СКВАЖИННАЯ УСТАНОВКА
DOWNHOLE DEVICE

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к скважинным установкам для эксплуатации скважин, и может быть использовано для регулирования добычи флюида или закачки рабочего агента в процессе эксплуатации одного или нескольких пластов в скважине.
Известна насосная установка Гарипова для одновременно-раздельной эксплуатации скважин (варианты), содержащая НКТ, устройство управления, погружной добывающий насос, электрический кабель и, по меньшей мере, одно регулирующее запорно-перепускное устройство (Патент РФ № 2438043, Е21В 43/00, оп. 20.02.2011 г.).
Данное устройство имеет недостатки, а именно предназначено только для использования в насосных скважинах, его невозможно использовать в нагнетательных, газлифтных и фонтанных скважинах, регулирующее устройство управляется электрически или гидравлически посредством передачи на регулирующее устройство электрического сигнала по кабелю или давления по напорному каналу, которые проводятся с устья через всю скважину, что влечет необходимость применения большой длины дорогостоящих кабелей и напорных каналов для управления запорно-регулирующими устройствами. При этом технически сложно спустить с устья несколько кабелей и напорных гидравлических трубок без повреждения в процессе спуска-подъема пакерной установки, а также их необходимо пропустить снаружи корпуса погружного электродвигателя погружного добывающего насоса, на что недостаточно места для применения в эксплуатационных колоннах малого внутреннего диаметра, например в колоннах труб с внешним диаметром 114, 139 и 146 мм.
Известна скважинная установка Гарипова, содержащая НКТ, на которой расположены насос с хвостовиком, пакер, регулирующее устройство (Патент РФ №2309246, Е21В 43/00, оп. 27.10.2007 г. -  прототип).
Данная установка имеет недостатки, а именно предназначена только для использования в насосных скважинах, ее невозможно использовать в нагнетательных скважинах, в ней не предусмотрено регулирование перепускаемой жидкости через штудирующее или регулирующее устройство, в том числе дистанционное, и возникает необходимость применения большой длины дорогостоящих кабелей и напорных каналов для управления запорно-регулирующими устройствами. При этом технически сложно и дорого осуществлять спуск с устья скважины в составе пакерной установки нескольких кабелей и напорных гидравлических каналов без повреждения, в особенности снаружи корпуса электрического добывающего насоса.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить оптимизацию и надежность работы скважины, повысить эффективность регулирования добычи флюида или закачки рабочего агента в процессе эксплуатации одного или нескольких пластов в скважине за счет эффективного регулирования запорно-перепускного устройства посредством погружного электродвигателя с заданной мощностью.
Поставленная цель достигается тем, что скважинная установка содержит НКТ, по меньшей мере, один пакер, электрический кабель, одно или несколько запорно-перепускных устройств, устройство управления, расположенное на устье, и, по меньшей мере, один  погружной электродвигатель, закрепленный на НКТ и соединенный с запорно-перепускным устройством, а также соединенный посредством электрического кабеля с устройством управления, при этом запорно-перепускное устройство представляет собой пакер многоразового действия, выполненный с возможностью запорно-перепускного устройства, оно дополнительно снабжено телеметрической системой, соединенной с электропогружным двигателем и выполненной с возможностью управления и передачи информации по электрическому кабелю, по меньшей мере, одним измерительным прибором, по меньшей мере, одним посадочным устройством, по меньшей мере, одним перепускным устройством в виде перфорированной трубы или муфты с отверстиями, по меньшей мере, одним перепускным автономным клапаном или регулятором, расположенным в посадочном устройстве или на НКТ, по меньшей мере, одним реперным элементом, расположенным на НКТ или в посадочном устройстве, по меньшей мере, одним опрессовочным элементом, разъединителем колонн, по меньшей мере, одним двухтрубным или трехтрубным лифтами, погружным добывающим или закачивающим насосом, соединенным с устройством управления, гидравлическим исполнительным механизмом в виде гидравлического напорного насоса, по меньшей мере, с одним гидравлическим напорным каналом, исполнительным устройством в виде плунжерной пары с функциями гидравлического напорного насоса с гидравлическим напорным каналом, исполнительным устройством в виде поршневой пары с функциями гидравлического напорного насоса с гидравлическими напорными каналами, механическим исполнительным устройством в виде редуктора или цепной передачи, соединяющим погружной электродвигатель с запорно-перепускным устройством, центратором, погружным блоком управления, накопления и передачи данных с измерительных глубинных приборов.
Скважинная установка содержит НКТ, по меньшей мере, один пакер, электрический кабель, одно или несколько запорно-перепускных устройств, один или несколько погружных напорных насосов, устройство управления, расположенное на устье, и, по меньшей мере, один погружной электродвигатель, закрепленный на НКТ или на погружном напорном насосе и соединенный с запорно-перепускным устройством, при этом погружной электродвигатель посредством электрического кабеля соединен с устройством управления.
На фиг.1 изображена скважинная установка для фонтанной добычи с гидравлическим запорно-перепускным устройством, с одним погружным электродвигателем и одним пакером; на фиг.2 изображена скважинная установка для закачки рабочего агента или фонтанной добычи с двумя гидравлическими запорно-перепускными устройствами, с одним погружным электродвигателем, с измерительными приборами и двумя пакерами; на фиг.3 изображена скважинная установка для газлифтной добычи газа из нижнего пласта с электрическим запорно-перепускным устройством с электрическим фиксатором затвора в едином корпусе с погружным электродвигателем и измерительными приборами; на фиг.4 изображена скважинная установка с двухтрубным лифтом для газлифтной добычи и принудительной подачи газа с устья на верхний перепускной клапан, с запорно-перепускным устройством, с одним погружным электродвигателем и измерительными приборами (вариант 1); на фиг.5 изображена скважинная установка с двухтрубным лифтом для струйной добычи с одним запорно-перепускным устройством и с одним погружным электродвигателем (вариант 1); на фиг.6 изображена скважинная установка с одним погружным электродвигателем для управления двумя запорно-перепускными устройствами посредством гидравлического исполнительного механизма, с двухтрубным лифтом и с четырьмя пакерами, в том числе двумя межтрубными пакерами, со штанговым глубинным насосом для одновременно-раздельной эксплуатации добычи из двух пластов (вариант 1); на фиг.7 изображена скважинная установка с двумя погружными электродвигателями, с измерительными приборами и с пакером, при этом один погружной электродвигатель расположен в одном корпусе с добывающим напорным насосом, а другой погружной электродвигатель соединен с гидравлическим напорным насосом и с гидравлическим запорно-перепускным устройством (вариант 2); на фиг.8 изображена скважинная установка с добывающим напорным насосом, двумя погружными электродвигателями, один из которых через цепную передачу соединен с запорно-перепускным устройством, представляющий собой механический клапан в пакере, находящийся в положении «закрыто». (вариант 2); на фиг.9 изображена скважинная установка с добывающим напорным насосом, расположенным в одном корпусе с погружным электродвигателем, который управляет запорно-перепускным устройством посредством редуктора и находится в положении «открыто» (вариант 2); на фиг.10 изображена скважинная установка с двумя погружными электродвигателями, с добывающим напорным насосом, расположенным в одном корпусе с погружным электродвигателем, при этом второй погружной электродвигатель через редуктор соединен с механическим поворотного действия пакерным запорно-перепускным устройством, находящимся в положении «закрыто» (вариант 2); на фиг.11 изображена скважинная установка с тремя погружными электродвигателями, телеметрической системой с измерительными приборами, с добывающим напорным насосом, расположенным в одном корпусе с одним погружным электродвигателем, с двумя пакерами и двумя погружными электродвигателями, которые через исполнительные механизмы в виде редуктора и гидравлического напорного насоса соединены соответственно с механическим и гидравлическим запорно-перепускными устройствами (вариант 2); на фиг.12 изображена скважинная установка с тремя погружными электродвигателями, с разъединителем колонн, измерительными приборами, пакером, с двумя погружными напорными насосами, добывающий электрический напорный насос расположен в одном корпусе с одним погружным электродвигателем, при этом два других погружных электродвигателя последовательно закреплены на НКТ, один из них через цепную передачу соединен с пакером, выполненным с возможностью запорно-перепускного устройства, а другой посредством погружного гидравлического напорного насоса с гидравлическим напорным каналом соединен с электрогидравлическим запорно-перепускным устройством (вариант 2); на фиг.13 изображена скважинная установка с двумя погружными электродвигателями, с гидравлическим и гидромеханическим запорно-перепускными устройствами, с разъединителем колонн, с пакером, с УЭЦН, расположенным в одном корпусе с погружным электродвигателем, второй погружной электродвигатель соединен с гидравлическим и гидромеханическим запорно-перепускными устройствами посредством гидравлических напорных каналов гидравлического напорного насоса (вариант 2); на фиг.14 изображена скважинная установка с двумя погружными электродвигателями, один погружной электродвигатель расположен в одном корпусе с погружным напорным электронасосом, второй погружной электродвигатель соединен с двумя гидромеханическими запорно-перепускными устройствами (вариант 2).
