RU44349U1 - INTERPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE AND DEPTH WELL DOWN CONVERTER OF COSTS FOR THIS DEVICE - Google Patents

INTERPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE AND DEPTH WELL DOWN CONVERTER OF COSTS FOR THIS DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU44349U1
RU44349U1 RU2004130170/22U RU2004130170U RU44349U1 RU 44349 U1 RU44349 U1 RU 44349U1 RU 2004130170/22 U RU2004130170/22 U RU 2004130170/22U RU 2004130170 U RU2004130170 U RU 2004130170U RU 44349 U1 RU44349 U1 RU 44349U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
water
downhole
ball
annular groove
Prior art date
Application number
RU2004130170/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.С. Абрамов
О.Л. Абрамов
А.В. Барычев
М.И. Зимин
Д.В. Плюснин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА") filed Critical Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА")
Priority to RU2004130170/22U priority Critical patent/RU44349U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU44349U1 publication Critical patent/RU44349U1/en

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО МЕЖПЛАСТОВОЙ ПЕРЕКАЧКИ ВОДЫ (УМПВ) И ГЛУБИННЫЙ СКВАЖИННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА (ГСПР) для этого устройства относятся к области нефтедобывающей промышленности и могут быть использованы в системах поддержания пластового давления при разработке нефтегазовых месторождений.INTERDISPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE (UHMW) AND DEPTH WELL DOWN FLOW CONVERTER (GSPR) for this device belong to the oil industry and can be used in reservoir pressure maintenance systems for the development of oil and gas fields.

Устройство УМПВ состоит из колонны 2 насосно-компрессорных труб с внутрискважинной насосной установкой в виде многоступенчатого центробежного насоса 3 с погружным электродвигателем 4, силового кабеля 5 электропитания, наземного блока 6 электроснабжения, управления и контроля, пакера 7 для разобщения пластов (отдающего и принимающего), внутрискважинного узла 10 обеспечения минимального содержания мехпримесей и глубинного скважинного преобразователя 11 расхода.The UMPV device consists of a string of 2 tubing with a downhole pump unit in the form of a multi-stage centrifugal pump 3 with a submersible motor 4, a power cable 5, a ground unit 6 for power supply, control and monitoring, a packer 7 for uncoupling the layers (transmitting and receiving), downhole node 10 to ensure a minimum content of solids and downhole flow transducer 11 flow.

ГСПР состоит из составного проточного корпуса 16 с двумя каналами, вращателя 19 потока и выпрямителя 21 потока, между которыми выполнена горообразная кольцевая канавка 23, в которой размещен шар 24 и узла 25 контроля за круговыми движениями шара по кольцевой горообразной канавке. Новым в устройстве является наличие в нем вышеуказанных элементов и их взаимосвязей.GSPR consists of a composite flow housing 16 with two channels, a flow rotator 19 and a flow rectifier 21, between which a mountain-shaped annular groove 23 is made, in which the ball 24 and the node 25 for controlling the circular movements of the ball along the annular mountain groove are placed. New in the device is the presence in it of the above elements and their relationships.

Новым в глубинном скважинном преобразователе расхода является исполнение корпуса составным, в виде, как минимум, двух частей, наружная часть 26 из которых содержит посадочное седло 27 под вставную, с возможностью установки и съема, центральную часть 28. В теле наружной части 26 размещен фиксатор 29 взаимно-сопряженного состояния обеих частей. Вращатель 19 и выпрямитель 21 потока жестко закреплены на вставной части 28 корпуса, а кольцевая канавка 23 выполнена в теле наружной части 26 непосредственно над посадочным седлом 27. 2 н. п.ф., 3 ил.New in the downhole flow transducer is the execution of the housing is composite, in the form of at least two parts, the outer part 26 of which contains a seat saddle 27 under the insert, with the possibility of installation and removal, the central part 28. In the body of the outer part 26 is placed the latch 29 mutually conjugate state of both parts. The rotator 19 and the flow rectifier 21 are rigidly fixed to the insert part of the housing 28, and the annular groove 23 is made in the body of the outer part 26 directly above the landing seat 27. 2 N. P.F., 3 ill.

Description

Устройства относятся к области нефтедобывающей промышленности и могут быть использованы в системах поддержания пластового давления при разработке нефтегазовых месторождений.The devices belong to the oil industry and can be used in reservoir pressure maintenance systems in the development of oil and gas fields.

Для эффективной разработки нефтегазовых месторождений известны устройства [1], реализующие способ поддержания пластового давления путем закачки с поверхности в отдельные точки пласта через нагнетательные скважины определенного количества вытесняющего агента, главным образом воды (пресной, морской, сточной или пластовой). Существующая в настоящее время система поддержания пластового давления (ППД) включает в себя: водоисточник, низконапорные (питательные) водоводы, насосную станцию второго подъема, кустовую насосную станцию, нагнетательные скважины, комплекс приборов для измерения объемов закачиваемой воды.For the effective development of oil and gas fields, devices are known [1] that implement a method of maintaining reservoir pressure by injecting a certain amount of a displacing agent, mainly water (fresh, marine, sewage or formation), from the surface into separate points of the formation through injection wells. The current reservoir pressure maintenance system (PPM) includes: a water source, low-pressure (feed) water conduits, a second-lift pumping station, a cluster pumping station, injection wells, a set of instruments for measuring injected water volumes.

