способ и устройство для подъема пластовой жидкости

Формула изобретения

1. Способ подъема пластовой жидкости из скважины, включающий поступление пластовой жидкости в камеру замещения, подачу в камеру замещения газа под давлением, подъем пластовой жидкости по лифтовой колонне, отличающийся тем, что пластовую жидкость поднимают ступенчато по нескольким камерам замещения с расположенными над ними камерами накопления, разделенных обратными клапанами, а газ под давлением подают циклично сначала в нечетные камеры замещения с приближением давления газа в четных камерах замещения к атмосферному, а затем - в четные камеры замещения с приближением давления газа в нечетных камерах замещения к атмосферному, при этом давление газа приближают к атмосферному после подъема пластовой жидкости в камеры накопления, на нижнем торце лифтовой колонны устанавливают концевой клапан для понижения и стабилизации давления в камере замещения, а подъем пластовой жидкости из скважины осуществляют при давлении газа в линии его подачи меньше пластового давления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для подъема пластовой жидкости используют попутный газ из скважины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для сжатия попутного газа из скважины используется компрессор.

4. Устройство для подъема пластовой жидкости, состоящее из лифтовой колонны для подъема пластовой жидкости, камер замещения и обратных клапанов в камерах замещения, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит линии для подачи газа, лифтовая колонна по всей высоте состоит из четных и нечетных камер замещения с расположенными над ними камерами накопления, разделенными от камер замещения обратными клапанами, и имеет на нижнем торце концевой клапан для понижения давления в камере замещения, его стабилизации и подъема пластовой жидкости из скважины при давлении газа в линии его подачи меньше пластового давления, при этом одна из линий подачи газа присоединена к нечетным камерам замещения, а другая - к четным камерам замещения.

5. Устройство для подъема пластовой жидкости по п.4, отличающееся тем, что на нижнем торце лифтовой колонны установлен концевой клапан для понижения и стабилизации давления в камере замещения.

6. Устройство для подъема пластовой жидкости по п.4, отличающееся тем, что камеры замещения разделены камерами накопления с обратными клапанами.

7. Устройство для подъема пластовой жидкости по п.4, отличающееся тем, что камеры замещения содержат патрубок, на котором расположен обратный клапан.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области добычи пластовой жидкости из скважин и может быть использовано при эксплуатации водяных и нефтяных насосных скважин.

Известен насос для подъема пластового флюида из скважины (патенты № 5470206, № 5522463, № 6027314 USA). В различных вариантах используется общий метод выдавливания жидкости в колонну для подъема пластового флюида из камеры замещения с помощью сжатого газа. Управление процессом подъема флюида происходит при помощи двух клапанов, расположенных на камере замещения сверху. Забор жидкости из скважины происходит при помощи возвратно-поступательного движения колонны для подъема жидкости из скважины и обратного клапана расположенного в нижнем торце колонны. Основной недостаток известного устройства состоит в том, что необходим механизм для организации возвратно-поступательного движения колонны, через которую происходит подъем флюида из скважины. Газ должен подаваться в камеру замещения под давлением, превышающим пластовое давление.

Известен лифт замещения для периодической эксплуатации газлифтных скважин (А.с. № 1106896). Подача сжатого газ в камеру замещения из затрубного пространства происходит периодически, при этом жидкость вытесняется из камеры замещения в колонну лифтовых труб и далее на поверхность. К недостаткам данного устройства следует отнести то, что при вытеснении жидкости на поверхность давление внутри камеры замещения необходимо поддерживать большее, чем пластовое, а также необходимость применения пакера в нижней части колонны.

Наиболее близким к заявляемому изобретению (прототипом) является лифт замещения для периодической эксплуатации газлифтной скважины (А.с. № 1640376). Лифт замещения также содержит камеру замещения, связанную с колонной лифтовых труб, оборудованной пусковыми клапанами. Камера замещения содержит обратные шаровые клапаны замещения. Подъем столба нефти происходит циклически при помощи периодической подачи газа из затрубного пространства через пусковой клапан под давлением, превышающим пластовое. Недостатком данного известного устройства является необходимость подавать газ под давлением, превышающим пластовое, т.е. использовать мощный компрессор на поверхности и необходимость ставить пакер в нижней части скважины.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат при подъеме жидкости из скважины.