Скважинная установка (вариант 1) содержит НКТ 1, по меньшей мере, один пакер 2, одно или несколько запорно-перепускных устройств 3, устройство управления 4, расположенное на устье, по меньшей мере, один погружной электродвигатель 5 и электрический кабель 6.
Пакер 2 представляет собой герметизирующее отсекательное устройство одноразового (фиг.1-7, 11-14) или многоразового действия (фиг.8-10, 11-14).
Пакер многоразового действия в виде дистанционно-управляемого в режиме реального времени пакера выполнен с возможностью запорно-перепускного устройства, например гидравлического, гидромеханического или механического запорно-перепускного устройства 3.
Запорно-перепускное устройство 3 (далее по тесту - ЗПУ) - это устройство, выполняющее функции регулировки потока и представляющее собой перекрывающее поток перепускное устройство электрического, механического, электромеханического, гидравлического, гидромеханического, электрогидравлического и другого исполнения с функцией полного или частичного открытия или закрытия. Механическое ЗПУ 3 представляет собой, например, многоразовый пакер поворотного действия.
Устройство управления 4 представляет собой станцию управления с контроллером, регулирующим в заданном режиме электрическую мощность, напряжение, частоту и другие параметры, известные специалистам, а также осуществляет накопление и передачу информации известным способом, в том числе дистанционно с глубинных датчиков, приборов проводным и беспроводным способом, например, по модему.
Устройство управления 4 электрически соединено посредством электрического кабеля 6 с погружным электродвигателем 5.
Погружной электродвигатель 5 (далее по тесту - ПЭД) предназначен для управления работой ЗПУ 3, закреплен на НКТ 1 и соединен с ЗПУ 3 и устройством управления 4.
ПЭД 5 представляет собой, например, погружной асинхронный электродвигатель с трехфазным маслозаполненным двухполюсным короткозамкнутым ротором, погружной магнитоэлектрический двигатель, погружной вентильный индукторный электропривод и др.
ПЭД 5 и ЗПУ 3 выполнены в односекционном или многосекционном исполнении, при односекционном исполнении ЗПУ 3 размещено в одном корпусе с ПЭД 5, который управляет затвором или перекрывающим механизмом в ЗПУ 3, и при многосекционном исполнении ЗПУ 3 и ПЭД 3 размещены в разных корпусах.
Соединение ПЭД 5 и ЗПУ 3 представляет собой непосредственное соединение, например ПЭД 5 и ЗПУ 3 имеют общий вал, или соединение посредством съемных соединительных элементов, например муфтами, болтами, гайками, штифтами, накладными и прижимными вставками, или посредством механизмов, воздействующих и приводящих в работу ЗПУ 3 от ПЭД 5. Соединение ПЭД 5 с ЗПУ 3 представляет собой, например, подвижное размыкательное соединение, которое периодически соединяется или разъединяется вследствие электрического импульса, при этом соединение дополнительно снабжено функцией дистанционно управляемого устройства сцепления вала ПЭД 5 с затвором ЗПУ 3, например электромагнитный размыкатель.
Электрический кабель 6 представляет собой кабель с электропроводящей жилой и служит для связи и питания ПЭД 5.
Устройство управления 4 с устья осуществляет управление работой погружного электродвигателя 5, изменяя в автоматическом режиме или в заданном режиме напряжение или ток в силовом питающем электрическом кабеле 6, и, соответственно, осуществляет управление работой ЗПУ 3 посредством ПЭД 5.
Скважинная установка дополнительно снабжена: гидравлическим исполнительным механизмом в виде гидравлического напорного насоса 7, по меньшей мере, с одним гидравлическим напорным каналом 8, исполнительным механизмом в виде поршневой или плунжерной пары с функциями гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8 для передачи давления в ЗПУ 5; погружным добывающим или закачивающим напорным насосом 9; механическим исполнительным устройством в виде редуктора или цепной передачи 10, по меньшей мере, одним двухтрубным 11 или трехтрубным лифтами, в том числе в съемном исполнении, обеспечивающими перепуск газа или флюида, или разнонаправленное движение флюида в скважине; по меньшей мере, одним глубинным измерительным прибором 12, в том числе геофизическим, обеспечивающим измерение скважинных параметров; телеметрической системой, соединенной с измерительными приборами 12, станцией управления 4 и электропогружным двигателем 5 и выполненной с возможностью управления и передачи информации по проводной или непроводной связи от глубинных измерительных приборов 12 к ПЭД 5 и к станции управления 4; по меньшей мере, одним посадочным устройством 13, например в виде скважинной камеры, расположенным на НКТ 1 и обеспечивающим размещение в нем, например, в кармане скважинной камеры, газлифтных клапанов, регуляторов или глубинных измерительных приборов; по меньшей мере, одним перепускным устройством 14 в виде перфорированной трубы или муфты с отверстиями, расположенным в НКТ 1 и обеспечивающим перепуск флюида на прием погружного добывающего насоса 9 в виде ШГН; по меньшей мере, одним автономным перепускным клапаном или регулятором 15, расположенным в посадочном устройстве 13 при съемном исполнении или на НКТ 1 при несъемном исполнении и обеспечивающим регулировку перепускаемого через них флюида; по меньшей мере, одним реперным элементом 16, например, в виде патрубка или участка трубы заданной длины, расположенным на НКТ 1 при несъемном исполнении, или, например, в виде накладок либо вставок, радиоактивного либо намагниченного элементов, расположенным в посадочном устройстве 13 при съемном исполнении, обеспечивающим при использовании геофизических измерительных приборов 12 точную привязку его и отдельных элементов скважинной установки к разрезу скважины; по меньшей мере, одним опрессовочным элементом 17, расположенным на НКТ 1 и обеспечивающим опрессовку НКТ 1; разъединителем колонн 18, расположенным на НКТ 1 и обеспечивающим разъединение НКТ 1; центратором 19, закрепленным на НКТ 1 и обеспечивающим центрирование измерительных приборов 12, регуляторов 15 относительно НКТ 1 для возможности их безаварийного спуска, для предотвращения повреждений и задиров о муфты или о другие сужения НКТ 1 и скважинной установки; погружным блоком управления, обеспечивающим накопление и передачу данных с глубинных измерительных приборов 12.
