RU2699502C1

RU2699502C1 - Pump unit for simultaneous-separate operation of two well formations

Info

Publication number: RU2699502C1
Application number: RU2018142765A
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Данченко
Original assignee: Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2019-09-05

Abstract

FIELD: pumps building.

SUBSTANCE: invention relates to pumping units for simultaneous-separate operation of two well formations. Proposed plant comprises upper and lower pump units suspended on flow column and separated by packer and consisting of electric motor, hydraulic protection, inlet module and submersible pump. Components of the upper pump unit are equipped with tubular shafts, axial holes of which together form a continuous flow channel communicating the output of the lower pump unit with the flow column and acting as a bypass pipe.

EFFECT: technical result consists in design simplification.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к насосным установкам для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) двух пластов скважины.The invention relates to oilfield equipment, namely, pumping units for simultaneous-separate operation (WEM) of two layers of the well.

Известна насосная установка для ОРЭ двух разделенных пакером пластов скважины, содержащая колонну лифтовых труб, кабель, винтовой насос в верхнем кожухе с боковым входным каналом для сообщения его полости с надпакерным пространством, и электропогружной насос с электродвигателем в нижнем кожухе, сообщающимся с подпакерным пространством посредством хвостовика, причем выход электропогружного насоса связан через клапан и верхний кожух с колонной лифтовых труб [Патент РФ №2368764, Е21В 43/14, 2009]. Известна также насосная установка для ОРЭ двух разделенных пакером пластов скважины, содержащая колонну лифтовых труб, кабель, верхний штанговый насос с полой колонной штанг, заключенный в верхний кожух, который сообщен с колонной лифтовых труб и снабжен боковым каналом, соединяющим прием штангового насоса с надпакерным пространством, нижний электропогружной насос, помещенный в кожух, который сообщен с подпакерным пространством через хвостовик, при этом выход электропогружного насоса сообщен с верхним кожухом [Патент РФ №2291953, Е21В 43/14, 2005]. Кроме того, известна насосная установка для ОРЭ двух разделенных пакером пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, кабель, верхний электропогружной насос, вход которого сообщен с надпакерным пространством, а выход с колонной лифтовых труб, нижний электропогружной насос в кожухе, сообщающийся сверху через боковой канал и тройник с колонной лифтовых труб, а снизу через хвостовик с подпакерным пространством [Гречаник А.И. Первый в РФ опыт применения двухлифтовой концентрической системы УЭЦН-УЭЦН для одновременной раздельной добычи нефти на Усть-Тегусском месторождении // Производственно-технический семинар «Оптимизация добычи нефти. Практика применения технологий ОРЭ, ОРЗ и интеллектуализация скважин». Уфа, 2010].A well-known pumping unit for an open-cast power station of two well seams separated by a packer, comprising a column of lift pipes, a cable, a screw pump in the upper casing with a side inlet channel for communicating its cavity with an over-packer space, and an electric submersible pump with an electric motor in the lower casing communicating with the under-packer space via a shank moreover, the output of the electric submersible pump is connected through the valve and the upper casing to the column of elevator pipes [RF Patent No. 2368764, ЕВВ 43/14, 2009]. There is also known a pumping unit for an open-cast power station of two well seams separated by a packer, comprising a lift pipe string, a cable, an upper sucker rod pump with a hollow rod string enclosed in an upper casing that is connected to the lift pipe string and is provided with a side channel connecting the sucker rod pump to the over-packer space , lower electric submersible pump placed in a casing that is in communication with the under-packer space through a shank, while the output of the electric submersible pump is in communication with the upper casing [RF Patent No. 2291953, ЕВВ 43/14, 2 005]. In addition, there is a well-known pumping unit for an open-circuit pack of two layers separated by a packer in a well, comprising a column of elevator pipes, a cable, an upper electric submersible pump, the inlet of which communicates with the packer space, and an outlet with a column of elevator pipes, a lower electric submersible pump in the casing, communicating from above through the side a channel and a tee with a column of lift pipes, and from below through a shank with a sub-packer space [Grechanik A.I. The first experience in the Russian Federation of using a dual-lift concentric system ESP-ESP for simultaneous separate oil production at the Ust-Tegusskoye field // Production and Technical Seminar “Optimization of Oil Production. The practice of applying the technologies of the wholesale electricity market, oil production and well intellectualization ”. Ufa, 2010].

