Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА БАЙПАСИРОВАНИЯ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию и может быть использовано для подъема скважинной жидкости и замера параметров скважины без извлечения насосной установки.

Известна система байпасирования насосной установки, состоящая из Y-блока с пробкой, к одному выходу которого через вертлюг присоединена колонна байпасных труб с воронкой на конце, а ко второму выходу с помощью переводника и клапана подвешены секции погружного насоса с гидрозащитой и электродвигателем, и снабженная протектолайзерами и держателем (Бадретдинов Ю.А., Валиуллин А.С., Пархимович А.Ю. Системы байпасирования УЭЦН компании "ИНТЭКО". Первый опыт проведения ГИС в ЭК диаметром 146 мм // Инженерная практика. 2011. №8, с.120-122).

Недостатком приведенной системы байпасирования является неудовлетворительная технологичность при монтаже, а также сложность подъема насосной установки при заклинивании в скважине.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система байпасирования насосной установки, состоящая из Y-блока с пробкой, к одному выходу которого посредством разрывной муфты, соединителя и патрубков прикреплена колонна байпасных труб, а ко второму выходу через разрывную муфту и уравновешивающий клапан присоединена линия насосной установки, содержащая погружной насос с погружным электродвигателем, при этом колонна байпасных труб и насосная установка скреплены между собой протектолайзерами и седлом с возможностью их разъединения, а в качестве соединителя использован вертлюг (Патент РФ №2449117, E21B 47/00, 2010).

Недостатком принятой за прототип системы байпасирования насосной установки является использование в качестве соединителя разрывной муфты с патрубком байпасной трубы вертлюга, для вращения которого относительно продольной оси трубы требуется специальный инструмент, например цепной ключ. Манипуляции инструментом затруднены из-за близкого расположения к трубе насосной установки. Кроме того, в процессе эксплуатации байпасная труба с непроточной пластовой жидкостью является аккумулятором тепла и дополнительно нагревает погружной электродвигатель, что может привести к выходу его из строя.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является упрощение технологии сборки системы байпасирования насосной установки на скважине, повышение термической стабильности погружного электродвигателя и надежности работы насосной установки в целом.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе байпасирования насосной установки, состоящей из Y-блока с пробкой, к одному выходу которого посредством разрывной муфты, соединителя и патрубков подвешена колонна байпасных труб, а ко второму выходу через разрывную муфту и уравновешивающий клапан присоединена насосная установка, содержащая погружной насос и погружной электродвигатель, снабженный опорным патрубком, при этом колонна байпасных труб и насосная установка скреплены между собой протектолайзерами и седлом, согласно изобретению, соединитель выполнен разъемным и состоит из двух симметричных деталей с продольным полуцилиндрическим и призматическим углублением, соединенных шарниром по свободным краям со стороны призматического углубления и винтами между углублениями с возможностью дополнительного скрепления колонны байпасных труб с насосной установкой, за счет охвата последней стенками призматических углублений, а байпасная труба на уровне погружного электродвигателя выполнена перфорированной.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид предлагаемой системы байпасирования насосной установки, на фиг.2 - поперечный разрез системы байпасирования, проходящий через соединитель.

Система байпасирования насосной установки включает Y-блок 1 с нижними выходами 2 и 3 (фиг.1), в котором установлена пробка (не показана). К выходу 2 посредством патрубка 6, разрывной муфты 4 и разъемного соединителя 5 прикреплена колонна байпасных труб 8. К выходу 3 через патрубок 7, разрывную муфту 4 и уравновешивающий клапан 9 присоединена насосная установка 10, содержащая погружной насос 11 и погружной электродвигатель 12, снабженный опорным патрубком 13, который жестко зафиксирован относительно нижней части колонны байпасных труб 8 с помощью седла 14. По высоте колонны байпасных труб 8 и насосной установки 10 размещены протектолайзеры 15, скрепляющие их между собой. Байпасная труба 8 в пределах погружного электродвигателя 12 выполнена с перфорациями 16. Разъемный соединитель 5 состоит из двух симметричных деталей 17 с продольным полуцилиндрическим 18 и призматическим углублением 19 (фиг.2). Детали 17 по свободным краям со стороны призматических углублений 19 соединены шарниром 20 и дополнительно между полуцилиндрическими и призматическими углублениями скреплены винтами 21, ориентированными перпендикулярно оси шарнира 20. В образованной внутри соединителя 5 цилиндрической полости размещены патрубок 6 и разрывная муфта 4, а в его призматической полости - патрубок 7 насосной установки 10, что обеспечивает ее скрепление с колонной байпасных труб 8.