Гидравлический исполнительный механизм в виде гидравлического напорного насоса 7, по меньшей мере, с одним гидравлическим напорным каналом 8, установлен на выходном валу ПЭД 5. ПЭД 5 управляет работой гидравлического, гидромеханического, электрогидравлического ЗПУ 3 посредством гидравлического исполнительного механизма 7, при этом ПЭД 5 соединен с гидравлическим погружным напорным насосом 7, который соединен с электрогидравлическим, с гидромеханическим, с гидравлическим ЗПУ 3 посредством гидравлического напорного канала 8.
ПЭД 5 механически соединен посредством общего вала с гидравлическим напорным насосом 7, который посредством гидравлического напорного канала 8, заполненного гидравлической жидкостью, приводит в действие гидромеханическое, электрогидравлическое ЗПУ 3.
Например станция управления 4 приводит в действие ПЭД 5, который посредством выходного вала соединен с гидравлическим исполнительным механизмом 7 в виде гидравлического напорного насоса, по меньшей мере, с одним гидравлическим напорным каналом 8 и с гидравлическим ЗПУ 3.
Гидравлический погружной напорный насос 7 исполнительного гидравлического механизма и ПЭД 5 представляют собой односекционное исполнение, то есть гидравлический погружной напорный насос 7 и ПЭД 5 расположены в одном корпусе, или многосекционное исполнение, то есть гидравлический погружной напорный насос 7 и ПЭД 5 расположены в разных корпусах.
Гидравлический напорный канал 8 представляет собой гибкое трубчатое соединение или трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, например, гидравлический канал высокого давления, в виде грузонесущего, бронированного шлангокабеля или трубки (металического или синтетического полиминерального материала, устойчивого к высокому давлению-напору), заполненной жидкостью или флюидом (жидкостью с газом)
Погружной напорный насос 9 соединен с устройством управления 4, расположенным на устье. Погружной добывающий или закачивающий напорный насос 9, управляемый с устья посредством устройства управления 4, представляет собой, например, УШГН, струйный насос. УШГН 9 представляет собой штанговую глубинную установку для добычи флюида. Струйный насос 9 представляет собой глубинное устройство для нагнетания (инжектор) или всасывания (эжектор) жидких или газообразных флюидов с корпусом, включающим сопло, всасывающую камеру, камеру смешения и диффузор.
Механическое исполнительное устройство 10 в виде редуктора или цепной передачи установлено на выходном валу ПЭД 5, обеспечивая жесткое соединение ПЭД 5 с электромеханическим или с механическим ЗПУ 3, его приводят в действие электрическим импульсом от ПЭД 5, периодически подключая и отключая сцепление его с валом ПЭД 5, то есть дают механическому исполнительному устройству 10 электрический импульс для соединения его с валом ПЭД 5, при этом режимом работы ПЭД 5, исключая его остановку, управляют с устья со станции управления 4.
Механическое исполнительное устройство 10 приводит в действие механическое, электромеханическое ЗПУ 3.
ПЭД 5 соединен с гидромеханическим и электрогидравлическим ЗПУ 3 механически посредством вала ПЭД 5 или механического исполнительного устройства 10.
Редуктор 10 представляет собой, например, механический редуктор, червячный редуктор, червячно-зубчатый редуктор, конически-цилиндрический редуктор и др.
Исполнительный механизм в виде плунжерной пары или поршневой пары с функциями гидравлического напорного насоса с гидравлическими напорными каналами представляет собой, например, домкрат, гидропресс, установленный на выходном валу ПЭД 5.
ПЭД 5 соединен с электромеханическим, электрогидравлическим или электрическим ЗПУ 3 электрически посредством электрического кабеля 6, а с электрогидравлическим или гидравлическим ЗПУ 3 - гидравлически посредством гидравлического исполнительного механизма 7.
Гидромеханическое ЗПУ 3 соединено механически или гидравлически с ПЭД 5 посредством вала ПЭД 5, механического исполнительного устройства 10 или гидравлического исполнительного механизма 7.
Электромеханическое ЗПУ 3 соединено электрическим кабелем 6 или механически с ПЭД 5 посредством вала ПЭД 5 или механического исполнительного устройства 10, расположенного на выходном валу ПЭД 5. Электрогидравлическое ЗПУ 3 соединено электрическим кабелем 6 или гидравлически с ПЭД 5 посредством гидравлического исполнительного устройства 7, расположенного на выходном валу ПЭД 5.
При использовании кратковременной работы ЗПУ 3 в сочетании с постоянной работой ПЭД 5, например, при совместном использовании ПЭД 5 для длительной работы добывающего насоса 9 и кратковременного управления ЗПУ 3, электрическое ЗПУ 3 периодически разъединяют и соединяют с выходным валом ПЭД 5 посредством воздействия электрического импульса - электрического толчка, переданного по электрическому кабелю 6, что позволяет сочетать кратковременную работу ЗПУ 3 на открытие или закрытие затвора с постоянной работой ПЭД 5 насоса 9.
Гидравлическое, электрогидравлическое, гидромеханическое запорно-перепускное устройство 3 приводят в действие гидравлическим исполнительным механизмом 7, который приводят в действие с помощью ПЭД 5, при этом гидравлический напорный насос 7 соединен с электрогидравлическим, или с гидромеханическим, или с гидравлическим ЗПУ 3 посредством гидравлического напорного канала 8.
Телеметрическая система состоит из глубинных измерительных приборов 12 и станции управления 4, которая соединена с ПЭД 5, и выполняет функции контроля за работой ЗПУ 3, передачи данных с глубинных измерительных приборов 12 по электрическому кабелю 6 на станцию управления 4 для предоставления оператору или пользователю, а также выполняет функцию управления режимами работы ПЭД 5 и, соответственно, режимом работы ЗПУ 3.
Погружной напорный насос 9 соединен с телеметрической системой, включающей станцию управления 4 с глубинными и устьевыми датчиками и приборами 12, посредством электрического кабеля 6 для связи и питания.
Исполнительное механическое устройство 10 или исполнительный гидравлический механизм 7 и ПЭД 5 расположены в одном корпусе или в разных корпусах. Исполнительное механическое устройство 10 или исполнительный гидравлический механизм 7, ЗПУ 3 и ПЭД 5 расположены в одном корпусе или в разных корпусах. Исполнительное механическое устройство 10 или исполнительный гидравлический механизм 7 и ЗПУ 3 расположены в одном или в разных корпусах.
Устройство управления 4 осуществляет управление работой погружного электродвигателя 5, изменяя в автоматическом или в заданном режиме напряжение или ток в силовом питающем электрическом кабеле 6, и, соответственно, осуществляет регулирование ПЭД 5 непосредственно с устья, который, изменяя обороты и крутящий момент, приводит в действие, то есть регулирует, ЗПУ 3, например, в виде клапана, гидравлического регулятора с затвором, перекрывающим перепускное отверстие 21, или приводит в действие ЗПУ 3 посредством исполнительного механического устройства 10, исполнительного гидравлического механизма 7.
Устройство управления 4 представляет собой отдельную станцию управления или общую станцию управления с погружным добывающим или закачивающим напорным насосом 9.
Устройство управления 4 включает в себя станцию управления с контроллером, регулирующим в заданном режиме электрическую мощность, напряжение, частоту и другие параметры и осуществляющим накопление и передачу информации с глубинных датчиков измерительных приборов 12.
Электрический кабель 6 служит для связи и питания ПЭД 5 и измерительных приборов 12, при этом питание и регулирование ЗПУ 3, электронными приборами 12 и ПЭД 5 осуществляют от одного или от разных электрических кабелей 6.
