RU2733345C1 - Скважинное устройство для сброса газа - Google Patents
Скважинное устройство для сброса газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733345C1 RU2733345C1 RU2020113471A RU2020113471A RU2733345C1 RU 2733345 C1 RU2733345 C1 RU 2733345C1 RU 2020113471 A RU2020113471 A RU 2020113471A RU 2020113471 A RU2020113471 A RU 2020113471A RU 2733345 C1 RU2733345 C1 RU 2733345C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- gas
- pump
- cavity
- liquid
- Prior art date
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 22
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в составе погружных насосных установок при откачке жидкости из скважин с высоким содержанием газа. Скважинное устройство для сброса газа содержит основание и головку, соединенные корпусом. Внутри выполнена полость, разделённая поршнем на подпоршневую полость, связанную с входом устройства, и надпоршневую полость, связанную с затрубным пространством. В надпоршневой полости установлены пружина, поджимающая поршень, и запорный элемент. В поршне выполнен сквозной канал с дроссельным отверстием и седлом, установленным со стороны запорного элемента. Достигается технический результат – повышение стабильности и эффективности работы установки электроцентробежного насоса при перекачивании жидкости с высоким газовым фактором за счет использования скважинного устройства для сброса газа, обладающего повышенной скоростью срабатывания и надежностью. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в составе погружных насосных установок при откачке жидкости из скважин с высоким содержанием газа.
Известен способ эксплуатации скважин установкой электроцентробежного насоса (УЭЦН), включающий ввод скважины в эксплуатацию, добычу скважинного продукта, остановки, повторные запуски установки, которая включает герметично свинченные насосно-компрессорные трубы, двигатель, электроцентробежный насос, который содержит корпус, вал, ступени, основание и ловильную головку, герметично установленный над насосом обратный клапан. В нижней части насоса установлено запорное устройство насоса в виде, по крайней мере, одного клапана, состоящего из неподвижного корпуса и динамической втулки, установленной на валу, которое во время остановки насоса герметично, а во время работы насоса открывается и соединяет нижнюю часть насоса с затрубным пространством. По варианту исполнения в верхней части насоса до обратного клапана установлено газоотводящее устройство насоса, которое во время работы насоса герметично, а во время остановки открывается и соединяет верхнюю часть насоса с затрубным пространством (по патенту RU2629290, E21B43/12, E21B34/06, опубл. 28.08.17).
Как следует из описания, газоотводящее устройство закрывается при наличии давления на выходе насоса. Это обеспечит перепад давления на газоотводящем клапане газоотводящего устройства насоса, что обеспечит его закрытие. Также в описании сказано, что ширина каналов в газоотводящем клапане больше, чем в запорном клапане, установленном на входе в насос, ширина каналов которого рассчитана на номинальную подачу насоса. Из этого следует, что при отсутствии давления на выходе насоса, как это бывает при его запуске после спуска в скважину, газоотводящий клапан будет открыт, и насос будет качать жидкость не вверх на устье скважины, а через клапан в затрубное пространство. Поэтому для запуска установки, оснащенной таким устройством, будет требоваться закачка жидкости с устья скважины на выход насоса для создания давления столба жидкости на обратный клапан, расположенный над газоотводящим устройством. Это позволит обеспечить давление на выходе насоса при его запуске. Также, необходимым условием запуска насоса будет его работа на повышенных оборотах для увеличения подачи до значений, превышающих пропускные способности газоотводящего клапана. Все это сильно усложняет процесс эксплуатации.
Наиболее близким техническим решением является модуль газоотводящего клапана электроцентробежного насоса, включающий нормально открытый обратный клапан внутри корпуса, установленного над головкой электроцентробежного насоса для эксплуатации скважин с высоким содержанием свободного газа в пластовой жидкости. При этом упомянутый насос включает насосно-компрессорные трубы (НКТ), головку, основание с входными отверстиями для пластовой жидкости и ступенями для повышения давления и растворения свободного газа в пластовой жидкости. Обратный клапан обеспечивает возможность при остановке электроцентробежного насоса соединения его напорной области с затрубным пространством, снижения давления в электроцентробежном насосе до давления в затрубном пространстве, выделения растворенного газа из пластовой жидкости и его вытеснения в затрубное пространство через обратный клапан с помощью пластовой жидкости от входных отверстий. При этом при повторном запуске электроцентробежного насоса обеспечена возможность закрытия обратного клапана модуля и штатный режим работы устройства (по патенту RU2619574, E21B43/00, F21D13/10, опубл. 16.05.17).
