СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к скважинным погружным насосным установкам, предназначенным предпочтительно для эксплуатации в нефтегазодобывающей промышленности - к скважинной эксплуатации месторождений углеводородов, а именно к технологии и технике для добычи углеводородов из скважин.
Известна Скважинная насосная установка, состоящая из установленного на колонне труб НКТ струйного насоса и контрольно-измерительного прибора (патент РФ №2239729, F04F 5/54, опубл. 10.11.2004 г.)
Недостатками вышеуказанного решения является недостаточное использование измерительных приборов: только для исследования пласта и давления в зоне отбора струйного насоса, отсутствие датчиков в камере смешения или приемной камере струйного насоса не дает объективной информации об эффективности работы струйного насоса, выборе режимов его работы, а также отсутствие рекомендаций по изменению режима работы струйного насоса.
Наиболее близким аналогом является Скважинная струйная установка, включающая колонну труб НКТ, на которой расположен струйный насос, и контрольно-измерительный прибор, соединенный посредством кабеля связи с системой управления и обмена информации с возможностью передачи данных о давлении в систему управления и обмена информации, расположенной на устье скважины (патент РФ №2693119, F04D 13/10, F04D 15/00, F04F 5/54, Е21В 43/14, Е21В 43/12, опубл. 01.07.19 г., прототип).
Недостатком вышеуказанного решения является отсутствие обратного клапана, отделяющего зону приема от зоны отбора, обратный клапан, предотвращает переток при отсутствии подачи напорного агента в сопло струйного насоса, а также недостаточность информации о режимах работы струйного насоса, невозможно оценить превышает ли и насколько превышает давление в зоне отбора над давлением в камере смешения и приемной камере, поскольку не установлены контрольно-измерительные приборы в зоне отбора струйного насоса, что позволило получить информацию об изменении разности давлений и, соответственно, объективную информацию о работе струйного насоса, о процессе всасывании, также по изменению перепада давления между зоной отбора флюида и зоной всасывания струйного насоса можно судить о работе обратного клапана, если разность давлений постоянная (const), то обычно это свидетельствует о заклинивании обратного клапана, либо о превышении давления в приемной камере над давлением в зоне отбора, поскольку процесс всасывания через обратный клапан это процесс импульсный с постоянным изменением перепада давления и связан с постоянными перемещениями обратного клапана, то по перепаду давлений также можно отследить герметичность обратного клапана при прекращении подачи напорного агента в сопло струйного насоса.
Отсутствует полная информация о режимах работы струйного насоса, нет информации о наличии или отсутствии процесса всасывания струйным насосом из зоны отбора, так как отсутствует информация о наличии или отсутствии перепада давления между зонами всасывания и отбора, поскольку нет датчика фиксирующего давление в зоне отбора, датчик должен располагаться в струйном насосе за обратным клапаном. Только информация об изменении разности давлений даст объективную картину о работе струйного насоса, о процессе всасывании. Кроме того, по изменению перепада можно судить о работе обратного клапана, если разность давлений постоянная const, то обычно это свидетельствует о заклинивании обратного клапана, либо о превышении давления в приемной камере над давлением в зоне отбора, поскольку процесс всасывания через обратный клапан это процесс импульсный с постоянным изменением перепада давления, связан с постоянными перемещениями обратного клапана. По перепаду также можно отследить герметичность обратного клапана при прекращении подачи напорного агента в сопло.
Задачей заявленного технического решения является повышение оптимизации добычи и эффективности работы скважины за счет применения контрольно-измерительных приборов для одновременного измерения давления в зоне отбора и в зоне всасывания струйного насоса, при этом с возможностью отслеживания изменений в режиме реального времени и контроля параметров давления в этих зонах.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, чтобы оптимизировать работу скважины, повысить эффективность разработки одного или нескольких эксплуатационных объектов с низким пластовым давлением и высоким газовым фактором за счет применения струйного насоса и контрольно-измерительных приборов, измеряющих давления в зоне отбора и в зоне всасывания струйного насоса в режиме реального времени.
