способ эксплуатации скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом

Формула изобретения

Способ эксплуатации скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом, включающий спуск в скважину глубинного прибора, колонны насосно-компрессорных труб, штангового глубинного насоса, колонны штанг, эксплуатацию штангового глубинного насоса и глубинного прибора, отличающийся тем, что при спуске оборудования на устье скважины у нижнего конца колонны насосно-компрессорных труб устанавливают глубинный прибор, снабженный шкивом, шкив охватывают канатом, первый конец каната закрепляют на устье скважины, спускают колонну насосно-компрессорных труб и одновременно разматывают второй конец каната и спускают глубинный прибор на шкиве, после спуска освобождают первый конец каната и прикрепляют к нему кабельный наконечник с кабелем, второй конец каната сматывают, а кабель разматывают до механического и электрического соединения кабельного наконечника с глубинным прибором, соединение фиксируют, при неподвижной колонне насосно-компрессорных труб канат и кабель одновременно разматывают и спускают глубинный прибор в скважину, выполняют замеры параметров жидкости в скважине и передачу информации по кабелю на поверхность, сматывают канат и кабель и поднимают глубинный прибор до упора в нижний конец колонны насосно-компрессорных труб, соединение кабельного наконечника и глубинного прибора разъединяют, сматывают кабель и разматывают канат до появления кабельного наконечника на устье скважины, извлекают кабель с кабельным наконечником и первый конец каната из скважины, отсоединяют первый конец каната от кабельного наконечника и закрепляют на устье скважины до следующего спуска глубинного прибора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом.

Известен способ спуска прибора в скважину, включающий оборудование скважины штанговым насосом, спуск в скважину хвостовика и насосно-компрессорных труб и пропуск прибора по межтрубному пространству (патент РФ № 2029079, опублик. 20.02.1995).

Недостатки способа - трудности, связанные со спуском оборудования в скважину, низкая надежность установки его в скважине, трудоемкость. Часто происходит поломка хвостовика при самом процессе спуска, и, следовательно, хвостовик в таких случаях не может выполнять функцию предотвращения образования петель кабеля.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является способ безопасного спуска глубинного прибора в скважину, включающий спуск в обсадную колонну глубинного прибора в хвостовике с заглушенным концом, патрубка со щелевым отводом, фильтра, геофизического кабеля через щелевой отвод патрубка, колонны насосно-компрессорных труб, скважинного штангового насоса, колонны штанг (патент РФ № 2250991, опублик. 2005.04.27 - прототип).

Известный способ предполагает постоянное размещение кабеля в скважине и использование постоянно подключенного глубинного прибора.

В предложенном изобретении решается задача использования автономного глубинного прибора, спуск и подключение к нему кабеля.

Задача решается тем, что в способе эксплуатации скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом, включающем спуск в скважину глубинного прибора, колонны насосно-компрессорных труб, штангового глубинного насоса, колонны штанг, эксплуатацию штангового глубинного насоса и глубинного прибора, согласно изобретению при спуске оборудования на устье скважины у нижнего конца колонны насосно-компрессорных труб устанавливают глубинный прибор, снабженный шкивом, шкив охватывают канатом, первый конец каната закрепляют на устье скважины, спускают колонну насосно-компрессорных труб и одновременно разматывают второй конец каната и спускают глубинный прибор на шкиве, после спуска освобождают первый конец каната и прикрепляют к нему кабельный наконечник с кабелем, второй конец каната сматывают, а кабель разматывают до механического и электрического соединения кабельного наконечника с глубинным прибором, соединение фиксируют, при неподвижной колонне насосно-компрессорных труб канат и кабель одновременно разматывают и спускают глубинный прибор в скважину, выполняют замеры параметров жидкости в скважине и передачу информации по кабелю на поверхность, сматывают канат и кабель и поднимают глубинный прибор до упора в нижний конец колонны насосно-компрессорных труб, соединение кабельного наконечника и глубинного прибора разъединяют, сматывают кабель и разматывают канат до появления кабельного наконечника на устье скважины, извлекают кабель с кабельным наконечником и первый конец каната из скважины, отсоединяют первый конец каната от кабельного наконечника и закрепляют на устье скважины до следующего спуска глубинного прибора.

Сущность изобретения

Эксплуатация скважин, оборудованных штанговым глубинным насосом, осложняется наличием постоянно присутствующего кабеля в случае использования стационарного глубинного прибора или отсутствием периодической информации в случае применения автономного глубинного прибора.

