SU1717799A1 - Устройство дл последовательного отбора нефти и воды из скважин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промети , в частности к технике добычи обводненной нефти из скважин и предупреждени  образовани  стойких эмульсий в подземном оборудовании, Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства в услови х высоких скоростей откачки жидкости насосом и предотвращение возможности поступлени  в него.совместно воды и нефти. Устройство содержит полый цилиндрический хвостовик, который установлен на па- к ере, спущен до забо  и заглушен снизу, Параллельно хвостовику установлена перфорированна  труба с поплавком. Внутри трубы имеютс  седла дл  посадки на них поплавка . Устройство снабжено переключателем потока. Последний выполнен с .центральным каналом и двум  пересекающимис  под углом 80-82° наклонными цилиндрическими каналами. Переключатель имеет сферический подпружиненный запорный элемент. При откачке одной из фаз в перфорированной трубе перемещаетс  вместе с уровнем раздела фаз и поплавок промежуточной плотности. По достижении им верхнего и нижнего положени  происходит переключение потока возникающим перепадом давлени . 4 ил, сл с

Description

Изобретение относитс  к насосной дог быче обводной нефти и может быть ис- пользовано дл  предупреждени  образовани  стойких высоков зких эмульсий в установках электроцентробежных насосов (УЭЦН). .

Добыча обводненной нефти с помощью УЭЦН сопровождаетс  образованием стой ких высокодисперсных эмульсий в рабочих органах насосов. Подъем таких эмульсий на поверхность, транспорт по внутрипромыс- ловой системе сбора и разрушение в пунктах подготовки нефти сопровождаетс 

значительными технологическими осложнени ми .

Известен способ предупреждени  образовани  стойких эмульсий в УЭЦН, основанный на последовательной откачке насосем водной и нефт ной фаз, расслоившихс  в период временной остановки скважины .

Последовательна  откачка насосом воды и нефти предупреждает их смещение в насосе и эмульгирование.

Способ обладает низкой надежностью вследствие быстрого выхода из стро  поVI VI ю ю

гружного электродвигател  из-за частых включений установки в работу при повышенных пусковых нагрузках.

Кроме того, при остановках тер етс  подача насоса, котора  после запуска не компенсируетс .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  периодического раздельного отбора нефти и воды из скважины без остановки насосного агрегата, которое позвол ет последовательно отбирать нефть и воду, а переключение потоков осуществл етс  при помощи поплавков , плотность которых меньше плотности воды и больше плотности нефти. Перекрыва  проходное сечение, поплавки создают перепад давлени , который воздействует на переключающийс  золотник. Недостаток устройства заключаетс  в низкой надежности работы поплавков промежуточной плотности и золотникового элемента. При высоких скорост х откачки жидкости насосом в камерах поплавков промежуточной плотности наступает сильна  турбулизаци , котора  может увлечь поллавки еще до того, как границы раздела фаз подойдут к своим крайним верхнему и нижнему положени м. Кроме того, не исключена возможность в процессе переключени  потока зан ти  золотником промежуточного положени , при котором в насосе будут поступать совместно вода и нефть.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы устройства в услови х высоких скоростей откачки жидкости насосом и предотвращени  возможности поступлени  в него совместно воды и нефти.

Поставленна  цель достигаетс  тем, чтч в известном устройстве, включающем пакер и полый цилиндрический хвостовик, опущенный до забо  и заглубленный снизу, переключатель потока, поплавок из материала с промежуточной плотностью, устройство снабжено установленной параллельно хвостовику перфорированной трубой с посадочными седлами в верхнем и нижнем сечении дл  поплавка промежуточной полости , размещенного внутри нее, а переключатель потока выполнен в виде скошенного с двух сторон цилиндра с центральным и двум  пересекающимис  под углом 80-82° цилиндрическими каналами с посадочными седлами в нижних сечени х и подпружиненным сферическим запорным элементом, причем один из наклонных каналов переключател  сообщен с перфорированной трубой, а другой - с полостью хвостовика.

Оборудование хвостовика дополнительной перфорированной трубой позвол ет поплавку промежуточной плотности

находитьс  на незначительных (дес тки метров) удалени х от места входа жидкостей в хвостовик, тем самым предохран   унос поплавка турбулентным вихрем. Этот

вихрь по вл етс  в результате изменени  направлени  потока жидкости в районах ее входа из межтрубного пространства в хвостовик .