Электронным геофизическим прибором или приборами 12 позволяют дополнительно осуществлять одновременно-раздельную добычу из нескольких эксплуатационных объектов 20 и проводить исследования параметров пластов 20, регулируя, например, перемещение затвора в ЗПУ 3.
Скважинная установка дополнительно содержит гидроаккумулятор, гидравлически подсоединенный к погружному напорному добывающему или закачивающему насосу 9 или гидравлическому напорному каналу 8 для сбора рабочей жидкости повышенного давления. Размер гидравлического аккумулятора выбирают таким, чтобы обеспечить, по меньшей мере, один полный цикл открытия или закрытия затвора в ЗПУ 3.
Скважинная установка (вариант 2) содержит НКТ 1, по меньшей мере, один пакер 2, электрический кабель 6, одно или несколько ЗПУ 3, устройство управления 4, расположенное на устье, и, по меньшей мере, один или несколько погружных напорных насосов 9, по меньшей мере, один ПЭД 5, закрепленный на НКТ 1 или на погружном напорном насосе, при этом ПЭД 5 посредством электрического кабеля 6 соединен с устройством управления 4.
Пакер 2 представляет собой герметизирующее отсекательное скважинное гидравлическое или гидромеханическое, или механическое устройство, в том числе дистанционно управляемое, многоразового действия пакер, выполненный с возможностью гидромеханического ЗПУ.
ЗПУ 3 представляет собой перекрывающее перепускное устройство электрического, механического, электромеханического, гидравлического, гидромеханического, электрогидравлического и других известных исполнений.
Электрический кабель 6 представляет собой кабель с электропроводящей жилой и служит для связи и питания ПЭД 5 и измерительных приборов 12.
Устройство управления 4 с устья осуществляет управление работой ПЭД 5, изменяя в автоматическом режиме или в заданном режиме напряжение или ток в силовом питающем электрическом кабеле 6, и, соответственно, осуществляет управление работой ЗПУ 3 посредством ПЭД 5, представляет собой станцию управления с контроллером, регулирующим в заданном режиме параметры ПЭД 5, например электрическую мощность, напряжение, частоту.
ПЭД 5 представляет собой, например, погружной асинхронный электродвигатель с трехфазным маслозаполненным двухполюсным короткозамкнутым ротором, погружной магнитоэлектрический двигатель, погружной вентильный индукторный электропривод и другие и закреплен на НКТ 1 или на погружном добывающем или закачивающем напорном насосе 9 и соединен с ЗПУ 3. ПЭД 5 предназначен для регулирования ЗПУ 3.
Кроме того, ПЭД 5 обеспечивает работу погружного напорного насоса 9 и/или регулирование ЗПУ 3, например электрическое ЗПУ 3 периодически разъединяют или соединяют с валом ПЭД 5 посредством воздействия электрического импульса, переданного по электрическому кабелю 6, что позволяет ПЭД 5 сочетать кратковременное регулирование ЗПУ 3 на открытие или закрытие затвора и постоянную работу погружного напорного насоса 9.
Соединение ПЭД 5 и ЗПУ 3 представляет собой непосредственное соединение, например ПЭД 5 и ЗПУ 3 имеют общий вал, или соединение посредством съемных соединительных элементов, например муфтами, болтами, гайками, штифтами, накладными и прижимными вставками, или посредством механизмов, например, редуктором, цепной передачей, напорных насосов, по меньшей мере, с одним напорным каналом, воздействующих и приводящих в работу ЗПУ 3 от ПЭД 5.
Соединение ПЭД 5 с ЗПУ 3 представляет собой подвижное размыкательное соединение, которое периодически соединяется или разъединяется, например, вследствие электрического импульса, при этом соединение дополнительно снабжено функцией дистанционно управляемого устройства сцепления вала ПЭД 5 с затвором ЗПУ 3, например электромагнитный размыкатель.
Погружной напорный насос 9 соединен с ПЭД 5, который посредством электрокабеля 6 соединен с устройством управления 4. Погружной напорный насос 9, управляемый ПЭД 5, предназначен для добычи или закачки флюида, для управления ЗПУ 3 и представляет собой электрический напорный насос, например УЭЦН, гидравлический напорный насос, по меньшей мере, с одним гидравлическим напорным каналом 8, электрогидравлический напорный насос, по меньшей мере, с одним напорным каналом 8.
Напорный канал 8 представляет собой гидравлический или иной напорный канал 8 в виде гибкого трубчатого соединения или трубчатого элемента постоянного или переменного сечения, например, гидравлический канал высокого давления, газовый канал высокого давления.
Гидравлический напорный канал 8 представляет собой грузонесущий, бронированный шлангокабель или трубку (металлическую или синтетическую из полиминерального материала, устойчивую к высокому давлению-напору), заполненный жидкостью или флюидом.
Газовый напорный канал 8 представляет собой трубку или грузонесущий, бронированный шланг, заполненный газом.
При размещении в одном корпусе ЗПУ 3 и ПЭД 5 вал ПЭД 5 приводит в действие исполнительный механический или электрический механизм, который управляет перемещением затвора или перекрывающим механизмом в ЗПУ 3.
Для добычи флюида из скважины при использовании одного погружного гидравлического напорного насоса 9 и одного ПЭД 5, ПЭД 5 управляет погружным гидравлическим напорным насосом 9 и гидромеханическим, гидравлическим или гидроэлектрическим ЗПУ 3 посредством гидравлического напорного канала 8.
Для закачки жидкости в нагнетательную скважину при использовании одного погружного напорного насоса 9, например УЭЦН, и одного ПЭД 5, ПЭД 5 управляет погружным напорным насосом 9 и одновременно управляет гидроэлектрическим или электрическим ЗПУ 3. ПЭД 5 приводит в действие погружной гидравлический напорный насос 9, на выкиде которого установлен гидравлический напорный канал 8, передающий напор-давление, изменяющиеся во времени, для управления режимом работы ЗПУ 3.
Погружной добывающий или закачивающий напорный насос 9 представляет собой электрогидравлический или электрический, электроцентробежный, диафрагменный, вихревой, мультифазный или другой погружной напорный насос, соединенный и работающий под действием ПЭД, например УЭЦН, УЭВН, ЭДН.
Погружной напорный насос 9 в виде электрического или гидравлического, или электрогидравлического напорного насосов и ПЭД 5 расположены в одном корпусе или в разных корпусах.
ПЭД 5 и погружной напорный насос 9, а также ЗПУ 3 представляют собой устройства односекционного или многосекционного исполнения.
При односекционном исполнении, когда один ПЭД 5 или несколько ПЭД 5 расположены в одном корпусе с напорным насосом 9 и/или с ЗПУ 3, ПЭД 5 предназначены для управления работой ЗПУ 3 и погружным напорным насосом 9, при этом питание ПЭД 5 осуществляется от станции управления 4.
При многосекционном исполнении, когда один ПЭД 5 или несколько ПЭД 5 установлены вне корпуса погружного напорного насоса 9, ПЭД 5 предназначен для управления работой ЗПУ 3 и и погружным напорным насосом 9, а питание электрического ЗПУ 3 осуществляют непосредственно от ПЭД 5.
Скважинная установка включает в себя одну или несколько разновидностей погружных напорных насосов 9.
При наличии в скважинной установке одного гидравлического погружного напорного насоса 9, одного ПЭД 5 и одного электрогидравлического или гидромеханического, или гидравлического ЗПУ 3 скважинная установка одновременно осуществляет добычу флюида или закачку рабочего агента и гидравлическое управление режимами работы ЗПУ 3, посредством гидравлического погружного напорного насоса 9 с напорным каналом 8, при этом гидравлический напорный канал 8 присоединяют к НКТ 1 на выкиде гидравлического погружного напорного насоса 9, например сверху УЭЦН.
