Результат интеллектуальной деятельности: Скважинная насосная установка для предотвращения падения оборудования на забой скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины.

Известна скважинная насосная установка со шламоуловителем (патент РФ №2135836, приоритет 24.02.1998), которая содержит секции электродвигателя и многоступенчатого центробежного насоса, на выкиде которого установлен шламоуловитель, содержащий цилиндрический корпус, в основании которого закреплен нагнетательный патрубок с компенсатором радиальных смещений. Корпус шламоуловителя посредством ловильной головки с конической резьбой навинчен на напорном трубопроводе ниже сливного клапана. Нагнетательный патрубок снабжен обратным клапаном, седло которого имеет отверстия для прохода пластовой жидкости, перекрываемые при остановке насоса запорным элементом, выполненным в виде конуса, переходящего в цилиндр и стержень с ограничителем осевых перемещений запорного элемента. Известная установка обеспечивает повышение надежности скважинной насосной установки.

Недостатком известной установки является отсутствие возможности предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины.

Известно противополетное устройство (патент РФ №2175048, приоритет 12.01.2000), для предотвращения падения скважинного оборудования на забой скважины. Устройство содержит верхний и нижний переводники, ствол. На стволе в верхней части установлено опорное кольцо, а ниже с возможностью взаимодействия – амортизирующий узел с конусом и заякоривающий механизм. На стволе ниже конуса выполнены симметричные фигурные пазы. Фигурные пазы имеют короткий и длинный участки. Эти участки соединены между собой переходным участком с углом наклона 45^o.

Известно устройство для предупреждения отворота и падения подземного оборудования на забой скважины (патент РФ №2196870, приоритет 07.06.2008). Устройство содержит присоединенный снизу к подземному оборудованию ствол с конусом. На стволе размещен корпус с равномерно расположенными в нем по его окружности радиально раздвигающимися плашками. По наружной поверхности верхней части плашек выполнены различные профили насечек. Плашки с поперечной насечкой чередуются или с плашками с продольной насечкой, или с плашками с совмещенной насечкой. Ствол снабжен пазом для перемещения корпуса по стволу с помощью регулируемого элемента, расположенного в корпусе. Нижняя часть плашек имеет гладкую поверхность, которая постоянно находится в контакте с внутренней поверхностью стенки эксплуатационной колонны.

Недостатком известных устройств является отсутствие возможности защиты скважинного оборудования от механических примесей.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является якорная компоновка для эксплуатации скважин установками электроцентробежного насоса (УЭЦН) для предотвращения полета насосного оборудования (М. Аминев. «Нефтегазовая вертикаль» –№11, 2012 г. – с. 58, 60), включающая клапаны перепускные, клапан сбивной, клапан обратный промывочный, УЭЦН, разъединитель колонны, фильтр трубный, якорь противополетный, воронку центратор. Известная якорная компоновка позволяет осуществить более полную выработку запасов из зоны дренирования. Использование перепускных клапанов позволяет производить самоочистку насосных установок от отложений механических примесей в электроцентробежных насосах.

Недостатком известной компоновки является присыпание якоря противополетного механическими примесями в процессе эксплуатации.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности скважинной насосной установки путем предотвращения присыпания якоря противополетного механическими примесями.

Поставленная задача достигается тем, что в скважинной насосной установке для предотвращения падения оборудования на забой скважины, содержащей последовательно соединенные клапан сбивной, клапан обратный, УЭЦН, разъединитель колонны, якорь противополетный, воронку, согласно изобретению, между разъединителем колонны и якорем противополетным размещены клапан закачки и шламоуловитель, при этом клапан закачки содержит отверстия, расположенные под углом 45^o относительно продольной оси и направленные книзу, а шламоуловитель содержит резиновую манжету, установленную над контейнером шламоуловителя.

На фиг. 1 изображена скважинная насосная установка для предотвращения падения оборудования на забой скважины, общая компоновка, на фиг. 2 – местный вид А.

Скважинная насосная установка для предотвращения падения оборудования на забой скважины содержит воронку 1, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 2, якорь противополетный 3, шламоуловитель 4, клапан закачки 5 с отверстиями 10 (фиг. 2), расположенными под углом 45^o относительно продольной оси и направленными книзу, разъединитель колонны 6, УЭЦН 7, клапан обратный 8, клапан сбивной 9. Шламоуловитель 4 содержит резиновую манжету 11, размещенную над контейнером 12 шламоуловителя 4.

Скважинная насосная установка для предотвращения падения оборудования на забой скважины работает следующим образом.

Производят спуск скважинного оборудования с якорем противополетным 3 в нижней части на заданную глубину в предвзведенном положении. Пластовая жидкость поступает через воронку 1 в НКТ 2. В нижней части УЭЦН 7 имеется башмак (на фиг. не показан), благодаря которому жидкость не поднимается далее по НКТ 2, а поступает через отверстия 10 клапана закачки 5 в затрубное пространство (между НКТ и обсадной колонной). Далее жидкость резко меняет свое направление вверх – на прием насоса, таким образом, создается сепарация механических примесей. Механические примеси оседают в контейнере 12 шламоуловителя 4.

После спуска на заданную глубину якорь противополетный 3 остается в предвзеденном состоянии и не создает опору на стенки обсадной колонны. Если в процессе эксплуатации УЭЦН происходит обрыв или перемещение колонны труб вниз, то плашечный механизм якоря противополетного 3 переходит в рабочее положение, создавая опору на стенки обсадной колонны, и, таким образом, предотвращая полёт УЭЦН на забой скважины.

Установленная над контейнером 12 шламоуловителя 4 резиновая манжета 11 не препятствует свободному ходу установки по обсадной колонне и предотвращает попадание механических примесей в пространство между обсадной колонной и шламоуловителем, тем самым исключая присыпание нижеустановленного якоря противополетного 3.

Расположение отверстий 10 клапана закачки 5 под углом 45^o вниз предупреждает размыв стенок обсадной колонны, который возможен при высоких дебитах и перпендикулярном к оси скважины направлении истечения жидкости. Кроме того, клапан закачки 5 обеспечивает направление жидкости в затрубное пространство для создания эффекта сепарации механических примесей, с целью обеспечения указанного технического результата.