RU85547U1

RU85547U1 - INSTALLATION FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS

Info

Publication number: RU85547U1
Application number: RU2009111793/22U
Authority: RU
Inventors: Рустем Шафагатович Тахаутдинов; Рафаэль Галимзянович Шаймарданов; Владимир Иванович Малыхин; Рашит Мусагитович Ахунов; Равиль Раисович Каримов; Артур Рафаэлевич Гареев
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2009-08-10

Abstract

Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, содержащая колонну штанг и колонну насосно-компрессорных труб, расположенную в обсадной колонне с образованием межтрубного пространства, которое разобщено пакером, расположенным между вскрытыми пластами, насос, выше и ниже которого расположены верхнее и нижнее входные отверстия с клапанами, снабжен поршнем, выполненным с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом выход насоса сверху посредством колонны насосно-компрессорных труб сообщен через верхний выходной клапан с устьем скважины и дополнительный цилиндр с плунжером, установленный выше насоса, отличающаяся тем, что выше верхнего пласта межтрубное пространство разобщено дополнительным пакером, выход насоса снизу сообщен с межтрубным пространством выше дополнительного пакера, а посредством него с устьем скважины, нижнее входное отверстие расположено под пакером, а верхнее входное отверстие - между пакерами, при этом плунжер выполнен большего диаметра и оснащен шток-клапаном с толкателем, соединенным сверху с колонной штанг, а снизу - с поршнем.Installation for simultaneous and separate operation of two layers containing a string of rods and a string of tubing located in the casing with the formation of the annular space, which is separated by a packer located between the exposed layers, the pump, above and below which there are upper and lower inlets with valves, equipped with a piston made with the possibility of reciprocating motion, while the output of the pump from above through the column of tubing communicated through the upper a directional valve with a wellhead and an additional cylinder with a plunger installed above the pump, characterized in that the annulus is separated by an additional packer above the upper formation, the pump outlet is connected to the annulus above the additional packer, and through it with the wellhead, the lower inlet is located under the packer, and the upper inlet is between the packers, while the plunger is made of a larger diameter and is equipped with a stem valve with a pusher connected from above to the rod string, and lower - the piston.

Description

Полезная модель относится к насосным установкам для раздельной эксплуатации нескольких пластов и может быть использована в нефтяной промышленности, в том числе при подъеме из скважины высоковязкой продукции.The utility model relates to pumping units for separate operation of several layers and can be used in the oil industry, including when lifting highly viscous products from a well.

Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (см. патент RU 2221136, Е21В 43/14, 2004), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, штанговый насос, снабженный дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра.A known installation for simultaneous and separate operation of two layers (see patent RU 2221136, ЕВВ 43/14, 2004), containing a string of elevator pipes, a packer, a liner, a sucker rod pump equipped with an additional suction valve located on the side wall of its cylinder.

Недостатками известной установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов являются отсутствие возможности подъема продукции пластов, если их смешивание недопустимо, замера дебита и обводненности продукции отдельно по каждому пласту.The disadvantages of the known installation for simultaneous and separate operation of two layers are the lack of the ability to raise the production of the layers, if their mixing is unacceptable, measuring the flow rate and water cut of the products separately for each layer.

Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (см. патент RU 72720, Е21В 43/14, 2008), содержащая основной и дополнительные приводы, пакер, установленный между продуктивными пластами, основную, сообщенную с подпакерным пространством скважины, и дополнительную, сообщенную с надпакерным пространством скважины, лифтовые трубы со штанговыми насосами, закрепленными на устье скважины двухствольной арматурой, параллельный якорь, установленный на обеих лифтовых трубах.A known installation for simultaneous and separate operation of two layers (see patent RU 72720, ЕВВ 43/14, 2008), containing the main and additional drives, a packer installed between the productive layers, the main, communicated with the under-packer space of the well, and additional communicated with the above-packer space of the well, lift pipes with sucker-rod pumps fixed to the wellhead with double-barreled fittings, a parallel armature mounted on both lift pipes.

Известная установка позволяет производить раздельный подъем, замер дебита и обводненности продукции пластов, однако спускоподъемные операции сложны и трудоемки, а сама установка металлоемка.The well-known installation allows for separate lifting, measuring the flow rate and water cut of formation products, however, hoisting operations are complex and time-consuming, and the installation itself is metal-intensive.