При наличии в скважинной установке двух и более гидравлических погружных напорных насосов 9, двух и более ПЭД 5, двух и более электрогидравлических или гидромеханических, или гидравлических ЗПУ 3 один гидравлический погружной напорный насос 9 посредством ПЭД 5 осуществляет подъем флюида на поверхность или закачку рабочего агента, а другой или другие гидравлические погружные напорные насосы 9 посредством ПЭД 5 управляют электрогидравлическим, гидромеханическим и/или гидравлическим ЗПУ 3, при этом питание и регулирование ЗПУ 3 и ПЭД 5 осуществляют от одного общего электрического кабеля 6.
При наличии в скважинной установке одного электрогидравлического или гидромеханического, или гидравлического ЗПУ 3, одного погружного напорного электрогидравлического насоса 9 и одного ПЭД 5, ПЭД 5 одновременно регулирует режимом работы ЗПУ 3 и работой электрогидравлического погружного напорного насоса 9, осуществляя добычу флюида или закачку рабочего агента.
Давление, которое передают по гидравлическому напорному каналу 8, соединяющему электрогидравлическое или гидромеханическое, или гидравлическое ЗПУ 3 с выкидом электрогидравлического погружного напорного насоса 9, регулирует работу ЗПУ 3.
Скважинная установка дополнительно снабжена: механическим исполнительным устройством в виде редуктора или цепной передачи 10; исполнительным механизмом в виде плунжерной пары или поршневой пары с функциями гидравлического напорного насоса с гидравлическим напорным каналом, который приводят в действие с помощью ПЭД 5; по меньшей мере, одним двухтрубным 11 или трехтрубным лифтами, в том числе съемном исполнении, и обеспечивающими перепуск газа или флюида, или разнонаправленное движение флюида в скважине; телеметрической системой, соединенной с электропогружным двигателем 5 и выполненной с возможностью управления и передачи информации по проводной или непроводной связи через ПЭД 5; по меньшей мере, одним измерительным прибором 12, в том числе геофизическим, обеспечивающим измерение скважинных параметров; по меньшей мере, одним посадочным устройством 13, например карманом скважинной камеры, расположенным на НКТ 1 и обеспечивающим размещение в нем газлифтных клапанов, регуляторов или измерительных приборов; по меньшей мере, одним перепускным устройством 14 в виде перфорированной трубы или муфты с отверстиями, расположенным в НКТ 1 и обеспечивающим перепуск флюида на прием погружного добывающего насоса 9; по меньшей мере, одним автономным перепускным клапаном или регулятором 15, расположенным в посадочном устройстве 13 при съемном исполнении или на НКТ 1 при несъемном исполнении и обеспечивающим регулировку перепускаемого через них флюида; по меньшей мере, одним реперным элементом 16, например, в виде патрубка или участка трубы заданной длины, расположенным на НКТ 1 при несъемном исполнении, или, например, в виде накладок, вставок, радиоактивного либо намагниченного элементов, расположенных в посадочном устройстве 13, при съемном исполнении, обеспечивающим использование глубинных геофизических измерительных приборов 12 для точной привязки его и отдельных элементов скважинной установки к разрезу скважины; по меньшей мере, одним опрессовочным элементом 17, расположенным на НКТ 1 и обеспечивающим опрессовку НКТ 1; разъединителем колонн 18, расположенным на НКТ 1 и обеспечивающим разъединение НКТ 1; центратором 19, закрепленным на НКТ 1 и обеспечивающим центрирование глубинных измерительных приборов 12, регуляторов 15 относительно НКТ 1 для возможности их безаварийного спуска, для предотвращения повреждений и задиров о муфты или о другие сужения НКТ 1 и скважинной установки; погружным блоком управления, обеспечивающим накопление и передачу данных с глубинных измерительных приборов 12, не ограничивающим функциями контроллера и устройства для связи с фильтрованием, идентификацией, усилением и кодированием передаваемого сигнала.
Механическое исполнительное устройство 10 в виде редуктора или цепной передачи установлено на выходном валу ПЭД 5, обеспечивая жесткое соединение ПЭД 5 с электромеханическим или с механическим ЗПУ 3, его приводят в действие электрическим импульсом от ПЭД 5, периодически подключая или отключая его сцепление с выходным валом ПЭД 5, то есть механическому исполнительному устройству 10 дают электрический импульс для соединения его с выходным валом ПЭД 5, без отключения ПЭД 5, при этом режимом работы ПЭД 5 управляют с устья со станции управления 4.
ПЭД 5 механически соединен с гидромеханическим, электрогидравлическим ЗПУ 3 посредством механического исполнительного устройства, например редуктора 10.
Погружной напорный насос 9 соединен с ПЭД 5 посредством общего вала или механического исполнительного устройства, например гидропресса, редуктора 10.
Редуктор 10 представляет собой, например, механический редуктор, червячный редуктор, червячно-зубчатый редуктор, конически-цилиндрический редуктор и др.
Плунжерная или поршневая пары, например, в виде домкрата, гидропресса установлены на выходном валу ПЭД 5 и обеспечивают жесткое соединение ПЭД 5 с гидравлическим, электрогидравлическим, гидромеханическим ЗПУ 3.
ПЭД 5 соединен с ЗПУ 3 электрически посредством электрического кабеля 6, механически посредством выходного вала ПЭД 5 или механического исполнительного устройства 10, гидравлически посредством гидравлического исполнительного механизма 7.
Гидромеханическое ЗПУ 3 соединено механически или гидравлически с ПЭД 5 посредством выходного вала ПЭД 5, механического исполнительного устройства, например редуктора 10, или гидравлического напорного погружного насоса 9 с гидравлическим напорным каналом 8.
Электромеханическое ЗПУ 3 соединено электрическим кабелем 6 или механически с ПЭД 5 посредством выходного вала ПЭД 5 или механического исполнительного устройства, например редуктора 10.
Электрогидравлическое ЗПУ 3 соединено электрическим кабелем 6 или гидравлически с ПЭД 5 посредством выходного вала ПЭД 5 или гидравлического напорного погружного насоса 9 с гидравлическим напорным каналом 8.
Электрическое ЗПУ 3 периодически разъединяют или соединяют с выходным валом ПЭД 5 посредством воздействия электрического импульса, переданного по электрическому кабелю 6, что позволяет сочетать кратковременную работу ЗПУ 3 на открытие или закрытие затвора с постоянно работающим ПЭД 5.
Гидравлическое, электрогидравлическое, или гидромеханическое ЗПУ 3 приводят в действие и регулируют с помощью ПЭД 5 через погружной гидравлический напорный насос 9, по меньшей мере, с одним гидравлическим напорным каналом 8, при этом гидравлический напорный насос 9 соединен с электрогидравлическим, с гидромеханическим или с гидравлическим ЗПУ 3 посредством гидравлического напорного канала 8.
Телеметрическая система состоит из глубинных измерительных приборов 12 и станции управления 4, которая посредством электрокабеля 6 соединена с ПЭД 5, и выполняет функции контроля за работой ЗПУ 3, передачи данных с глубинных измерительных приборов 12 по электрическому кабелю 6 на станцию управления 4 для предоставления оператору или пользователю, а также выполняет функцию управления режимами работы ПЭД 5 и, соответственно, режимом работы ЗПУ 3.
Телеметрическая система соединена с ПЭД 5 погружного напорного электронасоса 9, например, в виде УЭЦН, посредством электрического кабеля 6 для связи и питания.
