RU2779282C1 - Rod pumping unit for the extraction of high-viscosity and paraffinic oils - Google Patents

Rod pumping unit for the extraction of high-viscosity and paraffinic oils Download PDF

Info

Publication number
RU2779282C1
RU2779282C1 RU2022102242A RU2022102242A RU2779282C1 RU 2779282 C1 RU2779282 C1 RU 2779282C1 RU 2022102242 A RU2022102242 A RU 2022102242A RU 2022102242 A RU2022102242 A RU 2022102242A RU 2779282 C1 RU2779282 C1 RU 2779282C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
string
pump
tubing
hollow rods
Prior art date
Application number
RU2022102242A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Андреевич Исаев
Рустем Шафагатович Тахаутдинов
Владимир Иванович Малыхин
Алмаз Амирзянович Шарифуллин
Марат Давлетович Валеев
Рашит Мусагитович Ахунов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО "НПО "Инновация")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО "НПО "Инновация") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО "НПО "Инновация")
Application granted granted Critical
Publication of RU2779282C1 publication Critical patent/RU2779282C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil industry and can be used for downhole production of high-viscosity and waxy oils. The installation contains strings of tubing and hollow rods, a plug-in pump with a rod and a lock support, a liner lowered to the bottom and fixed to the string of tubing. The column of hollow rods is connected to the rod of the plug-in pump by means of a transfer sleeve. In the lower part of the column of hollow rods, channels are made connecting the cavities of the columns of tubing and hollow rods.
EFFECT: design is simplified, the reliability of the sucker-rod pumping unit operation is increased.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для скважинной добычи высоковязких и парафинистых нефтей.The invention relates to the oil industry and can be used for downhole production of high-viscosity and waxy oils.

Добыча высоковязкой нефти осложнена значительными гидравлическими сопротивлениями движению колонн штанг, отложениями парафина в подъемнике и слабым притоком продукции пласта в скважину. Механизированная добыча такой нефти без применения дополнительных мер становится нерентабельной.The production of high-viscosity oil is complicated by significant hydraulic resistance to the movement of rod strings, paraffin deposits in the lifter and a weak inflow of formation production into the well. Mechanized extraction of such oil without the use of additional measures becomes unprofitable.

Наиболее распространенными техническими средствами, обеспечивающими откачку высоковязких нефтей являются установки с двумя последовательно соединенными плунжерами насосов разного диаметра (А.с. СССР №1231261, F04B 47/12, заявл. 27.11.84, опубл. 15.05.1986 и патент РФ на изобретение №2161268, 47/00, заявл. 11.03.1999, опубл. 27.12.2000). Такое соединение позволяет получить дополнительную силу, направленную вниз и позволяющую частично преодолевать гидродинамическое трение штанг о жидкость при ходе колонны вниз. Эта сила пропорциональна разности площадей поперечного сечения плунжеров. Общим недостатком указанных конструкций является увеличение максимальных нагрузок в точке подвеса штанг на ту же величину при ходе колонны штанг вверх. Несмотря на то, что вероятность потери работоспособности оборудования уменьшается, рост максимальных нагрузок и напряжений в металле штанг приводит к снижению их наработки на отказ.The most common technical means for pumping out high-viscosity oils are installations with two series-connected pump plungers of different diameters (A.S. USSR No. 1231261, F04B 47/12, claim. 2161268, 47/00, filed March 11, 1999, published December 27, 2000). Such a connection makes it possible to obtain an additional downward force, which makes it possible to partially overcome the hydrodynamic friction of the rods against the liquid during the downstroke of the string. This force is proportional to the difference in the cross-sectional areas of the plungers. A common disadvantage of these designs is the increase in maximum loads at the suspension point of the rods by the same value when the rod string moves upwards. Despite the fact that the probability of loss of equipment performance decreases, the increase in maximum loads and stresses in the metal of the rods leads to a decrease in their MTBF.

