SU941544A1

SU941544A1 - Apparatus for operating deep wells

Info

Publication number: SU941544A1
Application number: SU802965457A
Authority: SU
Inventors: Борис Александрович Кирш; Чингиз Бахдур Оглы Везиров; Мушфиг Рза Оглы Алиев
Original assignee: Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасности
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1980-07-16
Publication date: 1982-07-07

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЛУБОКИХ(54) DEVICE TO OPERATE THE DEEP

СКВАЖИНWELLS

1one

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации глубоких скважин, в продукции которых есть газ и песок.The invention relates to the oil industry and can be used in the operation of deep wells, the products of which have gas and sand.

Надежность работы погружных центробежных электронасосов (ЭЦН) в глубоких 5 скважинах значительно ниже, чем в скважинах глубиной до 1000 м.The reliability of submersible centrifugal electric pumps (ESP) in deep 5 wells is significantly lower than in wells up to 1000 m in depth.

Работоспособность скаажинных штанговых насосов в глубоких скважинах из-за наличи многих недостатков также ухуд- ,Q шаетс .The performance of ska-rod sucker-rod pumps in deep wells due to the presence of many drawbacks is also impaired, Q is running.

Кроме того, услови работы насосов резко ухудшаютс при наличии газа в жидкости .In addition, the operating conditions of the pumps deteriorate sharply when there is gas in the liquid.

Известны.установки дл двухступенчатого подъема жидкости из глубоких скважин. 15 В этих установках штанговый глубинный насос (ШГН) или погружной центробежный электронасос (ЭЦН) вл етс первой ступенью установки и играет роль агрегата первого подъема. На второй ступени жид- jo кость подхватываетс подводимым по двухр дной системе в кольцевое пространство сжатым газом ( воздухом) и увлекаетс им по насосно-компрессорным трубам к устью скважины 1.Installations for two-step lifting of fluid from deep wells are known. 15 In these installations, the sucker-rod downhole pump (SHGN) or submersible centrifugal electric pump (ESP) is the first stage of the installation and plays the role of a first-lift unit. At the second stage, the fluid is picked up by compressed gas (air) supplied through a two-strand system into the annular space and is carried along the tubing to the wellhead 1.

Ввиду недостаточной устойчивости работы глубинных насосов в услови х откачки газированной жидкости их погружают под динамический уровень.Due to the insufficient stability of the operation of submersible pumps under the conditions of pumping aerated liquid, they are immersed under the dynamic level.

Однако увеличение подвески влечет за собой дополнительный расход насосных труб и кабел , а это, .в свою очередь, вызывает дополнительные потери (гидравлические) в трубах и в кабеле (электроэнергии). Увеличение тех и других потерь снижает КПД установки.However, an increase in the suspension results in additional consumption of pumping pipes and cables, and this, in turn, causes additional losses (hydraulic) in the pipes and in the cable (electric power). The increase in those and other losses reduces the efficiency of the installation.

Необходимость пуска второго р да труб повышает металлоемкость конструкции.The need to start the second row of pipes increases the metal structure.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению вл етс устройство дл подъема жидкости из глубоких скважин, содержащее колонну насосно-компрессорных труб и два откачивающих агрегата, нижний из которых вл етс погружным электронасосом (2.Closest to the proposed technical solution is a device for lifting fluid from deep wells, containing a tubing string and two pumping units, the lower of which is a submersible electric pump (2.

В этом устройстве первой ступенью вл етс погружной центробежный электронасос , а втора ступень расположена у башмака второго р да лифта и выполнена в виде струйного аппарата с источником рабочей среды, расположенным на поверхности . Такой пор док использовани сочетани погружного центробежного электронасоса и двухр дного лифта со струйным аппаратом позвол ет максимально погружать ЭЦН под уровень жидкости и повышать его производительность за счет сн ти давлени на ЭЦН струйным аппаратом.In this device, the first stage is a submersible centrifugal electric pump, and the second stage is located near the second row elevator shoe and is designed as a jet apparatus with a source of working medium located on the surface. Such an order of use of the combination of a submersible centrifugal electric pump and a two-hole elevator with a jet apparatus allows the ESP to be maximally submerged under the liquid level and to increase its performance by relieving the pressure on the ESP with a jet apparatus.

