The installation contains a PED 1 with hydraulic protection 2, to which a load-carrying sleeve 3 is connected, a pump with a folding module 4, for example, a centrifugal type, tubing 5 and 14, a packer 11 located between the tubing 5 and 14, a control station with a frequency converter 6, connected to the ground part of the TMS system 13. The submersible part of the TMS system 7 is mounted above the electric motor 1 and connected to it by means of a detachable docking unit, which can be used as a node with embedded elements, made, for example, according to patent No. 2310772 of the Russian Federation. In the submersible part of the TMS 7 system, a central hole 8 is made through which a power supply cable 12 is connected to the PED 1. A passage of the power supply cable 12 inside the submersible part of the TMS 7 reduces the radial dimensions of the installation to 55 mm and provides additional protection for the power supply cable, which increases the reliability of the installation. The submersible part of the TMS 7 system is connected to the outlet of the pump 4 through a hydraulic line 9 designed to measure the pressure at the outlet of the pump. In addition, the submersible part of the TMS system allows you to control the temperature and pressure at the intake of pump 4. The TMS includes a coupling with an integrated valve 10, for example, a ball valve, which prevents leakage of fluid when the hydraulic line 9 is cut off.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Над пакером 11 с НКТ 14 устанавливается НКТ 5, внутри которых на силовом кабеле питания 12 располагается муфта с встроенным клапаном 10, насос 4, ПЭД 1, ТМС 7, грузонесущая муфта 3. При закачке пластовая жидкость из НКТ 14 через пакер 11 поступает в муфту 10 и насос 4, а из него перекачивается на поверхность (показано стрелками).Above the packer 11 with tubing 14, a tubing 5 is installed, inside of which on the power supply cable 12 there is a sleeve with an integrated valve 10, pump 4, PED 1, TMS 7, load-carrying sleeve 3. When injected, formation fluid from the tubing 14 through the packer 11 enters the sleeve 10 and pump 4, and from it is pumped to the surface (shown by arrows).

В наземную часть ТМС 13 с датчиков ТМС 7 поступают показания, по которым с помощью станции управления 6 через силовой кабель питания 12 задается оптимальная для данной скважины работа ПЭД 1 и насоса 4. Для снятия параметра давления на выходе насоса 4 служит гидравлическая линия 9.Indications are received from the sensors of the TMS 7 to the ground part of the TMS 13, according to which, using the control station 6, the optimal operation of the PEM 1 and pump 4 is set for the given well through the power supply cable 12. A hydraulic line 9 is used to remove the pressure parameter at the outlet of the pump 4.

В процессе работы насоса 4 через муфту 10 нефть попадает в гидравлическую линию 9, которая, в свою очередь, соединена с датчиком в погружной части ТМС 7, и заполняет ее. Если в процессе спуска или эксплуатации гидравлическая линия 9 рвется, то в муфте 10 срабатывает клапан, перекрывающий канал гидравлической линии 9.In the process, the pump 4 through the coupling 10, the oil enters the hydraulic line 9, which, in turn, is connected to the sensor in the submersible part of the TMS 7, and fills it. If during descent or operation, the hydraulic line 9 breaks, then in the coupling 10, a valve is activated that blocks the channel of the hydraulic line 9.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежную работу установки и пригодна для эксплуатации в скважинах малого диаметра.Thus, the proposed design ensures reliable operation of the installation and is suitable for operation in small diameter wells.

Claims (5)

1. Установка для подъема пластовой жидкости, состоящая из погружного электродвигателя с гидрозащитой и силовым кабелем питания, насоса, станции управления с частотным преобразователем, НКТ, системы ТМС с гидравлической линией, отличающаяся тем, что ТМС установлена над погружным электродвигателем и через нее пропущен силовой кабель питания, при этом ТМС оснащена клапаном, предотвращающим утечку жидкости при обрыве гидравлической линии, и присоединена к погружному электродвигателю с помощью разъемного стыковочного узла.1. Installation for raising the reservoir fluid, consisting of a submersible motor with hydraulic protection and a power supply cable, a pump, a control station with a frequency converter, tubing, a TMS system with a hydraulic line, characterized in that the TMS is installed above the submersible motor and a power cable is passed through it power supply, while the TMS is equipped with a valve that prevents leakage of fluid during a break in the hydraulic line, and is connected to the submersible motor using a detachable docking unit. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что стыковочный узел образован безфланцевым соединением с закладными элементами.2. Installation according to claim 1, characterized in that the docking unit is formed by a flangeless connection with embedded elements. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что клапан выполнен в виде устройства-отсекателя.3. Installation according to p. 1, characterized in that the valve is made in the form of a shut-off device. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что гидравлическая линия протянута от ТМС до выхода насоса для измерения давления.4. Installation according to claim 1, characterized in that the hydraulic line is stretched from the TMS to the outlet of the pump for measuring pressure. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с поперечным сечением, не превышающим 55 мм.5. Installation according to claim 1, characterized in that it is made with a cross section not exceeding 55 mm.
RU2016100407A 2016-01-11 2016-01-11 Reservoir fluid lifting unit RU2612410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100407A RU2612410C1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Reservoir fluid lifting unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100407A RU2612410C1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Reservoir fluid lifting unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2612410C1 true RU2612410C1 (en) 2017-03-09