Поставленная задача достигается тем, что Скважинная струйная установка включает колонну труб, на которой расположен струйный насос, и контрольно-измерительный прибор, соединенный посредством кабеля связи с системой управления и обмена информации с возможностью передачи данных давления в систему управления и обмена информации, расположенной на устье скважины, дополнительно содержит напорное устройство, выполненное с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос, контрольно-измерительных приборов два, которые установлены с возможностью одновременного измерения параметров давления в зоне отбора и в зоне всасывания струйного насоса, при этом она снабжена дополнительным контрольно-измерительным прибором, установленным с возможностью измерения перепада давления между зоной отбора и зоной всасывания струйного насоса, дополнительными контрольно-измерительными приборами, установленными с возможностью измерения скважинных параметров, дополнительным струйным насосом, установленным с возможностью одновременно-раздельной эксплуатации нескольких объектов разработки, дополнительным лифтом НКТ, а также дополнительно снабжена пакером, при этом напорное устройство выполнено с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос по колонне труб, напорное устройство выполнено с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос по межтрубью, контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик давления, контрольно-измерительный прибор представляет собой дифференциальный манометр, установленный с возможностью измерения перепада давления между зоной отбора и зоной всасывания струйного насоса.
На фиг. 1 показана Скважинная струйная установка, которая состоит из струйного насоса со съемным вкладышем и глубинным электронасосом, установленные на НКТ, которая спущена в скважину с одним пластом, струйный насос и глубинный электронасос соединены с системой управления и обмена информацией, двух стационарно размещенных контрольно-измерительных приборов с кабелем связи с системой управления и обмена информацией, первый (верхний) контрольно-измерительный прибор установлен с возможностью измерения давления в зоне всасывания струйного насоса, а второй (нижний) контрольно-измерительный прибор установлен с возможностью измерения давления в зоне отбора флюида, во всасывающем канале, являющемся частью приемной камеры, расположен обратный клапан, разделяющий приемную камеру и всасывающий канал от зоны отбора, на фиг. 2 изображена Скважинная струйная установка, содержащая струйный насос, пакер и глубинный электронасос, установленные на НКТ, которая спущена в скважину с двумя пластами, струйный насос и глубинный электронасос соединены с системой управления и обмена информацией, четыре стационарно-размещенные контрольно-измерительных прибора, соединенные кабелем связи с системой управления и обмена информацией, первый (верхний) дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик, установленный с возможностью измерения давления флюида на выходе из струйного насоса, второй контрольно-измерительный прибор представляет собой манометр, установленный с возможностью измерения давления в зоне всасывания струйного насоса, третий контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик, установленный с возможностью измерения давления в зоне отбора флюида, четвертый (нижний) дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик, установленный с возможностью измерения давления флюида на входе в струйный насос, во всасывающем канале расположен обратный клапан, разделяющий приемную камеру и всасывающий канал от зоны отбора флюида, струйный насос, контрольно-измерительные приборы расположены над пакером и над глубинным электроцентробежным насосом для одновременно-раздельной эксплуатации двух объектов разработки, разделенных пакером, при этом электронасосом добывают флюид из нижнего пласта, а струйным насосом всасывается флюид из верхнего пласта, на фиг. 3 изображена Скважинная струйная установка, содержащая струйный насос и пакер, установленные на НКТ, которая спущена в скважину с одним пластом, два стационарно размещенные контрольно-измерительные приборы, соединенные кабелем связи со станцией управления и обмена информацией, первый (верхний) контрольно-измерительный прибор представляет собой манометр, установленный с возможностью измерения давления в зоне всасывания, а второй (нижний) контрольно-измерительный прибор установлен с возможностью измерения давления в зоне отбора флюида, во всасывающем канале расположен обратный клапан, разделяющий приемную камеру и всасывающий канал от зоны отбора флюида, струйный насос и первый (верхний) манометр расположены над пакером, а второй (нижний) контрольно-измерительный прибор расположен под пакером, подачу напорного рабочего