При глубокой разработке нефтяных месторождений для интенсификации добычи нефти возникает потребность ввода в действие дополнительных нагнетательных скважин, а, следовательно, и периодической реконструкции систем ППД, являющейся дорогостоящим мероприятием.With the deep development of oil fields to intensify oil production, there is a need to commission additional injection wells, and, consequently, periodically reconstruct the pressure maintenance systems, which is an expensive undertaking.

Отметим следующие недостатки систем ППД с перечисленной выше технической оснащенностью:Note the following disadvantages of PPD systems with the above technical equipment:

- использование насосов высоких производительности и напора;- the use of pumps of high performance and pressure;

- необходимость строительства линий электропередач высокого напряжения и понижающих подстанций в связи с применением высоковольтных электродвигателей в качестве приводов насосов;- the need to build high voltage power lines and step-down substations in connection with the use of high-voltage electric motors as pump drives;

- значительная протяженность наземных высоконапорных водоводов;- a significant length of land high-pressure pipelines;

- громоздкость системы, высокие металлоемкость и капиталоемкость;- the bulkiness of the system, high metal and capital intensity;

2 - низкая эксплуатационная надежность системы.2 - low operational reliability of the system.

Известны также устройства [2], реализующие способ ППД путем закачки воды в нагнетательную скважину из специально пробуренного рядом с ней шурфа, в который спущен электроцентробежный насос (ЭЦН). К приему ЭЦН через водовод низкого давления подается сточная или пресная вода, а выкид установки ЭЦН соединяется с нагнетательной скважиной. Устройство, реализующее способ ППД путем закачки воды через специально организованный шурф, свободно от большинства недостатков, но тем не менее капитальные затраты на строительство шурфа обязательны.Also known are devices [2] that implement the PPD method by pumping water into an injection well from a pit drilled specially near it into which an electric centrifugal pump (ESP) has been lowered. Sewage or fresh water is supplied to the ESP through the low pressure conduit, and the outlet of the ESP installation is connected to the injection well. A device that implements the PPD method by pumping water through a specially organized pit is free from most of the drawbacks, but nonetheless, capital costs for the construction of a pit are mandatory.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявляемому устройству межпластовой перекачки воды является устройство [3] для поддержания пластового давления путем внутрискважинной перекачки воды с помощью электроцентробежного насоса из полностью обводнившегося (отработанного) продуктивного пласта и доставки ее в эксплуатируемый нефтенасыщенный пласт, содержащее, согласно описанию, скважину, многоступенчатый центробежный насос с погружным электродвигателем, пакер для соответствующего разобщения и герметизации ствола скважины (скважинного пространства) и обеспечения приема (поглощения) жидкости принимающим пластом с выхода центробежного насоса, вход которого сообщен со стволом скважины в зоне отдающего воду пласта.The closest technical solution (prototype) to the inventive device for inter-reservoir water pumping is a device [3] for maintaining reservoir pressure by pumping water downhole using an electric centrifugal pump from a completely flooded (spent) productive reservoir and delivering it to an operating oil-saturated reservoir containing, as described , well, multistage centrifugal pump with submersible motor, packer for appropriate separation and sealing of the wellbore (borehole space) and ensuring reception (absorption) of fluid by the receiving formation from the outlet of the centrifugal pump, the inlet of which is connected to the wellbore in the zone of the water-giving formation.

Данное устройство свободно от вышеперечисленных недостатков, но оно не решает проблемы учета перекачиваемой пластовой воды и обеспечения ее качества по содержанию мехпримесей, чего требуют нормативно-технические документы по эксплуатации месторождений углеводородов с применением технологии поддержания пластового давления (ППД).This device is free from the above disadvantages, but it does not solve the problem of accounting for the pumped formation water and ensuring its quality in terms of the content of solids, which is required by the regulatory and technical documents for the exploitation of hydrocarbon deposits using the technology of maintaining reservoir pressure (RPM).

Таким образом, цель заявляемых объектов (иначе требуемый технический результат) заключается в обеспечении этим объектам более Thus, the purpose of the claimed objects (otherwise the required technical result) is to provide these objects more

высоких потребительских свойств, а именно: обеспечение им при эксплуатации (межпластовой перекачки воды для поддержания давления нефтяного пласта) обязательного учета объема перекачиваемой воды и содержания мехпримесей.high consumer properties, namely: providing them during operation (inter-reservoir pumping of water to maintain the pressure of the oil reservoir) mandatory accounting for the volume of pumped water and the content of solids.

Как показывают экспериментальные работы, поставленная цель (требуемый технический результат) достигается тем, что известное устройство для межпластовой перекачки пластовой воды, содержащее, согласно прототипу, скважину, колонну насосно-компессорных труб с внутрискважинной насосной установкой в виде многоступенчатого центробежного насоса с погружным электродвигателем, силовой кабель электропитания, наземный блок электроснабжения, управления и контроля, пакер для разобщения ствола скважины между отдающим и принимающим воду пластами, причем вход насоса гидравлически сообщен с первым из этих пластов, а выход со вторым, снабжено внутрискважинным узлом обеспечения минимального содержания мехпримесей, глубинным скважинным преобразователем расхода (то есть расхода воды в последовательность информационных электрических сигналов) и наземным блоком вычисления расхода, содержания мехпримесей и учета количества воды, а также проводного канала электросвязи между ними, при этом наземный блок вычисления расхода, содержания мехпримесей и учета количества воды электрически соединен также с блоком электроснабжения, управления и контроля.As experimental work shows, the goal (required technical result) is achieved by the fact that the known device for inter-reservoir pumping of produced water, containing, according to the prototype, a well, a tubing string with a downhole pump unit in the form of a multi-stage centrifugal pump with a submersible electric motor, power cable, ground power supply unit, control and monitoring, packer for separation of the wellbore between the giving and receiving water layers moreover, the pump inlet is hydraulically in communication with the first of these layers, and the outlet with the second, equipped with an downhole assembly to ensure a minimum content of mechanical impurities, a downhole flow transducer (that is, water flow into a sequence of information electrical signals) and a ground unit for calculating the flow, content of mechanical impurities and metering the amount of water, as well as the wired telecommunication channel between them, while the ground-based unit for calculating the flow rate, the content of solids and metering the amount of water electrically with It is also connected to the power supply, control and monitoring unit.