Подробного описания устройства и работы нормально открытого обратного клапана, являющегося основным элементом модуля газоотводящего клапана электроцентробежного насоса, в патенте нет. Из описания следует, что клапан закрывается при работе насоса, наличии потока жидкости и увеличении давления на входе в клапан. То есть, из этого следует, что условием его закрытия будет наличие давления жидкости. Это возможно после выхода всего газа через клапан и подачи жидкости насосом под давлением. Однако при спуске насоса и его запуске получить давление на выходе насоса сразу не удастся, клапан будет открыт, и часть жидкости будет прокачиваться через клапан до тех пор, пока в НКТ не наберется столб жидкости, достаточный для создания давления, необходимого для закрытия клапана. В результате время ожидания подачи на устье скважины увеличивается. Некоторое время насос будет работать неэффективно, тратя электроэнергию на перекачку жидкости в затрубное пространство. Кроме того, прокачка пластовой жидкости через клапан приведет к его быстрому засорению и отказу. В описании указана возможность применения фильтров на входе и выходе из клапана, однако конструктивно исполнить их для скважинной эксплуатации, обеспечив большую площадь фильтрации, проблематично. Поэтому прокачка жидкости через фильтры приведет к их быстрому засорению и, как следствие, снижению эффективности сброса газа вплоть до полного прекращения.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении стабильной и эффективной работы установки электроцентробежного насоса при перекачивании жидкости с высоким газовым фактором за счет использования скважинного устройства для сброса газа. Второстепенным техническим результатом является расширение арсенала технических средств.
Указанный основной технический результат достигается тем, что скважинное устройство для сброса газа состоит из основания и головки, соединенных корпусом, внутри выполнена полость, разделённая поршнем на подпоршневую полость, связанную с входом устройства, и надпоршневую полость, связанную с затрубным пространством, в каковой надпоршневой полости установлена пружина, поджимающая поршень, и запорный элемент, а в поршне выполнен сквозной канал с дроссельным отверстием и седлом, установленным со стороны запорного элемента.
Кроме того, между входом устройства и подпоршневой полостью может быть выполнен гравитационный лабиринт.
Кроме того, запорный элемент может быть выполнен в виде шарика, конуса или тарельчатого типа.
Кроме того, головка, основание и корпус могут быть выполнены как единое целое.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами, на которых изображен частный случай его реализации:
Фиг. 1 – скважинное устройство для сброса газа, продольный разрез;
Фиг. 2 – использование устройства для сброса газа из УЭЦН;
Фиг. 3 – использование устройства для сброса газа из подпакерной зоны.
Скважинное устройство для сброса газа (фиг. 1) состоит из головки 1 и основания 2, соединенных между собой корпусом 3. Внутри головки 1 выполнена полость 4, которая разделена поршнем 5 на подпоршневую полость 6 и надпоршневую полость 7. Подпоршневая полость 6 связана через канал 8 и гравитационный лабиринт 9 с входом 10 устройства. Надпоршневая полость 7 связана через канал 11 с затрубным пространством 12. В надпоршневой полости 7 установлен запорный элемент 13 в виде шарика, поджатого упором 14, и пружина 15, поджимающая поршень 5. В поршне 5 выполнен сквозной канал 16 с дроссельным отверстием 17 и седлом 18, установленным со стороны запорного элемента 13.
В случае исполнения устройства без гравитационного лабиринта 9, головка 1, основание 2 и корпус 3 могут быть выполнены как единое целое.
Применение.
Устройство может использоваться для сброса газа из УЭЦН, эксплуатируемых в скважинах с высоким газовым фактором (фиг. 2). В этом случае скважинное устройство для сброса газа 19 устанавливается на выходе из УЭЦН 20 под обратным клапаном 21. Вся компоновка подвешена на колонне НКТ 22. После спуска в скважину УЭЦН 20 запускают в работу, и пластовая жидкость начинает нагнетаться в НКТ 22. Жидкость проходит через устройство 19. При этом часть жидкости проходит наверх, обратный клапан 21 открывается и жидкость начинает заполнять НКТ 22. Другая часть жидкости через гравитационный лабиринт 9 и канал 8 поступает в подпоршневую полость 6, где за счет малого сечения дроссельного отверстия 17 и большой площади поршня 5 создается избыточное давление, которое, воздействуя на поршень 5, сдвигает его, обеспечивая контакт запорного элемента 13 и седла 18. Прохождение жидкости в затрубное пространство 12 перекрывается. УЭЦН 20 перекачивает жидкость на поверхность по колонне НКТ 22.
