ПОГРУЖНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к установкам для добычи жидкости из скважин погружными насосами и может быть применена для добычи нефти из нефтяных скважин с осложненными условиями эксплуатации.
Известна погружная насосная установка для добычи жидкости из скважины, состоящая из двухстороннего погружного электродвигателя с верхней и нижней гидрозащитой, подпорного и основного насосов, хвостовика, спущенного в эксплуатационную колонну бокового ствола до уровня интервала перфорации и соединенного с приемом подпорного насоса, колонны насосно-компрессорных труб, имеет в верхней части хвостовика переводник, нижний конец которого выполнен в виде конуса, который обеспечивает посадку переводника в воронку, соединяющую эксплуатационные колонны основного и бокового стволов, при этом внешний диаметр верхней части переводника больше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны бокового ствола (Патент на полезную модель №112935, E21B 43/00. Погружная насосная установка для добычи жидкости из скважины. Опубликовано: 27.01.2012).
Недостатком известного устройства является относительно низкая эффективность его работы в осложненных условиях, обусловленных высоким содержанием механических примесей и газа в добываемой продукции.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эффективности работы погружной насосной установки в осложненных условиях при высоком содержании механических примесей и газа в добываемой продукции.
Техническим результатом является создание более надежных погружных насосных установок для добычи жидкости из скважин, осложненных высоким содержанием механических примесей и газа, что достигается за счет разделения многофазной продукции пласта и исключения попадания механических примесей и газа на прием насосной установки.
Технический результат достигается тем, что погружная насосная установка состоит из электродвигателя, подпорного и основного насосов, хвостовика, спущенного в эксплуатационную колонну до уровня интервала перфорации и соединенного с приемом подпорного насоса и колонны насосно-компрессорных труб. Ниже уровня интервала перфорации к нижней части хвостовика присоединен сепарационный узел, выполненный в виде секционного шнека. Секции шнека закреплены на наружной поверхности переводника с образованием кольцевого канала внутри эксплуатационной колонны между соседними секциями шнека. Внутренний канал в верхней части переводника имеет расширяющийся диффузорный участок, который соединен с хвостовиком, при этом, кольцевой канал секционного шнека через внутренние каналы переводника и хвостовика сообщается с приемом подпорного насоса. Погружная насосная установка может иметь исполнение, когда выход подпорного насоса сообщается с входом основного насоса через внутренний канал в кожухе, установленном с зазором внутри эксплуатационной колонны. Погружная насосная установка также может иметь исполнение, когда подпорный насос выполнен в виде струйного насоса, содержащего сопло и камеру смешения с входом и выходом. Сопло через дополнительный патрубок сообщается с основным насосом, вход в камеру смешения сообщается с внутренним каналом хвостовика, а выход из камеры смешения сообщается с кольцевым каналом между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами.
На фигурах 1-3 для удобства описания заявляемого технического решения представлены дополнительные графические материалы.
На фигуре 1 представлена схема погружной насосной установки. На фигуре 2 представлена схема погружной насосной установки дополнительно оснащенной кожухом.
На фигуре 3 представлена схема погружной насосной установки, где показан струйный насос, используемый в качестве подпорного насоса.
Погружная насосная установка по фигурам 1-3 состоит из электродвигателя 1, подпорного 2 и основного 3 насосов, хвостовика 4, спущенного в эксплуатационную колонну 5 до уровня интервала перфорации 6 и соединенного с приемом 7 подпорного насоса 2 и колонны насосно-компрессорных труб 8, размещенных таким образом, что ниже уровня интервала перфорации 6 к нижней части хвостовика 4 присоединен сепарационный узел. Сепарационный узел выполнен в виде секционного шнека 9, а секции шнека 9 закреплены на наружной поверхности переводника 10 с образованием кольцевого канала 11 внутри эксплуатационной колонны 5 между соседними секциями шнека 9. Внутренний канал в верхней части переводника 10 имеет расширяющийся диффузорный участок 12, который соединен с хвостовиком 4. Через внутренние каналы переводника 10 и хвостовика 4 кольцевой канал 11 секционного шнека 9 сообщается с приемом 7 подпорного насоса 2. Энергия к электродвигателю 1 подводится по кабелю 20. Погружная насосная установка может иметь исполнение, когда выход 13 подпорного насоса 2 сообщается с входом 14 основного насоса 3 через внутренний канал в кожухе 15, установленном с зазором внутри эксплуатационной колонны 5, что показано на фигуре 2. Погружная насосная установка также может иметь исполнение, когда подпорный насос 2 выполнен в виде струйного насоса, содержащего сопло 16, камеру смешения 17 с входом 7 и выходом 13, сопло 16 через дополнительный патрубок 18 сообщается с основным насосом 3, вход 7 в камеру смешения 17 сообщается с внутренним каналом хвостовика 4, а выход 13 из камеры смешения 13 сообщается с кольцевым каналом 19 между эксплуатационной колонной 5 и насосно-компрессорными трубами 8, что показано на фигуре 3.
Предлагаемая погружная насосная установка работает следующим образом.
Пластовая жидкость с механическими примесями и с пузырьками газа поступает внутрь эксплуатационной колонны 5 через перфорационные отверстия 6. Поскольку канал 10 сепаратора размещается ниже перфорационных отверстий 6, из-за различий в плотности газа и жидкости, газовые пузырьки устремляются вверх в канал 19. Пластовая жидкость поступает вниз в сепарационный узел, выполненный в виде секционного шнека 9. На выходе из секции шнека 9, в кольцевом канале 11 формируется контур циркуляции с вращательным движением жидкости. Твердые частицы за счет центробежных сил оттесняются к стенкам эксплуатационной колонны 5. Под действием гравитационных сил твердые частицы смещаются вниз и далее оседают в нижней части эксплуатационной колонны 5. Очищенная от механических примесей жидкость поступает внутрь переводника 10 и далее движется вверх, на прием подпорного насоса 2, который выбрасывает жидкость в затрубное пространство. Из затрубного пространства жидкость попадает на прием основного насоса 3 и далее по колонне насосно-компрессорных труб 8 подается на поверхность. Подпорный 2 и основной 3 насосы могут быть расположены на одном валу с электродвигателем 1, который приводит их в действие. Энергия к электродвигателю 1 подводится по кабелю 20. Для исполнения скважинной насосной установки с кожухом 15, добываемая продукция с выхода подпорного насоса 2 поступает на вход основного насоса 3 из каналов 13 в каналы 14, при этом добываемая продукция не перемешивается с газом, который движется от зоны перфорации 6 вверх по кольцевому каналу 19, при этом улучшаются условия работы насоса 3. Данная схема показана на фигуре 2. В том случае, когда подпорный насос 2 выполнен в виде струйного насоса, используют патрубок 18 для подвода жидкости от струйного насоса к основному насосу 3. Данная схема показана на фигуре 3. Таким образом, решается задача по повышению эффективности работы погружной насосной установки в осложненных условиях за счет разделения многофазной продукции пласта и исключения попадания механических примесей и газа на прием насосной установки.