Проблема выбора расходомера для целей осуществления контроля (измерения) за объемом перекачиваемой жидкости (воды) без извлечения ее на поверхность далеко нетривиальна и обусловлена тем, что такие расходомеры должны соответствовать следующим критериям:The problem of choosing a flow meter for the purpose of monitoring (measuring) the volume of the pumped liquid (water) without extracting it to the surface is far from trivial and due to the fact that such flow meters must meet the following criteria:

1. Наработка на отказ расходомера должна быть не менее наработки на отказ скважинного оборудования (насоса и электродвигателя);1. MTBF failure time must be at least the MTBF of the downhole equipment (pump and electric motor);

2. Максимально простая схема съема электрического сигнала с выхода первичного преобразователя и его обработки для получения информации на поверхности об объеме перекачиваемой жидкости. Этим двум критериям в той или иной мере удовлетворяют тахометрические расходомеры, общим для которых является измерение скорости движения подвижного элемента, по которой судят о расходе, а по числу оборотов или ходов судят о количестве (объем или масса) прошедшего вещества. К тахометрическим расходомерам относятся в первую очередь турбинные и шариковые расходомеры [4].2. The most simple scheme for picking up an electric signal from the output of the primary converter and processing it to obtain information on the surface about the volume of the pumped liquid. To one degree or another, these two criteria are satisfied by tachometric flow meters, common to which is the measurement of the speed of the moving element, which is used to judge the flow rate, and the quantity (volume or mass) of the passed substance is judged by the number of revolutions or moves. Tachometric flow meters primarily include turbine and ball flow meters [4].

Чувствительным элементом турбинного счетчика является аксиальная (осевая) турбинка с лопастями, расположенными под углом к направлению потока жидкости, и свободно вращающаяся на подшипниках. Скорость вращения турбинки прямо пропорциональна скорости потока и, следовательно, расходу проходящей жидкости, а число оборотов ее за определенный период - объему жидкости, прошедшей за этот период [4].The sensitive element of the turbine meter is an axial (axial) turbine with blades located at an angle to the direction of fluid flow and freely rotating on bearings. The rotation speed of the turbine is directly proportional to the flow rate and, consequently, to the flow rate of the passing fluid, and its number of revolutions for a certain period to the volume of fluid that has passed over this period [4].

Главный недостаток первичных преобразователей турбинных расходомеров состоит в том, что турбинки преобразователей перекрывают проходное сечение трубопровода, вследствие чего тяжело воспринимают гидравлические удары, которые в свою очередь ускоряют разрушение лопаток турбинок и износ подшипников. Кроме того, лопатки турбинок, являясь преградой движущегося потока, могут забиваться инородными телами, что также сказывается на надежности турбинок, вплоть до их заклинивания.The main disadvantage of the primary transducers of turbine flow meters is that the turbines of the transducers block the bore of the pipeline, as a result of which hydraulic shocks are difficult to perceive, which in turn accelerate the destruction of the turbine blades and the wear of bearings. In addition, the turbine blades, being an obstacle to the moving flow, can become clogged by foreign bodies, which also affects the reliability of the turbines, up to their jamming.

Подвижным элементом шарикового расходомера служит шарик, который вращается под действием закручиваемого специальным образом потока измеряемого вещества. Частота вращения шарика, прямо пропорциональная расходу, преобразуется в информационный электрический сигнал или индукционным или индуктивным, или магнитоуправляемым контактом (герконом) и т.п.A movable element of a ball flow meter is a ball that rotates under the action of a stream of a measured substance swirling in a special way. The rotation frequency of the ball, which is directly proportional to the flow rate, is converted into an informational electric signal by either an induction or inductive, or magnetically controlled contact (reed switch), etc.

Шариковые расходомеры свободны от вышеперечисленных недостатков, присущих первичным преобразователям (датчикам) турбинных расходомеров и полностью удовлетворяют критериям:Ball flow meters are free from the above disadvantages inherent in the primary converters (sensors) of turbine flow meters and fully satisfy the criteria:

повышенной надежности (наработка на отказ) и максимальной простоты съема и обработки информационного электрического сигнала, пропорционального расходу.increased reliability (MTBF) and the maximum ease of removal and processing of an electrical information signal proportional to consumption.

Сравнение турбинных и шариковых расходомеров однозначно показывает превосходство шариковых расходомеров над турбинными.Comparison of turbine and ball flow meters clearly shows the superiority of ball flow meters over turbine ones.

Таким образом, именно преобразователи расхода шариковых расходомеров более других предпочтительны для работы в скважине в паре с электроцентробежным насосом, однако существующие конструкции наземного применения, безусловн о, требуют существенной доработки их для адаптации к скважинным условиям эксплуатации в составе устройства межпластовой перекачки воды.Thus, it is ball flowmeter flow meters that are more preferable than others for operation in a well paired with an electric centrifugal pump, but existing ground-based structures, of course, require substantial improvement to adapt them to borehole operating conditions as part of an inter-reservoir water transfer device.

