×
29.06.2019
219.017.9a5f

Результат интеллектуальной деятельности: СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002287719
Дата охранного документа
20.11.2006
Аннотация: Устройство предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности в скважинных насосных установках для эксплуатации обводненных нефтяных скважин. Скважинная штанговая насосная установка содержит колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, хвостовик, установленный внизу колонны лифтовых труб, и дифференциальный насос, имеющий нижнюю секцию с всасывающим и нагнетательным клапанами и верхнюю секцию, которая выполнена кольцевой и снабжена отдельными всасывающим и нагнетательным клапанами. Отдельные всасывающий и нагнетательный клапаны позволяют перекачивать верхней секцией насоса продукцию скважины из затрубного пространства колонны лифтовых труб в пространство между колонной лифтовых труб и колонной полых штанг. Колонна полых штанг на выходе из скважины снабжена гибким рукавом, соединенным с автономной выкидной линией. Нижняя секция насоса выполнена с возможностью закачки продукции скважины в колонну полых штанг через хвостовик и свои всасывающий и нагнетательный клапаны. Хвостовик снизу снабжен сифоном с входным каналом, объем которого выполнен больше объема всасывания нижней секцией насоса и достаточен для освобождения пластовой воды от нефти за период нагнетания нижней секции насоса. Обеспечивается повышение надежности работы установки за счет уменьшения износа штанг и лифтовой колонны, поскольку по кольцевому каналу между ними движется нефть, обладающая лучшими по сравнению с водой смазочными свойствами, повышается КПД установки. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам, и может быть использовано для эксплуатации обводненных нефтяных скважин.

Известно "Входное устройство скважинного насоса" (патент RU №2232294, F 04 В 47/00. Опубл. Бюл. №19 от 10.07.2004), содержащее соединенную с переводником приемной части скважинного насоса отстойную камеру, в которой частично размещен U-образный подводящий патрубок, один конец которого выведен за отстойную камеру, а отстойная камера имеет в нижней части входной канал с сечением, меньшим проходного сечения отстойной камеры, при этом входное устройство дополнительно снабжено стаканом, выполненным с отверстиями в верхней части и сообщенным с отстойной камерой входным каналом, выполненным в виде трубки, размещенной в стакане, нижний конец которой расположен ниже отверстий стакана, а верхний конец в отстойной камере на некотором расстоянии от ее дна, при этом площадь кольцевого сечения между трубкой и стаканом выбрана таким образом, что максимальная скорость течения воды вниз в этом сечении может превышать не более чем в два раза, а минимальный объем кольцевого пространства между трубкой и стаканом должен быть не менее половины объема жидкости, поступающей в насос при всасывании.

Недостатком установки является то, что она не позволяет раздельный подъем на поверхность нефти и воды, которые в процессе совместного подъема по колонне лифтовых труб смешиваются между собой.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой установке является скважинная штанговая насосная установка с разобщенной откачкой нефти и воды из скважины, содержащая колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, хвостовик, установленный внизу колонны лифтовых труб, и дифференциальный насос, имеющий нижнюю секцию с всасывающим и нагнетательным клапанами, которые выполнены с возможностью закачки посредством нижней секции насоса в колонну полых штанг продукцию скважины из затрубного пространства колоны лифтовых труб, и верхнюю секцию, которая выполнена кольцевой и снабжена отдельными всасывающим и нагнетательным клапанами, которые выполнены с возможностью закачки через хвостовик посредством верхней секции насоса в пространство между колонной лифтовых труб и колонной полых штанг продукции скважины (книга "Насосная добыча высоковязкой нефти из наклонных и обводненных скважин". К.Р.Уразаков, Е.И.Богомольный, Ж.С.Сейтпагамбетов, А.Г.Газаров. - М.: "Недра", 2003. - Стр.211-213, рис.5.4).

Недостатком установки является то, что вода поднимается по кольцевому пространству между внутренней поверхностью лифтовых труб и наружной поверхностью движущихся возвратно-поступательно полых штанг, а нефть - по полым штангам. Вода обладает плохими смазочными свойствами, что способствует ускоренному износу штанговой колонны и лифтовых труб. Нефть отличается более высокой вязкостью по сравнению с водой, поэтому ее движение по каналу полых штанг, имеющему меньшее сечение по сравнению с кольцевым каналом, обуславливает повышенное гидравлическое сопротивление, снижающее кпд установки. Другими недостатками установки являются: смешение нефти и воды в верхней части лифтовой колонны и направление их в одну выкидную линию, что усложняет дальнейшую подготовку нефти и воды, а также необходимость зумпфа в скважине, поскольку прием хвостовика должен располагаться ниже перфорационных отверстий в обсадной колонне скважины.

Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы повысить надежность работы установки за счет уменьшения износа штанг и лифтовой колонны, повысить коэффициент полезного действия (КПД) установки путем снижения гидравлических сопротивлений, обеспечить раздельный подъем и подачу нефти и воды в раздельные выкидные линии, а также сократить металлоемкость установки за счет сокращения длины хвостовика, обеспечить возможность работы установки в скважинах без зумпфа.

Техническая задача решается скважинной штанговой насосной установкой, содержащей колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, хвостовик, установленный внизу колонны лифтовых труб, и дифференциальный насос, имеющий нижнюю секцию с всасывающим и нагнетательным клапанами и верхнюю секцию, которая выполнена кольцевой и снабжена отдельными всасывающим и нагнетательным клапанами.

Новым является то, что колонна полых штанг на выходе из скважины снабжена гибким рукавом, соединенным с автономной выкидной линией, нижняя секция насоса выполнена с возможностью закачки продукции скважины в колонну полых штанг через хвостовик и свои всасывающий и нагнетательный клапаны, причем отдельный всасывающий клапан установлен между затрубным пространством колонны лифтовых труб и верхней секцией насоса, а отдельный нагнетательный клапан - между верхней секцией насоса и пространством между колонной лифтовых труб и колонной полых штанг, при этом хвостовик снизу снабжен сифоном с входным каналом, объем которого выполнен больше объема всасывания нижней секцией насоса и достаточен для освобождения пластовой воды от нефти за период нагнетания нижней секции насоса.

На чертеже представлена принципиальная схема скважинной штанговой насосной установки.

Скважинная штанговая насосная установка, содержащая колонну лифтовых труб 1, колонну полых штанг 2, хвостовик 3, установленный внизу колонны лифтовых труб 1, и дифференциальный насос 4, имеющий нижнюю секцию 5 с всасывающим 6 и нагнетательным 7 клапанами и верхнюю секцию 8, которая выполнена кольцевой и снабжена отдельными всасывающим 9 и нагнетательным 10 клапанами. Колонна полых штанг 2 на выходе из скважины снабжена гибким рукавом 11, соединенным с автономной выкидной линией (на черт. не показана). Нижняя секция 5 насоса 4 выполнена с возможностью закачки продукции скважины в колонну полых штанг 2 через хвостовик 3 и свои всасывающий 6 и нагнетательный 7 клапаны. Хвостовик 3 снизу снабжен сифоном 12 с входным каналом 13, имеющим входное отверстие 14 сверху. Объем входного канала 13 выполнен больше объема всасывания нижней секцией 5 насоса 4 и достаточен для освобождения пластовой воды от нефти за период нагнетания нижней секции 5 насоса 4.

Для выполнения данных условий необходимо соблюдение следующих соотношений:

где Vвх - объем входного канала 13 сифона 12,

Fпл - площадь поперечного сечения плунжера нижней секции 5 насоса 4,

Sпл - длина хода плунжера нижней секции 5 насоса 4,

где Fвх - площадь поперечного сечения входного канала 13 сифона 12,

Fпл - площадь поперечного сечения плунжера нижней секции 5 насоса 4,

Vпл - средняя скорость движения плунжера нижней секции 5 насоса 4,

Vвн - скорость всплытия капель нефти во входном канале 13 сифона 12 в водной среде.

При таком выполнении сифона 12 порция жидкости (смеси воды с каплями нефти), поступившая в сифон 12 в течение цикла всасывания нижней секции 5 насоса 4, по объему не превышает объем входного канала 13 сифона 12 и не попадает в хвостовик 3. В течение цикла нагнетания нижней секции 5 насоса 4 вода во входном канале 13 сифона 12 остается неподвижной, а капли нефти вследствие меньшей, чем у воды плотности всплывают в водной среде, находящейся во входном канале 13 сифона 12. Благодаря тому, что отношение площадей поперечного сечения входного канала 13 сифона 12 и поперечного сечения плунжера нижней секции 5 насоса 6 превышает отношение средней скорости движения плунжера нижней секции 5 насоса 6 к скорости всплытия капель нефти во входном канале 13 сифона 12 в водной среде, в течение цикла нагнетания нижней секции 5 насоса 4 все капли нефти, попавшие во входной канал 13 сифона 12 в течение цикла всасывания, успевают всплыть до входного отверстия 14 входного канала 13 и выйти в кольцевое пространство между хвостовиком 3 и обсадной колонной скважины 15.

Средняя скорость движения плунжера нижней секции 5 насоса 4 определяется выражением

где Sпл - длина хода плунжера нижней секции 5 насоса 4,

n - частота ходов плунжера нижней секции 5 насоса 4 в единицу времени.

Скорость всплытия капель нефти в водной среде может быть рассчитана по известным формулам (см., например, книгу Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. - М: ФГУП Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2003, стр.414) либо определена экспериментально.

Отдельный всасывающий клапан 9 установлен между затрубным пространством колонны лифтовых труб 1 и верхней секцией 8 насоса 4, а отдельный нагнетательный клапан 10 - между верхней секцией 8 насоса 4 и пространством между колонной лифтовых труб 1 и колонной полых штанг 4. Выход полых штанг 2 из верхней секции 8 насоса 4 герметизирован узлом герметизации 16, выполненным, например, в виде плунжерной пары, а выход из скважины 15 - устьевым сальником 17.

Установку в сборе спускают в обводненную нефтяную скважину 15, в которой вскрыт продуктивный пласт 18. Глубину подвески насоса 4 выбирают исходя из необходимой для нормального заполнения насоса 4 глубины погружения приема всасывающего клапана 9 верхней секции 8 насоса 4 под динамический уровень жидкости 19. Диаметр насоса 4 и режим откачки (длину хода и частоту качаний) выбирают исходя из дебита продуктивного пласта 18 скважины 15 по жидкости и обводненности продукции таким образом, чтобы производительность верхней секции 8 насоса 4 несколько превышала дебит продуктивного пласта 18 скважины 15 по нефти. В этом случае при работе насоса 4 уровень водонефтяного раздела 20 в скважине 15 будет располагаться вблизи приема всасывающего клапана 9 верхней секции 8 насоса 4, а по колонне лифтовых труб 1 в систему промыслового сбора нефти (на чертеже не показана) будет поступать нефть с небольшим содержанием воды. Конкретную величину обводненности выбирают исходя из наличия и точности средств контроля обводненности нефти, а также нормального ряда типоразмеров плунжеров скважинных штанговых насосов 4. Вода из полости скважины 15 ниже водонефтяного раздела 20 через сифон 12 с входным каналом 13 и хвостовик 3 насосом 4 по каналу полых штанг 2 и гибкому рукаву 11 в автономную выкидную линию и далее в систему поддержания пластового давления (на чертеже не показана). В скважине 15 от уровня водонефтяного раздела 20 до забоя (на чертеже не показан) находится столб пластовой воды, через который всплывают капли нефти, поступающей в ствол 15 скважины из продуктивного пласта 18. Длину хвостовика 3 выбирают таким образом, чтобы гарантированно исключить при флуктуациях положения водонефтяного раздела 20 достижения им входного отверстия 14 входного канала 13 сифона 12. Обычно для указанной цели достаточно длины хвостовика 3 из одной-трех стандартных лифтовых труб 1, т.е. кратно меньше, чем у прототипа. В процессе эксплуатации периодически контролируют величину обводненности нефти и в случае ее изменения соответственно изменяют режим откачки: если обводненность уменьшается, уменьшают скорость откачки и наоборот.

Предлагаемая установка обеспечивает повышение надежности работы установки за счет уменьшения износа штанг и лифтовой колонны, поскольку по кольцевому каналу между ними движется нефть, обладающая лучшими по сравнению с водой смазочными свойствами. Повышается КПД установки вследствие снижения гидравлических сопротивлений при движении в канале полых штанг маловязкой воды, а в кольцевом канале большего сечения - нефти. Установка обеспечивает раздельный подъем и подачу нефти и воды в раздельные выкидные линии, при этом нефть поступает в систему промыслового сбора с малым содержанием воды, что упрощает промысловую подготовку продукции, а вода может подаваться в ближние нагнетательные скважины для целей поддержания пластового давления. Поскольку вход хвостовика установки оборудован сифоном с входным каналом, обеспечивающим предотвращение попадания нефти в хвостовик, сокращается необходимая длина хвостовика и обеспечивается возможность работы установки в скважинах без зумпфа.

Скважиннаяштанговаянасоснаяустановка,содержащаяколоннулифтовыхтруб,колоннуполыхштанг,хвостовик,установленныйвнизуколоннылифтовыхтруб,идифференциальныйнасос,имеющийнижнююсекциюсвсасывающиминагнетательнымклапанамииверхнююсекцию,котораявыполненакольцевойиснабженаотдельнымивсасывающиминагнетательнымклапанами,отличающаясятем,чтоколоннаполыхштангнавыходеизскважиныснабженагибкимрукавом,соединеннымсавтономнойвыкиднойлинией,нижняясекциянасосавыполненасвозможностьюзакачкипродукциискважинывколоннуполыхштангчерезхвостовикисвоивсасывающийинагнетательныйклапаны,причемотдельныйвсасывающийклапанустановленмеждузатрубнымпространствомколоннылифтовыхтрубиверхнейсекциейнасоса,аотдельныйнагнетательныйклапан-междуверхнейсекциейнасосаипространствоммеждуколоннойлифтовыхтрубиколоннойполыхштанг,приэтомхвостовикснизуснабженсифономсвходнымканалом,объемкотороговыполненбольшеобъемавсасываниянижнейсекциинасосаидостаточендляосвобожденияпластовойводыотнефтизапериоднагнетаниянижнейсекциинасоса.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 51-60 из 522.
20.08.2013
№216.012.60ec

Способ кислотной обработки околоскважинной зоны

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение эффективности обработки околоскважинной зоны. Способ кислотной обработки околоскважинной зоны включает на первом этапе закачку в скважину 10-15%-ного водного раствора соляной кислоты в объеме из расчета 0,25-0,5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490444
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.6701

Способ изготовления эксцентричного перехода между трубами

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может найти применение при изготовлении эксцентричных переходов между трубами большого диаметра в производстве теплообменных аппаратов. Получают заготовку прямого конуса, из которой формируют заготовку усеченного эксцентричного конуса с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492016
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6717

Способ сварки крупноразмерных металлических обечаек

Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности и может найти применение при изготовлении оборудования для переработки нефти, в частности при сборке крупноразмерных металлических резервуаров типа сепараторов, отстойников, емкостей для хранения и подготовки нефти. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492038
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6856

Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки

Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки относится к нефтедобывающей промышленности и предназначен для определения параметров работы глубинно-насосного оборудования скважин, оборудованных установками штанговых скважинных насосов. Способ диагностирования работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492357
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c36

Пакерное устройство

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при пакеровании интервалов горизонтальной скважины. Обеспечивает фиксацию пакерного устройства в горизонтальном стволе скважины. Пакерное устройство включает центратор, якорь, гидродомкрат, сбивной и обратный клапаны и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493353
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c3f

Способ разработки нефтяной залежи

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи. Обеспечивает повышение нефтеотдачи залежи. Сущность изобретения: способ включает отбор нефти через добывающие скважины и закачку рабочего агента через нагнетательные скважины. Согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493362
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c42

Устройство для измерения дебита нефтяной скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при измерениях количества жидкостной составляющей скважинной продукции. Технический результат направлен на повышение точности определения жидкостной составляющей скважинной продукции. Устройство включает корпус в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493365
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6cb6

Способ защиты напорных нефтепроводов от внутренней коррозии

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может использоваться при защите от внутренней коррозии трубопроводов системы сбора нефти с высокой обводненностью на поздней стадии разработки нефтяного месторождения. Производят дозирование ингибитора коррозии перед насосами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493481
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6f9b

Способ ремонта скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при ремонте скважины с нарушениями обсадной колонны. При осуществлении способа ведут спуск в интервал ремонта пластыря и якоря, посадку якоря, расширение стенок пластыря до их прижатия к стенкам скважины. Работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494222
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6fa3

Устройство для раздельной закачки жидкости в два пласта

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при раздельной закачке жидкости в два пласта в одной скважине. Устройство содержит корпус со сквозными и радиальными отверстиями, упор в нижней части и направляющие конусные поверхности в верхней части, размещенный в корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494230
Дата охранного документа: 27.09.2013
Показаны записи 51-60 из 89.
22.09.2018
№218.016.88f0

Клапан штангового насоса (варианты)

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к области эксплуатации скважин штанговыми насосами в горизонтальных и наклонных скважинах. Клапан штангового насоса содержит корпус, седло, направляющую для шара, поджимаемого к седлу гравитационным толкателем....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667302
Дата охранного документа: 18.09.2018
19.10.2018
№218.016.939d

Оборудование для свабирования скважин по эксплуатационной колонне

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для свабирования по эксплуатационной колонне скважин с вязкой продукцией, на которых исключена возможность газонефтепроявлений. Оборудование для свабирования скважин по эксплуатационной колонне включает тройник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669966
Дата охранного документа: 17.10.2018
01.03.2019
№219.016.cd64

Глубинно-насосная установка для подъема продукции по эксплуатационной колонне скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации добывающих скважин, в том числе с высоковязкой продукцией, а также в скважинах малого диаметра. Глубинно-насосная установка включает штанговый насос, содержащий цилиндр, приемный клапан, плунжер с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002361115
Дата охранного документа: 10.07.2009
20.03.2019
№219.016.e6eb

Установка подъема продукции из двухустьевой скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено, в частности, для добычи высоковязких нефтей и битумов. Обеспечивает упрощение и удешевление устройства, снижение его металлоемкости, повышение производительности, возможность отбора продукции из наиболее эффективного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364707
Дата охранного документа: 20.08.2009
29.03.2019
№219.016.f1d5

Способ ультразвукового измерения концентрации взвешенных веществ в жидкой среде

Использование: для ультразвукового измерения концентрации взвешенных веществ в жидкой среде. Сущность заключается в том, что одновременно с вводом и приемом ультразвуковых импульсов последовательно отбирают пробы жидкой среды со взвешенным веществом, а отраженные ультразвуковые импульсы от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002313077
Дата охранного документа: 20.12.2007
29.03.2019
№219.016.f39b

Входное устройство скважинного насоса

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче обводненной нефти для снижения темпов образования высоковязкой водонефтяной эмульсии в колонне лифтовых труб путем организации поочередной подачи нефти и воды на прием скважинного насоса. Входное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002300666
Дата охранного документа: 10.06.2007
10.04.2019
№219.016.ff38

Способ строительства накопительного амбара

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обустройстве нефтяного месторождения, в частности при строительстве накопительного амбара, предназначенного для размещения отходов бурения скважин. Способ строительства накопительного амбара включает выемку грунта,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002272869
Дата охранного документа: 27.03.2006
10.04.2019
№219.017.0063

Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам. Обеспечивает возможность раздельного замера дебита каждого пласта и раздельного промыслового сбора продукции пластов при необходимости, а также возможность исследования каждого пласта в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002291953
Дата охранного документа: 20.01.2007
10.04.2019
№219.017.0446

Установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов в скважине

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным установкам для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких объектов. Обеспечивает упрощение конструкции при эксплуатации объектов электропогружным насосом. Сущность изобретения: установка включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002371570
Дата охранного документа: 27.10.2009
10.04.2019
№219.017.045b

Способ изготовления насосной штанги

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к технологии изготовления насосных штанг, используемых для передачи движения в составе колонны насосных штанг от наземного привода к скважинному штанговому насосу. Изготавливают полую насосную штангу. Устанавливают внутрь полой насосной штанги...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002373041
Дата охранного документа: 20.11.2009
+ добавить свой РИД