НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ СКВАЖИНЫ
PUMP UNIT FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OPERATION OF TWO WELL FORMATIONS

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к насосным установкам для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) двух пластов скважины.
Известна насосная установка для ОРЭ двух разделенных пакером пластов скважины, содержащая колонну лифтовых труб, кабель, винтовой насос в верхнем кожухе с боковым входным каналом для сообщения его полости с надпакерным пространством, и электропогружной насос с электродвигателем в нижнем кожухе, сообщающимся с подпакерным пространством посредством хвостовика, причем выход электропогружного насоса связан через клапан и верхний кожух с колонной лифтовых труб [Патент РФ №2368764, Е21В 43/14, 2009]. Известна также насосная установка для ОРЭ двух разделенных пакером пластов скважины, содержащая колонну лифтовых труб, кабель, верхний штанговый насос с полой колонной штанг, заключенный в верхний кожух, который сообщен с колонной лифтовых труб и снабжен боковым каналом, соединяющим прием штангового насоса с надпакерным пространством, нижний электропогружной насос, помещенный в кожух, который сообщен с подпакерным пространством через хвостовик, при этом выход электропогружного насоса сообщен с верхним кожухом [Патент РФ №2291953, Е21В 43/14, 2005]. Кроме того, известна насосная установка для ОРЭ двух разделенных пакером пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, кабель, верхний электропогружной насос, вход которого сообщен с надпакерным пространством, а выход с колонной лифтовых труб, нижний электропогружной насос в кожухе, сообщающийся сверху через боковой канал и тройник с колонной лифтовых труб, а снизу через хвостовик с подпакерным пространством [Гречаник А.И. Первый в РФ опыт применения двухлифтовой концентрической системы УЭЦН-УЭЦН для одновременной раздельной добычи нефти на Усть-Тегусском месторождении // Производственно-технический семинар «Оптимизация добычи нефти. Практика применения технологий ОРЭ, ОРЗ и интеллектуализация скважин». Уфа, 2010].
Приведенные насосные установки имеют большие весогабаритные характеристики из-за размещения обоих погружных насосов или одного из них в кожухе, что усложняет монтаж установок на скважине и затрудняет выполнение спуско-подъемных операций.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух разделенных пакером пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, тройник, байпасную трубу, верхний и нижний насосный агрегат, каждый из которых включает установленные на валу электродвигатель, гидрозащиту, входной модуль и погружной (электроцентробежный) насос, при этом вход верхнего погружного (электроцентробежного) насоса сообщен с надпакерным пространством, а выход -через тройник с колонной лифтовых труб, а вход нижнего погружного (электроцентробежного) насоса сообщен с подпакерным пространством, а выход -через байпасную трубу и тройник с колонной лифтовых труб [Сабиров А.А., Ивановский В.И. Новые возможности компоновок для одновременно-раздельной эксплуатации с виртуальным расходомером// Инженерная практика. 2017. №5. С. 42-44].
Недостатком принятой за прототип насосной установки для ОРЭ двух пластов скважины является наличие байпасной трубы, прикрепленной снаружи к верхнему насосному агрегату. Из-за этого уменьшается габарит верхнего насосного агрегата, его производительность и производительность насосной установки в целом, а также усложняется монтаж последней на скважине.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание простой в конструктивном исполнении, технологичной в изготовлении и удобной при монтаже насосной установки для ОРЭ двух пластов скважины.
Указанный результат достигается тем, что в насосной установке для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов скважины, содержащей колонну лифтовых труб, верхний и нижний насосные агрегаты, состоящие из электродвигателя, гидрозащиты, входного модуля и погружного насоса, снабженных валами, пакер и байпасную трубу, сообщающую выход нижнего насосного агрегата с колонной лифтовых труб, согласно изобретению, в верхнем насосном агрегате электродвигатель, гидрозащита, входной модуль и погружной насос оснащены трубчатыми валами, которые выполняют функцию байпасной трубы.
Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображена предлагаемая насосная установка для ОРЭ двух пластов.
Заявляемая насосная установка для ОРЭ двух пластов включает верхний и нижний насосные агрегаты 1 и 2, подвешенные на колонне лифтовых труб 3 в скважине 4 напротив верхнего и нижнего пласта 5 и 6, которые отделены друг от друга пакером 7. В состав верхнего насосного агрегата 1 входит электродвигатель 8, гидрозащита 9, входной модуль 10 и погружной насос 11, оснащенные трубчатыми валами 12. Трубчатые валы 12 герметично соединены между собой, при этом их осевые отверстия образуют непрерывный проточный канал 13, проходящий через верхний насосный агрегат 1. Нижний насосный агрегат 2 содержит электродвигатель 14, гидрозащиту 15, входной модуль 16 и погружной насос 17, которые снабжены стандартными валами, не имеющими отверстия. Непрерывный проточный канал 13 в верхнем насосном агрегате 1 сообщает выход 18 из нижнего насосного агрегата 2 с колонной лифтовых труб 3, и таким образом трубчатые валы 12 исполняют роль байпасной трубы по аналогии с прототипом.
Насосная установка в приведенной на фиг.компоновке спускается на колонне лифтовых труб 3 в скважину 4 до занятия верхним и нижним насосным агрегатом 1 и 2 положения напротив соответственно верхнего и нижнего продуктивного пласта 5 и 6. После этого выполняется разобщение пластов 5 и 6 путем активирования пакера 7. Тип и характеристики погружных насосов 11 и 17 в верхнем и нижнем насосном агрегате 1 и 2 подбираются с учетом горногеологических условий пластов 5 и 6. При подаче питающего напряжения электродвигатели 8 и 14 в верхнем и нижнем насосном агрегате 1 и 2 приводятся во вращение, которое передается на погружные насосы 11 и 17. В результате пластовая жидкость засасывается из верхнего пласта 5 через входной модуль 10 в погружной насос 11, а из нижнего пласта 6 - через входной модуль 16 в погружной насос 17. Пластовая жидкость из погружного насоса 11 непосредственно попадает в колонну лифтовых труб 3. Из погружного насоса 17 пластовая жидкость оказывается в колонне лифтовых труб 3 после прохождения по непрерывному проточному каналу 13 в верхнем насосном агрегате 1. Пластовые жидкости из верхнего и нижнего пластов смешиваются в колонне лифтовых труб 3 и общим потоком выводятся на поверхность. Телеметрические системы (не показаны) осуществляют замер характеристик добываемой пластовой жидкости из верхнего и нижнего пластов и параметры работы верхнего и нижнего насосного агрегата. Гидрозащиты 9 и 15 предотвращают проникновение пластовой жидкости в электродвигатели 8 и 14 при температурных колебаниях, возникающих при их остановках, и тем самым повышают общую надежность погружной установки.
В заявляемой насосной установке для ОРЭ двух пластов скважины движение жидкости из нижнего насосного агрегата в колонну лифтовых труб происходит совсем иначе, чем в прототипе, а именно по непрерывному проточному каналу, образованному осевыми отверстиями трубчатых валов в составляющих верхнего насосного агрегата. Благодаря этому не требуется пространство под байпасную трубу, что позволяет иметь наружный диаметр верхнего насосного агрегата не меньше, а связанные с ним напорно-расходные характеристики не хуже, чем у нижнего насосного агрегата. Это положительно сказывается на характеристиках заявляемой насосной установки в целом, а также упрощает ее монтаж на скважине.