способ извлечения жидкости из скважин и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ извлечения жидкости из скважины, включающий транспорт жидкости в скважину насосом на устье скважины, преобразование подаваемой жидкости глубинным насосом в быстро исходящую струю, захват этой струей скважинной жидкости и извлечение смеси этих жидкостей на устье скважины, отличающийся тем, что на устье скважины устанавливают емкость, из которой в скважину транспортируют часть жидкости и преобразуют ее глубинным насосом в кольцевую струю, направленную снизу вверх под углом к оси глубинного насоса, а смесь жидкостей из скважины извлекают в емкость, избыток которой отводят из емкости в транспортную магистраль, при этом работу скважины в режимах депрессии или репрессии регулируют изменением расхода жидкости из емкости в скважину или перекрытием емкости.

2. Устройство для извлечения жидкости из скважины, содержащее насос на устье скважины, трубы для транспорта жидкости в скважину и извлечения жидкости из скважины, глубинный насос с возможностью захвата его струей скважинной жидкости и пакер, отличающееся тем, что на устье скважины установлена емкость с возможностью регулирования расхода жидкости из нее или ее перекрытия, а трубы для транспорта жидкости в скважину и извлечения жидкости из скважины сообщают емкость с насосом и со скважиной, при этом в глубинном насосе выполнен кольцевой канал с расположением его осей снизу вверх под углом 0-90^oК оси глубинного насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а более конкретно к интенсификации добычи флюидов путем изменения величины давления жидкости в скважине за счет извлечения части жидкости из нее.

Известны способы и устройства для извлечения жидкости из скважины и создания за счет этого режима депрессии или репрессии на пласт.

Известные устройства, позволяющие реализовать известные способы, представляют собой компрессоры, пластоиспытатели, имплозийные трубы, свабы и т.п. (Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности. Утверждено Госгортехнадзора России 14 декабря 1992 г., М., ТОО "Авангард", 1993; К.И. Джафаров. Поршневое тартание. // Нефтяное хозяйство, 1995, N 5-6, с. 91-93; Справочник по нефтяному делу. М., Центральное управление печати ВСПХ, СИР, 1925, ч.2, 948 с.).

Недостатками известных способа и устройства являются сложность оборудования, сравнительно низкая производительность и большая длительность процесса понижения уровня жидкости в скважине.

Частично эти недостатки устранены в известном способе и устройстве для извлечения жидкости из скважины, принятых за прототип, заключающиеся в транспорте жидкости в скважину насосом на устье скважины, преобразовании добываемой жидкости в другом глубинном насосе в быстро исходящую струю, захвате струей скважинной жидкости из-под пакера, извлечении смеси этих жидкостей из скважины на устье (физический энциклопедический словарь. Гл. редактор А.М. Прохоров. М., Советская энциклопедия, 1983, с. 1776).

Недостатки прототипа следующие:

- низкая производительность, ограничивающая возможности способа и предопределяющая его использование только во вспомогательных операциях освоения и гидродинамических исследований скважины;

- ограниченная величина депрессии на пласт;

- ограниченная глубина работы насоса;

- низкая стойкость эжекторных трубок.

Задачей предлагаемой группы изобретений является устранение указанных недостатков, чтобы достичь следующих технических результатов:

- повышение производительности глубинного насоса для возможности выполнения не только вспомогательных операций, но и извлечения жидкости из скважины как в процессе освоения и исследований, так и в процессе добычи флюидов;

- увеличение глубины работы насоса;

- расширение рабочего диапазона значений депрессии репрессии;

