RU2817441C1 - Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях высокого газового фактора - Google Patents
Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях высокого газового фактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817441C1 RU2817441C1 RU2024100353A RU2024100353A RU2817441C1 RU 2817441 C1 RU2817441 C1 RU 2817441C1 RU 2024100353 A RU2024100353 A RU 2024100353A RU 2024100353 A RU2024100353 A RU 2024100353A RU 2817441 C1 RU2817441 C1 RU 2817441C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- packer
- pipe
- sucker
- rod pump
- pump
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012388 gravitational sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
Abstract
Устройство предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности. Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях высокого газового фактора состоит из штангового насоса, колонны насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и пакера, расположенного выше продуктивного пласта. Между пакером и штанговым насосом последовательно расположены и соединены между собой наружная труба НКТ и патрубок, снабженный отклонителем призматической формы. Наружная труба НКТ снабжена эксцентрично расположенной внутренней всасывающей трубой, закрепленной с помощью сварки с наружной трубой НКТ в выходном отверстии, выполненном на боковой поверхности наружной трубы НКТ и перекрытом верхним направляющим кожухом, направленным открытой частью к устью скважины. В нижней части наружной трубы НКТ на боковой поверхности, расположенной с одной стороны с выходным отверстием, выполнены фильтрационные отверстия, перекрытые нижним направляющим кожухом, направленным открытой частью к пакеру. Внутренняя всасывающая труба нижним концом сообщена с подпакерной зоной, а верхним с надпакерной зоной. Обеспечивается повышение эффективности и надежности работы скважинной штанговой насосной установки для добычи нефти в условиях высокого газового фактора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Устройство предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности при добыче нефти штанговыми насосными установками из высокодебитных скважин, эксплуатация которых осложнена высоким газовым фактором.
Известна скважинная штанговая насосная установка (И.Т. Мищенко «Скважинная добыча нефти» М., «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003, с. 588), состоящая из привода, колонны насосных штанг, глубинного насоса, колонны насосно-компрессорных труб, газопесочного якоря с контейнером из НКТ. При работе скважинного насоса, приводимого в действие приводом через колонну насосных штанг, жидкость поступает в газопесочный якорь, в котором за счет изменения скоростей потока происходит гравитационное осаждение механических примесей и всплытие пузырьков газа.
Недостатком данной установки является недостаточная эффективность для скважин с большим дебитом жидкости (более 20 м3/сут) из-за низкой площади кольцевого пространства, в котором происходит сепарация газа, т.е. из-за высокой скорости потока газ не успевает всплывать и увлекается в насос, что приводит к снижению коэффициента наполнения и подачи насоса, КПД установки.
Известен штанговый насос для добычи нефти из скважин с малым зумпфом в условиях высокого газового фактора (патент RU № 215129, МПК E21B 17/00, F04B 47/02, опубл. 30.11.2022 в бюл. №34), включающий цилиндр с всасывающим клапаном, плунжер с нагнетательным клапаном, при этом штанговый насос выполнен с возможностью присоединения к колонне лифтовых труб. Цилиндр снабжен полым цилиндрическим кожухом, неподвижно закрепленным в верхней части с цилиндром, при этом выше основного всасывающего клапана полый цилиндрический кожух выполнен по меньшей мере с двумя входными щелевыми фильтрационными отверстиями, перекрытыми металлической сеткой и чашеобразным полукожухом, обращенным открытой частью к устью скважины, притом в верхней части цилиндрического кожуха выполнены газоперепускные клапаны, по меньшей мере два. Таким образом, предлагаемый штанговый насос для добычи нефти из скважин с малым зумпфом в условиях высокого газового фактора при высокой эффективности и надежности обеспечивает максимальную добычу нефти из скважин с малым зумпфом в условиях высокого газового фактора благодаря сепарации газа и размещении насоса непосредственно напротив продуктивного пласта при необходимом погружении насоса под динамический уровень.
Недостатком данного насоса также является недостаточная эффективность для скважин с большим дебитом жидкости (более 20 м3/сут) из-за низкой площади кольцевого пространства, в котором происходит сепарация газа, т.е. из-за высокой скорости потока газ не успевает всплывать и увлекается в насос, что приводит к снижению коэффициента наполнения и подачи насоса, КПД установки.
