RU2780266C1 - Скважинная насосная установка - Google Patents
Скважинная насосная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780266C1 RU2780266C1 RU2022102684A RU2022102684A RU2780266C1 RU 2780266 C1 RU2780266 C1 RU 2780266C1 RU 2022102684 A RU2022102684 A RU 2022102684A RU 2022102684 A RU2022102684 A RU 2022102684A RU 2780266 C1 RU2780266 C1 RU 2780266C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- float
- pumping unit
- downhole pumping
- liquid level
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000007665 sagging Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам, и может быть использовано для эксплуатации обводненных нефтяных скважин с неустойчивым уровнем жидкости. Скважинная насосная установка включает центробежный насос с электродвигателем и наружным корпусом, лифтовую колонну для подъема продукции и поплавок. Поплавок жестко соединен с корпусом насоса для перемещения насоса в зависимости от уровня жидкости в скважине. Как минимум нижняя часть лифтовой колонны выполнена с возможностью перемещения вверх-вниз вместе с корпусом насоса. Как минимум нижняя часть кабеля изготовлена спиральной, чтобы исключить провисания кабеля при перемещении насоса. Предлагаемая скважинная насосная установка позволяет упростить конструкцию и расширить область применения за счет исключения противовесов с гибкой тягой на устье и оснащения нижней части лифтовой колонны для подъема продукции изменяющейся по длине трубой, возможности работы в глубоких скважинах с изменяемым уровнем жидкости, а также использования как минимум в нижней части спирального питающего кабеля, позволяющего свободно перемещаться насосу вверх-вниз за счет прикрепленного к корпусу поплавка в пределах нижней части лифтовой колонны без провисания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам, и может быть использовано для эксплуатации обводненных нефтяных скважин с неустойчивым уровнем жидкости.
Известна скважинная штанговая насосная установка (патент RU № 2459116, МПК F04B 47/00, опубл. 20.08.2012 Бюл. № 23), содержащая колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, хвостовик и насос с цилиндром и плунжером, разделяющим цилиндр на нефтяную секцию с входным каналом, всасывающим и нагнетательным клапанами, сообщенную со скважинным пространством выше уровня водонефтяного контакта и сверху с колонной лифтовых труб, и водную секцию, снабженную отдельным всасывающим и нагнетательным клапанами и сообщенную с цилиндром ниже плунжера и скважинным пространством ниже уровня водонефтяного контакта через хвостовик с сифоном и входным каналом, объем которого выполнен больше объема всасывания водной секции насоса и достаточен для всплытия нефти в воде за период нагнетания водной секции насоса, причем хвостовик сообщен через всасывающий клапан водной секции обводным каналом через боковую стенку с цилиндром, а входной канал нефтяной секции через всасывающий клапан сообщен с низом цилиндра, причем нагнетательный клапан этой секции размещен в дополнительном обводном канале, сообщающем выход всасывающего клапана нефтяной секции с колонной лифтовых труб, при этом в цилиндре ниже плунжера установлен поршень с возможностью ограниченного перемещения между выходом обводного канала и всасывающим клапаном нефтяной секции.
Недостатками данной насосной установки является сложность изготовления и низкая производительность из-за наличия большого количества внешних перепускных каналов, а также снижение эффективности работы при резком изменения уровня жидкости в скважине из-за точной настройки под конкретный дебит скважины.
Известна также скважинная насосная установка (патент RU № 2132969, МПК F04D 13/10, опубл. 10.07.1999 Бюл. № 19), содержащая колонну насосно-компрессорных труб, струйный насос с радиальными приемными клапанами, центробежный насос, устройство для регулирования режима работы установки и средство для измерения динамического уровня, причем устройство для регулирования режима работы установки выполнено в виде подвижно установленных на струйном насосе кольцевого поплавка и соединенного с ним тягами корпуса с радиальными приемными каналами, участок перекрытия приемных каналов струйного насоса и упорами для положений с раскрытыми и перекрытыми приемными каналами.
Недостатками данной насосной установки является сложность изготовления из-за наличия электроцентробежного и струйного насоса, а также системы противовесов, и узкая область применения, так как предназначена для водозаборных неглубоких скважин, а также изменения режимов работы насоса при изменении уровня жидкости, что приводит к снижению его коэффициента полезного действия (КПД).
