Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЧЕТЫРЕХ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к насосной технике и может найти применение при добыче нефти из четырех нефтяных пластов одной скважиной.

Известна скважинная штанговая насосная установка, содержащая штанговый насос с плунжером, цилиндр, всасывающий и нагнетательный клапаны, трубу, расположенную концентрично цилиндру насоса и образующую с ним герметичную камеру с отверстиями в верхней части для поступления жидкости в надплунжерную область насоса, с распределителем потока, с дополнительным клапаном и проходными каналами (патент РФ №2293215, опублик. 2007.02.10).

Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности является установка для одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов. Установка включает первый и второй цилиндры. Первый цилиндр снабжен боковым клапаном с фильтром и снизу соединен с пакером, который, в свою очередь, соединен с вторым цилиндром, снабженным боковым клапаном с фильтром и боковым отверстием. Второй цилиндр соединен с переходником, снабженным клапаном с фильтром и соединенным с полированным хвостовиком, герметично размещенным в полированном цилиндре пакера-отсекателя. Внутри первого и второго цилиндров размещены плунжеры с клапанами, жестко скрепленные между собой штоком, имеющим каналы для прохождения пластовой жидкости. Плунжеры соединены с колонной штанг. Первый цилиндр соединен с колонной насосно-компрессорных труб (патент РФ №2358156, опублик. 10.06.2009 - прототип).

Известные установки не обеспечивают добычу нефти из четырех пластов.

В предложенном изобретении решается задача добычи нефти из четырех пластов одной скважиной.

Задача решается установкой для одновременно-раздельной эксплуатации четырех нефтяных пластов, которая включает три цилиндра насосов, имеющих боковые клапаны с фильтрами, внутри цилиндров расположен сложный плунжер, состоящий из верхнего, среднего и нижнего плунжеров, верхний и нижний плунжеры имеют клапаны, плунжеры соединены с колонной штанг и соединены между собой штоками, имеющими каналы для перетока жидкости, верхний цилиндр снабжен пакером и соединен с одной стороны при помощи муфты с колонной насосно-компрессорных труб, а с другой стороны при помощи верхнего переводника со средним цилиндром, который соединен с нижним цилиндром с помощью патрубка, снабженного пакером, к нижнему цилиндру с помощью нижнего переводника прикреплен полированный хвостовик, который свободно входит в полированный цилиндр пакера-отсекателя с обеспечением герметичности двух нижних пластов, а нижний переводник имеет клапан и фильтр.

Клапан с фильтром в нижнем переводнике может быть соединен с зоной отбора жидкости из среднего пласта между двумя нижними пакерами, а клапан нижнего цилиндра может быть соединен патрубком с внутренним пространством полированного хвостовика.

Сущность изобретения

Задача добычи нефти из четырех нефтяных пластов в одной скважине до сих пор не решалась. В предложенном изобретении решается задача добычи нефти из четырех пластов одной скважиной.

Установка состоит из (см. фиг.1) цилиндров 1, 2 и 3, имеющих боковые клапаны 4, 5 и 6 с фильтрами 7, 8, 9. Внутри цилиндров 1, 2, 3 расположен сложный плунжер, состоящий из верхнего плунжера 10, среднего плунжера 11 и нижнего плунжера 12. Верхний плунжер 10 и нижний плунжер 12 имеют клапаны 13 и 14 соответственно. Плунжеры 10, 11, 12 соединены между собой штоками 15 и 16, имеющими каналы для перетока жидкости 17, 18, 19, 20, и приводятся в движение устьевым приводом (на фиг.1 не показан) при помощи штанг 21. Верхний переток 17 соединяет вход клапана 13 и полость под плунжером 10, перетоки 18 и 19 соединяют полости над и под средним плунжером 11, переток 20 соединяет выход клапана 14 с полостью под плунжером 11. Верхний цилиндр 1, имеющий пакер 22, соединен с одной стороны при помощи муфты 23 с колонной насосно-компрессорных труб 24, а с другой стороны при помощи верхнего переводника 25 со средним цилиндром 2. Средний цилиндр 2 соединен с нижним цилиндром 3 с помощью патрубка 26, имеющего пакер 27. На нижний цилиндр 3 с помощью нижнего переводника 28 прикреплен полированный хвостовик 29. Полированный хвостовик 29 свободно входит в полированный цилиндр 30 пакера-отсекателя 31 и обеспечивает изоляцию пласта III от IV. Нижний переводник 28 имеет клапан 32 и фильтр 33.