Для регистрации физических величин, таких как давление и приращение давления, наличие и скорость движения жидкости в стволе скважины, используют глубинные приборы, где преобразование измеряемой величины осуществляют в глубинном приборе, а регистрацию - вторичной аппаратурой, установленной на поверхности. Спуск глубинного прибора в скважину и передачу информации на поверхность производят при помощи кабеля. Кабель при работе с глубинными приборами является одновременно каналом связи между глубинным прибором и вторичной аппаратурой. Со временем геофизический кабель в условиях скважинной среды корродирует, приходит в негодность и обрывается. Это происходит в результате трения геофизического кабеля о колонну труб при спуске и подъеме глубинного прибора, а также в искривленных скважинах вследствие влияния кривизны скважины, где геофизический кабель при подъеме обматывает колонну труб, в результате чего происходят затяжки. Для извлечения глубинного прибора с забоя скважины производят трудоемкие ловильные работы при капитальном ремонте скважин.

В предложенном способе решается задача использования автономного глубинного прибора, спуск и подключение к нему кабеля для снятия информации и зарядки аккумулятора без подъема прибора на поверхность. Задача решается следующим образом.

При спуске оборудования на устье скважины у нижнего конца колонны насосно-компрессорных труб устанавливают глубинный прибор, снабженный шкивом. Шкив охватывают канатом (тросом). Первый конец каната закрепляют на устье скважины. Спускают глубинный прибор и колонну насосно-компрессорных труб и одновременно разматывают второй конец каната. Таким образом, глубинный прибор спускают на шкиве. Спускают глубинный насос и колонну штанг. Выполняют эксплуатацию глубинного насоса.

После спуска освобождают первый конец каната и прикрепляют к нему кабельный наконечник, соединенный с кабелем. Второй конец каната сматывают, а кабель разматывают, перемещая кабельный наконечник до механического и электрического соединения кабельного наконечника с глубинным прибором. Соединение фиксируют, например, электромагнитном затвором, управляемым от жилы кабеля. При неподвижной колонне насосно-компрессорных труб канат и кабель одновременно разматывают и спускают глубинный прибор в скважину, выполняют замеры параметров жидкости в скважине и передачу информации по кабелю на поверхность, сматывают канат и кабель и поднимают глубинный прибор до упора в нижний конец колонны насосно-компрессорных труб. Соединение кабельного наконечника и глубинного прибора разъединяют. Сматывают канат и кабель и поднимают глубинный прибор до упора в нижний конец колонны насосно-компрессорных труб. Соединение кабельного наконечника и глубинного прибора разъединяют. Сматывают кабель и разматывают канат до появления кабельного наконечника на устье скважины, извлекают кабель с кабельным наконечником и первый конец каната из скважины, отсоединяют первый конец каната от кабельного наконечника и закрепляют на устье скважины до следующего спуска глубинного прибора.

На фиг.1 представлен вариант устройства для осуществления способа эксплуатации скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом, на фиг.2 представлено устройство с состыкованным кабельным наконечником и гнездом под кабельный наконечник.

Устройство включает колонну насосно-компрессорных труб 1, глубинный прибор 2, фиксирующий винт 3, лебедку с барабаном 4 и канатом (или тросом) 5, шкив 6, арматуру устья скважины 7, кабель 8, фиксатор 9, кабельный наконечник 10. В корпусе прибора 2 выполнены отверстия А и Б, проходящие в полость 11, в которой размещен шкив 6. В отверстии Б размещено гнездо под кабельный наконечник 12. Выше прибора в колонне насосно-компрессорных труб 1 размещены штанговый насос и колонна штанг (не показаны). Кабель 8 соединен с наземной аппаратурой (не показана), позволяющей управлять работой глубинного прибора 2 и считывать и преобразовывать информацию от глубинного прибора 2.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском колонны насосно-компрессорных труб 1 в скважину у нижнего конца колонны насосно-компрессорных труб устанавливают глубинный прибор 2 и предварительно фиксируют с помощью винта 3. Затем с барабана 4 лебедки сматывают канат 5 и, пропустив конец его через отверстия А и Б и обхватив шкив 6, размещенный в полости 11, прикрепляют к арматуре устья скважины 7 (например, к ушку, прикрепленному к фланцу обсадной колонны).

Полностью отворачивают и извлекают из гнезда винт 3. Производят спуск колонны насосно-компрессорных труб 1 и глубинного прибора 2 до необходимой глубины.