Наиболее близким по технической сущности является скважинная насосная установка (патент RU № 2211378, МПК F04D 13/10, опубл. 27.08.2003 Бюл. № 24), содержащая центробежный насос, водоподъемную колонну, кольцевой поплавок, телескопически связанный с тягами, соединенными жестко с водоподъемной колонной в нижней части, гибкую мерную связь, соединенную одним концом с кольцевым поплавком, а другим - с противовесом и перекинутую через направляющий ролик, установленный на устье скважины, причем она снабжена дополнительным кольцевым поплавком, установленным под кольцевым поплавком и жестко соединенным с водоподъемной колонной.
Недостатками данной насосной установки является сложность изготовления из-за наличия системы противовесов на устье скважины и узкая область применения, так как предназначена для водозаборных неглубоких скважин, а также изменения режимов работы насоса при изменении уровня жидкости, что приводит к снижению его коэффициента полезного действия (КПД).
Технической задачей предполагаемого изобретения является создание скважинной насосной установки, позволяющей упростить конструкцию и расширить область применения за счет исключения противовесов с гибкой тягой на устье и оснащения нижней части лифтовой колонны для подъема продукции изменяющейся по длине трубой возможности работы в глубоких (в том числе и нефтеносных) скважинах с изменяемым уровнем жидкости, а также использования как минимум в нижней части спиральным питающим кабелем, позволяющим свободно перемещаться насосу вверх-вниз за счет прикрепленного к корпусу поплавка в пределах нижней части лифтовой колонны без провисания.
Техническая задача решается скважинной насосной установкой, включающей центробежный насос с электродвигателем и наружным корпусом, лифтовую колонну для подъема продукции и поплавок.
Новым является то, что поплавок жестко соединен с корпусом насоса для перемещения насоса в зависимости от уровня жидкости в скважине, как минимум нижняя часть лифтовой колонны выполнена с возможностью перемещения вверх-вниз вместе с корпусом насоса, а как минимум нижняя часть кабеля изготовлена спиральной, чтобы исключить провисания кабеля при перемещении насоса.
Новым является также то, что как минимум нижняя часть лифтовой колонны изготовлена в виде герметично телескопически вставленных с возможностью продольного перемещения труб, нижняя из которых жестко соединена с корпусом насоса.
Новым является также то, что как минимум нижняя часть лифтовой колонны изготовлена в виде поперечно гофрированной с возможностью сжатия трубы, низ которой жестко соединен с корпусом насоса.
На фиг. 1 изображена насосная установка, спущенная в скважину.
На фиг. 2 изображена нижняя часть лифтовой колонны в виде труб, телескопически вставленных друг в друга.
На фиг. 3 изображена нижняя часть лифтовой колонны в виде поперечно гофрированной трубы.
Скважинная насосная установка включает центробежный насос 1 (фиг. 1) с электродвигателем 2 и наружным корпусом 3, лифтовую колонну 4 для подъема продукции на поверхность и поплавок 5, который жестко соединен с корпусом 3 насоса 1 для перемещения насоса в зависимости от уровня жидкости 6 в скважине 7. Как минимум нижняя часть лифтовой колонны 4 (фиг. 1 и 2) выполнена с возможностью перемещения вверх-вниз вместе с корпусом 3 (фиг. 1) насоса 1. Как минимум нижняя часть кабеля 8, питающего электродвигатель 2, изготовлена спиральной, чтобы исключить провисания кабеля 8 при перемещении насоса 1 вверх-вниз.
Нижняя часть лифтовой колонны 4 (фиг. 2) может быть изготовлена в виде герметично телескопически вставленных с возможностью продольного перемещения труб 9 и 10, нижняя из которых жестко соединена с корпусом 3 (фиг. 1) насоса 1, например, муфтой 11, сваркой (не показана), развальцовкой (не показана) или т.п. Такую конструкцию низа лифтовой колонны 4 рекомендуется использовать в скважинах 7, в которых перепад уровня жидкости 6 не превышает 7 - 10 м.
Нижняя часть лифтовой колонны 4 (фиг. 3) может быть изготовлена в виде поперечно гофрированной с возможностью сжатия трубы 12, низ которой жестко соединен с корпусом 3 (фиг. 1) насоса 1, например, муфтой 11, сваркой (не показана), развальцовкой (не показана) или т.п. Такую конструкцию низа лифтовой колонны 4 рекомендуется использовать в скважинах 7, в которых перепад уровня жидкости 6 превышает 10 м.