Наиболее близкой к предлагаемой установке для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов по технической сущности является установка скважинная штанговая насосная с насосом двойного действия (см. патент RU 63864, Е21В 43/38, 2007), содержащая насос, спускаемый на колонне труб в обсадную колонну, пакер, расположенный между вскрытыми пластами и разобщающий межтрубное пространство, причем насос, выше и ниже которого над пакером расположены верхнее и нижнее входные отверстия с клапанами, снабжен поршнем, при этом выход насоса сверху посредством колонны труб сообщен через верхний выходной клапан с устьем скважины, а выход насоса снизу - через нижний выходной клапан с подпакерным пространством, выше насоса установлен дополнительный цилиндр с плунжером, соединенным с поршнем, который выполнен большего диаметра, и оснащенным верхним выходным клапаном.Closest to the proposed installation for simultaneous and separate operation of two layers by technical essence is a borehole sucker-rod pump installation with a double-acting pump (see patent RU 63864, ЕВВ 43/38, 2007), containing a pump that is lowered onto the pipe string into the casing, the packer located between the exposed layers and separating the annulus, the pump, above and below which the upper and lower inlet openings with valves are located above the packer, is equipped with a piston, with the pump exit from above by m of the pipe string is communicated through the upper outlet valve with the wellhead, and the pump outlet from below through the lower outlet valve with under-packer space; an additional cylinder is installed above the pump with a plunger connected to a larger diameter piston and equipped with an upper outlet valve.

Известная установка не позволяет производить раздельный подъем на поверхность продукции из двух пластов и затруднен ход колонны штанг вниз, особенно при подаче высоковязкой продукции.The known installation does not allow a separate rise to the surface of products from two layers and it is difficult to move the column of rods down, especially when feeding highly viscous products.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение раздельного подъема на устье скважины продукции из двух пластов за счет использования межтрубного пространства в качестве канала для подъема продукции нижнего пласта, облегчение хода колонны штанг вниз за счет увеличенного проходного сечения верхнего выходного клапана и более полного использования веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб.The technical task of the proposed utility model is to provide separate lifting at the wellhead of products from two layers by using the annulus as a channel for lifting the products of the lower layer, facilitating the movement of the rod string down due to the increased bore of the upper outlet valve and more complete use of the weight of the liquid column in the tubing string.

Поставленная техническая задача решается тем, что в предлагаемой установке для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, содержащей колонну штанг и колонну насосно-компрессорных труб, расположенную в обсадной колонне с образованием межтрубного пространства, которое разобщено пакером, расположенным между вскрытыми пластами и насос, выше и ниже которого расположены верхние и нижние входные отверстия с клапанами, снабжен поршнем, выполненным с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом выход насоса сверху посредством колонны насосно-компрессорных труб сообщен через верхний выходной клапан с устьем скважины, дополнительный цилиндр с плунжером, установленный выше насоса, а выше верхнего пласта межтрубное пространство разобщено дополнительным пакером, выход насоса снизу сообщен с межтрубным пространством выше дополнительного пакера, а посредством него с устьем скважины, нижнее входное отверстие расположено под пакером, а верхнее входное отверстие - между пакерами, плунжер выполнен большего диаметра и оснащен шток-клапаном с толкателем, соединенным сверху с колонной штанг, а снизу - с поршнем.The stated technical problem is solved in that in the proposed installation for simultaneous and separate operation of two layers containing a rod string and a tubing string located in the casing with the formation of the annular space, which is separated by a packer located between the opened layers and the pump, above and below which the upper and lower inlets with valves are located, equipped with a piston made with the possibility of reciprocating motion, while the pump outlet is above the middle The tubing string is communicated through the upper outlet valve with the wellhead, an additional cylinder with a plunger installed above the pump, and the annulus is separated by an additional packer above the upper layer, the pump outlet is connected to the annulus above the additional packer, and through the mouth wells, the lower inlet is located below the packer, and the upper inlet is between the packers, the plunger is made of a larger diameter and is equipped with a stem valve with a pusher, top with a rod string, and bottom with a piston.

Проведенные исследования показали, что разобщение межтрубного пространства выше верхнего пласта дополнительным пакером, сообщение выхода насоса снизу с межтрубным пространством выше дополнительного пакера, а посредством него с устьем скважины, расположение нижнего входного отверстия под пакером, а верхнего входного отверстия между пакерами позволяет поднимать продукцию нижнего пласта на поверхность не смешивая ее с продукцией верхнего пласта, поднимаемой по колонне насосно-компрессорных труб, за счет подъема продукции нижнего пласта по межтрубному пространству выше дополнительного пакера сообщенному через насос с нижним пластом.The studies showed that the separation of the annular space above the upper layer by an additional packer, the message of the pump outlet from below with the annular space above the additional packer, and through it with the wellhead, the location of the lower inlet under the packer, and the upper inlet between the packers allows you to raise the production of the lower layer to the surface without mixing it with the products of the upper layer, raised along the tubing string, by raising the production of the lower This along the annulus above the additional packer communicated through the pump with the lower reservoir.