Погружной напорный насос 9 в виде электрического или гидравлического, или электрогидравлического напорного насосов и ПЭД 5 расположены в одном корпусе или в разных корпусах.
Погружной напорный насос 9 в виде электрического или гидравлического, или электрогидравлического напорного насосов, ЗПУ 3 и ПЭД 5 расположены в одном корпусе или в разных корпусах.
Исполнительное механическое устройство 10 и ПЭД 5 расположены в одном корпусе или в разных корпусах. Исполнительное механическое устройство 10, ЗПУ 3 и ПЭД 5 расположены в одном или в разных корпусах.
Исполнительное механическое устройство 10 и ЗПУ 3 расположены в одном корпусе или в разных корпусах.
Устройство управления 4 осуществляет управление работой погружного электродвигателя 5, изменяя в автоматическом режиме или в заданном режиме напряжение или ток в силовом питающем электрическом кабеле 6, и, соответственно, осуществляет управление работой ЗПУ 3 с устья непосредственно посредством ПЭД 5, который, изменяя обороты и крутящий момент, приводит в действие ЗПУ 3, например, в виде клапана, гидравлического регулятора с затвором, перекрывающим перепускное отверстие 21, или посредством исполнительного механического устройства, например, редуктора 10 или гидравлического напорного насоса 9 с гидравлическим напорным каналом 8. Устройство управления 4 представляет собой отдельную станцию управления или общую станцию управления с погружным добывающим или закачивающим напорным насосом 9, например УЭЦН, и включает в себя станцию управления с контроллером, регулирующим в заданном режиме электрическую мощность, напряжение, частоту и другие параметры и осуществляющим накопление и передачу информации с глубинных датчиков измерительных приборов 12.
Электрический кабель 6 служит для связи и питания ПЭД 5 и измерительных приборов 12, при этом питание и регулирование ЗПУ 3, электронными приборами 12 и ПЭД 5 осуществляют от одного или разных электрических кабелей 6.
Электронным геофизическим прибором или приборами 12 позволяют дополнительно осуществлять геофизические исследования и мониторинг глубинных параметров при одновременно-раздельной добыче или закачке из несколько эксплуатационных объектов 20.
Скважинная установка (вариант 1) работает следующим образом.
Скважинную установку для фонтанной добычи, например, с одним гидравлическим ЗПУ 3, с одним ПЭД 5 со станцией управления 4, кабелем для связи 6, с гидравлическим исполнительным устройством в виде гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8 и одним пакером 2 (фиг.1) спускают в скважину на НКТ 1 для ее перевода на дистанционо-регулируемый фонтанный способ добычи.
Затем пакеруют пакер 2, устанавливают устьевую арматуру (на фиг. не показано) и запускают фонтанную скважину в эксплуатацию, например, для добычи скважинного флюида из одного объекта 20.
Со станции управления 4 подают ток с заданным напряжением посредством проводной связи по электрическому кабелю 6 на ПЭД 5, который, изменяя свой режим работы, управляет работой ЗПУ 3 посредством гидравлического исполнительного устройства в виде гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8 с возможностью воздействия высокого давления на работу ЗПУ 3.
Регулирование режимом работы ПЭД 5 осуществляют дистанционно с поверхности посредством управления напряжением и током со станции управления 4 в режиме реального времени, в том числе с возможностью настройки телеметрической системы на включение-отключение в зависимости от заданных глубинных параметров, передаваемых с глубинных измерительных приборов 12.
Периодически в режиме реального времени открывая, закрывая или частично перекрывая перепускное отверстие или перепускные отверстия 21, в ЗПУ 3 выбирают оптимальный режим фонтанирования скважины.
Данную скважинную установку применяют также для закачки рабочего агента в пласт 20, аналогично тому, как осуществляют регулирование режимом фонтанирования, регулируют и режим закачки рабочего агента.
Скважинную установку, например, для одновременно-раздельной закачки рабочего агента, с двумя гидравлическими ЗПУ 3, с одним ПЭД 5, с гидравлическим исполнительным устройством, например, в виде гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8, с разъединителем колонн 18, с измерительными приборами 12 и двумя пакерами 2 спускают в скважину на НКТ 1. После чего пакеруют пакер 2, устанавливают устьевую арматуру и запускают нагнетательную скважину в эксплуатацию с тремя объектами 20.
Со станции управления 4 подают ток с заданным напряжением по электрическому кабелю 6 на ПЭД 5, который приводит в действие гидравлический исполнительный механизм 7, создающий в гидравлическом напорном канале 8 высокое давление, которое управляет работой гидравлическим ЗПУ 3.
Изменяя режим работы ПЭД 5, регулируют работу напорного гидравлического исполнительного механизма 7, который регулирует работу ЗПУ 3. При этом ПЭД 5 соединен с ЗПУ 3 посредством гидравлического исполнительного механизма в виде напорного гидравлического насоса 7, по меньшей мере, с одним напорным гидравлическим каналом 8.
Например, если механический исполнительный механизм представлен плунжерной или поршневой парой, например домкратом, гидропрессом, то поршень или плунжер передвигают с помощью выходного вала ПЭД 5, изменяя давление внутри камеры и в гидравлической системе и, соответственно, в ЗПУ 3, где перемещают запорно-перепускные элементы, регулирующие объем и скорость перепускаемого через них флюида или технологической жидкости. Если гидравлический исполнительный механизм представлен гидравлическим напорным насосом 7, по меньшей мере, с одним напорным гидравлическим каналом 8, то ПЭД 5 приводит в действие напорный гидравлический насос 7, который повышает давление в гидравлическом напорном канале 8 и, соответственно, в ЗПУ 3, перемещая его запорно-перепускные элементы, регулирующие объем и скорость перепускаемого через них флюида или рабочего агента.
Процесс закачки рабочего агента регулируют с помощью телеметрической системы, включающей устьевую станцию управления 4 и глубинные измерительные приборы 12. Со станции управления 4 подают электрический сигнал по электрическому кабелю 6 и запускают ПЭД 5, который приводит в действие гидравлический исполнительный механизм 7, отвечающий за работу ЗПУ 3. Для этого он переводит ЗПУ 3 периодически в состояние закрыто или открыто, например, посредством перемещения затвора в ЗПУ 3.
Регулирование режимом работы ПЭД 5 осуществляют дистанционно с поверхности посредством управления напряжением и током со станции управления 4 в режиме реального времени, в том числе с возможностью настройки телеметрической системы с обратной связью на автоматическое включение или отключение в зависимости от заданных глубинных параметров, передаваемых с глубинных измерительных приборов 12.
Периодически поочередно в режиме реального времени открывая, закрывая или частично перекрывая перепускное отверстие или перепускные отверстия 21 в ЗПУ 3 выбирают оптимальный режим закачки.
Аналогично регулированию закачкой в скважину рабочего агента регулируют фонтанную добычу с помощью ЗПУ 3 (фиг.2).
Скважинную установку с двумя ЗПУ 3, с одним ПЭД 5 со станцией управления 4, электрическим кабелем 6, с гидравлическим исполнительным устройством в виде гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8 и с двумя пакерами 2 спускают в нагнетательную скважину на НКТ 1 на заданное расстояние. После этого пакеруют пакеры 2 и запускают скважину в эксплуатацию под закачку одновременно-раздельно в два объекта 20. При этом станцией управления 4 дистанционно регулируют режим работы ПЭД 5, который приводит в действие гидравлический исполнительный механизм в виде напорного гидравлического насоса 7, воздействующего на ЗПУ 3. Причем  ЗПУ 3 настроены на определенное давление, открытие, закрытие или частичное открытие с заданным диаметром штуцирующего перепускного отверстия 21.