В части глубинного скважинного преобразователя расхода для устройства межпластовой перекачки воды требуемый технический результат обеспечивается тем, что в глубинном скважинном преобразователе расхода устройства межпластовой перекачки воды, содержащем составной проточный корпус с центральным осевым и кольцевым коаксиальным измерительным каналами, причем на входе измерительного канала установлен вращатель потока с радиальными косыми лопатками, расположенными под углом к набегающему потоку воды, на выходе этого канала установлен выпрямитель потока с радиальными прямыми лопатками, между вращателем и выпрямителем потока выполнена горообразная кольцевая канавка, в которой с возможностью качения по ее поверхности размещен шар, а также узел контроля за круговыми движениями шара по этой кольцевой канавке, корпус выполнен в виде, как минимум, двух частей, наружная из которых содержит посадочное седло под вставную, с возможностью установки и съема, центральную часть корпуса, в теле наружной части корпуса In the part of the downhole borehole flow transducer for the inter-reservoir water transfer device, the required technical result is ensured by the fact that in the deep borehole flow transducer of the inter-reservoir water pumping device containing a composite flow housing with a central axial and annular coaxial measuring channels, a flow rotator with radial oblique blades located at an angle to the incoming water flow, at the outlet of this channel is installed flow straightener with radial straight blades, between the rotator and flow straightener there is a mountain-shaped annular groove in which the ball is placed with the possibility of rolling along its surface, as well as a control unit for the circular movements of the ball along this annular groove, the body is made in the form of at least two parts, the outer of which contains a landing seat under the plug-in, with the possibility of installation and removal, the central part of the body, in the body of the outer part of the body

размещен фиксатор взаимно-сопряженного состояния обеих частей, вращатель и выпрямитель потока жестко закреплены на вставной части корпуса, а кольцевая канавка выполнена в теле наружной части непосредственно над посадочным седлом, при этом геометрическая образующая поверхности кольцевой канавки является половиной дуги окружности с концами этой дуги, лежащими на прямой, не параллельной оси корпуса и пересекающейся с этой осью за выпрямителем потока.a latch for the mutually conjugate state of both parts is placed, the rotator and the flow straightener are rigidly fixed to the insert part of the housing, and the annular groove is made in the body of the outer part directly above the landing seat, while the geometric generatrix of the surface of the annular groove is half the circular arc with the ends of this arc lying on a straight line, not parallel to the axis of the housing and intersecting with this axis behind the flow rectifier.

Требуемый технический результат обеспечен наличием в обеих совокупностях существенных признаков (характеризующих предлагаемую конструкцию устройства межпластовой перекачки воды и конструкцию глубинного скважинного преобразователя расхода) вышеуказанных отличительных признаков, а необнаружение в общедоступных источниках патентной и технической информации эквивалентных технических решений с теми же свойствами при несомненной промышленной применимости и новизне предполагает соответствие заявляемых объектов критериям «полезной модели».The required technical result is ensured by the presence of the essential features in both sets (characterizing the proposed design of the inter-reservoir water pumping device and the design of the downhole flow transducer) of the above distinctive features, and the non-detection in public sources of patent and technical information of equivalent technical solutions with the same properties with undoubted industrial applicability and novelty implies compliance of the claimed objects with the criteria of “useful models. "

На чертежах приведены принципиальная (фигура 1) схема устройства межпластовой перекачки воды для поддержания давления нефтенасыщенных пластов и конструкция, соответственно фигура 2, глубинного скважинного преобразователя расхода для этого устройства; на фигуре 3 приведен фрагмент развертки вращателя потока с радиальными косыми лопатками.The drawings show a schematic (figure 1) diagram of an inter-reservoir water pumping device to maintain the pressure of oil-saturated formations and the design, respectively, figure 2, of a downhole downhole flow transducer for this device; the figure 3 shows a fragment of the sweep of the flow rotator with radial oblique blades.

Устройство межпластовой перекачки воды по фигуре 1 содержит скважину 1, подвешенную в ее стволе колону 2 насосно-компресорных труб (НКТ), в составе этой колонны размещен многоступенчатый центробежный насос 3 с погружным электродвигателем 4, который обеспечен электроэнергией посредством силового кабеля 5 от наземного блока 6 электроснабжения, управления и контроля. В составе внутрискважинной подвески оборудования имеется пакер 7 для разобщения ствола скважины 1 между ее стенкой и колонной 2 НКТ, то The inter-reservoir water pumping device according to FIG. 1 contains a well 1, a column 2 of tubing and tubing (Tubing) suspended in its trunk, a multistage centrifugal pump 3 with a submersible motor 4, which is provided with electricity through a power cable 5 from the ground block 6 power supply, management and control. As part of the downhole equipment suspension, there is a packer 7 for separating the wellbore 1 between its wall and the tubing string 2, then