Family

ID=58459567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100407A RU2612410C1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Reservoir fluid lifting unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612410C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2057907C1 (en) * 1993-04-14 1996-04-10 Владимир Геннадьевич Ханжин Process of exploitation of low-discharge well with electric pump having frequency-controlled drive
WO2010056648A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Saudi Arabian Oil Company Intake for shrouded electric submersible pump assembly
RU2475640C2 (en) * 2011-03-25 2013-02-20 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Method of hydrodynamic investigations of oil wells equipped with electric-centrifugal pumps with converter of current frequency
RU2512228C1 (en) * 2012-12-19 2014-04-10 Олег Сергеевич Николаев Plant for dual operation of multiple-zone well with telemetry system
RU142460U1 (en) * 2012-10-04 2014-06-27 Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" VISCOUS OIL LIFTING SYSTEM
RU2563262C2 (en) * 2014-07-15 2015-09-20 Олег Сергеевич Николаев Valve pump unit for simultaneous separate operation of multipay well

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2057907C1 (en) * 1993-04-14 1996-04-10 Владимир Геннадьевич Ханжин Process of exploitation of low-discharge well with electric pump having frequency-controlled drive
WO2010056648A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Saudi Arabian Oil Company Intake for shrouded electric submersible pump assembly
RU2475640C2 (en) * 2011-03-25 2013-02-20 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Method of hydrodynamic investigations of oil wells equipped with electric-centrifugal pumps with converter of current frequency
RU142460U1 (en) * 2012-10-04 2014-06-27 Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" VISCOUS OIL LIFTING SYSTEM
RU2512228C1 (en) * 2012-12-19 2014-04-10 Олег Сергеевич Николаев Plant for dual operation of multiple-zone well with telemetry system
RU2563262C2 (en) * 2014-07-15 2015-09-20 Олег Сергеевич Николаев Valve pump unit for simultaneous separate operation of multipay well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2743446C (en) Intake for shrouded electric submersible pump assembly
EP2761130B1 (en) Electrical submersible pump flow meter
US20090250210A1 (en) Device and Method For Gas Lock Detection In An Electrical Submersible Pump Assembly
RU2613542C2 (en) Submersible pump unit
CA2618556A1 (en) Electric submersible pump and motor assembly
GB2438515A (en) Capsule for downhole pump modules
US20150114662A1 (en) Pressure Compensation for a Backup Well Pump
CA3009623C (en) Small-sized submersible pump unit
CA2985704C (en) Apparatus and method for injecting a chemical to facilitate operation of a submersible well pump
RU2612410C1 (en) Reservoir fluid lifting unit
RU92089U1 (en) LIQUID INJECTION INSTALLATION
RU2485293C1 (en) Method of borehole transfer and unit for transfer of liquid from upper well formation to lower one with filtration
RU168449U1 (en) Installation for pumping fluid into the reservoir
CN110234836B (en) Electric submersible pump with cover
US20130199775A1 (en) Monitoring Flow Past Submersible Well Pump Motor with Sail Switch
US11242733B2 (en) Method and apparatus for producing well with backup gas lift and an electrical submersible well pump
RU2578017C1 (en) Device for fixation and protection of submersible telemetry system units
RU2319864C1 (en) Well pumping unit
RU2693077C2 (en) Multi-stage centrifugal pump with compression bulkheads
RU2601685C1 (en) Method of operating flooded wells and system therefor
US20240060403A1 (en) Electric submersible pump
US11499563B2 (en) Self-balancing thrust disk
RU2725202C1 (en) Submersible pumping unit for pumping liquid
RU164924U1 (en) INSTALLING A JET PUMP FOR OPERATION OF TILT DIRECTIONAL WELLS
RU2724084C2 (en) Unit for simultaneous separate operation of formations