Например, нижний ЗПУ 3, регулируют давлениями в диапазоне 8-10 МПа, а верхний ЗПУ 3 срабатывает на давлениях в диапазоне 15-20 МПа. Дистанционно в режиме реального времени регулируя мощность подаваемого тока по электрическому кабелю 6 на ПЭД 5, управляют работой гидравлического напорного насоса 7 и ЗПУ 3, соответственно, режимом работы нагнетательной скважины в целом.
Скважинную установку для газлифтной добычи с одним ПЭД 5, с измерительным прибором 12, с одним ЗПУ 3 с электрическим фиксатором затвора в едином корпусе с ПЭД 5 для регулированной подачи газа из нижнего пласта и измерительными приборами 12, с механическим исполнительным устройством в виде редуктора 10, с посадочной камерой 13, с одним пакером 2, с верхним автономным регулятором 15, расположенным в посадочном устройстве 13, спускают в газлифтную скважину на НКТ 1 на заданное расстояние.
Затем пакеруют пакер 2 и запускают скважину в эксплуатацию, при этом объем газа, поступающего в скважину из нижнего пласта 20, регулируют с помощью ЗПУ 3, который приводят в действие редуктором 10 от ПЭД 5 (фиг.3).
Скважинную установку для газлифтной добычи с двухтрубным лифтом 11, с двумя ЗПУ 3, с принудительной подачей газа с устья на верхний перепускной клапан 15 автономного действия, с одним ПЭД 5 с гидравлическим исполнительным устройством в виде гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8 для воздействия на гидравлическое ЗПУ 3, с измерительными приборами 12, с центратором 19 и разъединителем колонн 18 спускают в скважину на НКТ 1 на заданное расстояние. После чего пакеруют пакеры 2, устанавливают арматуру и запускают скважину в эксплуатацию, при этом объем газа, поступающего в скважину с устья, регулируют газлифтным перепускным клапаном 15, а приток флюида из нижнего пласта 20 регулируют с помощью ЗПУ 3, который приводится в действие гидравлическим напорным насосом 7 от ПЭД 5 (фиг.4).
Скважинную установку для струйной добычи с одним ЗПУ 3, с двухтрубным лифтом 11, со струйным насосом 9, который управляют с устья посредством устройства управления 4, и с ПЭД 5 в одном корпусе с гидравлическим исполнительным устройством в виде гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8 для воздействия на ЗПУ 3, с опресовочным элементом 17, с реперным элементом 16, с пакером 2, с разъединителем колонн 18, спускают в скважину на НКТ 1 на заданное расстояние. Затем пакеруют пакеры 2 и запускают скважину в эксплуатацию, при этом объем добываемого флюида из пласта 20 регулируют с помощью ЗПУ 3, который приводится в действие напорным гидравлическим насосом 7, выполненным в одном корпусе с ПЭД 5 (фиг.5).
Скважинную установку для одновременно-раздельной добычи из двух пластов с двумя ЗПУ 3, расположенными в посадочном устройстве 13, с гидравлическим исполнительным устройством в виде гидравлического напорного насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8, с одним ПЭД 5 для управления ЗПУ 3 посредством напорного гидравлического насоса 7 с гидравлическим напорным каналом 8, с одним погружным напорным добывающим насосом в виде штангового глубинного насоса 9 (ШГН), с измерительными приборами 12, с перепускными устройствами 14, с двухтрубным лифтом 11 в хвостовике ШГН 9 и с 4-мя пакерами 2, в том числе двумя межтрубными и двумя затрубными пакерами, спускают в скважину на НКТ 1 на заданное расстояние.
После чего пакеруют пакеры 2 и запускают скважину в эксплуатацию, при этом процесс добычи скважинного флюида производят насосом ШГН 9, а гидравлическим исполнительным устройством 7 и ПЭД 5 производят дистанционное управление ЗПУ 3 в режиме реального времени со станции управления 4 путем периодического открытия или закрытия перепускных отверстий 21 в ЗПУ 3. Причем станция управления 4 дистанционно управляет режимом работы ПЭД 5, который приводит в действие напорный гидравлический насос 7 с напорным гидравлическим каналом 8, воздействующий на ЗПУ 3. При этом ЗПУ 3 настроены на определенное давление, осуществляющее открытие или закрытие, или частичное открытие перепускного отверстия 21 с заданным диаметром. Например, нижний ЗПУ 3 срабатывает на давлении в диапазоне 8-10 МПа, а верхний ЗПУ 3 срабатывает на давлениях в диапазоне 15-20 МПа.
Дистанционно в режиме реального времени регулируя мощность подаваемого тока по электрическому кабелю 6 на ПЭД 5, регулируют работу напорного гидравлического насоса 7 и ЗПУ 3, соответственно, работу добывающей скважины в целом (фиг.6).
Скважинная установка (вариант 2) работает следующим образом.
Скважинную установку с пакером 2, с двумя ПЭД 5, с двумя напорными погружными насосами 9, один из них в виде добывающего УЭЦН 9 расположен в одном корпусе с ПЭД 5, второй напорный погружной гидравлический насос 9 предназначен для регулирования ЗПУ 3, с гидравлическим ЗПУ 3, расположенным в посадочном месте 13, спускают в скважину на НКТ 1 на заданное расстояние.
После чего пакеруют пакеры 2 и запускают скважину в эксплуатацию, осуществляют откачку скважинного флюида напорным добывающим насосом в виде УЭЦН 9, при этом с помощью второго ПЭД 5 регулируют ЗПУ 3 в режиме реального времени путем периодического открытия или закрытия перепускных отверстий 21 (фиг.7).
Скважинную установку спускают на заданное расстояние в скважину на НКТ 1 с пакером, с двумя ПЭД 5, с добывающим напорным насосом в виде УЭЦН 9, с двумя ПЭД 5, УЭЦН 9 расположен в одном корпусе с ПЭД 5, другой ПЭД 5 через исполнительный механизм в виде цепной передачи 10 соединен с ЗПУ 3 в виде механического клапана в пакере 2, находящегося в положении «закрыто». После чего запускают скважину в эксплуатацию, осуществляют откачку скважинного флюида напорным добывающим насосом в виде УЭЦН 9, при этом флюид добывают только с верхнего пласта 20, поскольку пакерное механическое поворотного действия ЗПУ 3 находится в положении «закрыто». С устья со станции управления 4 регулируют работу ПЭД 5, который через цепную передачу 10 связан с пакерным ЗПУ 3 поворотного действия (фиг.8).
Скважинную установку спускают на заданную глубину в скважину на НКТ 1 с одним пакером 2, разъединителем колонн 18, электронасосом 9, с двумя ПЭД 5, с электрическим кабелем 6, при этом один ПЭД 5 через гидравлический напорный насос 9 с гидравлическим напорным каналом 8 соединен с гидромеханическим ЗПУ 3, после чего пакеруют пакер 2 (фиг.11-13).
Подключают проводную связь в виде электрического кабеля 6 к станции управления 4. Далее подают электрический ток со станции управления 4 через электрический кабель 6 на верхний ПЭД 5 с добывающим насосом 9 в виде УЭЦН и на другой ПЭД 5, который соединен с гидравлическим напорным насосом 9 с гидравлическим напорным каналом 8 и управляет ЗПУ 3. При этом ПЭД 5, выполненный в составе отдельной секции УЭЦН 9, запускает в работу электроцентробежный добывающий насос УЭЦН 9 для добычи скважинного флюида из двух объектов 20, а нижний ПЭД 5 приводит в действие гидравлический напорный насос 9, который создает высокое давление в гидравлическом напорном канале 8 и, соответственно, в ЗПУ 3, осуществляя перевод ЗПУ 3 в состояние «открыто» или «закрыто».