агента осуществляют в межтрубье от системы водовода высокого давления сверху с устья от напорного водовода в канал нагнетания в струйный насос, у струйного насоса всасывающий канал отделяется обратным клапаном от зоны отбора флюида, располагающейся под пакером, струйный насос не всасывает (не работает), если давление в камере смешения и во всасывающем канале выше, чем в зоне отбора флюида и обратный клапан находится в нижнем положении и предотвращает перепуск флюида из приемной камеры в зону отбора, на фиг. 4 представлена Скважинная струйная установка, содержащая струйный насос, установленный на НКТ, которая спущена в скважину или в ее боковой ствол с одним пластом, дополнительную колонну труб НКТ, которая образует межтрубье между НКТ и дополнительной НКТ, шесть стационарно размещенных контрольно-измерительных приборов, соединенных кабелем связи со станцией управления и обмена информацией, расположенной на устье, глубинный электронасос, расположенный в дополнительной скважине, первый (верхний) дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик, установленный с возможностью измерения давления флюида на выходе из струйного насоса, второй дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой дифференциальный манометр, установленный с возможностью измерения перепада давления между зоной всасывания и зоной отбора, третий контрольно-измерительный прибор в виде манометра установлен с возможностью измерения давления в зоне отбора флюида, четвертый и пятый дополнительные контрольно-измерительные приборы представляют собой датчики, установленные с возможностью измерения давления напорного рабочего агента в межтрубье и на входе в нагнетательный канал в струйный насос и шестой дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик-манометр, установленный с возможностью измерения давления в камере смешения струйного насоса, во всасывающем канале приемной камеры расположен обратный клапан, разделяющий приемную камеру и всасывающий канал от зоны отбора, подачу рабочего напорного агента осуществляют сверху с устья из дополнительной скважины с глубинным насосом по межтрубью в канал нагнетания в струйный насос, на фиг. 5 изображена Скважинная струйная установка, содержащая струйный насос, установленный на НКТ, которая спущена в скважину с одним пластом, дополнительную колонну труб НКТ, которая с колонной труб НКТ образует межтрубье, шесть стационарно-размещенных контрольно-измерительными приборов, соединенных кабелем связи со станцией управления и обмена информацией, расположенной на устье, устьевой напорный дожимной электроцентробежный насос, шурф и напорный водовод, первый (верхний) дополнительный контрольно-измерительный прибор расположен на выходе из струйного насоса, второй дополнительный контрольно-измерительный прибор в виде дифференциальному манометра установлен с возможностью измерения перепада давления между зоной всасывания и зоной отбора, третий контрольно-измерительный прибор установлен с возможностью измерения давления в зоне всасывания, четвертый и пятый дополнительные контрольно-измерительные приборы установлены с возможностью измерения давлений в межтрубье и в зоне канала нагнетания струйного насоса, шестой (нижний) контрольно-измерительный прибор установлен с возможностью измерения давления в зоне отбора флюида, при этом в качестве разделителя зон всасывания и отбора использован обратный клапан, разделяющий приемную камеру и всасывающий канал от зоны отбора флюида, предотвращающий перепуск флюида из приемной камеры в зону отбора при прекращении подачи напорного агента в сопло, подачу напорного рабочего агента осуществляют сверху с устья из шурфа напорным дожимным электроцентробежным насосом с забором напорного рабочего агента из системы водовода высокого давления или поддержания пластового давления по межтрубью в канал нагнетания струйного насоса, при этом у струйного насоса обратный клапан отделяет всасывающий канал от зоны отбора флюида.
Скважинная струйная установка, используемая для эксплуатации скважины 1, содержит колонну труб НКТ 2, на которой расположен струйный насос 3, два контрольно-измерительных прибора, напорное устройство с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос 3, например, по колонне НКТ 2, межтрубью 4.
Контрольно-измерительные приборы установлены в заданных местах с возможностью одновременного измерения параметров давления в зоне отбора и в зоне всасывания струйного насоса 3.
Контрольно-измерительный прибор выполнен, например, в стационарном исполнении, в съемном исполнении, и соединен посредством кабеля связи 6 с системой управления и обмена информации 7 с возможностью дистанционной передачи данных о параметрах давления в систему управления и обмена информации 7, расположенной на устье скважины 1.
Контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик давления.
Струйный насос 3 содержит корпус, вкладыш, камеру смешения 8, приемную камеру 9 и обратный клапан, разделяющий струйный насос 3 от зоны отбора 5 и открывающийся в одну сторону, «работая» только на всасывание флюида.
Струйный насос 3 дополнительно снабжен всасывающим каналом 10, расположенным в приемной камере 9 струйного насоса 3.
Напорное устройство представляет собой устройство, выполненное с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос 3 и представляет собой, например, электронасос.
Например, подачи в струйный насос 3 напорного рабочего агента посредством устьевого электронасоса 11 с устья,
подачи в струйный насос 3 напорного рабочего агента посредством глубинного электронасоса 12 из дополнительной скважины 13,
подачи в струйный насос 3 напорного рабочего агента посредством устьевого электронасоса 11 из шурфа 14,
подачи в струйный насос 3 напорного рабочего агента посредством системы водовода напорного трубопровода 15, например, системы водовода высокого давления, системы водовода поддержания пластового давления.
Устьевой 11 и глубинный 12 электронасосы представляют собой, например, УЭВН, УЭЦН.
Скважинная струйная установка дополнительно снабжена пакером 16, установленным для разделения пластов скважины 1, например, выше струйного насоса 3, ниже струйного насоса 3,
дополнительным лифтом НКТ 17, обеспечивающим подачу напорного рабочего агента в струйный насос 3 по межтрубью 4 (НКТ 2 и НКТ 17),
скважинной камерой со штудирующим устройством, установленной над струйным насосом 3 для размещения контрольно-измерительного прибора,
скважинной камерой с регулирующим устройством, установленной над струйным насосом 3 для размещения контрольно-измерительного прибора, например, дифф. манометра, и двух манометров,
дополнительным струйным насосом, расположенным под пакером 16 и над глубинным электроцентробежным насосом 12,
дополнительным контрольно-измерительным прибором, установленным с возможностью измерения перепада давления между зоной отбора 5 и зоной всасывания струйного насоса 3,
дополнительными контрольно-измерительными приборами,
установленными с возможностью измерения скважинных параметров.
Например, скважинная камера с штудирующим и регулирующим устройствами установлена над глубинным электронасосом 12;
под пакером 16 над глубинным электроцентробежным насосом 12 установлен дополнительный струйный насос (на фиг. не показано), позволяющий за счет эжектирования забирать флюид в приемную камеру 9, газ, например, из надпакерной зоны, подпакерной зоны, надпакерной и подпакерной зон.
Дополнительный струйный насос соединен с системой управления и обмена информацией 7 и может быть применен для технологии ОРЭ (ОРД) для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких объектов разработки.
Например, дополнительный контрольно-измерительный прибор установлен с возможностью измерения перепада давления между зоной отбора 5 и зоной всасывания струйного насоса 3.
Дополнительные контрольно-измерительные приборы установлены в заданных местах с возможностью измерения скважинных параметров давления, например, в зоне всасывания струйного насоса 3, измерения перепада давления между зоной отбора 5 и зоной всасывания струйного насоса 3, на входе из струйного насоса 3, на выходе из струйного насоса 3, в струйном насосе 3, на корпусе струйного насоса 3, внутри НКТ 2, снаружи НКТ 2, внутри пакера 16, снаружи пакера 16, внутри скважинной камеры, выше струйного насоса 3, ниже струйного насоса 3, на съемном вкладыше 18 струйного насоса 3, на несъемном вкладыше 18 струйного насоса 3, на насосе 12, в скважинной камере и в других посадочных устройствах с возможностью защиты контрольно-измерительных приборов от повреждения при спуске их в скважину.
Дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой, например,
комплексный прибор с различными датчиками для измерения различных скважинных параметров,
датчик давления (манометр с датчиком для изменения абсолютного давления),
Дополнительный контрольно-измерительный прибор для измерения перепада давления между зоной отбора 5 и зоной всасывания струйного насоса 3 представляет собой, дифференциальный манометр (мембранный дифференциальный манометр).