Приведенные насосные установки имеют большие весогабаритные характеристики из-за размещения обоих погружных насосов или одного из них в кожухе, что усложняет монтаж установок на скважине и затрудняет выполнение спуско-подъемных операций.The given pump units have large weight and size characteristics due to the placement of both submersible pumps or one of them in the casing, which complicates the installation of the units in the well and makes it difficult to carry out tripping and lifting operations.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух разделенных пакером пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, тройник, байпасную трубу, верхний и нижний насосный агрегат, каждый из которых включает установленные на валу электродвигатель, гидрозащиту, входной модуль и погружной (электроцентробежный) насос, при этом вход верхнего погружного (электроцентробежного) насоса сообщен с надпакерным пространством, а выход -через тройник с колонной лифтовых труб, а вход нижнего погружного (электроцентробежного) насоса сообщен с подпакерным пространством, а выход -через байпасную трубу и тройник с колонной лифтовых труб [Сабиров А.А., Ивановский В.И. Новые возможности компоновок для одновременно-раздельной эксплуатации с виртуальным расходомером// Инженерная практика. 2017. №5. С. 42-44].Closest to the technical nature of the claimed is a pumping unit for simultaneous and separate operation of two layers separated by a packer in a well, containing a column of elevator pipes, a tee, a bypass pipe, an upper and lower pumping unit, each of which includes an electric motor, hydraulic protection, input a module and a submersible (electric centrifugal) pump, while the input of the upper submersible (electric centrifugal) pump is in communication with the packer space, and the output is through a tee with an elevator column output pipes, and the input of the lower submersible (electric centrifugal) pump is in communication with the under-packer space, and the output is through the bypass pipe and tee with a column of elevator pipes [Sabirov AA, Ivanovsky VI New layout options for simultaneous and separate operation with a virtual flowmeter // Engineering Practice. 2017. No5. S. 42-44].

Недостатком принятой за прототип насосной установки для ОРЭ двух пластов скважины является наличие байпасной трубы, прикрепленной снаружи к верхнему насосному агрегату. Из-за этого уменьшается габарит верхнего насосного агрегата, его производительность и производительность насосной установки в целом, а также усложняется монтаж последней на скважине.The disadvantage of the prototype pumping unit for the open reservoir unit of two layers of the well is the presence of a bypass pipe attached externally to the upper pumping unit. Because of this, the overall size of the upper pump unit decreases, its productivity and the productivity of the pump installation as a whole, and the installation of the latter in the well becomes more complicated.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание простой в конструктивном исполнении, технологичной в изготовлении и удобной при монтаже насосной установки для ОРЭ двух пластов скважины.The technical problem solved by the present invention is the creation of a simple in design, technologically advanced to manufacture and convenient for installation of the pumping unit for the WEM of two layers of the well.

Указанный результат достигается тем, что в насосной установке для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов скважины, содержащей колонну лифтовых труб, верхний и нижний насосные агрегаты, состоящие из электродвигателя, гидрозащиты, входного модуля и погружного насоса, снабженных валами, пакер и байпасную трубу, сообщающую выход нижнего насосного агрегата с колонной лифтовых труб, согласно изобретению, в верхнем насосном агрегате электродвигатель, гидрозащита, входной модуль и погружной насос оснащены трубчатыми валами, которые выполняют функцию байпасной трубы.This result is achieved by the fact that in a pump installation for simultaneous and separate operation of two layers of a well containing an elevator pipe string, an upper and lower pumping unit consisting of an electric motor, hydraulic protection, an input module and a submersible pump equipped with shafts, a packer and a bypass pipe, communicating the output of the lower pumping unit with a column of elevator pipes, according to the invention, in the upper pumping unit, the electric motor, hydraulic protection, the input module and the submersible pump are equipped with tubular shafts, which do not function as a bypass pipe.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображена предлагаемая насосная установка для ОРЭ двух пластов.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the proposed pumping unit for the WEM of two layers.

Заявляемая насосная установка для ОРЭ двух пластов включает верхний и нижний насосные агрегаты 1 и 2, подвешенные на колонне лифтовых труб 3 в скважине 4 напротив верхнего и нижнего пласта 5 и 6, которые отделены друг от друга пакером 7. В состав верхнего насосного агрегата 1 входит электродвигатель 8, гидрозащита 9, входной модуль 10 и погружной насос 11, оснащенные трубчатыми валами 12. Трубчатые валы 12 герметично соединены между собой, при этом их осевые отверстия образуют непрерывный проточный канал 13, проходящий через верхний насосный агрегат 1. Нижний насосный агрегат 2 содержит электродвигатель 14, гидрозащиту 15, входной модуль 16 и погружной насос 17, которые снабжены стандартными валами, не имеющими отверстия. Непрерывный проточный канал 13 в верхнем насосном агрегате 1 сообщает выход 18 из нижнего насосного агрегата 2 с колонной лифтовых труб 3, и таким образом трубчатые валы 12 исполняют роль байпасной трубы по аналогии с прототипом.The inventive pumping unit for the WEM of two layers includes the upper and lower pumping units 1 and 2 suspended on a string of lift pipes 3 in the well 4 opposite the upper and lower layers 5 and 6, which are separated from each other by the packer 7. The upper pumping unit 1 includes an electric motor 8, hydraulic protection 9, an input module 10 and a submersible pump 11, equipped with tubular shafts 12. The tubular shafts 12 are hermetically connected to each other, while their axial holes form a continuous flow channel 13 passing through the upper pump unit 1 The lower pump unit 2 includes an electric motor 14, a hydraulic protection 15, an input module 16 and a submersible pump 17, which are equipped with standard shafts that do not have holes. The continuous flow channel 13 in the upper pump unit 1 reports the exit 18 from the lower pump unit 2 with a column of elevator pipes 3, and thus the tubular shafts 12 act as a bypass pipe by analogy with the prototype.