Известна скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти из скважин с большим дебитом жидкости в условиях высокого газового фактора (патент RU № 216467, МПК E21B 43/00, 43/38, опубл. 07.02.2023 в бюл. №4), состоящая из вставного штангового насоса, колонны насосных штанг, колонны эксплуатационных насосно-компрессорных труб, хвостовика, пакера. Вставной штанговый насос приводится в действие через колонну насосных штанг и колонну эксплуатационных насосно-компрессорных труб. Пакер расположен выше продуктивного пласта. Между вставным штанговым насосом и хвостовиком последовательно установлены перфорированный патрубок, заглушенная муфта, патрубок колонны эксплуатационных насосно-компрессорных труб, и двухканальная муфта с отводом. Над вставным штанговым насосом установлен перепускной клапан с принудительной откачкой газа. Отвод выполнен с внутренним диаметром 40 мм и длиной, обеспечивающей расстояние между выходным отверстием отвода и приемом вставного штангового насоса не менее 2 м.
Недостатком данной установки является ограничение по применению в эксплуатационных колоннах менее 168 мм из-за наличия бокового отвода в конструкции, что увеличивает габариты устройства. Кроме того, из-за возможности засорения газоперепускного клапана кусками асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО), существует вероятность последующего скапливания газа в межтрубном пространстве и снижения динамического уровня вплоть до срыва подачи насоса.
Наиболее близким является устройство (патент RU №92691, МПК E21B 43/00, 47/00, 47/02, опубл. 27.03.2010 в бюл. №9), включающее вставной штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг, колонну эксплуатационных насосно-компрессорных труб, пакер, расположенный ниже области негерметичного участка эксплуатационной колонны и выше продуктивного пласта. Устройство содержит планшайбу, вставной штанговый насос с опорным замком и опору, свинченную с колонной труб, пакер установлен за счет натяжения колонны труб от него до планшайбы, а вставной штанговый насос с опорным замком установлен в опоре, при этом опора может быть установлена под пакером или над ним в колонне труб.
Недостатком данной установки является низкая эффективность работы в условиях высокого газового фактора добываемой продукции, выделяющийся газ из добываемой жидкости в полном объеме поступает на прием вставного штангового насоса, что снижает коэффициент подачи, уменьшает ресурс узлов вставного штангового насоса, и как следствие уменьшению дебита жидкости.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности работы скважинной штанговой насосной установки для добычи нефти в условиях высокого газового фактора за счет применения многоступенчатой сепарации с использованием гидродинамических эффектов разворота струй жидкости, изменения скорости потока со сменой направления течения, обеспечения максимальной сепарации газа при больших значениях газового фактора, обеспечения работоспособности и поддержания значения коэффициентов наполнения и подачи штангового насоса.
Технический результат достигается скважинной штанговой насосной установкой для добычи нефти в условиях высокого газового фактора, состоящей из штангового насоса, колонны насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб – НКТ, пакера, расположенного выше продуктивного пласта, при этом штанговый насос, приводится в действие приводом через колонну насосных штанг, содержит цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны.
Новым является то, что между пакером и штанговым насосом последовательно расположены и соединены между собой наружная труба НКТ и патрубок, снабженный отклонителем призматической формы, наружная труба НКТ снабжена эксцентрично расположенной внутренней всасывающей трубой, закрепленной с помощью сварки с наружной трубой НКТ во выходном отверстии, выполненном на боковой поверхности наружной трубы НКТ, и перекрытом верхним направляющим кожухом, направленным открытой частью к устью скважины, в нижней части наружной трубы НКТ на боковой поверхности, расположенной с одной стороны с выходным отверстием, выполнены фильтрационные отверстия, перекрытые нижним направляющим кожухом, направленным открытой частью к пакеру, при этом внутренняя всасывающая труба нижним концом сообщена с подпакерной зоной, а верхним концом, изогнутым под углом 45 градусов, сообщена с надпакерной зоной, отклонитель расположен над выходным отверстием, общая площадь фильтрационных отверстий не менее чем в четыре раза превышает площадь проходного сечения седла всасывающего клапана насоса.
Также новым является то, что к штанговому насосу для принудительной откачки газа подведен греющий кабель.
На фиг.1 изображена схема скважинной штанговой насосной установки для добычи нефти в условиях высокого газового фактора, где штанговый насос – 1, колонна насосных штанг – 2, колонна НКТ – 3, пакер – 4, продуктивный пласт – 5, перепускной клапан с принудительного откачкой газа – 6, наружная труба НКТ – 7, внутренняя всасывающая труба – 8, подпакерная зона – 9, надпакерная зона – 10, выходное отверстие – 11, фильтрационные отверстия – 12, верхний направляющий кожух – 13, нижний направляющий кожух – 14, патрубок – 15, отклонитель – 16, греющий кабель – 17.
Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях высокого газового фактора состоит из штангового насоса 1, колонны насосных штанг 2, колонны НКТ 3, пакера 4, расположенного выше продуктивного пласта 5, при этом штанговый насос 1, приводится в действие приводом через колонну насосных штанг, содержит цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны.
Между пакером 4 и штанговым насосом 1 последовательно расположены и соединены между собой наружная труба НКТ 7 и патрубок 15, снабженный отклонителем 16 призматического сечения.
Наружная труба НКТ 7 снабжена эксцентрично расположенной внутренней всасывающей трубой 8, закрепленной с помощью сварки с наружной трубой НКТ 7 во выходном отверстии 11, выполненном на боковой поверхности наружной трубы НКТ 7, и перекрытом верхним направляющим кожухом 13, направленным открытой частью к устью скважины (на фиг. 1 не показано).
В нижней части наружной трубы НКТ 7 на боковой поверхности, расположенной с одной стороны с выходным отверстием 11, выполнены фильтрационные отверстия 12, перекрытые нижним направляющим кожухом 14, направленным открытой частью к пакеру 4.
При этом внутренняя всасывающая труба 8 нижним концом сообщена с подпакерной зоной 9, а верхним концом, изогнутым под углом 45 градусов, сообщена с надпакерной зоной 10.
Отклонитель 16 расположен над выходным отверстием 11.
Общая площадь фильтрационных отверстий 12 не менее чем в четыре раза превышает площадь проходного сечения седла всасывающего клапана насоса 1, что исключает снижение дебита при частичном засорении фильтрационных отверстий 12.
К штанговому насосу 1 для принудительной откачки газа подведен греющий кабель 17, что исключает засорение проходного канала перепускного клапана кусками АСПО за счет поддержания температуры выше температуры плавления АСПО.
Установка работает следующим образом.
При работе штангового насоса 1, приводимого в действие приводом через колонну насосных штанг 2, производится подъем продукции по колонне НКТ 3. При этом поток жидкости с газом поднимается из подпакерной зоны 9 сначала по внутренней всасывающая трубе 8 и через выходное отверстие 11 в надпакерную зону 10. В установке реализован принцип многоступенчатой сепарации с использованием гидродинамических эффектов разворота струй жидкости, изменение скорости потока со сменой направления течения. При повороте потока жидкости в зоне верхнего 13 и нижнего 14 направляющих кожухов газ поднимается наверх по надпакерной зоне 10 (межтрубному пространству), а разгазированная жидкость вниз и через фильтрационные отверстия 12, внутреннюю всасывающую трубу 8 и патрубок 15 попадает в штанговый насос 1. Таким образом, обеспечивается максимальная сепарация газа даже при больших значениях газового фактора, работоспособность установки и поддержание значения коэффициентов наполнения и подачи штангового насоса 1 при исключении потерь нефти.
Греющий кабель 17 поддерживает температуру выше температуры плавления АСПО (70 градусов), что исключает засорение клапана АСПО и выход его из строя.
Отклонитель 16 исключает повреждение верхнего направляющего кожуха 13 и закрытие выходного отверстия 11 стенкой эксплуатационной колонны скважины.
Таким образом, предлагаемая скважинная штанговая насосная установка при высокой эффективности и надежности обеспечивает максимальную добычу нефти в условиях высокого газового фактора благодаря применения многоступенчатой сепарации с использованием гидродинамических эффектов разворота струй жидкости, изменения скорости потока со сменой направления течения, обеспечения максимальной сепарации газа при больших значениях газового фактора, работоспособности установки и поддержания значения коэффициентов наполнения и подачи штангового насоса.
Claims (2)
1. Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях высокого газового фактора, состоящая из штангового насоса, колонны насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и пакера, расположенного выше продуктивного пласта, при этом штанговый насос приводится в действие приводом через колонну насосных штанг и содержит цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, отличающаяся тем, что между пакером и штанговым насосом последовательно расположены и соединены между собой наружная труба НКТ и патрубок, снабженный отклонителем призматической формы, наружная труба НКТ снабжена эксцентрично расположенной внутренней всасывающей трубой, закрепленной с помощью сварки с наружной трубой НКТ в выходном отверстии, выполненном на боковой поверхности наружной трубы НКТ и перекрытом верхним направляющим кожухом, направленным открытой частью к устью скважины, в нижней части наружной трубы НКТ на боковой поверхности, расположенной с одной стороны с выходным отверстием, выполнены фильтрационные отверстия, перекрытые нижним направляющим кожухом, направленным открытой частью к пакеру, при этом внутренняя всасывающая труба нижним концом сообщена с подпакерной зоной, а верхним концом, изогнутым под углом 45 градусов, сообщена с надпакерной зоной, отклонитель расположен над выходным отверстием, а общая площадь фильтрационных отверстий не менее чем в четыре раза превышает площадь проходного сечения седла всасывающего клапана насоса.
2. Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях высокого газового фактора по п. 1, отличающаяся тем, что к штанговому насосу для принудительной откачки газа подведен греющий кабель.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2817441C1 true RU2817441C1 (ru) | 2024-04-16 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589482A (en) * | 1984-06-04 | 1986-05-20 | Otis Engineering Corporation | Well production system |
RU92691U1 (ru) * | 2009-11-09 | 2010-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Завод "Измерон" | Оборудование для негерметичной эксплуатационной колонны при добыче нефти штанговыми насосами (варианты) |
RU2575856C2 (ru) * | 2014-03-19 | 2016-02-20 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Устройство для добычи нефти с внутрискважинной сепарацией |
CN212406690U (zh) * | 2020-06-22 | 2021-01-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高含气井有杆泵举升提效装置及工艺管柱 |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589482A (en) * | 1984-06-04 | 1986-05-20 | Otis Engineering Corporation | Well production system |
RU92691U1 (ru) * | 2009-11-09 | 2010-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма Завод "Измерон" | Оборудование для негерметичной эксплуатационной колонны при добыче нефти штанговыми насосами (варианты) |
RU2575856C2 (ru) * | 2014-03-19 | 2016-02-20 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Устройство для добычи нефти с внутрискважинной сепарацией |
CN212406690U (zh) * | 2020-06-22 | 2021-01-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高含气井有杆泵举升提效装置及工艺管柱 |
RU215129U1 (ru) * | 2022-10-27 | 2022-11-30 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Штанговый насос для добычи нефти из скважин с малым зумпфом в условиях высокого газового фактора |
RU216467U1 (ru) * | 2022-11-11 | 2023-02-07 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти из скважин с большим дебитом жидкости в условиях высокого газового фактора |
RU2796712C1 (ru) * | 2023-03-30 | 2023-05-29 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д.Шашина | Штанговый насос для добычи нефти из скважин, осложненных выносом механических примесей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8006756B2 (en) | Gas assisted downhole pump | |
US9322251B2 (en) | System and method for production of reservoir fluids | |
RU2196892C2 (ru) | Устройство и система (варианты) для увеличения добычи жидкости из подземных пластов | |
US8794305B2 (en) | Method and apparatus for removing liquid from a horizontal well | |
US6343653B1 (en) | Chemical injector apparatus and method for oil well treatment | |
US7594543B2 (en) | Method and apparatus for production in oil wells | |
US20050167116A1 (en) | Apparatus for production in oil wells | |
US10280728B2 (en) | Connector and gas-liquid separator for combined electric submersible pumps and beam lift or progressing cavity pumps | |
RU2817441C1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти в условиях высокого газового фактора | |
GB2422159A (en) | Venturi removal of water in a gas wall | |
RU2812377C1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка для высокодебитных скважин в условиях высокого газового фактора | |
RU2713290C1 (ru) | Скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов | |
RU2803026C1 (ru) | Фильтр скважинного штангового насоса | |
RU216467U1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка для добычи нефти из скважин с большим дебитом жидкости в условиях высокого газового фактора | |
RU2796712C1 (ru) | Штанговый насос для добычи нефти из скважин, осложненных выносом механических примесей | |
RU2726013C1 (ru) | Скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов | |
RU2150024C1 (ru) | Насосная установка для добычи нефти из глубоких скважин | |
SU1601352A2 (ru) | Способ экплуатации скважины | |
RU215129U1 (ru) | Штанговый насос для добычи нефти из скважин с малым зумпфом в условиях высокого газового фактора | |
RU2815669C1 (ru) | Установка штангового насоса с параллельно размещенными колоннами труб для эксплуатации скважин с повышенным выносом песка | |
RU2720845C1 (ru) | Фильтр скважинного насоса | |
RU216466U1 (ru) | Установка скважинного штангового насоса | |
US3385227A (en) | Bottom hole separator | |
RU2704088C1 (ru) | Глубинное газоперепускное устройство для скважины, эксплуатируемой штанговым насосом | |
RU2196249C1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка |