RU2700850C1

RU2700850C1 - Downhole pump unit to prevent equipment falling to bottomhole

Info

Publication number: RU2700850C1
Application number: RU2019102711A
Authority: RU
Inventors: Марат Мирсатович Нагуманов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер"
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2019-09-23

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used for prevention of downhole equipment falling on well bottom. Proposed plant comprises in-series connected drain valve, return valve, ECP, column disconnector, anti-space anchor and funnel. At that, injection valve and sludge trap are installed between the column disconnector and the anchor anti-grid. Pumping valve comprises holes arranged at angle of 45°relative to longitudinal axis and directed downwards. Sludge trap comprises rubber cup arranged above sludge trap container.

EFFECT: technical result consists in improvement of reliability of a downhole pumping unit by preventing antipollution anchor pouring with mechanical impurities.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины.The invention relates to the oil and gas industry and can be used to prevent the fall of downhole equipment on the bottom of the well.

Известна скважинная насосная установка со шламоуловителем (патент РФ №2135836, приоритет 24.02.1998), которая содержит секции электродвигателя и многоступенчатого центробежного насоса, на выкиде которого установлен шламоуловитель, содержащий цилиндрический корпус, в основании которого закреплен нагнетательный патрубок с компенсатором радиальных смещений. Корпус шламоуловителя посредством ловильной головки с конической резьбой навинчен на напорном трубопроводе ниже сливного клапана. Нагнетательный патрубок снабжен обратным клапаном, седло которого имеет отверстия для прохода пластовой жидкости, перекрываемые при остановке насоса запорным элементом, выполненным в виде конуса, переходящего в цилиндр и стержень с ограничителем осевых перемещений запорного элемента. Известная установка обеспечивает повышение надежности скважинной насосной установки. Known borehole pumping unit with a sludge trap (RF patent No. 21585836, priority 24.02.1998), which contains sections of an electric motor and a multi-stage centrifugal pump, on the mantle of which there is a sludge trap containing a cylindrical body, at the base of which a discharge pipe with a radial displacement compensator is fixed. The body of the sludge trap is screwed onto the discharge pipe below the drain valve by means of a conical thread catch head. The discharge pipe is equipped with a check valve, the seat of which has openings for the passage of formation fluid, which are blocked when the pump is stopped by a shut-off element made in the form of a cone passing into the cylinder and a rod with a limiter of axial movements of the shut-off element. The known installation provides increased reliability of the downhole pumping unit.

Недостатком известной установки является отсутствие возможности предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины.A disadvantage of the known installation is the inability to prevent the fall of downhole equipment on the bottom of the well.

Известно противополетное устройство (патент РФ №2175048, приоритет 12.01.2000), для предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины. Устройство содержит верхний и нижний переводники, ствол. На стволе в верхней части установлено опорное кольцо, а ниже с возможностью взаимодействия – амортизирующий узел с конусом и заякоривающий механизм. На стволе ниже конуса выполнены симметричные фигурные пазы. Фигурные пазы имеют короткий и длинный участки. Эти участки соединены между собой переходным участком с углом наклона 45^o. Known anti-flying device (RF patent No. 2175048, priority 01/12/2000), to prevent the fall of downhole equipment on the bottom of the well. The device contains the upper and lower sub, the trunk. On the trunk in the upper part there is a support ring, and below with the possibility of interaction is a shock-absorbing unit with a cone and an anchoring mechanism. On the trunk below the cone, symmetrical curly grooves are made. Curly grooves have short and long sections. These sections are interconnected by a transition section with an angle of inclination of 45 ^o .

Известно устройство для предупреждения отворота и падения подземного оборудования на забой скважины (патент РФ №2196870, приоритет 07.06.2008). Устройство содержит присоединенный снизу к подземному оборудованию ствол с конусом. На стволе размещен корпус с равномерно расположенными в нем по его окружности радиально раздвигающимися плашками. По наружной поверхности верхней части плашек выполнены различные профили насечек. Плашки с поперечной насечкой чередуются или с плашками с продольной насечкой, или с плашками с совмещенной насечкой. Ствол снабжен пазом для перемещения корпуса по стволу с помощью регулируемого элемента, расположенного в корпусе. Нижняя часть плашек имеет гладкую поверхность, которая постоянно находится в контакте с внутренней поверхностью стенки эксплуатационной колонны. A device is known for preventing the lapel and falling of underground equipment at the bottom of a well (RF patent No. 2196870, priority 07.06.2008). The device comprises a cone attached to the bottom of the underground equipment from the bottom. A barrel is placed on the barrel with radially expanding dies evenly spaced in it along its circumference. On the outer surface of the upper part of the dies, various notch profiles are made. Dies with a transverse notch alternate either with dies with a longitudinal notch, or with dies with a combined notch. The barrel is equipped with a groove for moving the housing along the barrel using an adjustable element located in the housing. The lower part of the dies has a smooth surface, which is constantly in contact with the inner surface of the wall of the production string.