Поплавок в значительном диапазоне

0 своего пути пребывает в спокойных, т.е. устойчивых услови х работы. Выполнение переключател  соответствующей формы заставл ет подпружиненный сферический элемент находитьс  только в одном из край5 них положений - левом или  равом. Промежуточные его положени  исключены.

На фиг. 1 и 2 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - зависимость силы трени 

0 пружины от угла между наклонными каналами .

Хвостовик 1, установленный на пакере 2, нижним концом опущен ниже интервала перфорации скважины. Параллельно с хво5 стовиком опущена труба 3, имеюща  по всей длине перфорированные отверсти , св зывающие межтрубное пространство с ее полостью. В верхнем и нижнем сечени х трубы размещены посадочные седла 4 и 5,

0 между которыми плавает поплавок промежуточной плотности 6. В верхней части хво- стовика размещен переключатель 7 потока с запорным элементом 8. В центральной части переключател  размещена пружина 9.

5 Работа устройства заключаетс  в следующем .

На фиг. 1 показано положение, при котором происходит откачка водной фазы продукции пласта. Вода через седло 5 и правый

0 канал переключател  7 поступает к приему насоса. Запорный элемент 8 перекрывает при этом левый канал переключател  7, т.е. канал дл  откачки нефти. Поплавок промежуточной плотности в перфорированной

5 трубе 3 находитс  на уровне границы раздела нефть-вода в межтрубном пространстве, поскольку полости трубы 3 и межтрубного пространства гидравлически св заны по всей глубине.

0 По мере откачки воды уровень нефть-вода опускаетс . Вместе с уровнем опускаетс  и поплавок б. Достигнув седла 5, поплавок 6 перекрывает его сечение. Возникший сразу же перепад давлени  между забоем и

5 приемом насоса заставл ет сферический элемент 8 отжать пружину 9 и оторватьс  от крайнего левого положени  и зан ть крайнее правое. Начинаетс  откачка нефт ной фазы. Уровень раздела фаз поднимаетс . Вслед за этим уровнем поднимаетс  и поплавок (3. К этому моменту, когда вс  -нефт на  фаза откачаетс , поплавок 6 подойдет к седлу 4 и перекроет его сечение. Возникший сразу же перепад давлени  заставит элемент 8 переключитьс  в крайнее левое положение. Начнетс  откачка водной фазы и т.д.

Установка пружины 9 позвол ет компенсировать дополнительный перепад давлений, действующий на клапан 8 и возникающий вследствие разности плотностей нефти и во- ды в трубах 3 и 1 в том случае, когда труба 3 полностью заполнена нефтью. Угол между пересекающимис  каналами переключател , лежащий в пределах 80-82°,  вл етс  оптимальным с точки зрени  надежности посадки шарика 8 в седло. Этот угол определ етс  работоспособностью пружины 9. При достижении угла 80-82° сила трени  пружины в каналах, возникающа  из -за ее прогиба, становитс  столь значительной, что переключе- ние потока становитс  трудно осуществить; Из фиг. 4 видно, что в интервале угла 80-82;1 крива  круто уходит вверх. В этой св зи угол 80 82° принимаетс  за оптимальный..

Предложенное техническое решение об- ладает простотой исполнени  и экономит материальные и трудовые ресурсы на реализацию.

Claims (1)

1. Формула изобретени  ;

   Устройство дл  последовательного от- бора нефти и воды из скважин, содержащее установленный на пакере полый цилиндрический хвостовик, опущенный до забо  и заглушенный снизу, переключатель потока, поплавок из материала с плотностью, промежуточной между плотност ми нефти и воды , и посадочные седла дл  него, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства в услови х высоких скоростей откачки жидкости насосом и предотвращени  возможности поступлени  в него совместно воды и нефти, оно снабжено установленной в скважине параллельно хвостовику перфорированной трубой, в верхней и нижней част х которой размещены посадочные седла дл  поплавка из материала с промежуточной плотностью, расположенного в ней, а переключатель потока выполнен в виде скошенного с двух сторон цилиндра с центральным каналом, двум  сообщающимис  с центральным каналом и пересекающимис  между собой под углом 80-82° наклонными цилиндрическими каналами, посадочными седлами, установленными в нижних част х последних и с подпружиненным сферическим запорным элементом, причем один из наклонных каналов гидравлически сообщен с перфорированной трубой, а другой - с полостью хвостовика, а запорный элемент установлен с возможностью поочередного размещени  на посадочных седлах наклонных каналов.

   Фиг.1

   Фиг. г

   А-А

   -Ф©-.

   Фи-г.Э

   .

   в

   I.Q|

   80

   90

   ФлЛ

   «L , град