Известна скважинная штанговая насосная установка для добычи тяжелых высоковязких нефтей, позволяющая закачивать на забой скважины через колонну насосно-компрессорных труб и насос теплоноситель для снижения вязкости продукции и увеличения ее притока в скважину (патент РФ на полезную модель №132503, 47/02, заявл. 19.04.2013, опубл.20.09.2013). Она включает колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, два насоса разного диаметра, плунжеры которых соединены полым штоком, боковой приемный клапан верхнего насоса и хвостовик, спущенный до интервала перфорации скважины. Закачка теплоносителя производится с устья в колонну насосно-компрессорных труб и далее через насосы и хвостовик поступает на забой скважины. Продукция пласта поступает на поверхность по колонне полых штанг. Установка обладает недостатком, состоящим в больших потерях тепла при закачке теплоносителя в колонну насосно-компрессорных труб.Known downhole rod pumping unit for the production of heavy, high-viscosity oils, which allows pumping to the bottom of the well through a tubing string and a coolant pump to reduce the viscosity of the product and increase its flow into the well (RF patent for utility model No. 132503, 47/02, Appl. 04/19/2013, published 09/20/2013). It includes strings of tubing and hollow rods, two pumps of different diameters, the plungers of which are connected by a hollow rod, a side intake valve of the upper pump and a liner lowered to the perforation interval of the well. The coolant is injected from the mouth into the tubing string and then through the pumps and the liner it enters the bottom of the well. The production of the formation is brought to the surface through a string of hollow rods. The installation has the disadvantage of large heat losses when the coolant is injected into the tubing string.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является штанговая насосная установка для добычи высоковязкой нефти (Патент РФ на полезную модель №141835, 47/02, заявл. 21.01.2014, опубл. 20.06.2014). Установка позволяет закачивать теплоноситель в колонну полых штанг на устье с помощью гибкого рукава высокого давления и снижать тем самым потери тепла в околоскважинное пространство. Установка включает колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, два насоса разного диаметра, плунжеры которых соединены полым штоком, боковой приемный клапан верхнего насоса, вертикальный канал внутри плунжера верхнего насоса, хвостовик, спущенный до забоя скважины. Нагнетательный клапан верхнего насоса расположен внутри вертикального канала его плунжера. Однако установка обладает существенными недостатками, состоящими в необходимости использования двух насосов и выполнения всасывающего клапана верхнего насоса боковым. Все это усложняет конструкцию установки, увеличивает нагрузки на оборудование и снижает надежность его работы. Указанную установку можно взять в качестве прототипа.The closest in technical essence to the proposed invention is a sucker-rod pumping unit for the production of high-viscosity oil (RF Patent for utility model No. 141835, 47/02, applied on January 21, 2014, published on June 20, 2014). The unit makes it possible to pump coolant into the hollow rod string at the wellhead using a flexible high-pressure hose and thereby reduce heat loss to the near-wellbore space. The installation includes strings of tubing and hollow rods, two pumps of different diameters, the plungers of which are connected by a hollow rod, a side intake valve of the upper pump, a vertical channel inside the upper pump plunger, a liner lowered to the bottom of the well. The discharge valve of the upper pump is located inside the vertical channel of its plunger. However, the installation has significant drawbacks, consisting in the need to use two pumps and to make the suction valve of the upper pump side. All this complicates the design of the installation, increases the load on the equipment and reduces the reliability of its operation. The specified installation can be taken as a prototype.

Техническими результатами заявляемого изобретения являются упрощение конструкции и повышение надежности работы штанговой насосной установки.The technical results of the claimed invention are to simplify the design and increase the reliability of the sucker rod pumping unit.

Поставленный технический результат решается описываемой штанговой насосной установкой для добычи высоковязких и парафинистых нефтей, содержащим колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, вставной насос со штоком и замковой опорой, хвостовик, опущенный до забоя и закрепленный к колонне насосно-компрессорных труб.The set technical result is solved by the described rod pumping unit for the production of high-viscosity and paraffinic oils, containing tubing strings and hollow rods, a plug-in pump with a rod and a lock support, a liner lowered to the bottom and fixed to the tubing string.

