Результат интеллектуальной деятельности: Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования на скважинах с одновременно-раздельной эксплуатацией, где в нижний пласт производится закачка воды для поддержания пластового давления, а по верхнему пласту осуществляется добыча.

Известна установка для одновременно-раздельной добычи и закачки (патент RU № 2598948, МПК Е21В 43/14, опубл. 10.10.2016), содержащая две колонны коаксиально установленных насосно-компрессорных труб разного диаметра, насос, устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости, клапан на линии закачиваемой жидкости, пакер для разобщения продуктивного и нагнетательного пластов и устьевую арматуру. В качестве насоса использован электроцентробежный насос. Устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости размещено выше насоса. Между насосом и пакером установлен узел перемещения, в который вмонтированы трубы грузонесущие для прохождения закачиваемой жидкости, состыкованные в верхней части с развилкой, размещенной на уровне устройства для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости. Клапан на линии закачиваемой жидкости закачки расположен ниже пакера, который входит в состав пакерной компоновки, включающей разъединители колонн, промывочное и противополетные устройства. Известная установка повышает надежность и безопасность эксплуатации установки, упрощает ее демонтаж и обеспечивает возможность добычи нефти в большом объеме.

Недостатками такой установки являются технологическая сложность процесса спуска электроцентробежного насоса с кабелем и монтажа устьевого оборудования станции управления, а также высокое потребление электрической энергии на механизированный подъем продукции скважины.

Наиболее близкой является установка для одновременно-раздельной добычи и закачки (патент RU № 84461, МПК Е21В 43/14, опубл. 10.10.2016), содержащая привод, насос, две колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) различной длины, параллельный двухканальный якорь, устьевую арматуру и пакер для разобщения пластов. В качестве привода для вращения колонны насосных штанг использован наземный привод винтового штангового насоса, при этом в качестве насоса использован винтовой штанговый насос.

Недостатками такой установки являются технологическая сложность процесса спуска винтового насоса и монтажа наземного привода винтового штангового насоса, а также высокое потребление электрической энергии на механизированный подъем продукции скважины.

Техническими задачами изобретения являются упрощение установки, расширение технологических возможностей за счет использования энергии воды поддержания пластового давления в качестве энергии для подъема продукции нефтеносного пласта, снижение энергозатрат.

Технические задачи решаются установкой для одновременно-раздельной добычи и закачки через одну скважину, содержащей привод, соединенный с валом винтового насоса, две колонны насосно-компрессорных труб различной длины, одна из которых - нагнетательная, а вторая - добывающая с винтовым насосом, параллельный двухканальный якорь, устьевую арматуру и пакер для разобщения пластов.

Новым является то, что в качестве привода использован гидропривод импеллерного типа, установленный в нагнетательной колонне насосно-компрессорных труб с возможностью передачи вращения от своего выходного вала валу винтового насоса перевернутого типа через мотор-редуктор с параллельными валами, уставленный над параллельным двухканальным якорем с возможностью пропускания жидкости по колоннам насосно-компрессорных труб.

На фиг. 1 схематично представлена установка для одновременно-раздельной добычи и закачки через одну скважину.

На фиг. 2 схематично представлен гидропривод импеллерного типа.

При эксплуатации скважины, вскрывшей залежь с несколькими пластами, каждый пласт эксплуатируют индивидуально. Из верхнего нефтенасыщенного пласта (фиг. 1) отбирают жидкость в постоянном режиме. В нижний пласт закачивают рабочий агент, например, пластовую воду. Скважину оборудуют двумя колоннами труб различной длины. В первой нагнетательной 1 колонне НКТ устанавливают гидропривод импеллерного типа 2 с возможностью передачи вращения от своего выходного вала 3 (фиг. 2) валу винтового насоса 4 перевернутого типа через мотор-редуктор 5 с параллельными валами, который размещают над параллельным двухканальным якорем 6 с возможностью пропускания жидкости по колоннам НКТ. Все соединения резьбовые трубные цилиндрические. На нагнетательной 1 колонне НКТ спускают пакер 7. Параллельный якорь 6 устанавливают над кровлей добывающего пласта (применяется в компоновках ОРЭ). Устанавливают пакер 7 между верхним и нижним пластами, ближе к нижнему пласту. Вторую добывающую 8 колонну НКТ снабжают винтовым насосом 4 перевернутого типа, который размещают над параллельным двухканальным якорем 6. Насос подбирают с производительностью, достаточной для отбора жидкости. На устье скважины выполняют обвязку труб двухканальной устьевой арматурой 9, с возможностью соединения первой нагнетательной 1 колонны НКТ с источником рабочего агента для закачки рабочего агента в нижний пласт. Закачивают рабочий агент в нижний пласт через первую нагнетательную 1 колонну НКТ. За счет потока рабочего агента, проходящего по нагнетательной 1 колонне НКТ через гидропривод импеллерного типа 2, происходит вращение импеллеров 10 (фиг. 2) с валом 11 гидропривода (фиг. 2). Далее вал 11 гидропривода при помощи ведущего винта 3 (фиг. 2) передает вращательную силу на цилиндрический мотор-редуктор 5 с параллельными валами. Мотор-редуктор 5 приводит в движение вал винтового насоса 4 перевернутого типа, что приводит к подъему продукции скважины по второй добывающей 8 колонне НКТ на дневную поверхность далее через устьевую двухканальную арматуру 9 в нефтепровод.

Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки работает следующим образом.

При эксплуатации скважины с внутренним диаметром эксплуатационной колонны более 120 мм, вскрывшей залежь с несколькими пластами, каждый пласт эксплуатируют индивидуально. Из верхнего нефтенасыщенного пласта отбирают жидкость в постоянном режиме. В нижний пласт закачивают рабочий агент, например пластовую воду. Скважину оборудуют двумя колоннами труб.

Спускают первую нагнетательную 1 (фиг. 1) колонну НКТ с пакером на НКТ в следующей компоновке, снизу-вверх:

- воронка диаметром 60 мм;

- монтажный патрубок НКТ диаметром 60 мм длиной 1 м;

- переводник НКТ 60мм на 73 мм;

- пакер 7 - переводник НКТ 60 мм на 73 мм;

- монтажный патрубок НКТ диаметром 60 мм длиной 0,5 м;

- НКТ диаметром 60 мм длиной 10 м (хвостовик);

- реперные патрубки 2 м и НКТ диаметром 60 мм длиной 20 м (для определения глубины посадки пакера);

- параллельный якорь 6;

- гидропривод импеллерного типа 2 с параллельным редуктором 5, обеспечивающим пропускание жидкости по колоннам насосно-компрессорных труб;

- монтажный патрубок НКТ диаметром 60 мм длиной 0,5 м;

- колонна 1 НКТ диаметром 60 мм (до устья);

- подгоночные патрубки НКТ диаметром 60 мм и подвесной патрубок НКТ диаметром 60 мм (в качестве подвесного патрубка используют патрубок длиной 0,2 м). Производят посадку пакера 7 в интервале выше кровли нижнего пласта.

Производят спуск второй добывающей 8 колонны НКТ в следующей последовательности:

- сцепное устройство (обеспечивающее соединение вала перевернутого винтового насоса 4 с параллельным редуктором гидропривода);

-винтовой насос 4 перевернутого типа с ротором, на конце ротора имеется присоединительный винт);

- муфта диаметром 60 мм;

- монтажный патрубок НКТ диаметром 60 мм длиной 0,5 м;

- НКТ 8 диаметром 60 мм (до устья). Определяют собственный вес второй колонны НКТ, производят разгрузку веса второй колонны НКТ с винтовым насосом до 1-2 т (20 % от веса колонны НКТ), далее производят проворот колонны НКТ 8 для сцепки кардана с параллельным якорем 6 и редуктором гидропривода. Производят сцепку параллельного якоря 6 с короткой колонной 8.

Насос подбирают с производительностью, достаточной для отбора жидкости. За счет наличия эксцентричных направляющих происходит стыковка винтового насоса 4 с параллельным якорем 6 и одновременно вал винтового насоса 4 стыкуется с редуктором 5.

На устье скважины выполняют обвязку труб двухканальной устьевой арматурой 9, с возможностью соединения первой нагнетательной 1 колонны НКТ с источником рабочего агента для закачки рабочего агента в нижний пласт. Поток рабочего агента, проходящий по нагнетательной 1 колонне НКТ через гидропривод импеллерного типа 2, приводит во вращение импеллеры 10 (фиг. 2) с валом 11 (фиг. 2) гидропривода. Далее вал 11 гидропривода при помощи ведущего винта 3 передает вращательную силу на цилиндрический мотор-редуктор 5 с параллельными валами. Мотор-редуктор 5 приводит в движение вал винтового насоса 4 перевернутого типа, что приводит к подъему продукции скважины по второй колонне 8 НКТ на дневную поверхность и далее через устьевую двухканальную арматуру 9 в нефтепровод.

Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки в одной скважине позволяет упростить конструкцию установки, расширить технологические возможности установки за счет использования энергии воды поддержания пластового давления в качестве энергии для подъема продукции нефтеносного пласта.