устройство для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт

Формула изобретения

Устройство для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт, содержащее неподвижный цилиндр с приемами для жидкости и газа, подвижное плунжерное устройство, включающее всасывающий и нагнетательный клапаны и два плунжера, соединенные между собой патрубком с фильтром, отличающееся тем, что устройство снабжено кожухом с герметизирующим узлом, образующим верхнюю и нижнюю камеры с индивидуальными приемами для газа и жидкости, причем каждая из них связана с полостью цилиндра посредством клапанов.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в системе законтурного и внутриконтурного заводнения при разработке нефтяной залежи с поддержанием пластового давления, а также в системе промыслового сбора добываемой продукции, что позволит повысить эффективность в нефтедобыче и сократить потери легких углеводородов.

Утилизация попутного газа, добываемого совместно с нефтью - одна из насущных проблем при разработке нефтяных месторождений. Извлеченный на поверхность попутный газ, в основном, направляется на свечу, где он и сжигается.

Известна конструкция штангового насоса с двумя приемами, где имеется всасывающий клапан для жидкости и всасывающий клапан для газа, предназначенные для извлечения газожидкостных смесей из добывающих скважин (RU 2112890 C1, 10.06.1998).

У известных насосов узкая область применения. Они работоспособны при наличии определенных условий. Давление газа на приеме всасывающего клапана должно быть больше, чем давление у входа жидкости в цилиндр. В случае, когда на прием насоса поступает газ с низким давлением, данные конструкции не работают.

Наиболее близким по техническому решению является конструкция скважинного плунжерного насоса, содержащего неподвижный цилиндр с приемами для жидкости и газа, подвижное плунжерное устройство, включающее всасывающий и нагнетательный клапаны и два плунжера, соединенные между собой патрубком с фильтром.

Недостаток данной конструкции - узкая область применения. Использовать данную конструкцию для закачки попутного газа совместно с пластовой водой в продуктивный пласт не представляется возможным из-за низкого давления попутного газа.

Задача изобретения - создание устройства для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт. Поставленная задача решена тем, что скважинный плунжерный насос, содержащий неподвижный цилиндр с приемами для жидкости и газа, подвижное плунжерное устройство, включающее всасывающий и нагнетательный клапаны и два плунжера, соединенные между собой патрубком с фильтром, снабжен кожухом с герметизирующим узлом, образующим верхнюю и нижнюю камеры с индивидуальными приемами для газа и жидкости, причем каждая из них связана с полостью цилиндра посредством клапанов.

На фиг.1 представлена схема устройства для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт с перекрытыми радиальными отверстиями для приема газа, на фиг.2 - то же, с открытыми радиальными отверстиями для приема газа.

Устройство содержит цилиндр 1 с радиальными отверстиями для приема газа 2 и жидкости 3, отстойник для твердых частиц 4, плунжерное устройство 5, включающее верхний 6 и нижний 7 плунжеры, соединенные между собой патрубком с фильтром 8, а также всасывающий 9 и нагнетательный 10 клапаны. Устройство содержит также основную камеру 11, приемную (кольцевую) камеру 12, кожух 13, герметизирующий узел 14, камеру для приема газа 15, нижнюю камеру для приема жидкости 16, лифт для подъема газожидкостной смеси 17, лифт для подачи газа на прием цилиндра 18, штанги 19 и шурф 20.

Работает устройство следующим образом.

Плунжеры 6, 7 находятся в крайнем нижнем положении, клапаны 9, 10 закрыты. Основная камера 11 заполнена водой, при этом объем ее - наименьший, а давление в ней равно давлению в полости лифта 17. Плунжер 6 перекрывает радиальные отверстия 2 и камера 15 разобщена от полости приемной камеры 12, которая в данный момент связана с нижней камерой 16.

При ходе колонны штанг 19 вверх плунжеры 6, 7 начинают перемещаться вверх. Основная камера 11 увеличивается в объеме и в момент, когда давление в ней снизится до величины давления в нижней камере 16, откроется всасывающий клапан 9 и жидкость из нижней камеры 16 начнет поступать в полость цилиндра. Цикл всасывания воды будет продолжаться до тех нор, пока верхний торец плунжера 7 не перекроит радиальные отверстия 3 и нижняя камера 16 будет разобщена от полости цилиндра, но при этом открываются радиальные отверстия 2 и газ из верхней камеры 15 начнет поступать в цилиндр (фиг.2).

Процесс всасывания газа будет продолжаться до момента, когда плунжеры 6, 7 не займут крайнее верхнее положение. При крайнем верхнем положении плунжерного устройства 5 радиальные отверстия 2 открыты, а отверстия 3 перекрыты плунжером 7. Всасывающий клапан 9 открыт, а нагнетательный клапан 10 находится в закрытом положении. В основной камере 11 газ располагается в верхней части, в нижней - жидкость, давление в ней равно давлению в камере 15. При ходе колонны штанг вниз всасывающий клапан 9 закрывается, давление в основной камере 11 начнет подниматься и в момент равенства давлений в основной камере и в лифте 17 откроется нагнетательный клапан 10 и газ из цилиндра начнет перетекать в полость лифта 17. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока плунжер 7 не достигнет уровня раздела газа и воды в полости основной камеры. В дальнейшем при перемещении штанг вниз в лифтовые трубы будет поступать жидкость. Переток жидкости из цилиндра в лифт будет продолжаться до момента, когда плунжерное устройство не достигнет крайнего нижнего положения. При крайнем нижнем положении плунжерного устройства отверстия 2 будут перекрыты и камера 15 разобщена от приемной камеры 12. Отверстия 3 открыты и камера 16 гидравлически связана с полостью цилиндра. Основная камера наполнена жидкостью и давление в ней равно давлению в лифте 17. При ходе штанг вверх цикл работы устройства повторится.