Новым является то, что колонна полых штанг соединена со штоком вставного насоса с помощью переводной муфты, а в нижней части колонны полых штанг выполнены каналы, соединяющие полости колонн насосно-компрессорных труб и полых штанг.What is new is that the hollow rod string is connected to the plug-in pump rod by means of a transfer sleeve, and in the lower part of the hollow rod string there are channels connecting the cavities of the tubing strings and hollow rods.

Предлагаемое изображение поясняется чертежами, где:The proposed image is illustrated by drawings, where:

- на фиг. 1 схема установки при добыче скважинной продукции;- in Fig. 1 scheme of the installation for the production of well products;

- на фиг. 2 - схема установки при тепловой обработке.- in Fig. 2 - scheme of installation during heat treatment.

В скважину 1 на колоннах насосно-компрессорных труб 2 и полых штанг 3 спущен вставной насос со штоком 4, соединенным с плунжером 5, расположенным в цилиндре насоса 6. В плунжере 5 и цилиндре насоса 6 размещены соответственно нагнетательный 7 и всасывающий 8 клапаны. Шток 4 насоса сочленен с колонной полых штанг с помощью переводной муфты 9. В нижней части колонны полых штанг 3 выполнены каналы 10, соединяющие полости колонн насосно-компрессорных труб 2 и полых штанг 3. К колонне насосно-компрессорных труб труб 2 снизу соединен хвостовик 11, опущенный до забоя. На устье скважины колонна полых штанг 3 с помощью задвижки 12 соединена с гибким рукавом высокого давления (на фиг. не показан). Колонна насосно-компрессорных труб 2 через задвижку 13 соединена с коллектором. В нижней части колонны насосно-компрессорных труб 2 расположена опора 14 конусной формы, а на корпусе насоса установлена аналогичная ответная опора 15 (фиг. 2), образующие в целом замковую опору вставного насоса.An insert pump with a rod 4 connected to a plunger 5 located in the pump cylinder 6 is lowered into the well 1 on the tubing strings 2 and hollow rods 3. In the plunger 5 and the pump cylinder 6, respectively, the discharge 7 and suction 8 valves are placed. The pump rod 4 is articulated with the string of hollow rods by means of a transfer sleeve 9. In the lower part of the string of hollow rods 3, channels 10 are made connecting the cavities of the tubing strings 2 and hollow rods 3. A liner 11 is connected to the tubing string of pipes 2 from below. , lowered to the bottom. At the wellhead, a string of hollow rods 3 is connected by means of a valve 12 to a flexible high-pressure hose (not shown in the figure). The tubing string 2 is connected to the manifold through a valve 13. In the lower part of the tubing string 2, there is a support 14 of a cone shape, and a similar reciprocal support 15 (Fig. 2) is installed on the pump housing, which generally form the lock support of the plug-in pump.

Работа штанговой насосной установки состоит в следующем.The operation of the rod pumping unit is as follows.

Сначала в скважину 1 спускают колонну насосно-компрессорных труб 2 с хвостовиком 11. Далее в колонну труб 2 на колонне полых штанг 3 спускают вставной насос в сборе со штоком 4 и переводной муфтой 9. Опора 15 своей конусной частью входит в конусную часть ответной опоры 14 и герметизирует кольцевое пространство между насосом и трубами колонны 2. В процессе работы насоса пластовая жидкость поступает в хвостовик 11, далее откачивается плунжером 5 насоса в колонну насосно-компрессорных труб 2 и через задвижку 13 поступает в коллектор.First, a string of tubing 2 with a liner 11 is lowered into the well 1. Then, a plug-in pump assembly with a rod 4 and a transfer sleeve 9 is lowered into the pipe string 2 on a string of hollow rods 3. The support 15 with its conical part enters the conical part of the reciprocal support 14 and seals the annular space between the pump and the pipes of the string 2. During the operation of the pump, the formation fluid enters the liner 11, then it is pumped out by the plunger 5 of the pump into the tubing string 2 and enters the collector through the valve 13.

