УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ В ПЛАСТ

Предложение относится к технике для добычи нефти, а именно к устройствам для закачки жидкости в пласт при его заводнении или нагнетания в него различных реагентов.
Известна установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство SU №283120, МПК 7 Е21В 43/00, 1967 г.), содержащая пакер, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом.
Недостатками данной установки являются:
во-первых, насосный агрегат находится в водной среде, что уменьшает срок работы деталей насоса в результате быстрого износа и коррозии;
во-вторых, с помощью такой установки невозможно закачивать в нефтяной пласт химически агрессивные реагенты, например кислоты (серную, азотную и др.).
Наиболее близким по технической сущности является установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство SU №729336, МПК 7 Е21В 43/00, опубликовано 25.04.1980 г.в бюл. №15), содержащая пакер, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом, при этом с целью повышения долговечности установки и приемистости скважины за счет циклической закачки жидкости, она снабжена установленными на колонне насосно-компрессорных труб нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, причем верхняя полость колонны насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом.
Недостатками данной установки являются:
во-первых, низкая эффективность работы установки, поскольку она работает только на одну скважину;
во-вторых, необходимо частое обслуживание установки, заключающееся в доливе и замене масла, из-за того, что на границе жидких фаз: «технологическая жидкость (масло)-закачиваемая жидкость (агрессивная среда)» происходит их непосредственный контакт и смешивание, что приводит к уменьшению объема масла в емкости, в связи с чем возрастают эксплуатационные затраты.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы установки и снижение эксплуатационных затрат.
Поставленная задача решается предлагаемой установкой для закачки жидкости в пласт, включающей основную скважину, вскрывшую нефтеносный и водоносный пласты,
пакер, станцию управления, колонну насосно-компрессорных труб, соединенную с насосом основным трубопроводом, емкость с датчиками уровня жидкости, связанную с насосом, причем колонна насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены технологической жидкостью, при этом колонна насосно-компрессорных труб оснащена нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера.
Новым является то, что установка снабжена дополнительной скважиной с дополнительными колонной насосно-компрессорных труб, нагнетательным и всасывающим клапанами, пакером и дополнительным трубопроводом, размещенными идентично основной скважине, при этом дополнительный трубопровод соединен с основным трубопроводом, при этом в основной и дополнительной колоннах насосно-компрессорных труб на границах «технологическая жидкость - закачиваемая жидкость» установлены, соответственно, основной и дополнительный разделители жидких фаз, имеющие возможность осевого перемещения.
На фигуре схематично изображена предлагаемая установка для закачки жидкости в пласт.
Установка для закачки жидкости в пласт включает основную 1 и дополнительную 2 скважины, вскрывшие водоносные 3; 3' и нефтеносные 4; 4' пласты, основной 5 и дополнительный 6 пакеры, основную 7 и дополнительную 8 колонны насосно-компрессорных труб и емкость 9, частично заполненные технологической жидкостью 10, основной 11 и дополнительный 12 трубопроводы.
Основная колонна насосно-компрессорных труб 7 оснащена основными нагнетательным 13 и всасывающим 14 клапанами, размещенными соответственно ниже и выше основного пакера 5. Дополнительная колонна насосно-компрессорных труб 8 оснащена основными нагнетательным 13' и всасывающим 14' клапанами, размещенными соответственно ниже и выше дополнительного пакера 6.
В основной 7 и дополнительной 8 колоннах насосно-компрессорных труб на границах технологическая жидкость - закачиваемая жидкость установлены, соответственно, основной 15 и дополнительный 16 разделители жидких фаз, например, выполненные в виде упругого элемента и имеющие возможность осевого перемещения.
Установка содержит также насос 17, соединенный с емкостью 9, сообщенной с атмосферой. На емкости 9 установлены датчики уровня жидкости 18 и 19, соответственно верхнего и нижнего уровней, подающие сигналы на станцию управления 20, регулирующую режим работы электродвигателя 21 насоса 17. Насос 17 и электродвигатель 21 выполнены реверсивными. Запорные элементы на фигуре не
обозначены. В качестве технологической жидкости 10 могут быть использованы, например, масло, нефть и другие, имеющие плотность меньше плотности пластовой воды.
Установка для закачки жидкости в пласт работает следующим образом.