есть для разрыва гидравлической связи между отдающим и принимающим воду пластами (последние на фигуре 1 изображены, но отдельными позициями не обозначены). Вход 8 насоса 3 гидравлически сообщен с подающим (водоносным) пластом, а выход 9 этого насоса сообщен с пластом, в который осуществляют перекачку воды, то есть с принимающим (поглощающим). Перед входом насоса на некотором расстоянии от него (по высоте) в составе колонны НКТ размещены узел 10 обеспечения минимального содержания мехпримесей и глубинный скважинный преобразователь 11 расхода воды. В составе объекта имеется наземный блок 12 вычисления расхода, содержания мехпримесей и учета количества воды, электрически, посредством проводного канала 13, связанный с датчиками 14 узла 10 обеспечения минимального содержания мехпримесей и со скважинным глубинным преобразователем расхода, при этом блок 12 электрически связан также и с блоком 6 электроснабжения, управления и контроля погружного электродвигателя 4 каналом 15 связи для обесточивания двигателя 4 в нештатных ситуациях по команде с блока 6.there is to break the hydraulic connection between the giving and receiving water layers (the latter are shown in figure 1, but are not indicated by individual positions). The input 8 of the pump 3 is hydraulically connected to the supply (aquifer) formation, and the output 9 of this pump is connected to the formation into which water is pumped, that is, with the receiving (absorbing) one. In front of the pump inlet at a certain distance (in height) from the tubing string, a node 10 for ensuring a minimum content of mechanical impurities and a downhole water flow converter 11 are located. The structure of the object includes a ground block 12 for calculating the flow rate, the content of solids and metering the amount of water, electrically, through a wire channel 13, connected to the sensors 14 of the node 10 for ensuring the minimum content of solids and with a downhole flow transducer, while the block 12 is also electrically connected to unit 6 of power supply, control and monitoring of the submersible motor 4 by the communication channel 15 for de-energizing the engine 4 in emergency situations on command from block 6.

Устройство межпластовой перекачки воды работает следующим образом. В выбранном в качестве источника водоснабжения водоносном пласте или в полностью обводнившемся отработанном продуктивном (нефтяном) пласте проводят работы по обеспечению достаточного водопритока. Сборку внутрискважинного оборудования (включая колонну НКТ, многоступенчатый центробежный насос с погружным электродвигателем, узел 10 для обеспечения минимального содержания мехпримесей (пескоуловитель) с датчиками 14 его заполнения песком, глубинный преобразователь расхода воды и пакер) размещают в стволе скважины, обеспечивая при этом электрическую проводную связь и электропитание датчиков, преобразователя расхода и погружного электродвигателя с наземными блоками 6 и 12. Пакером 7 герметизируют кольцевое пространство ствола скважины между стенкой обсадной Device inter-reservoir pumping works as follows. In an aquifer selected as a source of water supply or in a completely irrigated waste productive (oil) reservoir, work is underway to ensure sufficient water inflow. Assembly of downhole equipment (including the tubing string, multistage centrifugal pump with a submersible electric motor, assembly 10 to ensure the minimum content of mechanical impurities (sand trap) with sensors 14 for filling it with sand, a deep water flow transducer and a packer) is placed in the wellbore, while providing electrical wire communication and power supply of the sensors, flow transducer and submersible motor with ground blocks 6 and 12. Packer 7 seals the annular space of the wellbore s between the casing wall

колонны и колонной НКТ над принимающим воду пластом и начинают перекачку воды. При этом поступающая в скважину вода с механическими примесями в виде, преимущественно, мелких частиц породы пласта изначально попадает в пескоу ловитель [5] общеизвестной конструкции, где и накапливается, а вода через глубинный преобразователь расхода по колонне НКТ перекачивается в подпакерное пространство скважины и поглощается (под давлением многоступенчатого центробежного насоса) принимающим пластом. Поскольку полость пескоуловителя контролируется датчиками наполнения его песком по высоте, а объемы этого заполнения изначально известны, то (при постоянном учете перекачанной воды за какое-то время) определить содержание мехпримесей в исходной воде не составляет труда, при допущении, что пескоуловитель работает с максимальной эффективностью. При этом, если фактическое содержание мехпримесей превышает норму (норма 0,1 г/л), то необходимы или дополнительные меры и средства внутрискважинной очистки воды, или снижение темпов ее отбора из пласта; последнее снижает механическое разрушение горной породы, слагающей водоносный пласт. При получении сигнала о предельном заполнении пескоуловителя мехпримесями необходима его замена, то есть технологическая остановка скважины. Электрическая связь блока 6 и 12 предусматривает автоматическую остановку закачки воды для защиты насосной установки от нештатного режима работы и для защиты продуктивного принимающего пласта от засорения мехпримесями путем отключения двигателя и выдачи соответствующего сигнала операторской службе.columns and tubing string above the water receiving formation and begin pumping water. At the same time, water entering the well with mechanical impurities in the form, mainly, of small particles of formation rock initially enters the sand trap [5] of a well-known design, where it accumulates, and water is pumped through the tubing string into the under-packer space of the well and absorbed ( under pressure of a multistage centrifugal pump) by the receiving reservoir. Since the cavity of the sand trap is monitored by sensors for filling it with sand in height, and the volumes of this filling are initially known, it is not difficult to determine the content of solids in the source water with constant consideration of the pumped water for some time, assuming that the sand trap works with maximum efficiency . Moreover, if the actual content of solids exceeds the norm (0.1 g / l norm), then additional measures and means for downhole water treatment, or a decrease in the rate of its withdrawal from the reservoir, are necessary; the latter reduces the mechanical destruction of the rock constituting the aquifer. Upon receipt of a signal about the maximum filling of the sand trap with mechanical impurities, it is necessary to replace it, that is, technological shutdown of the well. The electrical connection of unit 6 and 12 provides for an automatic shutdown of water injection to protect the pumping unit from abnormal operation and to protect the productive receiving formation from clogging with mechanical impurities by turning off the engine and issuing an appropriate signal to the operator service.

Глубинный скважинный преобразователь расхода (смотри фигуру 2) для устройства межпластовой перекачки воды содержит составной проточный корпус 16 с центральным осевым (позиция 17) и кольцевым коаксиальным измерительным (позиция 18) каналами. На входе измерительного канала 18 установлен вращатель 19 потока с радиальными косыми лопатками 20, расположенными под углом к набегающему потоку The downhole downstream flow transducer (see figure 2) for an inter-reservoir water pumping device comprises a composite flow-through housing 16 with a central axial (position 17) and annular coaxial measuring (position 18) channels. At the inlet of the measuring channel 18, a flow rotator 19 is installed with radial oblique blades 20 located at an angle to the incoming flow

воды (как это изображено на фигуре 3), а на выходе этого канала установлен выпрямитель 21 потока с радиальными прямыми лопатками 22. Между вращателем 19 и выпрямителем 21 потока выполнена горообразная кольцевая канавка 23, в которой размещен шар 24, а за канавкой, в теле корпуса 1, размещен узел 25 контроля за круговыми движениями шара, соединенный электрической связью с наземным блоком 12 вычисления расхода, содержания мехпримесей и учета количества перекачиваемой воды. Проточный корпус 16 выполнен, как минимум, из двух частей, наружная часть 26 из которых содержит посадочное седло 27 под вставную, с возможностью установки и съема, центральную часть 28 корпуса 16. В теле наружной части 26 размещен фиксатор 29 взаимно-сопряженного состояния обеих частей. Вращатель 19 и выпрямитель 21 потока жестко закреплены на вставной центральной части 28 корпуса, а кольцевая канавка 23 выполнена в теле наружной части 26 непосредственно над посадочным седлом 27, при этом геометрическая образующая поверхности кольцевой канавки является половиной дуги окружности с концами этой дуги (точки А и Б на фиг.2), лежащими на прямой «а-б», не параллельной оси 0-0 корпуса и пересекающейся (там же, точка К) с этой осью за выпрямителем 21 потока.water (as shown in figure 3), and at the outlet of this channel a flow rectifier 21 with radial straight vanes 22 is installed. Between the rotator 19 and flow rectifier 21 there is a mountainous annular groove 23 in which the ball 24 is placed, and behind the groove, in the body building 1, placed node 25 control the circular movements of the ball, connected by electrical connection with the ground unit 12 for calculating the flow rate, the content of solids and accounting for the amount of pumped water. The flow-through housing 16 is made of at least two parts, the outer part 26 of which contains a seat saddle 27 under the plug-in, with the possibility of installation and removal, the central part 28 of the housing 16. In the body of the outer part 26 is placed a latch 29 of the mutually conjugate state of both parts . The rotator 19 and the flow rectifier 21 are rigidly fixed to the insertable central part 28 of the housing, and the annular groove 23 is made in the body of the outer part 26 directly above the landing seat 27, while the geometric generatrix of the surface of the annular groove is half the circular arc with the ends of this arc (points A and B in figure 2) lying on a straight line “a-b”, not parallel to the axis 0-0 of the body and intersecting (ibid., Point K) with this axis behind the flow rectifier 21.

Глубинный скважинный преобразователь расхода работает следующим образом. Поскольку скважина над пакером 7 заполнена водой из отдающего пласта и вода на прием (вход) многоступенчатого центробежного насоса поступает через проточный корпус 16 глубинного скважинного преобразователя, то часть потока всасываемой насосом воды идет по центральному осевому каналу 17, а некоторая часть потока воды, закручиваясь вращателем 19 потока, идет по измерительному коаксиальному кольцевому каналу 18, увлекая шар 24 в круговое движение качения по горообразной кольцевой канавке 23, тем более интенсивное, чем выше (больше) расход потока. Угловая скорость (частота вращения) шара является мерой расхода воды по измерительному каналу, а общий The downhole flow transducer operates as follows. Since the well above the packer 7 is filled with water from the delivery reservoir and water is received (input) of the multistage centrifugal pump through the flowing housing 16 of the downhole transducer, a part of the flow of water sucked by the pump goes through the central axial channel 17, and some part of the water is twisted by a rotator 19 of the flow, goes along the measuring coaxial annular channel 18, entraining the ball 24 in a circular rolling motion along the mountainous annular groove 23, the more intense the higher (more) the flow rate. The angular velocity (rotational speed) of the ball is a measure of the flow of water through the measuring channel, and the total

(суммарный) расход воды через преобразователь 11 определяется из соотношения пропускной способности обоих каналов, расход в одном из которых измеряется по общеизвестному для тахометрических шариковых расходомеров принципу. Особенность заявляемой конструкции является то, что шар в горообразной кольцевой канавке всегда находится в точечном контакте с ее поверхностью, чем обеспечивается высокая чувствительность преобразователя к наличию потока через корпус, отсутствие нежелательных соударений и контактов шара при его качении с поверхностями, имеющимися, например, в известных конструкциях шариковых расходомеров, а также то, что при необходимости возможно с минимальными затратами средств и времени технологической остановки скважины провести извлечение и замену вставной центральной части корпуса на аналогичную с вращателем потока, имеющим другие параметры угла закрутки потока или другое сечение измерительного канала; возможна замена и шара 24 на другой такой же, или более массивный, или легкий, или из других материалов.(total) water flow through the transducer 11 is determined from the ratio of the throughput of both channels, the flow in one of which is measured according to the well-known principle for tachometric ball flow meters. A feature of the claimed design is that the ball in the mountainous annular groove is always in point contact with its surface, which ensures high sensitivity of the transducer to the presence of flow through the body, the absence of undesirable collisions and contacts of the ball when it is rolling with surfaces available, for example, in known ball flowmeter designs, as well as the fact that, if necessary, it is possible to extract and the amena of the plug-in central part of the casing to a similar one with a flow rotator having other parameters of the flow swirl angle or another section of the measuring channel; it is possible to replace the ball 24 with another one of the same, or more massive, or lightweight, or from other materials.

