штанговая насосная установка

Формула изобретения

1. Скважинная штанговая установка, включающая штанговый насос, колонну лифтовых труб и пакер, отличающаяся тем, что надплунжерная часть насоса отгорожена от полости лифтовых труб перегородкой и сообщена с межтрубным пространством, а полость лифтовых труб сообщена каналом с нижней частью межтрубного пространства, находящейся непосредственно над пакером.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в канале, сообщающем нижнюю часть межтрубного пространства с полостью лифтовых труб, установлен обратный клапан.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на входе в канал, сообщающий нижнюю часть межтрубного пространства с полостью лифтовых труб, установлен клапан, управляемый поплавком, имеющим положительную плавучесть в воде и отрицательную в нефти.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным штанговым насосным установкам, работающим в скважинах с обводненной продукцией и осуществляющим раздельный подъем воды и нефти.

Известна штанговая насосная установка для раздельного подъема воды и нефти, содержащая лифтовую колонну и штанговый насос с двумя всасывающими клапанами, один из которых размещен на боковой поверхности цилиндра. При работе насоса сначала в цилиндр поступает вода, а затем нефть, что, по мнению авторов, позволяет предотвратить образование вязких эмульсий (пат. РФ №2196249).

Недостатком установки является то, что вода и нефть все равно смешиваются, двигаясь по колонне лифтовых труб, и образуют при взаимодействии со штангами вязкую эмульсию.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является штанговая насосная установка для раздельного подъема воды и нефти, содержащая штанговый насос, колонну лифтовых труб и пакер (см. Харьков В.А. Эксплуатация обводненных скважин. // Татарское книжное издательство - 1967. С.70). В известной установке воду поднимают по колонне лифтовых труб насосом, а нефть - по межтрубному пространству за счет фонтанирования.

Недостатками установки являются сложность ее реализации при отсутствии энергии пласта, достаточной для фонтанирования, и сложность конструкции.

Технической задачей, решаемой предлагаемой установкой, являются упрощение конструкции и повышение работоспособности.

Указанная задача решается предлагаемой штанговой насосной установкой, включающей штанговый насос, колонну лифтовых труб и пакер.

Новым является то, что надплунжерная часть насоса отгорожена от полости лифтовых труб перегородкой и сообщена с межтрубным пространством, а полость лифтовых труб сообщена каналом с нижней частью межтрубного пространства, находящейся непосредственно над пакером. С целью предотвращения перетекания воды из лифтовых труб обратно в межтрубное пространство при остановке насоса, в канале, сообщающим нижнюю часть межтрубного пространства с полостью лифтовых труб, установлен обратный клапан. А для предотвращения попадания нефти в воду на входе в канал установлен клапан, управляемый поплавком, имеющим положительную плавучесть в воде и отрицательную в нефти.

Сущность изобретения заключается в том, что насос перекачивает всю продукцию пласта из-под пакерной зоны в нижнюю часть межтрубного пространства, создавая в ней избыточное давление, которое вытесняет разделившиеся за счет гравитации нефть вверх к устью скважины по межтрубному пространству, а воду - так же к устью, но по колонне лифтовых труб через канал, соединяющий нижнюю часть межтрубного пространства с полостью лифтовых труб, отделенной перегородкой от выхода насоса.

Для предотвращения вытекания воды из полости лифтовых труб в межтрубное пространство при остановках насоса на входе в канал устанавливают обратный клапан, а также управляемый поплавком клапан, предотвращающий попадание нефти в воду при приближении поверхности раздела воды и нефти к входу в канал.

На фиг.1 показана схема установки.

На фиг.2 показана схема установки с обратным и управляемым поплавком клапанами.

Установка содержит штанговый насос 1 с лифтовой колонной 2, внутренняя полость 3 которой отделена от надплунжерной (выкидной) полости 4 насоса 1 перегородкой 5, и пакер 6, делящий скважину на подпакерную и надпакерную зоны. В подпакерной зоне находится продуктивный пласт 7, а в надпакерной - межтрубное пространство 8. Подпакерная зона сообщена каналом 9 со входом в насос 1, а полость лифтовых труб 2 сообщена каналом 10 с нижней частью 11 межтрубного пространства 8. В канале 10 установлен (фиг.2) обратный клапан 12, а на входе в него - поплавковый клапан 13. Надплунжерная полость 4 насоса 1 сообщена с межтрубным пространством 8 отверстием 14. Нефть и вода в межтрубном пространстве 8 разделены по линии 15.

Работает установка следующим образом.

Продукция из обводненного пласта 7, находящегося ниже пакера 6, через канал 9 попадает в насос 1 и перекачивается им через надплунжерную полость 4 и отверстие 14 в межтрубное пространство 8. В межтрубном пространстве 8 происходит гравитационное разделение продукции пласта на воду и нефть. Нефть поднимается вверх по межтрубному пространству 8 до устья и далее уходит в систему сбора, а вода опускается в нижнюю его часть 11 непосредственно над пакером 6 и уходит через канал 10, полость 3 лифтовых труб 2 и устье скважины в систему сбора или закачивается в соседнюю нагнетательную скважину.

В случае остановки скважины обратный клапан 12 предотвращает перетекание воды из полости 3 лифтовой колонны 2 в межтрубное пространство 8 за счет разности плотностей воды и нефти, а поплавковый клапан 13 закрывает вход в канал 10 при приближении к нему раздела воды и нефти 15.

Предлагаемая штанговая насосная установка проста по конструкции и позволяет осуществить раздельный подъем воды и нефти из скважины независимо от величины энергии продуктивного пласта. Это предотвращает образование стойких эмульсий в колонне лифтовых труб со штангами, уменьшает затраты на подготовку нефти. При прохождении продукции пласта через насос стойкие эмульсии не успевают образовываться.