установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов

Формула изобретения

Установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов, включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, отличающаяся тем, что штанговый насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов, при этом установка обеспечивает возможность поступления в цилиндр штангового насоса, при движении его плунжера вверх, сначала продукции низконапорного пласта, а после прохождения плунжером дополнительного клапана – продукции высоконапорного пласта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.

Известна насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов, содержащая два насоса и пакер, причем верхний насос перекачивает жидкость из обоих пластов (см. Р.А. Максутов, Б.Е. Доброскок, Ю.В. Зайцев. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1974, стр. 84).

Недостатком установки является сложность конструкции и затрудненность реализации схемы установки.

Наиболее близка по своей технической сущности к предлагаемой установка для раздельной эксплуатации двух пластов, содержащая пакер и один насос (см. там же, стр. 104), у которого перед всасывающим клапаном установлены штуцеры, сообщающиеся через соответствующие каналы с разными пластами.

Недостатками установки являются сложность конструкции, а также ненадежность регулирования производительности установки по пластам.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции установки и повышение надежности ее работы.

Эта цель достигается тем, что в известной установке для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов, включающей колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке цилиндра, причем точка размещения дополнительного клапана делит цилиндр на две части, пропорциональные производительностям пластов.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемой установке пласты разделены пакером, а дополнительный всасывающий клапан, расположенный на боковой стенке цилиндра, сообщен с высоконапорным пластом. Поэтому при движении плунжера вверх в цилиндр сначала поступает продукция низконапорного пласта, а потом, когда плунжер пройдет дополнительный клапан, через него начнет поступать продукция высоконапорного пласта, а поскольку забойное давление около него выше, чем у низконапорного, основной всасывающий клапан, сообщенный с низконапорным пластом, закроется перепадом давления. Поэтому в течение оставшегося хода плунжера в цилиндр поступает продукция только высоконапорного пласта.

Обычно раздельно эксплуатируют именно разные по напору пласты, т.к. в случае совместной эксплуатации высоконапорный пласт "задавливает" низконапорный пласт и по сути идет эксплуатация одного пласта с его дебитом.

На фиг.1 показана насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов; на фиг.2 - конструкция установки для случая, когда высоконапорным является нижний пласт.

Установка содержит колонну лифтовых труб 1, к которой присоединен цилиндр 2 штангового насоса с основным 3 и дополнительным 4 всасывающими клапанами. Внутри цилиндра 2 находится плунжер 5 с нагнетательным клапаном 6. К нижнему концу цилиндра 2 присоединен хвостовик 7 с пакером 8, установленным в эксплуатационной колонне 9 в интервале между высоконапорным 10 и низконапорным 11 продуктивными пластами.

На фиг.2 дополнительный клапан 4 сообщен каналом 12 с полостью хвостовика 7, а всасывающий клапан 3 - каналом 13 с межтрубным пространством выше пакера 8.

Работает установка следующим образом.

При движении плунжера 5 вверх всасывающий клапан 3 открывается и жидкость из низконапорного пласта 11 через перфорационные каналы в эксплуатационной колонне 9 под действием забойного давления P₁ поступает в полость цилиндра 2 насоса, при этом боковой дополнительный всасывающий клапан 4 перекрыт плунжером 5 или находится выше плунжера и все равно закрыт перепадом давления. После прохождения плунжером клапана 4 последний открывается, т.к. забойное давление Р₂>Р₁, а клапан 3 под действием этого же перепада давления закрывается. При дальнейшем движении плунжера 5 вверх в полость цилиндра 2 поступает жидкость только из высоконапорного пласта 10. При достижении верхней точки плунжер 5 меняет направление движения, жидкость перетекает через нагнетательный клапан 6 из подплунжерной полости цилиндра в надплунжерную. После достижения плунжером 5 нижней точки цикл повторяется.

При этом за счет того, что дополнительный всасывающий клапан 4 размещен в точке, делящей цилиндр 2 по длине пропорционально заданным дебитам пластов, а диаметр насоса подбирают таким, чтобы обеспечить эти дебиты, насос выдает сумму заданных дебитов. Дебиты задают оптимальными по результатам раздельной пробной эксплуатации каждого из пластов.

В случае, если более высоконапорным является нижний пласт, то конструкция установки немного меняется (фиг.2). А работает установка точно так же, как и в первом случае.

Таким образом, разработанная установка позволяет одновременно эксплуатировать два разнонапорных пласта, каждый в своем оптимальном режиме без использования каких-либо штуцирующих устройств и обеспечить на выходе из насоса суммарный оптимальный дебит двух пластов. Каждый пласт при этом работает в своем режиме, не оказывая влияния на другой.

Выполнение установки без штуцеров упрощает ее конструкцию и обеспечивает четкую и надежную работу.