Недостатком известных устройств является отсутствие возможности защиты скважинного оборудования от механических примесей. A disadvantage of the known devices is the inability to protect downhole equipment from mechanical impurities.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является якорная компоновка для эксплуатации скважин установками электроцентробежного насоса (УЭЦН) для предотвращения полета насосного оборудования (М. Аминев. «Нефтегазовая вертикаль» –№11, 2012 г. – с. 58, 60), включающая клапаны перепускные, клапан сбивной, клапан обратный промывочный, УЭЦН, разъединитель колонны, фильтр трубный, якорь противополетный, воронку центратор. Известная якорная компоновка позволяет осуществить более полную выработку запасов из зоны дренирования. Использование перепускных клапанов позволяет производить самоочистку насосных установок от отложений механических примесей в электроцентробежных насосах. The closest in technical essence and the achieved result is the anchor layout for the operation of wells with an electric centrifugal pump (ESP) to prevent the flight of pumping equipment (M. Aminev. "Oil and gas vertical" - No. 11, 2012 - p. 58, 60), including bypass valves, knockdown valve, flushing check valve, ESP, column disconnector, pipe filter, anti-flight anchor, funnel centralizer. Known anchor layout allows for a more complete development of reserves from the drainage zone. The use of bypass valves allows self-cleaning of pumping units from deposits of mechanical impurities in electric centrifugal pumps.

Недостатком известной компоновки является присыпание якоря противополетного механическими примесями в процессе эксплуатации.A disadvantage of the known layout is the sprinkling of the anti-flight anchor with mechanical impurities during operation.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности скважинной насосной установки путем предотвращения присыпания якоря противополетного механическими примесями.The technical task of the invention is to increase the reliability of the downhole pumping unit by preventing sprinkling of the anti-flight anchor with mechanical impurities.

Поставленная задача достигается тем, что в скважинной насосной установке для предотвращения падения оборудования на забой скважины, содержащей последовательно соединенные клапан сбивной, клапан обратный, УЭЦН, разъединитель колонны, якорь противополетный, воронку, согласно изобретению, между разъединителем колонны и якорем противополетным размещены клапан закачки и шламоуловитель, при этом клапан закачки содержит отверстия, расположенные под углом 45^o относительно продольной оси и направленные книзу, а шламоуловитель содержит резиновую манжету, установленную над контейнером шламоуловителя.The task is achieved by the fact that in the downhole pump installation to prevent equipment from falling onto the bottom of the well, which contains a series-connected shut-off valve, a check valve, an ESP, a column disconnector, an anti-flight anchor, a funnel according to the invention, an injection valve is placed between the column disconnector and the anti-flight anchor and sludge trap, wherein the injection valve comprises openings arranged at 45 ^o with respect to the longitudinal axis and directed downward, and the sludge trap comprises a rubber cuff-hand mounted above the sludge trap container.

На фиг. 1 изображена скважинная насосная установка для предотвращения падения оборудования на забой скважины, общая компоновка, на фиг. 2 – местный вид А.In FIG. 1 shows a downhole pumping unit for preventing equipment from falling onto the bottom of a well, general layout, FIG. 2 - local view A.

Скважинная насосная установка для предотвращения падения оборудования на забой скважины содержит воронку 1, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 2, якорь противополетный 3, шламоуловитель 4, клапан закачки 5 с отверстиями 10 (фиг. 2), расположенными под углом 45^o относительно продольной оси и направленными книзу, разъединитель колонны 6, УЭЦН 7, клапан обратный 8, клапан сбивной 9. Шламоуловитель 4 содержит резиновую манжету 11, размещенную над контейнером 12 шламоуловителя 4. A downhole pump installation for preventing equipment from falling onto the bottom of a well contains a funnel 1, a tubing string (2), an anti-flight anchor 3, a sludge trap 4, an injection valve 5 with holes 10 (Fig. 2) located at an angle of 45 ^o relative to the longitudinal axis and directed downward, the disconnector of the column 6, ESP 7, the check valve 8, the knocking valve 9. Sludge trap 4 contains a rubber cuff 11, placed above the container 12 of the sludge trap 4.

