Результат интеллектуальной деятельности: Насосная установка для подъёма продукции по эксплуатационной колонне

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для подъема продукции из скважин.

Известна насосная установка для подъема продукции по эксплуатационной колонне (пат. РФ №2215122, МПК E21B 33/122, опубл. Бюл. №30 от 27.10.2003), содержащая электропогружной насос с силовым кабелем, спускаемый на насосных штангах, и пакер.

Недостатком насосной установки является то, что для ее спуска и подъема, как и для установок с лифтовыми трубами, требуется подъемный агрегат для подземного ремонта скважин из-за наличия штанг.

Наиболее близка по своей технической сути к предлагаемой беструбная насосная установка (а.с. СССР №240477, МПК E05B, E21B, опубл. Бюл. №12 от 21.03.1969), содержащая электропогружной насос, спускаемый на тросе с короткой трубой и пакером.

Недостатками установки являются сложность конструкции и низкая надежность, так как после длительной работы будут затруднены распакеровка и извлечение оборудования на тросе из скважины.

Технической задачей предлагаемой установки является создание простой и надежной насосной установки.

Поставленная техническая задача решается насосной установкой для подъема продукции пласта по эксплуатационной колонне, включающей пакер, короткий хвостовик, электропогружной насос с головкой для соединения с тросом, перекачивающий жидкость из подпакерного пространства скважины в надпакерное через обратный клапан, силовой кабель и датчики давления, измеряющие давление в полостях выше и ниже пакера.

Новым является то, что электропогружной насос размещен выше пакера, пакер выполнен с полированной втулкой и шпонками, прием насоса с помощью хвостовика сообщен с ниппелем, оснащенным наружными шпонками, ответными к шпонкам пакера, и выполненным с возможностью герметичного ввода в полированную втулку пакера.

Новым является также то, что электропогружной насос выполнен перевернутым.

Новым является также то, что двигатель помещен в кожух, сообщенный с входом насоса и хвостовиком.

Новым является также то, что на выходе или входе насоса дополнительно установлен перепускной клапан, выполненный с возможностью постоянного открытия при натяжении троса.

Новым является также то, что обратный клапан расположен снизу полированной втулки пакера.

Новым является также то, что датчики давления выполнены с возможностью измерения давления в подпакерном пространстве в полостях, сообщенных с приемом насоса, и надпакерном пространстве в полостях за выходом насоса.

Новым является также то, что полированная втулка пакера выполнена с внутренним расширением около середины, сообщенным отверстием с подпакерным пространством, а датчик давления подпакерного пространства размещен в ниппеле с возможностью сообщения при сопряжении ниппеля и полированной втулки с ее расширением.

На фиг. 1 изображена схема установки с перевернутыми насосами и погружным электродвигателем (ПЭД).

На фиг. 2 изображена схема с кожухом для ПЭД.

На фиг. 3 изображена схема установки с обратным клапаном снизу полированной втулки.

На фиг. 4 изображена схема установки, у которой полированная втулка выполнена с внутренним расширением.

Установка (фиг. 1) содержит насос 1 и установленный выше него ПЭД 2 с силовым кабелем 3.

Ниже насоса 1 размещены обратный клапан 4, сообщенный с хвостовиком 5, и перепускной клапан 6 золотникового типа, содержащий корпус 7, герметично сопряженный с ним верхний упор 8, золотник 9 с отверстием 10 и нижний упор 11.

К ПЭД 2 сверху присоединена головка 12 для присоединения троса 13.

На нижнем конце хвостовика 5 присоединен через муфту 14 ниппель 15 с уплотнениями 16 и шпонками 17 в верхней его части.

Ниппель 15 герметично сопряжен с полированной втулкой 18 пакера 19 и упирается нижним торцом муфты 14 в торец шпонок 20 пакера 19, при этом шпонки 20 размещаются между шпонками 17.

Пакер 19 установлен в эксплуатационной колонне (ЭК) 21 выше интервала перфорации 22 на продуктивный пласт 23.

Для измерения давления в подпакерном пространстве 24 на хвостовике 5 установлен датчик 25, а для измерения давления в надпакерном пространстве 26 снаружи ПЭД 2 - установлен датчик давления 27.

На фиг. 2 ПЭД 2 размещен традиционно ниже насоса 1 и помещен в кожух 28, сообщенный снизу с хвостовиком 5.