Следует отметить, что приведенная на фигуре 2 конструкция предназначена для измерения потока воды (или какой-либо другой жидкости) при ее движении сверху вниз и шар выполняют из износостойкого материала с плотностью, близкой или несколько большей, чем плотность жидкости; для измерения же потока жидкости с направлением «снизу вверх» плотность материала шара должна быть несколько меньшей, чем плотность жидкости, а корпус преобразователя расхода, естественно, должен быть перевернут на 180 градусов.It should be noted that the design shown in figure 2 is designed to measure the flow of water (or any other liquid) when it moves from top to bottom and the ball is made of wear-resistant material with a density close to or slightly higher than the density of the liquid; to measure the liquid flow with the direction “from the bottom up”, the density of the ball material should be slightly lower than the density of the liquid, and the body of the flow transducer should naturally be turned upside down by 180 degrees.

Исходя из вышеизложенного, заявленные объекты, объединенные общим творческим замыслом и предназначенные для решения одной общей технической задачи, могут быть, по мнению заявителя, защищены соответствующим охранным документом РФ в соответствии с заявлением к материалам.Based on the foregoing, the declared objects, united by a common creative concept and designed to solve one common technical problem, may, in the applicant's opinion, be protected by the relevant RF security document in accordance with the statement to the materials.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описаний:Sources of information taken into account when compiling the descriptions:

1. Середа Н.Г., Сахаров В.А., Тимашев А.Н. Спутник нефтяника и газовика. М., Недра, 1986.1. Sereda N.G., Sakharov V.A., Timashev A.N. Satellite oilman and gasman. M., Nedra, 1986.

2. Каплан Л.С. Совершенствование технологии закачки воды в пласт./УНефтяное хозяйство. - 2001. - №7 - с. 49-502. Kaplan L.S. Improving the technology of pumping water into the reservoir. / Oil industry. - 2001. - No. 7 - p. 49-50

3. Аширов К.Б. О проблеме нефтеизвлечения./УНефтяное хозяйство. -1991. -№3- с. 17-193. Ashirov K.B. About the problem of oil recovery. / Oil industry. -1991. -№3- s. 17-19

4. Абрамов Г.С., Барычев А.В., Зимин М.И. Практическая расходометрия в промышленности. М., ОАО «ВНИИОЭНГ», 2000. -с.104-1494. Abramov G.S., Barychev A.V., Zimin M.I. Practical flow measurement in industry. M., JSC "VNIIOENG", 2000. -p.104-149

5. Муравьев В.М. Спутник нефтяника. М., Недра, 1977. - с. 207, 208, рис.60.5. Muravyov V.M. The satellite of the oilman. M., Nedra, 1977 .-- p. 207, 208, Fig. 60.

Claims (2)