При спуске в скважину колонны насосно-компрессорных труб 1 с установленным ниже ее глубинным прибором 2 производят спуск каната 5, пропущенного через отверстия А и Б и в полость 11 и вокруг шкива 6. Один конец каната 5 прикреплен к арматуре устья скважины 7, второй намотан на барабан лебедки 4. Глубинный прибор 2 прижат к низу колонны насосно-компрессорных труб 1.

После спуска колонны насосно-компрессорных труб 1 к концу каната 5, ранее прикрепленного к арматуре 7, присоединяют кабель 8 с помощью кабельного наконечника 10. Второй конец каната 5 наматывают на барабан лебедки 4, а кабель 8 разматывают до тех пор, пока не произойдет механическое и электрическое соединение в отверстии Б кабельного наконечника 10 с гнездом под кабельный наконечник 12 глубинного прибора 2. Во избежание разъединения соединение фиксируют фиксатором 9. Производят спуск глубинного прибора 2 в скважину, для чего барабан лебедки под каротажный кабель (не показан) и под канат 4 плавно освобождают от тормозов, обеспечивая одновременный спуск кабеля 8 и каната 5 в скважину под действием веса глубинного прибора 2.

Кабельный наконечник 10 удерживается фиксатором 9, за счет чего обеспечивается жесткое соединение с глубинным прибором 2 в момент полного захода его в отверстие Б. Фиксатор 9 выполнен в виде электромагнитной защелки, проявляющей магнитные свойства за счет подведения электрической энергии от жилы кабеля 8. Для отсоединения глубинного прибора 2 от кабельного наконечника 10 перед извлечением кабеля 8 из скважины обесточивают электромагнит фиксатора 9.

После соединения кабеля 8 с глубинным прибором 2 производят исследования путем спуска до интервалов исследования и протаскивания прибора 2 по стволу скважины. Для этого производят согласованные спуски и подъемы с помощью обеих лебедок (под кабель и под канат). Передачу информации на поверхность ведут через кабель 8.

После завершения исследований производят подъем глубинного прибора 2 до упора в низ колонны насосно-компрессорных труб 1 с помощью обеих лебедок, после чего производят извлечение кабеля 8 из скважины. Для этого подают по кабелю 8 соответствующий электрический сигнал, производят отключение фиксатора 9 и с помощью лебедки каротажного подъемника из скважины извлекают кабель 8 с кабельным наконечником 10. При этом лебедка 3 под канат 5 в режиме слабого торможения обеспечивает небольшой натяг каната 5.

После выхода кабельного наконечника 10 на поверхность отсоединяют свободный конец каната 5 от кабельного наконечника 10 и присоединяют к арматуре устья скважины до следующего цикла исследований скважины.

Спуск и подъем скважинного прибора возможно осуществлять как при работе, так и при остановках работы штангового глубинного насоса.

Пример конкретного выполнения

При спуске оборудования на устье нефтедобывающей скважины у нижнего конца колонны насосно-компрессорных труб 2,5'' устанавливают глубинный прибор, снабженный шкивом. Шкив охватывают канатом. Первый конец каната закрепляют на устье скважины. Спускают глубинный прибор и колонну насосно-компрессорных труб на глубину 1300 м и одновременно разматывают второй конец каната. Спускают глубинный насос и колонну штанг. Выполняют эксплуатацию глубинного насоса.

После спуска освобождают первый конец каната и прикрепляют к нему кабельный наконечник, соединенный с кабелем КГ 1-28-130. Второй конец каната сматывают, а кабель разматывают, перемещая кабельный наконечник до механического и электрического соединения кабельного наконечника с глубинным прибором. Соединение фиксируют. При неподвижной колонне насосно-компрессорных труб канат и кабель одновременно разматывают и спускают глубинный прибор в скважину, выполняют замеры параметров жидкости в скважине, передачу информации по кабелю на поверхность, сматывают канат и кабель и поднимают глубинный прибор до упора в нижний срез колонны насосно-компрессорных труб. Соединение кабельного наконечника и глубинного прибора разъединяют. Сматывают кабель и разматывают канат до появления кабельного наконечника на устье скважины, извлекают кабель с кабельным наконечником из скважины, отсоединяют первый конец каната от кабельного наконечника и закрепляют на устье скважины до следующего спуска глубинного прибора.

Применение предложенного устройства позволит решить задачу использования автономного глубинного прибора, спуск и подключение к нему кабеля при эксплуатации скважины, оборудованной штанговым глубинным насосом.