Насосная установка в приведенной на фиг.компоновке спускается на колонне лифтовых труб 3 в скважину 4 до занятия верхним и нижним насосным агрегатом 1 и 2 положения напротив соответственно верхнего и нижнего продуктивного пласта 5 и 6. После этого выполняется разобщение пластов 5 и 6 путем активирования пакера 7. Тип и характеристики погружных насосов 11 и 17 в верхнем и нижнем насосном агрегате 1 и 2 подбираются с учетом горногеологических условий пластов 5 и 6. При подаче питающего напряжения электродвигатели 8 и 14 в верхнем и нижнем насосном агрегате 1 и 2 приводятся во вращение, которое передается на погружные насосы 11 и 17. В результате пластовая жидкость засасывается из верхнего пласта 5 через входной модуль 10 в погружной насос 11, а из нижнего пласта 6 - через входной модуль 16 в погружной насос 17. Пластовая жидкость из погружного насоса 11 непосредственно попадает в колонну лифтовых труб 3. Из погружного насоса 17 пластовая жидкость оказывается в колонне лифтовых труб 3 после прохождения по непрерывному проточному каналу 13 в верхнем насосном агрегате 1. Пластовые жидкости из верхнего и нижнего пластов смешиваются в колонне лифтовых труб 3 и общим потоком выводятся на поверхность. Телеметрические системы (не показаны) осуществляют замер характеристик добываемой пластовой жидкости из верхнего и нижнего пластов и параметры работы верхнего и нижнего насосного агрегата. Гидрозащиты 9 и 15 предотвращают проникновение пластовой жидкости в электродвигатели 8 и 14 при температурных колебаниях, возникающих при их остановках, и тем самым повышают общую надежность погружной установки.The pump installation in the layout shown in FIG. Descends on the column of elevator pipes 3 into the well 4 until the upper and lower pump units 1 and 2 occupy the positions opposite the upper and lower productive layers 5 and 6, respectively. After that, the layers 5 and 6 are separated by activating the packer 7. The type and characteristics of submersible pumps 11 and 17 in the upper and lower pumping units 1 and 2 are selected taking into account the mining and geological conditions of the layers 5 and 6. When the supply voltage is applied, the electric motors 8 and 14 in the upper and lower pumping units The stages 1 and 2 are driven into rotation, which is transmitted to the submersible pumps 11 and 17. As a result, the formation fluid is sucked from the upper formation 5 through the inlet module 10 into the submersible pump 11, and from the lower formation 6 through the inlet module 16 into the submersible pump 17. The formation fluid from the submersible pump 11 directly enters the column of elevator pipes 3. From the submersible pump 17, the formation fluid is in the column of elevator pipes 3 after passing through a continuous flow channel 13 in the upper pumping unit 1. The formation fluid from the upper and lower layers are mixed in a column of elevator pipes 3 and the general flow are displayed on the surface. Telemetry systems (not shown) measure the characteristics of the produced formation fluid from the upper and lower layers and the operation parameters of the upper and lower pumping units. Hydroprotections 9 and 15 prevent the penetration of formation fluid into electric motors 8 and 14 during temperature fluctuations that occur during their shutdowns, and thereby increase the overall reliability of the submersible installation.

В заявляемой насосной установке для ОРЭ двух пластов скважины движение жидкости из нижнего насосного агрегата в колонну лифтовых труб происходит совсем иначе, чем в прототипе, а именно по непрерывному проточному каналу, образованному осевыми отверстиями трубчатых валов в составляющих верхнего насосного агрегата. Благодаря этому не требуется пространство под байпасную трубу, что позволяет иметь наружный диаметр верхнего насосного агрегата не меньше, а связанные с ним напорно-расходные характеристики не хуже, чем у нижнего насосного агрегата. Это положительно сказывается на характеристиках заявляемой насосной установки в целом, а также упрощает ее монтаж на скважине.In the inventive pumping unit for the WEM of two layers of the well, the movement of fluid from the lower pumping unit to the string of elevator pipes occurs in a completely different way than in the prototype, namely through a continuous flow channel formed by axial openings of tubular shafts in the components of the upper pumping unit. Thanks to this, the space under the bypass pipe is not required, which allows the outer diameter of the upper pump unit to be no less, and the associated discharge and discharge characteristics not worse than that of the lower pump unit. This positively affects the characteristics of the inventive pumping unit as a whole, and also simplifies its installation in the well.

Claims

A pump installation for simultaneous and separate operation of two layers of a well, comprising a column of lift pipes, an upper and lower pumping unit consisting of an electric motor, hydraulic protection, an input module and a submersible pump equipped with shafts, a packer and a bypass pipe that communicates the output of the lower pumping unit with a lift column pipes, characterized in that in the upper pumping unit the electric motor, hydraulic protection, input module and submersible pump are equipped with tubular shafts that perform the function of a bypass pipe.