При необходимости тепловой обработки скважину останавливают и приподнимают колонну полых штанг на величину, достаточную для отрыва опоры 15 от опоры 14 (фиг. 2). При этом между корпусом насоса и трубами колонны 2 образуется кольцевая щель. После этого в колонну полых штанг 3 производят закачку теплоносителя. Теплоноситель далее выходит из колонны полых штанг в колонну насосно-компрессорных труб 2 через каналы 10 и через образовавшуюся кольцевую щель между насосом и трубами колонны 2 поступает на забой скважины через хвостовик 11.If heat treatment is necessary, the well is stopped and the string of hollow rods is raised by an amount sufficient to separate the support 15 from the support 14 (Fig. 2). In this case, an annular gap is formed between the pump housing and the pipes of the column 2. After that, the coolant is injected into the column of hollow rods 3. The coolant then exits the string of hollow rods into the string of tubing 2 through channels 10 and through the formed annular gap between the pump and the pipes of the string 2 enters the bottom of the well through the liner 11.

После прогрева призабойной зоны пласта колонну полых штанг опускают и опора 15 за счет веса колонны полых штанг герметично прижмется к опоре 14. После запуска установки в работу добыча жидкости продолжительное время будет производиться с увеличенным дебитом и сниженными нагрузками на оборудование благодаря снижению вязкости продукции пласта.After the bottomhole formation zone is warmed up, the hollow rod string is lowered and the support 15 is hermetically pressed against the support 14 due to the weight of the hollow rod string.

Прогрев скважины теплоносителем производится и при отложениях парафина в колонне насосно-компрессорных труб 2. В этом случае частичный подъем колонны полых штанг 2 с целью образования кольцевой щели, а также остановка насоса не производятся. Закачиваемый в полые штанги теплоноситель выходит в колонну труб 2 через каналы 10 и, смешиваясь с добываемой продукцией, откачивается в коллектор. При этом происходят расплавление и унос парафина со стенок колонны труб 2 и внешней поверхности полых штанг 3.The well is also heated with a coolant when paraffin is deposited in the tubing string 2. In this case, the hollow rod string 2 is partially lifted to form an annular gap, and the pump is not stopped. The coolant injected into the hollow rods enters the pipe string 2 through channels 10 and, mixing with the produced product, is pumped out into the collector. In this case, melting and entrainment of paraffin from the walls of the pipe string 2 and the outer surface of the hollow rods 3 occur.

Технико-экономическим преимуществом предложенного решения является упрощение конструктивного исполнения насосной установки и повышение надежности его работы. Установка позволяет также доставлять теплоноситель с помощью хвостовика на забой скважины с горизонтальным окончанием благодаря возможности использования труб малого диаметра хвостовика.The technical and economic advantage of the proposed solution is to simplify the design of the pumping unit and increase the reliability of its operation. The unit also makes it possible to deliver the coolant with the help of a liner to the bottom of a well with a horizontal ending due to the possibility of using small-diameter pipes of the liner.

Claims (1)

Штанговая насосная установка для добычи высоковязких и парафинистых нефтей, содержащая колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, вставной насос со штоком и замковой опорой, хвостовик, опущенный до забоя и закрепленный к колонне насосно-компрессорных труб, отличающаяся тем, что колонна полых штанг соединена со штоком вставного насоса с помощью переводной муфты, а в нижней части колонны полых штанг выполнены каналы, соединяющие полости колонн насосно-компрессорных труб и полых штанг.Rod pumping unit for the production of high-viscosity and paraffinic oils, containing tubing strings and hollow rods, a plug-in pump with a rod and a lock support, a liner lowered to the bottom and fixed to the tubing string, characterized in that the hollow rod string is connected with a plug-in pump rod using a transfer sleeve, and in the lower part of the hollow rod string there are channels connecting the cavities of the tubing strings and hollow rods.
RU2022102242A 2022-01-31 Rod pumping unit for the extraction of high-viscosity and paraffinic oils RU2779282C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779282C1 true RU2779282C1 (en) 2022-09-05