Выполнение плунжера большим диаметром и оснащение его шток-клапаном с толкателем, соединенным сверху с колонной штанг, а снизу с поршнем позволяет облегчить ход колонны штанг вниз за счет снижения гидравлического сопротивления в шток-клапане, а также воздействия веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб на поршень, совершающий нагнетание.The execution of the plunger with a large diameter and equipping it with a rod valve with a pusher connected from above to the rod string and from the bottom to the piston makes it easier to move the rod string down by reducing the hydraulic resistance in the valve rod, as well as the influence of the weight of the liquid column in the tubing string pipes to the piston forcing.

Совокупность отличительных признаков предлагаемой установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов позволяет осуществлять раздельный подъем продукции из двух пластов на устье скважины и облегчить ход вниз колонны штанг и поршня, совершающего нагнетание.The set of distinctive features of the proposed installation for simultaneous and separate operation of two layers allows for separate lifting of products from two layers at the wellhead and facilitate the downward movement of the rod string and the piston forcing.

Из патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявляемая совокупность отличительных признаков. Следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень".From the patent and scientific literature we do not know the claimed combination of distinctive features. Therefore, the claimed device meets the criterion of "inventive step".

На фигуре схематически представлена установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов.The figure schematically shows the installation for simultaneous-separate operation of two layers.

Установка содержит насос с цилиндром 1 и поршнем 2, выше которого установлен дополнительный цилиндр 3 большего диаметра с плунжером 4, спущенный на колонне насосно-компрессорных труб 5 в обсадную колонну 6. Шток-клапан 7 с верхним выходным клапаном 8, расположенным ниже плунжера 4, и толкателем 9, расположенным выше плунжера 4, сверху соединен с колонной штанг 10, а снизу - с поршнем 2. Межтрубное пространство разобщено пакером 11 и дополнительным пакером 12, расположенными между нижним 13 и верхним 14, а также выше верхнего 14 продуктивного пласта соответственно. Вход насоса снизу сообщен через нижний входной клапан 15 с подпакерным пространством, а выход насоса снизу - через нижний выходной клапан 16 с надпакерным межтрубным пространством, и через него с устьем скважины. Вход насоса сверху сообщен через верхний входной клапан 17 с межпакерным пространством, а выход насоса сверху - через верхний выходной клапан 8 шток-клапана 7 посредством колонны насосно-компрессорных труб 5 с устьем скважины.The installation comprises a pump with a cylinder 1 and a piston 2, above which an additional cylinder 3 of a larger diameter with a plunger 4 is installed, lowered on the tubing string 5 into the casing 6. A valve-valve 7 with an upper outlet valve 8 located below the plunger 4, and a pusher 9, located above the plunger 4, is connected from above to the column of rods 10, and from the bottom to the piston 2. The annular space is disconnected by the packer 11 and the additional packer 12 located between the lower 13 and upper 14, and also above the upper 14 of the reservoir, respectively -retarded. The pump inlet from below is communicated through the lower inlet valve 15 with a sub-packer space, and the pump outlet from below through the lower outlet valve 16 with an over-packer annular space, and through it to the wellhead. The pump inlet from above is communicated through the upper inlet valve 17 with interpacker space, and the pump outlet from above through the upper outlet valve 8 of the rod-valve 7 through the tubing string 5 with the wellhead.

Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов работает следующим образом.Installation for simultaneous-separate operation of two layers works as follows.

При ходе колонны штанг 10 вверх, движется вверх и соединенный с ней шток-клапан 7 и поршень 2, при этом верхний выходной клапан 8 перекрывает проходное сечение между ним и нижним торцом плунжера 4 и поднимает плунжер 4 вверх вместе с жидкостью, находящейся над ним в колонне насосно-компрессорных труб 5 к устью скважины, в полости цилиндров 1 и 3 между поршнем 2 и плунжером 4 за счет разности их диаметров образуется разряжение, и верхний входной клапан 17 под действием давления в межпакерном пространстве открывается, в результате чего продукция верхнего пласта 14 из межпакерного пространства поступает в эту полость, а в полость цилиндра 1 под поршень 2 поступает продукция из нижнего пласта 13 через нижний входной клапан 15, открывшийся за счет перепада давления между давлением в нижнем пласте 13 и разряжением в полости цилиндра 1 под поршнем 2, при закрытом нижнем выходном клапане 16, закрывшемся за счет перепада давления между давлением в надпакерном пространстве и разряжением в полости цилиндра 1 под поршнем 2.During the course of the column of rods 10 upward, the rod-valve 7 and piston 2 connected to it move upward, while the upper outlet valve 8 overlaps the passage section between it and the lower end of the plunger 4 and lifts the plunger 4 up together with the liquid above it the tubing string 5 to the wellhead, in the cavity of the cylinders 1 and 3 between the piston 2 and the plunger 4 due to the difference in their diameters, a vacuum is generated, and the upper inlet valve 17 opens under pressure in the interpacker space, as a result of which the product its formation 14 from the interpacker space enters this cavity, and products from the lower formation 13 through the lower inlet valve 15, which opens due to the pressure difference between the pressure in the lower formation 13 and the discharge in the cavity of the cylinder 1 under the piston, enter the cavity of the cylinder 1 under the piston 2 2, with the lower outlet valve 16 closed, which was closed due to the pressure difference between the pressure in the packer space and the discharge in the cavity of the cylinder 1 under the piston 2.