Недостатки устройства заключаютс в том, что необходимость спуска второго р да труб повышает металлоемкость установки; ограничена область применени , так как невозможно использовать его в тех скважинах , где имеютс невысокие динамические уровни и высокие газовые факторы.The drawbacks of the device are that the necessity of lowering the second row of pipes increases the metal intensity of the installation; limited scope, since it is impossible to use it in those wells where there are low dynamic levels and high gas factors.

Цель изобретени - повышение надежности работы устройства путем уменьшени концентрации песка и газа на приеме откачиваюш ,их агрегатов, где в качестве верхнего из них используетс штанговый насос, и предотврашение засорени песком каналов дл сообшени кольцевой камеры с полостью насосно-компрессорных труб (НКТ.)The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by reducing the concentration of sand and gas at the inlet pumping out their aggregates, where a sucker-rod pump is used as the top of them, and preventing sand from clogging the channels for communicating the annular chamber with the tubing cavity.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство снабжено стаканом, установленным на колонне НКТ и образуюш,им с ней кольцевую камеру, св занную с внутренней полостью НКТ и посредством трубки с приемом штангового насоса.The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a glass mounted on the tubing string and forming with it an annular chamber connected with the inner cavity of the tubing and through a tube to receive the sucker-rod pump.

Ниже приема насоса установлен обрат .ный подпружиненный клапан, св зываюший внутреннюю полость НКТ с трубкой.Below the pump intake, a reverse spring loaded valve is installed, which binds the inner cavity of the tubing to the tube.

На фиг.. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.Fig. 1 shows a device, a section; in fig. 2 — node I in FIG. one.

Устройство содержит погружной центробежный электронасос 1, установленный на глубине, с которой насос в состо нии поднимать жидкость. На глубине, соответствуюшей высоте подн той жидкости, в колонне труб установлен перфорированный патрубок 2 концентрично трубе 3, снизу которой имеетс дно, образу таким образом стакан 3. Несколько ниже перфорированного патрубка расположен штанговый насос 4, прием которого соединен с трубкой 5, пропущенной через дно стакана. Верхний торец трубки 5 не доводитс на некоторое рассто ние до верхнего торца стакана 3. Обратный клапан 6 устройства, установленный ниже приема насоса 4, состоит из цилиндрического корпуса 7, приваренного внутри трубы 8. Корпус 7 имеет отверстие 9, совмеш.енное с отверстием 10 в колонне труб. К корпусу 7 приварено седло 11 клапана ,закрываемое шариком 12 под действием пружины 13. Пружина 13 поднимаетс винтом 14, ввинченным в корпус 7, выкид клапана трубкой 15 соединен с трубкой 5 и при емом скважинного штангового насоса 4. Устройство работает следующим образом ЭЦН поднимает жидкость выше перфорированного патрубка 2, после чего жидкость через отверсти в патрубке 2 попадает в затрубное пространство и переливаетс через открытый конец стакана 3 на забой скважины. Пада с высоты, жидкость, содержаша пузырьки газа, освобождаетс The device comprises a submersible centrifugal electric pump 1 installed at a depth at which the pump is able to lift the liquid. At a depth corresponding to the height of the raised liquid, a perforated pipe 2 is installed in the pipe string concentric with the pipe 3, the bottom of which has a bottom, thus forming a cup 3. A sucker-rod pump 4 is located below the perforated pipe and is connected to the pipe 5 passed through the bottom glasses. The upper end of the tube 5 is not brought to a certain distance to the upper end of the glass 3. The non-return valve 6 of the device, installed below the pump 4 intake, consists of a cylindrical body 7 welded inside the pipe 8. The housing 7 has an aperture 9 combined with an aperture 10 in the pipe string. The valve seat 11 is welded to the housing 7, which is closed by the ball 12 under the action of the spring 13. The spring 13 is raised by a screw 14 screwed into the housing 7, valve valve 15 is connected to tube 5 and attached to a downhole pump rod 4. The device operates as follows above the perforated pipe 2, after which the liquid through the holes in the pipe 2 enters the annulus and overflows through the open end of the glass 3 to the bottom of the well. From a height, the liquid containing gas bubbles is released.