При остановке УЭЦН 20, обратный клапан 21 закрывается. Давление внутри УЭЦН 20 падает, начинает выделяться растворенный в жидкости газ, который, поднимаясь вверх, вытесняет жидкость из УЭЦН. Одновременно с этим газ через гравитационный лабиринт 9 и канал 8 поступает в подпоршневую полость 6 устройства 19. За счет выравнивания давления внутри УЭЦН 20 и затрубным пространством 12 и разных физических свойств газа и жидкости пружина 15 сдвигает поршень 5. Запорный элемент 13 выходит из соприкосновения с седлом 18, тем самым, обеспечивая связь УЭЦН 20 с затрубным пространством 12. Газ выходит в затрубное пространство 12 и УЭЦН 20 заполняется жидкостью. Появляется возможность повторного запуска.
Другим возможным способом применения скважинного устройства для сброса газа является его использование для сброса газа из подпакерной зоны при добыче пластовой жидкости с высоким газовым фактором УЭЦН, оснащенными газосепараторами. В этом случае устройство устанавливается над УЭЦН 20, эксплуатируемого без обратного клапана, под пакером 23. При работе УЭЦН 20 газосепаратор непрерывно сбрасывает газ в затрубное пространство 12, а пакер 23 не позволяет ему подниматься на поверхность. В результате под пакером 23 скапливается газ, что может привести к срыву подачи УЭЦН 20. Если это произошло, то необходимо дождаться слива жидкости из НКТ 22. Когда уровень жидкости будет ниже устройства 19, пружина 15 сдвигает поршень 5. Запорный элемент 13 выходит из соприкосновения с седлом 18, тем самым, обеспечивая связь затрубного пространства 12 с пространством внутри НКТ 22. Газ, скопившийся под пакером 23, поступает в НКТ 22 и поднимается наверх. Это дает возможность снова запустить УЭЦН 20 в работу.
Скважинное устройство для сброса газа позволяет обеспечить стабильную и эффективную работу УЭЦН при перекачивании жидкости с высоким газовым фактором. Применение в конструкции скважинного устройства поршня с дроссельным отверстием позволяет обеспечить его быстрое закрытие и открытие как при первом запуске, так и в ходе эксплуатации. Сокращается время неэффективной работы УЭЦН, а, следовательно, дополнительные затраты электроэнергии. Исключается простой УЭЦН, связанный с работами по удалению газовых шапок.
Гравитационный лабиринт 9 препятствует попаданию в полость 4 механических примесей, увеличивая надежность устройства, а, следовательно, повышая стабильность и эффективность работы УЭЦН.
Таким образом, решения, используемые в изобретении, обеспечивают достижение технического результата.
Claims (6)
1. Скважинное устройство для сброса газа, состоящее из основания и головки, соединенных корпусом, внутри выполнена полость, разделённая поршнем на подпоршневую полость, связанную с входом устройства, и надпоршневую полость, связанную с затрубным пространством, в которой установлены пружина, поджимающая поршень, и запорный элемент, при этом в поршне выполнен сквозной канал с дроссельным отверстием и седлом, установленным со стороны запорного элемента.
2. Скважинное устройство по п. 1, отличающееся тем, что между входом устройства и подпоршневой полостью выполнен гравитационный лабиринт.
3. Скважинное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что головка, основание и корпус выполнены как единое целое.
4. Скважинное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен в виде шарика.
5. Скважинное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен в виде конуса.