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU726313A1 (en) * 1977-12-26 1980-04-05 Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Deep-well pumping unit for oil extraction
SU1138482A1 (en) * 1983-07-13 1985-02-07 Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" Deep-well rod-type pumping unit
SU1447013A1 (en) * 1985-07-08 1996-05-10 Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Heavy-current diode with magnetic insulation
CA2278827A1 (en) * 1999-07-23 2001-01-23 Jianshe James Wang Single string reciprocating pump system
RU2244162C1 (en) * 2003-04-17 2005-01-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Oil-well sucker rod pump
RU92916U1 (en) * 2009-12-14 2010-04-10 Владимир Васильевич Кунеевский HOSE PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION
RU2436997C1 (en) * 2010-05-31 2011-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Кубаньнефтемаш" Locking support of insert borehole pump
RU141835U1 (en) * 2014-01-21 2014-06-20 Асгар Маратович Валеев HOSE PUMP UNIT FOR PRODUCING HIGH-VISCOUS OIL
RU149166U1 (en) * 2014-04-14 2014-12-20 Игорь Иванович Мамаев Borehole PUMP PUMP

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU726313A1 (en) * 1977-12-26 1980-04-05 Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Deep-well pumping unit for oil extraction
SU1138482A1 (en) * 1983-07-13 1985-02-07 Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" Deep-well rod-type pumping unit
SU1447013A1 (en) * 1985-07-08 1996-05-10 Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Heavy-current diode with magnetic insulation
CA2278827A1 (en) * 1999-07-23 2001-01-23 Jianshe James Wang Single string reciprocating pump system
RU2244162C1 (en) * 2003-04-17 2005-01-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Oil-well sucker rod pump
RU92916U1 (en) * 2009-12-14 2010-04-10 Владимир Васильевич Кунеевский HOSE PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION
RU2436997C1 (en) * 2010-05-31 2011-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Кубаньнефтемаш" Locking support of insert borehole pump
RU141835U1 (en) * 2014-01-21 2014-06-20 Асгар Маратович Валеев HOSE PUMP UNIT FOR PRODUCING HIGH-VISCOUS OIL
RU149166U1 (en) * 2014-04-14 2014-12-20 Игорь Иванович Мамаев Borehole PUMP PUMP

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6755628B1 (en) Valve body for a traveling barrel pump
US11125054B2 (en) Heating and anti-waxing apparatus and device for reducing viscosity under the oil well pump
RU2361115C1 (en) Bottomhole pump set for product lifting along well flow string
RU2779282C1 (en) Rod pumping unit for the extraction of high-viscosity and paraffinic oils
RU144119U1 (en) INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS (OPTIONS)
CN207297303U (en) One kind has bar lifting whole process to go out liquid oil well pump
US2166612A (en) Pump
CN105697344A (en) Large-diameter oil inlet valve type hydraulic feedback viscous oil pump
RU2713290C1 (en) Well pumping unit for simultaneous separate operation of two formations
RU132503U1 (en) Borehole PUMP PUMP UNIT FOR PRODUCING HEAVY HIGH-VISCOUS OILS
RU2716998C1 (en) Downhole sucker-rod pump for production of high-viscosity oil
US6193483B1 (en) Full flow tubing stationary valve pump apparatus
RU2644797C1 (en) Oil well pump
CN106894798B (en) Oil extraction system and oil production method
CN113137210A (en) Gas well oil-free pipe hollow oil well pump full life cycle liquid and gas drainage device and method
RU2430270C2 (en) Sucker-rod pump unit for simultaneous-separate extraction of oil from two reservoirs
RU2175402C1 (en) Sucker-rod pumping plant
RU59164U1 (en) HYDRAULIC BOREHOLE PUMP UNIT
CN206158937U (en) Thick pump is taken out to tubular
RU84057U1 (en) DIFFERENTIATED Borehole PUMP PUMP WITH MOBILE CYLINDER FOR PRODUCTION OF HIGH VISCOUS OIL
RU2726013C1 (en) Well pumping unit for simultaneous separate operation of two formations
US3148629A (en) Deep well pump for viscous oil
US2319749A (en) Bore hole pump
US2672815A (en) Apparatus for pumping viscous crude
RU141835U1 (en) HOSE PUMP UNIT FOR PRODUCING HIGH-VISCOUS OIL