Способ подъема пластовой жидкости из скважины включает поступление пластовой жидкости в камеру замещения, подачу в камеру замещения газа под давлением, подъем пластовой жидкости по лифтовой колонне. Пластовую жидкость поднимают ступенчато по нескольким камерам замещения с расположенными над ними камерами накопления, разделенными обратными клапанами, газ под давлением подают циклично сначала в нечетные камеры замещения с приближением давления газа в четных камерах замещения к атмосферному, а затем - в четные камеры замещения с приближением давления газа в нечетных камерах замещения к атмосферному, при этом давление газа приближают к атмосферному после подъема пластовой жидкости в камеры накопления, на нижнем торце лифтовой колонны устанавливают концевой клапан для понижения и стабилизации давления в камере замещения, а подъем пластовой жидкости из скважины осуществляют при давлении газа в линии его подачи меньше пластового давления. К особенностям изобретения можно отнести то, что для подъема пластовой жидкости используют попутный газ из скважины, а для сжатия попутного газа из скважины используют компрессор.

Устройство для подъема пластовой жидкости состоит из лифтовой колонны для подъема пластовой жидкости, камер замещения и обратных клапанов в камерах замещения, отличающееся тем, что дополнительно содержит линии для подачи газа, лифтовая колонна по всей высоте состоит из четных и нечетных камер замещения с расположенными над ними камерами накопления, разделенными от камер замещения обратными клапанами. На нижнем торце лифтовой колонны находится концевой клапан для понижения давления в камере замещения, его стабилизации и подъема пластовой жидкости из скважины при давлении газа в линии его подачи меньше пластового давления. Одна из линий подачи газа присоединена к нечетным камерам замещения, а другая - к четным камерам замещения. На нижнем торце лифтовой колонны установлен концевой клапан для понижения и стабилизации давления в камере замещения, а камеры замещения разделены камерами накопления с обратными клапанами и содержат патрубок, на котором расположен обратный клапан.

Предлагаемый способ и устройство для подъема пластовой жидкости иллюстрируются чертежом.

В обсадной колонне 1 находится устройство для подъема пластовой жидкости, состоящее из линий 2 и 3 подачи газа к четным 4 и нечетным 5 камерам замещения. Камера замещения содержат клапан приемный обратный 6 и клапан нагнетательный обратный 7, а также патрубок 8, на котором расположен клапан нагнетательный обратный 7. Над камерами замещения расположены камеры накопления 10. На торце колонны лифтовых труб находится концевой клапан 9. Вся колонна лифтовых труб 11 набрана из однотипных секций. Количество секций зависит от глубины скважины (залегания пластовой жидкости).

Устройство для подъема пластовой жидкости работает следующим образом. После опускания устройства в скважину пластовая жидкость в колонну лифтовых труб 11 не поступает из-за наличия на торце колонны лифтовых труб 11 концевого клапана 9, а также давления в линиях 2 и 3 подачи газа. При приближении давления газа до атмосферного в нечетной линии 3 подачи газа концевой клапан 9 открывается и пластовая жидкость через клапан приемный обратный 6 поступает в нижнюю (нечетную) камеру замещения 5. При достижении в нижней камере замещения давления меньшего, чем рабочее давление в линиях 2 и 3 подачи газа, концевой клапан 9 закрывается. В нечетную линию 3 подачи газа начинается подача газа под давлением. Применение концевого клапана 9 позволяет осуществлять перекачку столба пластовой жидкости при давлении газа из линии 3 меньше пластового, при этом осуществляется подъем столба пластовой жидкости через клапан нагнетательный обратный 7 в камеру накопления 10, клапан приемный обратный 6 при этом закрыт. После подъема столба пластовой жидкости в верхнюю камеру накопления 10 давление в нечетной линии 3 подачи газа приближают к атмосферному и пластовая жидкость через концевой клапан 9 и клапан приемный обратный 6 снова поступает в нижнюю камеру замещения, цикл повторяется. При заполнении камеры накопления 10 пластовой жидкостью начинается ее поступление в верхнюю (четную) камеру замещения аналогичным образом, из которой пластовая жидкость перекачивается выше под действием давления газа из четной линии 2 подачи газа. Таким образом, при помощи попеременной подачи и понижения давления газа в линиях 2 и 3 подачи газа происходит подъем пластовой жидкости на поверхность, при этом для подъема пластовой жидкости за счет применения концевого клапана 9 используется давление ниже пластового. Это позволяет использовать газ для подъема жидкости из скважины при малых, относительно давления пластовой жидкости давлениях.

Предложенный способ и устройство для подъема пластовой жидкости позволяют использовать при подъеме пластовой жидкости с больших глубин давление попутного газа или компрессор небольшой мощности.