6. Скважинное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен тарельчатого типа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113471A RU2733345C1 (ru) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Скважинное устройство для сброса газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113471A RU2733345C1 (ru) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Скважинное устройство для сброса газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2733345C1 true RU2733345C1 (ru) | 2020-10-01 |
Family
ID=72926914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020113471A RU2733345C1 (ru) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Скважинное устройство для сброса газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2733345C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2291949C2 (ru) * | 2005-02-04 | 2007-01-20 | ООО НТП "Нефтегазтехника" | Установка для отсекания и регулирования потока в скважине с одним или несколькими пластами |
CN203394438U (zh) * | 2013-08-09 | 2014-01-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 电泵井用环空安全阀 |
RU2519281C1 (ru) * | 2013-04-10 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническое предприятие "Нефтегазтехника" | Насосно-пакерная и отсекательная система для одновременно-раздельной эксплуатации пластов скважины (варианты) |
CN103216213B (zh) * | 2013-04-24 | 2015-09-23 | 中国海洋石油总公司 | 一种井下环空控制阀 |
RU2619574C1 (ru) * | 2016-04-29 | 2017-05-16 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Способ эксплуатации скважин (варианты) и устройства для его осуществления |
RU2629290C1 (ru) * | 2016-06-23 | 2017-08-28 | ЗАО "Римера" | Способ для эксплуатации скважин и устройства для его реализации |
-
2020
- 2020-04-14 RU RU2020113471A patent/RU2733345C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2291949C2 (ru) * | 2005-02-04 | 2007-01-20 | ООО НТП "Нефтегазтехника" | Установка для отсекания и регулирования потока в скважине с одним или несколькими пластами |
RU2519281C1 (ru) * | 2013-04-10 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническое предприятие "Нефтегазтехника" | Насосно-пакерная и отсекательная система для одновременно-раздельной эксплуатации пластов скважины (варианты) |
CN103216213B (zh) * | 2013-04-24 | 2015-09-23 | 中国海洋石油总公司 | 一种井下环空控制阀 |
CN203394438U (zh) * | 2013-08-09 | 2014-01-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 电泵井用环空安全阀 |
RU2619574C1 (ru) * | 2016-04-29 | 2017-05-16 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Способ эксплуатации скважин (варианты) и устройства для его осуществления |
RU2629290C1 (ru) * | 2016-06-23 | 2017-08-28 | ЗАО "Римера" | Способ для эксплуатации скважин и устройства для его реализации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6216788B1 (en) | Sand protection system for electrical submersible pump | |
RU2344274C1 (ru) | Способ одновременно-раздельной добычи нефти из пластов одной скважины с погружной насосной установкой (варианты) | |
CA2665035C (en) | A method and apparatus for separating downhole oil and water and reinjecting separated water | |
EP1191185A1 (en) | Downhole centrifugal separator and method of using same | |
RU2201535C2 (ru) | Установка для откачивания двухфазной газожидкостной смеси из скважины | |
US20170016311A1 (en) | Downhole gas separator apparatus | |
RU2733345C1 (ru) | Скважинное устройство для сброса газа | |
RU79936U1 (ru) | Устройство для отделения газа и механических примесей из нефти в скважине | |
US7500523B2 (en) | Valve for controlling the flow of fluid between an interior region of the valve and an exterior region of the valve | |
US3175501A (en) | Gas separator | |
RU2531228C1 (ru) | Установка для эксплуатации скважины | |
US20190264553A1 (en) | Separator and method for removing free gas from a well fluid | |
RU2674042C1 (ru) | Насосно-эжекторная установка для эксплуатации скважин | |
RU2102584C1 (ru) | Система добычи нефти | |
RU2443858C2 (ru) | Устройство для добычи скважинной продукции и закачки воды в пласт | |
RU2619574C1 (ru) | Способ эксплуатации скважин (варианты) и устройства для его осуществления | |
RU2364711C1 (ru) | Скважинная насосная установка для добычи нефти и закачки воды в пласт | |
RU2629290C1 (ru) | Способ для эксплуатации скважин и устройства для его реализации | |
RU2737409C1 (ru) | Погружная насосная установка на грузонесущем кабеле и способ ее эксплуатации | |
RU2300022C1 (ru) | Погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважины | |
SU1087689A1 (ru) | Комбинированный подъемник жидкости | |
RU165961U1 (ru) | Установка для раздельной добычи нефти и воды из высокообводненной нефтяной скважины | |
RU2718553C1 (ru) | Насосно-эжекторная установка для внутрискважинной перекачки жидкости из нижнего в верхний пласт | |
RU2761798C1 (ru) | Погружной насос с обводным каналом для закачки жидкости | |
RU2748631C1 (ru) | Погружная насосная установка на грузонесущем кабеле |