Устройство установлено в скважине 34. Устройство подвешено на колонне насосно-компрессорных труб 24 муфтой 23 так, чтобы пакер 22 обеспечивал изоляцию пластов I и II, пакер 27 - изоляцию пластов II и III, а заранее спущенный и установленный в эксплуатационную колонну пакер-отсекатель 31, загерметизированный парой полированный хвостовик 29 - полированный цилиндр 30, обеспечивал изоляцию пластов III и IV. Для устройства согласно фиг.1 должно соблюдаться условие: давление пласта III больше давления пласта IV. Клапан 4 с фильтром 7 размещен выше пакера 22 в зоне отбора жидкости из верхнего пласта I, клапан 5 с фильтром 8 размещен между пакерами 22 и 27 в зоне отбора жидкости из среднего пласта II, клапан 6 с фильтром 9 размещен между пакерами 27 и 31 в зоне отбора жидкости из среднего пласта III, a клапан 32 с фильтром 33 размещен в нижнем переводнике в зоне отбора жидкости из нижнего пласта IV. Плунжер 10 установлен с возможностью перекрытия выхода клапана 4, плунжер 11 установлен с возможностью перекрытия выхода клапана 5, плунжер 12 установлен с возможностью перекрытия выхода клапана 6.

Устройство работает следующим образом.

При ходе штанг 21, а вместе с ним плунжеров 10, 11, 12 из нижней точки вверх боковые клапаны 4 и 6 закрыты плунжерами 10 и 12 соответственно; открываются клапаны 5 и 32, закрываются клапаны 13 и 14. Пластовая жидкость из пласта II через фильтр 8 и клапан 5 начинает заполнять полость под плунжером 10, а пластовая жидкость из пласта IV, пройдя через полированный хвостовик 29, фильтр 33 и клапан 32, полость под плунжером 12. Из пласта I и пласта III жидкость не добывается. В момент достижения и перекрытия плунжером 11 бокового клапана 5 проход бокового клапана 4 освобождается от плунжера 10. Теперь пласт II изолирован и не работает, а жидкость из пласта I через фильтр 7 и клапан 4 начинает поступать в полость под плунжером 10; пластовая жидкость из пласта IV продолжает поступать под полость плунжера 12. В момент освобождения прохода клапана 6 плунжером 12 из-за большего давления пласта III над давлением пласта IV клапан 6 открывается, а клапан 32 закрывается. Теперь пласт IV изолирован и не работает, а жидкость из пласта III через фильтр 9 и клапан 6 начинает поступать в полость под плунжером 12. Таким образом, теперь работают пласты I и III, а пласты II и IV не работают. Отбор жидкости из пласта I и пласта III происходит до достижения верхнего предела хода плунжеров 10 и 12, обеспечивая условие, что перекрытие плунжером 11 бокового клапана 5 не нарушено.

При ходе насосных штанг 23, а вместе с ними плунжеров 10, 11, 12 из верхней точки вниз клапаны 4, 5, 6, 32 закрываются, а клапаны 13 и 14 открываются. Пластовые жидкости, накопленные в полостях под плунжерами 10 и 12, через каналы 17, 18, 19 и 20 вытесняются в полость над плунжером 10 и сообщаются с жидкостью в колонне насосно-компрессорных труб 24. Цикл повторяется.

На фиг.2 показана аналогичная установка для эксплуатации скважин, где пластовое давление пласта III ниже давления пласта IV.