Поскольку поплавок 5 (фиг. 1) изготовлен из менее плотного материала (меньше плотности жидкости в скважине 7), то он имеет низкую теплопроводность, поэтому его не рекомендуется размещать на электродвигателе 2, который охлаждается снаружи за счет естественной конвекции жидкости в скважине 7. А насос 1 охлаждается преимущественно за счет вынужденной конвекции, прокачиваемой через него жидкости, поступающей на вход 13 и подымаемой далее на поверхность по лифтовым трубам 4. Поплавок 5 может быть изготовлен из пенопласта, вспененного полиуретана, резиновой полости с воздухом внутри или т.п. (автор на это не претендует).
Конструктивные элементы, технологические соединения и уплотнения, не влияющие на работоспособность насосной установки, на чертежах (фиг. 1 - 3) не показаны или показаны условно.
Скважинная насосная установка работает следующим образом.
Насос 1 (фиг. 1) с электродвигателем 2 и поплавком 5 наружным корпусом 3, например, при помощи муфты 11 при соединяют к лифтовым трубам 4 и спускают в скважину 7. При этом в нижней части лифтовой колонны 4 труба 9 (фиг. 2) полностью выходит из трубы 10 или поперечно гофрированная труба 12 (фиг. 3) максимально удлиняется, как и спиральная часть кабеля 8 (фиг. 1), за счет веса насоса 1 с поплавком 5 и электродвигателем 2. После спуска насоса 1 ниже уровня жидкости 6 поплавок 5 (за счет силы Архимеда) всплывает с насосом 1 и электродвигателем 2, что отмечается на устьевом индикаторе веса (УИВ - не показан). При этом в нижней части лифтовой колонны 4 труба 9 (фиг. 2) входит в трубу 10 или поперечно гофрированная труба 12 (фиг. 3) сжимается, как и спиральная часть кабеля 8 (фиг. 1), исключая провисание кабеля 8. Как только показания на УИВ перестает снижаться спуск лифтовых труб 4 прекращают, так как это свидетельствует, что насос находится на оптимальной глубине относительно уровня жидкости 6. Устье (не показано) скважины 7 герметизируют по кабелю 8 подают питание на электродвигатель 2, который приводит в работу насос 1. В результате жидкость из скважины 7 поступает на вход 13 и насосом 1 по лифтовой колонне 4 перекачивается на поверхность.
При отключении близлежащих нагнетательных скважин (не показаны), например, на обслуживание, капитальный ремонт или т.п., уровень жидкости 6 в скважине 7 снижается (из-за снижения пластового давления). Вместе с уровнем жидкости под действием поплавка 5 опускается и насос 1 с электродвигателем 2, исключая захват воздуха через вход 13 насосом 1, а это может привести к его перегреву и выходу из строя. При этом в нижней части лифтовой колонны 4 труба 9 (фиг. 2) выходит из трубы 10 или поперечно гофрированная труба 12 (фиг. 3) удлиняется, как и спиральная часть кабеля 8 (фиг. 1).
При отключении близлежащих добывающих скважин (не показаны), например, на обслуживание, капитальный ремонт или т.п., уровень жидкости 6 в скважине 7 повышается (из-за роста пластового давления). Вместе с уровнем жидкости под действием поплавка 5 всплывает и насос 1 с электродвигателем 2, исключая расположение входа 13 ниже уровня водонефтяного контакта (ВНК - не показан), а это может привести к перекачке только воды, делая не рентабельным добычу из этой скважины 7. При этом в нижней части лифтовой колонны 4 труба 9 (фиг. 2) входит в трубу 10 или поперечно гофрированная труба 12 (фиг. 3) сжимается, как и спиральная часть кабеля 8 (фиг. 1), исключая его провисание.
Исключение провисания кабеля 8 не позволяет заклинить ему между поплавком 5 стенками скважины и, как следствие, оборваться при перемещении насоса 1 вместе с поплавком 5, исключая аварийные ситуации.
Предлагаемая скважинная насосная установка позволяет упростить конструкцию и расширить область применения за счет исключения противовесов с гибкой тягой на устье и оснащения нижней части лифтовой колонны для подъема продукции изменяющейся по длине трубой возможности работы в глубоких (в том числе и нефтеносных) скважинах с изменяемым уровнем жидкости, а также использования как минимум в нижней части спиральным питающим кабелем, позволяющим свободно перемещаться насосу вверх-вниз за счет прикрепленного к корпусу поплавка в пределах нижней части лифтовой колонны без провисания.
Claims (3)
1. Скважинная насосная установка, включающая центробежный насос с электродвигателем и наружным корпусом, лифтовую колонну для подъема продукции и поплавок, отличающаяся тем, что поплавок жестко соединен с корпусом насоса для перемещения насоса в зависимости от уровня жидкости в скважине, как минимум нижняя часть лифтовой колонны выполнена с возможностью перемещения вверх-вниз вместе с корпусом насоса, а как минимум нижняя часть кабеля изготовлена спиральной, чтобы исключить провисания кабеля при перемещении насоса.
2. Скважинная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум нижняя часть лифтовой колонны изготовлена в виде герметично телескопически вставленных с возможностью продольного перемещения труб, нижняя из которых жестко соединена с корпусом насоса.
3. Скважинная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум нижняя часть лифтовой колонны изготовлена в виде поперечно гофрированной с возможностью сжатия трубы, низ которой жестко соединен с корпусом насоса.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780266C1 true RU2780266C1 (ru) | 2022-09-21 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1985001087A1 (en) * | 1983-09-06 | 1985-03-14 | Blum, Albert | Float switch, particularly for immersion pump systems |
RU2132969C1 (ru) * | 1997-11-05 | 1999-07-10 | Керимов Ваид Амирджанович | Скважинная насосная установка |
RU2211378C1 (ru) * | 2002-07-25 | 2003-08-27 | Керимов Ваид Амирджанович | Скважинная насосная установка |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1985001087A1 (en) * | 1983-09-06 | 1985-03-14 | Blum, Albert | Float switch, particularly for immersion pump systems |
RU2132969C1 (ru) * | 1997-11-05 | 1999-07-10 | Керимов Ваид Амирджанович | Скважинная насосная установка |
RU2211378C1 (ru) * | 2002-07-25 | 2003-08-27 | Керимов Ваид Амирджанович | Скважинная насосная установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8657014B2 (en) | Artificial lift system and method for well | |
US4490095A (en) | Oilwell pump system and method | |
US20080080991A1 (en) | Electrical submersible pump | |
CN111535784B (zh) | 一种负压抽吸与气举复合作用泵及其作业方法 | |
RU2780266C1 (ru) | Скважинная насосная установка | |
RU2361115C1 (ru) | Глубинно-насосная установка для подъема продукции по эксплуатационной колонне скважины | |
RU2498058C1 (ru) | Установка скважинная штанговая насосная для закачки воды в пласт | |
US4565496A (en) | Oil well pump system and method | |
US20210095660A1 (en) | Downhole pump | |
RU2132933C1 (ru) | Комбинированный способ эксплуатации добывающей скважины и оборудование для его осуществления | |
RU2440514C1 (ru) | Скважинная насосная установка | |
RU2713290C1 (ru) | Скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов | |
RU2415302C1 (ru) | Глубинно-насосная установка для беструбной эксплуатации скважин | |
RU2775325C1 (ru) | Скважинный плунжерный насос | |
CN113944451B (zh) | 气驱生产井气动无杆排液举升管柱及方法 | |
RU2691362C2 (ru) | Погружной скважинный насос с приемным фильтром | |
RU2812377C1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка для высокодебитных скважин в условиях высокого газового фактора | |
RU2704088C1 (ru) | Глубинное газоперепускное устройство для скважины, эксплуатируемой штанговым насосом | |
RU144477U1 (ru) | Насосная установка для одновременной добычи из двух пластов | |
RU2068492C1 (ru) | Способ эксплуатации комбинированной установки "газлифт-погружной насос" | |
RU2459116C1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка | |
RU2549937C1 (ru) | Скважинная насосная установка | |
RU2802907C1 (ru) | Гидроштанговый привод погружного объемного насоса (варианты) | |
RU53388U1 (ru) | Скважинный электроприводной насосный агрегат | |
RU2519154C1 (ru) | Скважинная насосная установка |