от него, и последний через затрубное пространство уходит на дневную поверхность. Благодар самоподливу дегазированной жидкости 8 затрубное пространство концентраци газа в жидкости, наход щейс на приеме насосов, уменьшаетс .from him, and the last through the annular space goes to the surface of the day. Due to the self-priming degassed fluid 8, the annulus gas concentration in the fluid at the pump intake is reduced.

Щтанговый насос отбирает очищенную от газа часть жидкости равную оптимальной дебиту скважины с вновь созданного уровн в стакане 3 и извлекает на дневную поверхность, а друга часть жидкости переливаетс через край стакана 3 и поступает на забой скважины.A shtangovogo pump picks up the gas-free part of the liquid equal to the optimal well flow rate from the newly created level in the glass 3 and extracts it onto the surface, while the other part of the liquid flows over the edge of the glass 3 and enters the bottom hole.

В случае засорени отверстий патрубка 2 в стенке колонны труб ниже приема штангового насоса предусмотрен подпружиненный .клапан 6, соединенный с трубкой 5 и приемом штангового насоса 4. Клапан 6 отрегулирован на давление равное давлению , образуемому динамическим уровнем. В случае засорени отверстий патрубка 2 поток жидкости, направл емый на забой через трубу 3, проходит через клапан 6. Работа установки при этом не нарушаетс .In case of clogging of the openings of the socket 2, a spring-loaded valve 6 is provided in the wall of the pipe string, below the suction of the sucker-rod pump, connected to the tube 5 and suction of the sucker-rod pump 4. Valve 6 is adjusted to a pressure equal to the pressure generated by the dynamic level. In case of clogging of the openings of the nozzle 2, the fluid flow directed to the bottomhole through the pipe 3 passes through the valve 6. The operation of the installation is not disturbed.

Предложенное устройство позвол ет без дополнительного осложнени конструкции газовыми и песочными кор ми или другими аналогичными устройствами более эффективно производить внутрискважинную сепарацию жидкости от газа и песка и тем самым повысить коэффициент наполнени штангового насоса, что приводит к экономии затрат при эксплуатации глубоких скважин.The proposed device allows, without additional complication of the design with gas and sand crust or other similar devices, to more effectively perform the downhole separation of fluid from gas and sand and thereby increase the filling ratio of the sucker rod pump, which leads to cost savings in the operation of deep wells.

Claims

1. A device for operating deep wells, containing a tubing string and two pumping units, the lower of which is a submersible electric pump, characterized in that, in order to increase the reliability of the device by reducing the concentration of sand and gas at the pumping units, As the top of them, a sucker-rod pump is used, the device is equipped with a cup that is concentrically mounted on the tubing string and forms an annular chamber connected with it. s cavity tubing and through the tube with the reception of the sucker rod pump.

2. A device according to claim 1, characterized in that in case of clogging of channels with sand, the annular chamber communicates with the tubing cavity below the pump inlet and has a spring-loaded backflow valve connecting the tubing inner cavity with the tubing.

Sources of information taken into account in the examination

1.Amirov A.D. Operational issues .Superdeep wells. Baku, 1959, p. 156.

2. Authors. ) :; videtelstvo USSR

No. 183591, cl. F 04 B 23/14, 1966 (prototype).