Установка состоит из (см. фиг.2) цилиндров 1, 2 и 3, имеющих боковые клапаны 4, 5 и 6. Боковые клапаны 4 и 5 имеют фильтры 7, 8. Внутри цилиндров 1, 2, 3 расположен сложный плунжер, состоящий из верхнего плунжера 10, среднего плунжера 11 и нижнего плунжера 12. Верхний плунжер 10 и нижний плунжер 12 имеют клапаны 13 и 14 соответственно. Плунжеры 10, 11, 12 соединены между собой штоками 15 и 16, имеющими каналы для перетока жидкости 17, 18, 19, 20, и приводятся в движение устьевым приводом (на фиг.2 не показан) при помощи штанг 21. Верхний цилиндр 1, имеющий пакер 22, соединен с одной стороны при помощи муфты 23 с колонной насосно-компрессорных труб 24, а с другой стороны при помощи верхнего переводника 25 со средним цилиндром 2. Средний цилиндр 2 соединен с нижним цилиндром 3 с помощью патрубка 26, имеющего пакер 27. Боковой клапан 6 имеет патрубок 35. На нижнем цилиндре 3 с помощью нижнего переводника 28 закреплен полированный хвостовик 36. Полированный хвостовик 36 свободно входит в полированный цилиндр 30 пакера-отсекателя 31 и обеспечивает изоляцию пласта III от IV. Нижний переводник 28 имеет клапан 32 и фильтр 37. Патрубок 35 соединяет вход клапана 6 и внутреннее пространство полированного хвостовика 36.

Устройство подвешено на колонне насосно-компрессорных труб 24 муфтой 23 в скважине 34 так, чтобы пакер 22 обеспечивал изоляцию пластов I и II, пакер 27 - изоляцию пластов II и III, а заранее спущенный и установленный в эксплуатационную колонну пакер-отсекатель 31, загерметизированный парой полированный хвостовик 36 - полированный цилиндр 30, обеспечивал изоляцию пластов III и IV. Для устройства согласно фиг.2 должно соблюдаться условие: давление пласта IV больше давления пласта III. Клапан 4 с фильтром 7 размещен выше пакера 22 в зоне отбора жидкости из верхнего пласта I, клапан 5 с фильтром 8 размещен между пакерами 22 и 27 в зоне отбора жидкости из среднего пласта II, клапан 6 с патрубком 35 размещен в зоне отбора жидкости из нижнего пласта IV, клапан 32 с фильтром 37 размещен между пакерами 27 и 31 в зоне отбора жидкости из среднего пласта III. Плунжер 10 установлен с возможностью перекрытия выхода клапана 4, плунжер 11 установлен с возможностью перекрытия выхода клапана 5, плунжер 12 установлен с возможностью перекрытия выхода клапана 6.

Устройство работает следующим образом. При ходе штанг 21, а вместе с ним плунжеров 10, 11, 12 из нижней точки вверх боковые клапаны 4 и 6 закрыты плунжерами 10 и 12 соответственно; открываются клапаны 5 и 32, закрываются клапаны 13 и 14. Пластовая жидкость из пласта II через фильтр 8, клапан 5 начинает заполнять полость под плунжером 10, а пластовая жидкость из пласта III, пройдя через фильтр 37, клапан 32, заполняет полость под плунжером 12. Пласт I и пласт IV не работают. В момент достижения и перекрытия плунжером 11 бокового клапана 5 проход бокового клапана 4 освобождается от плунжера 10. Теперь пласт II изолирован и не работает, а жидкость из пласта I через фильтр 7 и клапан 4 начинает поступать в полость под плунжером 10; пластовая жидкость из пласта III продолжает поступать под полость плунжера 12. В момент освобождения прохода клапана 6 плунжером 12 из-за большего давления пласта IV над давлением пласта III клапан 6 открывается, а клапан 32 закрывается. Теперь пласт III изолирован и не работает, а жидкость из пласта IV через полированный хвостовик 36, патрубок 35 и клапан 6 начинает поступать в полость под плунжером 12. Таким образом, теперь работают пласты I и IV, а пласты II и III не работают. Отбор жидкости из пласта I и пласта IV происходит до достижения верхнего предела хода плунжеров 10 и 12, обеспечивая условие, что перекрытие плунжером 11 бокового клапана 5 не нарушено.

При ходе насосных штанг 23, а вместе с ними плунжеров 10, 11, 12 из верхней точки вниз клапаны 4, 5, 6, 32 закрываются, а клапаны 13 и 14 открываются. Пластовые жидкости, накопленные в полостях под плунжерами 10 и 12, через каналы 17, 18, 19 и 20 вытесняются в полость над плунжером 10 и сообщаются с жидкостью в колонне насосно-компрессорных труб 24. Цикл повторяется.

Применение предложенного изобретения позволит решить задачу добычи нефти из четырех пластов одной скважиной.