В процессе добычи флюида дистанционно со станции управления 4 регулируют режим работы ПЭД 5, который приводит в действие напорный гидравлический насос 9 для создания высокого давления в гидравлическом напорном канале 8, для установления ЗПУ 3 в состояние «закрыто» или «открыто». Регулирование режимом работы нижним ПЭД 5 осуществляют в режиме реального времени с поверхности посредством управления напряжением и током с устройства управления 4.
Периодически в режиме реального времени открывая или закрывая перепускное отверстие или перепускные отверстия 21 в ЗПУ 3, изменяя давления в гидравлическом напорном канале 8, осуществляют периодически раздельное или совместное подключение обоих объектов 20 к разработке и извлечению из них флюида. ЗПУ 3 приводят в действие с помощью рабочей жидкости гидравлической системы гидравлического напорного канала 8, давление которой регулируют с помощью гидравлического напорного насоса 9. Например, повышая давление в гидравлическом напорном насосе 9, гидравлическом напорном канале 8 и в ЗПУ 3 закрывают или открывают перепускное отверстие или перепускные отверстия 21.
Погружным электрическим добывающим насосом УЭЦН 9 добывают флюид из скважины.
В отличие от верхнего ПЭД 5 с добывающим электрическим насосом 9, с большей мощностью, нижний ПЭД 5 работает с ограниченным питанием и малой потребляемой мощностью, который эпизодически периодически и кратковременно приводит в действие напорный гидравлический насос 9 для регулирования и управления ЗПУ 5.
Скважинная установка позволяет дополнительно осуществлять одновременно-раздельную закачку рабочего агента или добычу флюида из нескольких эксплуатационных объектов, например, для добычи жидкой среды из двух объектов 20, изображенные на фиг.7-14, используют для периодического включения или отключения из эксплуатации нижнего пласта 20.
При этом на фиг.7, 11-13 используют гидравлическое ЗПУ 3, а на фиг.8, 9, 10-14 - ЗПУ 3 выполнено с надувными уплотнительными манжетами, гидромеханическими ЗПУ 3 с гидроцилиндрами, воздействующими и распирающими уплотнительные манжеты и механическими поворотного действия многоразовые пакера 2 с временной герметизацией межтрубного пространства.
Скважинная установка на фиг.9 добывает флюид одновременно из двух пластов 20 посредством пакерного механического поворотного действия ЗПУ 3, который находится в положении «открыто». ПЭД 5 расположен в одном корпусе с УЭЦН 9 и управляет работой редуктора 10, связанного с пакерным механическим поворотного действия ЗПУ 3, при этом редуктор 10 поворачивает затвор ЗПУ 3, который открывает или закрывает перепускное отверстие 21.
Скважинная установка на фиг.10 добывает флюид только с верхнего пласта 20, поскольку пакерное механическое поворотного действия ЗПУ 3 находится в положении «закрыто». С устья со станции управления 4 регулируют работу ПЭД 5 и, соответственно, работу погружного электрического добывающего насоса 9 в виде УЭЦН, при этом ПЭД 5 посредством редуктора 10 связан с пакерным механическим поворотного действия ЗПУ 3 и управляет его работой.
Скважинные установки на фиг.11-12 добывают флюид одновременно - раздельно или поочередно из двух пластов 20.
Скважинную установку с погружным электрическим добывающим насосом в виде УЭЦН 9, с тремя ПЭД 5, один из которых расположен в одном корпусе с УЭЦН 9, два других ПЭД 5 соединены соответственно с гидравлическим и с механическим ЗПУ 3, с расположенным на НКТ 1 разъединителем колонн 18 и пакером 2. Средний и верхний ПЭД 5 посредством электрического кабеля 6 соединены между собой, а верхний ПЭД 5 посредством электрического кабеля 6 соединен со станцией управления 4, одновременно осуществляющей регулирование работой среднего и верхнего ПЭД 5 и дистанционное регулирование работой нижнего ПЭД 5, который соответственно регулирует ЗПУ 3 в виде механического многоразового пакера поворотного действия.
Добычу осуществляют только из нижнего пласта 20 (фиг.11), когда нижние ЗПУ 3 в виде механического многоразового пакера поворотного действия находится в положении «закрыто». Добычу осуществляют одновременно из двух пластов 20 (фиг.12), когда нижние ЗПУ 3 в виде механического многоразового пакера поворотного действия и гидравлическое верхнее ЗПУ 3 с гидравлическим напорным каналом 8 находятся в положении «открыто».
Скважинную установку с погружным электрическим добывающим насосом в виде УЭЦН 9, с двумя ПЭД 5, один из которых расположен в одном корпусе с УЭЦН 9, другой ПЭД 5 соединен с погружным гидравлическим напорным насосом 9 с гидравлическим напорным каналом 8, с одним разъединителем колонн 18, одним пакером 2, репером 16, с электрическим кабелем 6, с одним гидромеханическим ЗПУ 3 пакерного типа для периодического отсечения верхнего пласта 20 и ЗПУ 3, расположенного в посадочном устройстве 13.
ПЭД 5 управляет гидравлическим напорным насосом 9 с гидравлическим напорным каналом 8, соединенным с нижним гидромеханическим ЗПУ 3 пакерного типа для периодического отсечения верхнего пласта 20 и ЗПУ 3. Скважинная установка предназначена для одновременно-раздельной и поочередной эксплуатации двух пластов 11 (фиг.13).
Наиболее сложная схема скважинной установки представлена на фиг.14 с двумя погружными напорными насосами 9, с двумя ПЭД 5, один из них расположен в одном корпусе с добывающим электронасосом 9 типа УЭЦН, второй ПЭД 5 управляет вторым погружным напорным гидравлическим насосом 9 с гидравлическим напорным каналом 8, с двумя гидромеханическими ЗПУ 3, с электрическим кабелем 6, с измерительными приборами 12, с двумя двухтрубными лифтами 11 над и под УЭЦН 9 и с пакерующими трубными и межтрубными пакерами 2.
Данная скважинная установка предназначена для одновременно-раздельной и поочередной эксплуатации двух пластов 20 с возможностью изоляции верхнего интервала негерметичности или отработанного и обводнившегося верхнего пласта 20. В процессе добычи периодически в режиме реального времени дистанционно со станции управления 4, отправляя сигнал по электрическому кабелю 6, управляют работой ПЭД 5, который производит открытие или закрытие перепускного отверстия 21 в ЗПУ 3, путем воздействия ПЭД 5 через гидравлический напорный насос 9 с гидравлическим напорным каналом 8 на перемещение затвора ЗПУ 3.
При этом регулирование режимом работы ПЭД 5 осуществляют дистанционно с поверхности посредством управления напряжением и током со станции управления 4 в режиме реального времени.
Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными техническими решениями позволяет повысить надежность работы скважины, в том числе, добывающей, нагнетательной, насосной, фонтанной и газлифтной, и повысить эффективность регулирования добычи флюида или закачки рабочего агента в процессе эксплуатации одного или нескольких пластов в скважине за счет эффективного регулирования запорно-перепускным устройством, в том числе дистанционно регулируемыми и дистанционно управляемыми, посредством погружного электродвигателя с заданной мощностью, что позволяет уменьшить потери электрической мощности при передаче электромагнитных сигналов управления погружным электродвигателем, расположенным в скважине.
Кроме того, предложенные скважинные установки не требуют пропускания отдельного силового кабеля и напорных каналов с устья для запорно-перепускных устройств.