- повышение стойкости глубинного насоса.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения жидкости из скважины, включающем транспорт жидкости в скважину насосом на устье скважины, преобразование подаваемой жидкости глубинным насосом в быстро исходящую струю, захват этой струей скважинной жидкости и извлечение смеси этих жидкостей на устье скважины, согласно предложенному изобретению, на устье скважины устанавливают емкость, из которой в скважину транспортируют часть жидкости, и преобразуют ее глубинным насосом в кольцевую струю, направленную снизу вверх под углом к оси глубинного насоса, а смесь жидкостей из скважины извлекают в емкость, избыток которой отводят из емкости в транспортную магистраль, при этом работу скважины в режимах депрессии или репрессии регулируют изменением расхода жидкости из емкости в скважину или перекрытием емкости.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для извлечения жидкости их скважины, содержащем насос на устье скважины, трубы для транспорта жидкости в скважину и извлечения жидкости из скважины, глубинный насос с возможностью захвата его струей скважинной жидкости и пакер, согласно предложенному изобретению, на устье скважины установлена емкость с возможностью регулирования расхода жидкости из нее или ее перекрытия, а трубы для транспорта жидкости в скважину и извлечения жидкости из скважины сообщают емкость с насосом и со скважиной, при этом в глубинном насосе выполнен кольцевой канал с расположением его осей снизу вверх под углом 0-90 градусов к оси глубинного насоса.

Установка емкости на устье позволяет автоматизировать как процесс транспортировки жидкости в скважину и извлечения ее из скважины, так и отправки полученных излишков в транспортную магистраль. Регулирование работы в режимах депрессии или репрессии обеспечивается изменением расхода жидкости, транспортируемой из емкости в скважину, или перекрытием отвода жидкости из скважины в емкость соответственно.

Наличие в глубинном насосе кольцевого канала позволяет сразу достичь сразу несколько указанных технических результатов. Повышение производительности глубинного насоса обеспечивается тем, что кольцевой канал создает быстро исходящую струю кольцевой формы. Поскольку кольцевая струя имеет в сечении в несколько раз большую площадь, чем струя в прототипе, то обеспечивает захват скважинной жидкости в объеме, в несколько раз превышающем объем захватываемой в прототипе жидкости. Направленная снизу вверх кольцевая струя полностью перекрывает зазор между насосом и внутренней стенкой НКТ или колонны. За счет изменения величины этого зазора возможна регулировка производительности. Выход кольцевой струи снизу вверх под углом к оси глубинного насоса обеспечивает уход отраженной от стенки НКТ или колонны струи вверх и захват при этом скважинной жидкости, что также способствует росту производительности. Независимость динамических характеристик кольцевой струи от глубины установки глубинного насоса, от величины депрессии или репрессии (указанные характеристики зависят только от скорости струи и величины зазоров) расширяет возможности использования способа. Стойкость деталей глубинного насоса возрастает по причине уменьшения удельной нагрузки на них вследствие превышения их площади над площадью глубинного насоса в прототипе в несколько раз.

Устройство для извлечения жидкости из скважины, позволяющее реализовать предложенный способ, показано на чертежах, где изображены:

- на фиг. 1 - продольный разрез устройства с установкой глубинного насоса в НКТ;

- на фиг. 2 - продольный разрез устройства с установкой глубинного насоса в колонне и извлечением жидкости через колонну;

- на фиг. 3 - продольный разрез устройства с установкой глубинного насоса в колонне и извлечением жидкости через НКТ.

Устройство содержит емкость 1 и насос 2, установленные на устье 3 скважины, трубу 4 для транспорта жидкости из емкости 1 в скважину 5 и трубу 6 для извлечения жидкости из скважины 5 в емкость 1, глубинный насос 7 с кольцевым каналом 8 для создания кольцевой струи 9, трубу 10, соединяющую скважину 5 с емкостью 1, и трубу 11, соединяющую емкость 1 с насосом 2. Емкость 1 оборудована транспортной магистралью 12.

Устройство работает следующим образом, реализуя предложенный способ. Включают насос 2, установленный на устье 3 скважины 5, забирают часть жидкости из емкости 1 и транспортируют ее по трубе 4 к глубинному насосу 7. Из кольцевого канала 8 жидкость выходит в виде кольцевой струи 9, которая захватывает скважинную жидкость под глубинным насосом 7. Смесь жидкостей извлекается по трубе 6 к устью 3 скважины, где через трубу 10 она попадает в емкость 1. Излишки жидкости из емкости 1 отводят в транспортную магистраль 12.