При ходе колонны штанг 10 вниз, движется вниз и шток-клапан 7 и поршень 2, при этом за счет разности диаметров в полости цилиндров 1 и 3 между плунжером 4 и поршнем 2 повышается давление и за счет перепада давления закрывается верхний входной клапан 17, за счет трения плунжера 4 о внутреннюю поверхность цилиндра 3 плунжер 4 остается на месте до тех пор, пока толкатель 9 не начнет перемещать его вниз, и жидкость через открывшееся проходное сечение между торцом плунжера 4 и верхним выходным клапаном 8 и полость плунжера 4 перетекает в полости цилиндра 3 из под плунжера 4 в полость цилиндра 3 над плунжером 4, а в полости цилиндра 1 под поршнем 2 повышается давление и за счет перепада давления закрывается нижний входной клапан 15 и открывается нижний выходной клапан 16, через который из полости цилиндра 1 под поршнем 2 продукция нижнего пласта 13 поступает в надпакерное межтрубное пространство и по нему к устью скважины.When the rod string 10 moves downward, both the stem valve 7 and piston 2 move downward, while due to the difference in diameters in the cavity of the cylinders 1 and 3 between the plunger 4 and the piston 2, the pressure increases and the upper inlet valve 17 closes due to the differential pressure due to friction of the plunger 4 against the inner surface of the cylinder 3, the plunger 4 remains in place until the pusher 9 begins to move it down, and the fluid through the open passage section between the end of the plunger 4 and the upper outlet valve 8 and the cavity of the plunger 4 flows into the cylinder cavity 3 and 3 under the plunger 4 into the cavity of the cylinder 3 above the plunger 4, and in the cavity of the cylinder 1 under the piston 2 the pressure rises and due to the pressure drop the lower inlet valve 15 is closed and the lower outlet valve 16 is opened, through which the lower production from the cylinder 1 under the piston 2 formation 13 enters the above-packer annular space and along it to the wellhead.

Ход колонны штанг 10 вверх обеспечивается за счет тягового усилия привода установки (на фиг. не показан), а вниз за счет веса колонны штанг 10 и веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб 5 действующего на поршень 2.The stroke of the string of rods 10 up is provided due to the traction force of the drive unit (not shown in Fig.), And down due to the weight of the string of rods 10 and the weight of the liquid column in the tubing string 5 acting on the piston 2.

Технико-экономические преимущества предлагаемого решения заключаются в повышении эффективности и надежности установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов за счет раздельного подъема продукции двух пластов на устье скважины и облегчения хода колонны штанг вниз, что особенно актуально при подъеме высоковязкой продукции.Technical and economic advantages of the proposed solution are to increase the efficiency and reliability of the installation for simultaneous and separate operation of two layers due to the separate lifting of the products of two layers at the wellhead and facilitating the downward movement of the rod string, which is especially important when lifting highly viscous products.

Claims

Installation for simultaneous and separate operation of two layers containing a string of rods and a string of tubing located in the casing with the formation of the annular space, which is separated by a packer located between the exposed layers, the pump, above and below which there are upper and lower inlets with valves, equipped with a piston made with the possibility of reciprocating motion, while the output of the pump from above through the column of tubing communicated through the upper a directional valve with a wellhead and an additional cylinder with a plunger installed above the pump, characterized in that the annulus is separated by an additional packer above the upper formation, the pump outlet is connected to the annulus above the additional packer, and through it with the wellhead, the lower inlet is located under the packer, and the upper inlet is between the packers, while the plunger is made of a larger diameter and is equipped with a stem valve with a pusher connected from above to the rod string, and lower - the piston.