Монтаж системы производится путем поэтапной сборки и спуска в скважину колонны байпасных труб 8 и линии насосной установки 10. Сначала на хомуте-элеваторе (не показан) спускается седло 14 с параллельно установленными опорным патрубком 13 и нижней байпасной трубой 8. После этого к ним присоединяются соответственно погружной электродвигатель 12 и перфорированная байпасная труба 8, а далее пристыковываются погружной насос 11 и байпасные трубы 8, при этом соединения между частями насосной установки 10 и сочленения отдельных байпасных труб 8 оказываются на одном уровне и защищаются протектолайзерами 15. Затем на линии насосной установки 10 монтируется уравновешивающий клапан 9, разрывная муфта 4 и патрубок 7, а на колонне байпасных труб 8 - разрывная муфта 4 и патрубок 6. На хомуте-элеваторе (не показан) подводится Y-блок 1 и соединяется своими выходами 2 и 3 с патрубками 6 и 7. Разъемный соединитель 5 с выкрученными винтами 21 и разведенными на шарнире 20 симметричными деталями 17 подводят к линии насосной установки 10 и колонне байпасных труб 8. При сведении симметричных деталей 17 стенки полуцилиндрических углублений 18 охватывают патрубок 6 и разрывную муфту 4, состыковывая их между собой, а стенки призматических углублений 19 - патрубок 7. После этого симметричные детали 17 стягиваются винтами 21 и осуществляется связка колонны байпасных труб 8 с линией насосной установки 10. Монтаж завершается присоединением колонны НКТ 22 сверху Y-блока 1.

Благодаря разъемной конструкции соединителя 5 существенно упрощается сборка системы байпасирования насосной установки и сокращается время монтажа.

Система байпасирования насосной установки работает следующим образом.

При запуске погружного электродвигателя 12 погружной насос 11 подает пластовую жидкость через уравновешивающий клапан 9, разрывную муфту 4 и патрубок 7 в Y-блок 1, откуда жидкость по колонне НКТ 22 поступает на поверхность. При работе погружного насоса 11 в клапане 9 открываются каналы, а установленная в Y-блоке 1 пробка (не показана) предотвращает переток жидкости в колонну байпасных труб 8. Перфорации 16 предотвращают аккумуляцию тепла в байпасной трубе 8, заполненной жидкостью, за счет естественной конвекции и снижают вероятность возникновения термических напряжений в погружном электродвигателе 12.

При необходимости измерения параметров скважины или выполнения в ней других технологических операций погружной электродвигатель 12 отключается и жидкость из колонны НКТ 22 сливается в скважину через уравновешивающий клапан 9.

Заглушающая пробка (не показана) извлекается из Y-блока 1 с помощью инструмента для спускоподъемных операций, открывая сквозной канал в колонну байпасных труб 8. По колонне НКТ на геофизическом кабеле спускаются каротажная пробка (не показана), которая остается в Y-блоке 1 для предотвращения перетока жидкости в колонну байпасных труб 8, и измерительная система, которая проходит по колонне байпасных труб 8 и фиксируется ниже погружного электродвигателя 12. Далее при работающем погружном насосе 11 проводят исследования скважины. По их завершению погружной насос 11 отключается, и геофизическая пробка с измерительной системой извлекается на поверхность. Перед следующим запуском насосной установки 10 заглушающая пробка устанавливается в Y-блоке 1 с помощью спускоподъемного инструмента.

С помощью предлагаемой системы байпасирования могут выполняться специальные технологические операции, например, по обработке призабойной зоны пласта.