Перед заполнением основной 7 и дополнительной 8 колонн насосно-компрессорных труб технологической жидкостью 10 в них устанавливают основной 15 и дополнительный 16 разделители жидких фаз, выполненные в виде упругого элемента, например эластичной пробки. После чего производят монтаж наземного оборудования как показано на фигуре, при этом сначала заполняют емкость 9 технологической жидкостью (маслом), а затем частично заполняют основную 7 и дополнительную 8 колонны насосно-компрессорных труб.
На фигуре показано положение жидкостей (закачиваемой жидкости и масла) в конце рабочего хода (нагнетания). При этом уровень масла в емкости 9 контролируется датчиком 19 нижнего уровня, который подает сигнал на станцию управления 20, переключающим вращение электродвигателя 21 насоса 17 на вращение, обратное предшествующему. При этом масло из основной 7 и дополнительной 8 колонн насосно-компрессорных труб через основной 11 и дополнительный 12 трубопроводы, соответственно, посредством насоса 17 откачивается в емкость 9, при этом происходит процесс всасывания закачиваемой жидкости (пластовой воды) из водоносных пластов 3 и 3', соответственно, основной 1 и дополнительной 2 скважин через соответствующие межколонный пространства 22 и 23, а также всасывающий клапан 14 основной скважины 1 и всасывающий клапан 14' дополнительной скважины 2, соответственно, в основную 7 и в дополнительную 8 колонны насосно-компрессорных трубы, причем нагнетательные клапана 13 и 13', соответственно основной 1 и дополнительной 2 скважин закрыты, а разделители фаз 16 и 17 поднимаются вверх, соответственно, по основной 7 и по дополнительной 8 колоннам насосно-компрессорных труб.
В конце цикла всасывания пунктирными линиями показано положение разделителей жидких фаз 16 и 17, соответственно, в основной 7 и в дополнительной 8 колоннах насосно-компрессорных труб. При достижении маслом верхнего уровня в емкости 9 датчик 18 верхнего уровня подает сигнал на станцию управления 20, который переключает электродвигатель 21 насоса 17 на противоположное вращение. С помощью насоса 17 происходит процесс нагнетания масла по основному 11 и дополнительному 12 трубопроводам, соответственно в основную 7 и дополнительную 8 колонны насосно-компрессорных труб, при этом разделители фаз 16 и 17 опускаются вниз соответственно по основной 7 и по дополнительной 8 колоннам насосно-компрессорных труб, продавливая жидкость через нагнетательный клапан 7 в нефтеносные пласты 4 и 4',
соответственно, при этом в основной 1 и дополнительной 2 скважинах, соответствующие нагнетательные клапаны 13 и 13' открыты, а всасывающие клапаны 14 и 14' закрыты.
При достижении маслом нижнего уровня в емкости 9 датчик 19 нижнего уровня реагирует и отправляет сигнал на станцию управления 20, который переключает электродвигатель 21 насоса 17 на противоположное вращение. В дальнейшем процесс повторяется в той же последовательности.
Линии раздела закачиваемой жидкости и масла в начале и в конце всасывания (нагнетания) определяют величину рабочего хода разделителя жидких фаз 15 и 16 соответственно основной 7 и дополнительной 8 колонн насосно-компрессорных труб.
Регулируя величину рабочего хода соответствующей установкой датчиков уровня 15 и 16, можно регулировать режим закачки, например частоту качений. В процессе всасывания электроэнергии затрачивается тем меньше, чем больше давление жидкости в межколонных пространствах 22 и 23, соответственно, основной 1 и дополнительной 2 скважин.
Если же давление жидкости в межколонных пространствах 22 и 23, соответственно, основной 1 и дополнительной 2 скважин к началу всасывания превосходит давление столба масла, то электродвигатель 21 вращается с опережением синхронной скорости и он работает в рекуперативном режиме с отдачей электроэнергии в промысловую сеть.
Предлагаемая установка для закачки жидкости в пласт эффективна в работе, поскольку одновременно может работать на две и более скважин, кроме того, разделители жидких фаз, установленные в основной и дополнительной колоннах насосно-компрессорных труб на границах технологическая жидкость - закачиваемая жидкость позволяют исключить смешивание жидких фаз и значительно снизить расход масла необходимого для работы установки, а также производить только периодический контроль за расходом масла в емкости, что значительно снижает эксплуатационные затраты и позволяет сэкономить материальные и финансовые средства.