устройство для улавливания песка в нефтяной скважине

Формула изобретения

Устройство для улавливания песка в скважине, установленное на штанговой подвеске выше глубинного насоса, включающее ловушку для песка и дифференциатор давления, находящийся выше ловушки, отличающееся тем, что песок, попадающий в колонну НКТ выше насоса, собирается в ловушку, установленную на штанговой подвеске за счет перепада давлений, создаваемого дифференциатором давления, при этом наружный диаметр ловушки меньше внутреннего диаметра НКТ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к добыче нефти, в частности к добыче нефти штанговыми скважинными глубинными насосами. Известно, что при добыче нефти возникают осложнения, связанные с песковыделениями. Это приводит к заклиниванию насосов или забиванию песком полости плунжера и клапанной пары. Основная причина отказа глубинных насосов - это поступление песка через плунжер насоса вверх в колонну НКТ и постепенное ее накопление по колонне НКТ и ее осаждение вниз обратно внутрь насоса и ее забивание. Предлагались и применяются разнообразные способы борьбы с негативными явлениями пескопроявления. Наиболее широко применяется способ отсечения песка до приема в насос с помощью различных устройств, в частности с помощью газопесочных якорей (ГПЯ), но все они осуществляются ниже приема насоса и их действие не бывает достаточным для безотказной работы насоса.

Как показывает практика, песок проникает на прием глубинного насоса и насосом откачивается по колонне НКТ, особенно это ярко проявляется при начале эксплуатации вводимых скважин после освоения. Обычно штанговый глубинный насос после освоения работает от нескольких суток до нескольких месяцев. Интенсивное песковыделение в начале разработки пласта приводит к тому, что значительное количество песка прокачивается насосом вверх по колонне НКТ, затем этот песок начинает оседать, а так как оседаемое количество песка уже превышает допустимое количество, то песок забивает клапанную пару нагнетательного клапана и внутреннюю полость плунжера насоса, после этого песок начинает проникать в зазор между внутренней поверхностью цилиндра насоса и наружной поверхностью плунжера насоса, вызывая заклинивание и отказ работы насоса, обрыв и вывод из строя всей штанговой подвески, и приводит к дорогостоящим операциям по замене насоса и штанговой подвески.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Устройство для отделения песка от пластового флюида в скважине при ее эксплуатации» - Патент РФ № 2232881 от 2007.07.20, в котором песок улавливается песочными карманами в приемной колонне, установленной под приемом глубинного насоса. Недостаток этого изобретения в том, что часть песка все-таки проникает под действием насоса вверх в колонну и вызывает осложнения.

Техническая задача улавливания песка, не допущения попадания песка в насос решается за счет установки устройства для улавливания излишнего песка выше насоса, принципом работы которого является эффект изменения давления откачиваемой жидкости при работе глубинного насоса.

Устройство для улавливания песка представляет собой ловушки для песка, установленные на подвеске штанг выше глубинного насоса. Конструкция и принцип работы устройства при добычи нефти иллюстрируется чертежом.

В колонне НКТ 8 устанавливается цилиндр 1, плунжер 2 глубинного насоса, 3 и 4 - нагнетательный и всасывающий клапана глубинного насоса. На штанговой подвеске 7 установлено устройство для улавливания песка, состоящее из ловушки 5 и дифференциатора давления 6. Ловушка 5 представляет собой отрезок трубы, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра колонны НКТ. Выше ловушки 5 на штанговой подвеске 7 установлен дифференциатор давления 6, действием которого при ходе штанговой подвески между ловушкой 5 и дифференциатором давления 6 создается зона пониженного давления, и частицы песка устремляются в зону пониженного давления и осаждаются в ловушке 5. Для повышения эффекта работы на штанговой подвеске можно установить несколько устройств, а также установить НКТ увеличенного диаметра перед насосом, что позволяет установить ловушки большей емкости, а спуск и подъем насоса осуществляется с помощью автосцепа.

Предлагаемое изобретение позволяет избежать осложнений при работе штанговых глубинных насосов и значительно увеличить межремонтный период работы насосов, особенно после освоения.