1. Устройство межпластовой перекачки воды, содержащее скважину, колонну насосно-компрессорных труб с внутрискважинной насосной установкой в виде многоступенчатого центробежного насоса с погружным электродвигателем, силовой кабель электропитания, наземный блок электроснабжения, управления и контроля, пакер для разобщения ствола скважины между отдающим и принимающим воду пластами, причем вход насоса гидравлически сообщен с первым из этих пластов, а выход со вторым, отличающееся тем, что оно снабжено внутрискважинным узлом обеспечения минимального содержания мехпримесей, глубинным скважинным преобразователем расхода (то есть расхода воды в последовательность информационных электрических сигналов) с наземным блоком вычисления расхода, содержания мехпримесей и учета количества воды, а также проводного канала электросвязи между ними, при этом наземный блок вычисления расхода, содержания мехпримесей и учета количества воды электрически соединен также с блоком электроснабжения, управления и контроля.1. The device of inter-reservoir water pumping, comprising a well, a tubing string with a downhole pump unit in the form of a multi-stage centrifugal pump with a submersible electric motor, a power cable, a ground-based power supply, control and monitoring unit, a packer for uncoupling the wellbore between the water supplying and receiving water layers, and the pump inlet is hydraulically in communication with the first of these layers, and the output with the second, characterized in that it is equipped with an downhole support unit the minimum content of mechanical impurities, a downhole downstream flow transducer (i.e. water flow into a sequence of information electrical signals) with a ground unit for calculating the flow, content of the mechanical impurities and accounting for the amount of water, as well as a wired telecommunication channel between them, while the ground unit for calculating the flow, the content of solids and metering the amount of water is also electrically connected to the power supply, control and monitoring unit. 2. Глубинный скважинный преобразователь расхода для устройства межпластовой перекачки воды, содержащий составной проточный корпус с центральным осевым и кольцевым коаксиальным измерительным каналами, причем на входе измерительного канала установлен вращатель потока с радиальными косыми лопатками, расположенными под углом к набегающему потоку воды, на выходе этого канала установлен выпрямитель потока с радиальными прямыми лопатками, между вращателем и выпрямителем потока выполнена торообразная кольцевая канавка, в которой с возможностью качения по ее поверхности размещен шар, а также узел контроля за круговыми движениями шара по этой кольцевой канавке, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде, как минимум, из двух частей, наружная из которых содержит посадочное седло под вставную, с возможностью установки и съема, центральную часть корпуса, в теле наружной части корпуса размещен фиксатор взаимно-сопряженного состояния обеих частей, вращатель и выпрямитель потока жестко закреплены на вставной части корпуса, а кольцевая канавка выполнена в теле наружной части непосредственно над посадочным седлом, при этом геометрическая образующая поверхности кольцевой канавки является половиной дуги окружности с концами этой дуги, лежащими на прямой, не параллельной оси корпуса и пересекающейся с этой осью за выпрямителем потока.2. A downhole borehole flow transducer for inter-reservoir water pumping device, comprising a composite flow housing with a central axial and annular coaxial measuring channels, and a flow rotator with radial oblique blades located at an angle to the incoming water flow at the outlet of this channel is installed at the inlet of the measuring channel a flow straightener with radial straight blades is installed, a toroidal annular groove is made between the rotator and the flow straightener, in which it is possible the ball is placed on its surface along the surface of the ball, as well as a control unit for the circular movements of the ball along this annular groove, characterized in that the body is made in the form of at least two parts, the outer of which contains a seat seat under the plug-in, with the possibility of installation and the detachment, the central part of the body, in the body of the outer part of the body there is a latch for the mutually conjugate state of both parts, the rotator and flow rectifier are rigidly fixed to the insert part of the body, and the annular groove is made in the body of the outer part directly above the landing saddle, while the geometric generatrix of the surface of the annular groove is half an arc of a circle with the ends of this arc lying on a straight line not parallel to the axis of the housing and intersecting with this axis behind the flow rectifier.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004130170/22U 2004-10-18 2004-10-18 INTERPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE AND DEPTH WELL DOWN CONVERTER OF COSTS FOR THIS DEVICE RU44349U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130170/22U RU44349U1 (en) 2004-10-18 2004-10-18 INTERPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE AND DEPTH WELL DOWN CONVERTER OF COSTS FOR THIS DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130170/22U RU44349U1 (en) 2004-10-18 2004-10-18 INTERPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE AND DEPTH WELL DOWN CONVERTER OF COSTS FOR THIS DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU44349U1 true RU44349U1 (en) 2005-03-10

Family

ID=35365533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004130170/22U RU44349U1 (en) 2004-10-18 2004-10-18 INTERPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE AND DEPTH WELL DOWN CONVERTER OF COSTS FOR THIS DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU44349U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7624800B2 (en) 2005-11-22 2009-12-01 Schlumberger Technology Corporation System and method for sensing parameters in a wellbore
RU2591065C2 (en) * 2015-05-18 2016-07-10 Олег Сергеевич Николаев Apparatus for pumping liquid from top into lower well formations (versions)
CN111423003A (en) * 2020-05-21 2020-07-17 宿迁学院 Energy-saving sewage treatment equipment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7624800B2 (en) 2005-11-22 2009-12-01 Schlumberger Technology Corporation System and method for sensing parameters in a wellbore
RU2591065C2 (en) * 2015-05-18 2016-07-10 Олег Сергеевич Николаев Apparatus for pumping liquid from top into lower well formations (versions)
CN111423003A (en) * 2020-05-21 2020-07-17 宿迁学院 Energy-saving sewage treatment equipment
CN111423003B (en) * 2020-05-21 2024-01-05 宿迁学院 Energy-saving sewage treatment equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU683864B2 (en) Method of reducing water in oil wells
CN112761583A (en) Underground hydraulic lifting in-situ sand prevention and sand removal oil extraction and gas production system and method
CN202596580U (en) Novel pulse generator device
CN207315343U (en) A kind of sea-bottom shallow gas hydrates underground separates backfill system in real time on the spot
WO2015000446A1 (en) Method and device for extracting coalbed methane by discharging water and coal fines
US8638004B2 (en) Apparatus and method for producing electric power from injection of water into a downhole formation
CN112267854A (en) Device and process for exploiting deep sea combustible ice by adopting decompression method
CN103388466A (en) Concentric pipe hydraulic jet coal dust washing downhole device
RU2278969C1 (en) Device for water transfer between beds and well flow transducer for above device
RU44349U1 (en) INTERPLAST WATER TRANSMISSION DEVICE AND DEPTH WELL DOWN CONVERTER OF COSTS FOR THIS DEVICE
CN102635341A (en) Circular and automatic water replenishing and drainage and production equipment for coal-bed gas well
CN105545279B (en) A kind of defeated device of the pipe of gas hydrates
Bruington et al. Operating a sea water barrier project
CN110805050B (en) Coast side slope drainage system
CN107130948A (en) A kind of liquid injecting apparatus for water injection well
CN209398403U (en) A kind of double wave vibrating oil extractor
US7559362B2 (en) Downhole flow reversal apparatus
CN105600456A (en) Annular channel air inflow type pneumatic lifting device capable of preventing slurry outage and backflow
CN102264995A (en) System and method for delivering a cable downhole
SU1534184A1 (en) Method of equipping injection wells, and deep-well filter
GB2580195A (en) Apparatus for liquid transport in a hydrocarbon well
CN216130908U (en) System for adopt decompression method exploitation deep sea combustible ice
CN212837717U (en) Coal bed gas well production string
RU2107809C1 (en) Underground pumping unit
CN103883880B (en) The cold defeated fluidization equipment of poly-repelling crude oil

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20141019