Скважинная насосная установка для предотвращения падения оборудования на забой скважины работает следующим образом.Downhole pumping unit to prevent the fall of equipment on the bottom of the well works as follows.

Производят спуск скважинного оборудования с якорем противополетным 3 в нижней части на заданную глубину в предвзведенном положении. Пластовая жидкость поступает через воронку 1 в НКТ 2. В нижней части УЭЦН 7 имеется башмак (на фиг. не показан), благодаря которому жидкость не поднимается далее по НКТ 2, а поступает через отверстия 10 клапана закачки 5 в затрубное пространство (между НКТ и обсадной колонной). Далее жидкость резко меняет свое направление вверх – на прием насоса, таким образом, создается сепарация механических примесей. Механические примеси оседают в контейнере 12 шламоуловителя 4. Downhole equipment is lowered with an anti-flight anchor 3 in the lower part to a predetermined depth in a pre-set position. The reservoir fluid enters through the funnel 1 to the tubing 2. At the bottom of the ESP 7 there is a shoe (not shown in Fig.), Due to which the fluid does not rise further along the tubing 2, but flows through the openings 10 of the injection valve 5 into the annulus (between the tubing and casing string). Further, the liquid sharply changes its direction upwards - to the intake of the pump, thus, separation of mechanical impurities is created. Mechanical impurities settle in the container 12 of the sludge trap 4.

После спуска на заданную глубину якорь противополетный 3 остается в предвзеденном состоянии и не создает опору на стенки обсадной колонны. Если в процессе эксплуатации УЭЦН происходит обрыв или перемещение колонны труб вниз, то плашечный механизм якоря противополетного 3 переходит в рабочее положение, создавая опору на стенки обсадной колонны, и, таким образом, предотвращая полёт УЭЦН на забой скважины.After descent to a predetermined depth, the anti-flight anchor 3 remains in a pre-mounted state and does not create support on the casing wall. If during the operation of the ESP there is a break or movement of the pipe string down, the ram mechanism of the anti-flight anchor 3 goes into working position, creating support on the casing wall, and thus preventing the ESP from flying to the bottom of the well.

Установленная над контейнером 12 шламоуловителя 4 резиновая манжета 11 не препятствует свободному ходу установки по обсадной колонне и предотвращает попадание механических примесей в пространство между обсадной колонной и шламоуловителем, тем самым исключая присыпание нижеустановленного якоря противополетного 3. A rubber sleeve 11 installed above the container 12 of the sludge trap 4 does not interfere with the free running of the installation along the casing and prevents mechanical impurities from entering the space between the casing and the sludge trap, thereby eliminating the sprinkling of the below-installed anti-flight anchor 3.

Расположение отверстий 10 клапана закачки 5 под углом 45^o вниз предупреждает размыв стенок обсадной колонны, который возможен при высоких дебитах и перпендикулярном к оси скважины направлении истечения жидкости. Кроме того, клапан закачки 5 обеспечивает направление жидкости в затрубное пространство для создания эффекта сепарации механических примесей, с целью обеспечения указанного технического результата.The location of the holes 10 of the injection valve 5 at an angle of 45 ^o down prevents erosion of the walls of the casing, which is possible with high flow rates and the direction of fluid flow perpendicular to the axis of the well. In addition, the injection valve 5 provides the direction of the fluid in the annulus to create the effect of separation of mechanical impurities, in order to ensure the specified technical result.

Claims

A downhole pump installation to prevent equipment from falling onto the bottom of the well, which contains a series-connected shutoff valve, a check valve, an ESP, a column disconnector, an anti-flight anchor, a funnel, characterized in that an injection valve and a sludge trap are placed between the column disconnector and the anti-flight anchor, while the injection valve contains holes located at an angle of 45 ^o relative to the longitudinal axis and directed downward, and the sludge trap contains a rubber cuff mounted above the container sludge trap.