Обратный 4 и перепускной 6 клапаны размещены над насосом 1, причем корпус 7 перепускного клапана 6 выполнен с отверстием 29 и соединен с головкой 12 для троса 13.

Датчик подпакерного давления 25 размещен снаружи ПЭД 2, а датчик надпакерного давления 27 - снаружи хвостовика 5.

На фиг. 3 обратный клапан 4 установлен в нижней части полированной втулки 18.

На фиг. 4 полированная втулка 18 выполнена с расширением 30, сообщенным отверстием 31 с подпакерным пространством 24, а датчик 25 подпакерного давления установлен между уплотнениями 16 снаружи ниппеля 15.

Работает установка следующим образом.

После монтажа установки ее спускают в скважину на тросе 13 (фиг. 1) с помощью передвижной лебедки (не показана), например каротажного подъемника, до упора нижнего торца муфты 13 в шпонки 20 предварительно установленного в скважине пакера 19.

При этом ниппель 15 с муфтой 14 входит внутрь полированной втулки 18 и разобщает надпакерное пространство 26 с подпакерным 24.

После этого подачей электрического тока по силовому кабелю 3 на ПЭД 2 запускают установку.

При работе установки продукция пласта 23 через интервал перфорации 22 эксплуатационной колонны 21 поступает в подпакерное пространство 24, далее через ниппель 15, хвостовик 5 и обратный клапан 4 на вход насоса 1 и перекачивается им в надпакерное пространство 26 и по полости ЭК 21 на устье скважины, охлаждая ПЭД 2. При этом датчик давления 25 замеряет давление в подпакерном пространстве 24, т.е. практически забойное давление у пласта 23, а датчик 27 - давление в надпакерном пространстве, т.е. давление нагнетаемой продукции в полости ЭК 21. При остановках насоса 1 перепад давления удерживает обратный клапан 4. Реактивный момент от ПЭД 2 передается через шпонки 17 на шпонки 20 пакера 19, чем предотвращается вращение установки.

Для извлечения установки из скважины сначала создают натяжение троса 13 с помощью передвижной лебедки, который через головку 12, ПЭД 2 и насос 1 перемещает корпус 7 перепускного клапана с нижнего упора 11 вверх до упора 8 и открывает отверстие 10 золотника 9, сообщая между собой надпакерное 26 и подпакерное 24 пространства. После выравнивания давлений по показаниям датчиков давления 25 и 27 установку поднимают из скважины.

Работа установки по фиг. 2 отличается тем, что продукция пласта 23 из хвостовика 5 попадает в кожух 28, а из него, охлаждая ПЭД 2, на вход насоса 1, который перекачивает ее через обратный клапан и отверстие 29 в корпусе 7 перепускного клапана 6 в надпакерное пространство 26, и далее по полости ЭК 21 на устье скважины.

При извлечении установки натяжением троса 13 через головку 12 перемещают непосредственно корпус 7 перепускного клапана 6 и далее все происходит так же, как у предыдущей установки.

Обратный клапан 4 также сохраняет перепад давления между пространствами 24 и 26, только внутри насоса 1 в этом случае давление будет соответствовать подпакерному.

Работа установки по фиг. 3 происходит так же, как и по фиг. 1 и 2, только при остановках насоса 1 во всех пространствах выше обратного клапана 4, будет давление надпакерного пространства 26, и, соответственно, на уплотнениях 16 ниппеля 15 не будет перепада давления. Поэтому здесь не требуется перепускной клапан 6, и установку можно сразу же поднимать после остановки насоса 1, т.е. обратный клапан 4 служит одновременно клапаном-отсекателем.

Недостатком этой установки является то, что она не позволяет замерять давление в подпакерном пространстве 24 после остановки насоса 1 и закрытия клапана 4.

Этот недостаток устраняется установкой на фиг. 4.

Установка на фиг. 4 работает точно так же, как и на фиг. 3, отличаясь тем, что и при работе, и при остановке насоса 1 датчик давления 25 сообщен через отверстие 31 и расширение 30 полированной втулки 18 с подпакерным пространством 24 и позволяет постоянно измерять в нем давление, в том числе пластовое у пласта 23 при длительной остановке насоса 1, а также получить кривую восстановления давления.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию установки, легко и беспрепятственно извлекать ее при необходимости из скважины, измерять необходимые для эксплуатации давления.