Зона отбора 5 флюида представляет собой зону за пределами участка с возвратно-поступательным перемещением обратного клапана, который отделяет приемную камеру 9 струйного насоса 3 от зоны отбора 5 флюида.
Система управления и обмена информации 7 выполнена с возможностью дистанционной передачи информации скважинных параметров давления, например, по кабелю связи 6, дистанционно посредством модема для дистанционной передачи информации и содержит, например, станцию управления, модем для дистанционной передачи информации, в том числе накопитель информации, аккумулятор.
Струйный насос 3, устьевой 11 и глубинный 12 электронасосы соединены с системой управления и обмена информацией 7 посредством кабеля 6.
Обратный клапан 19 установлен, например, в корпусе струйного насоса 3, внутри вкладыша 18 струйного насоса 3, во всасывающем канале 10, при этом обратный клапан 19 открывается только на всасывание флюида при этом, чем больше перепад давлений (депрессия) между зоной всасывания струйного насоса 3 и зоной отбора 5 флюида, тем эффективнее происходит всасывание флюида.
Скважинная струйная установка работает следующим образом.
В скважину 1 с одним или несколькими пластами спускают колонну труб НКТ 2, на которой расположен струйный насос 3, два контрольно-измерительных прибора 20 и 21, напорное устройство с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос 3, например, по колонне НКТ 2, межтрубью 4.
Располагают в скважине 1 два контрольно-измерительных прибора в виде датчика давления с возможностью одновременного измерения давления в зоне отбора 5 и в зоне всасывания струйного насоса 3 по двум манометрам.
Два контрольно-измерительных прибора 20 и 21 измеряют параметры давления в заданном месте одновременно, дистанционно и в режиме реального времени, при этом один контрольно-измерительный прибор 21 измеряет давление в зоне отбора 5 флюида, а второй 20 - в зоне всасывания струйного насоса 3 с последующим определением перепада давлений между зоной отбора 5 флюида и зоной всасывания струйного насоса 3 по результатам одновременно измерения.
Дополнительно спускают и располагают в скважине 1, например, дополнительный контрольно-измерительный прибор, представляющий собой дифференциальный манометр 22 и установленный с возможностью измерения перепада давления между зоной отбора 5 и зоной всасывания струйного насоса 3;
дополнительные контрольно-измерительные приборы, установленные с возможностью измерения скважинных параметров, а именно, одновременно измеряют перепад давления между зонами отбора 5 и всасывания струйного насоса 3, давление на входе из струйного насоса 3, давление на выходе из струйного насоса 3, давление в струйном насосе 3, давление на корпусе струйного насоса 3, давление внутри НКТ 2, давление снаружи НКТ 2, давление внутри пакера 16, давление снаружи пакера 16, давление внутри скважинной камеры, давление выше струйного насоса 3, давление ниже струйного насоса 3, давление на вкладыше струйного насоса 3, давление на электронасосе 12.
В зависимости от технологических условий и поставленной задачи применяют в комплектации Установке, например, два манометра, несколько манометров и дифференциальный манометр, несколько дифференциальных манометров, несколько манометров и несколько дифференциальных манометров.
Данные давления с контрольно-измерительных приборов 20 и 21, а также с дополнительных контрольно-измерительных приборов передают по кабелю связи 6 в систему управления и обмена информации 7, расположенной на устье скважины 1.
При снижении давления в зоне всасывания струйного насоса 3, например, в камере смешения 8, в приемной камере 9, во всасывающем канале 10, ниже давления в зоне отбора 5 осуществляют процесс извлечения флюида.
Осуществляют подачу напорного рабочего агента в струйный насос 3 посредством, например, устьевого электронасоса 11 с устья, глубинного электронасоса 12, глубинного электронасоса 12 из дополнительной скважины 13, устьевого электронасоса 11 из шурфа 14, системы напорного трубопровода 15.
Регулируя работу напорного устройства, например, устьевого электронасоса 11, глубинного 12 электронасоса по данным измерения давления осуществляют извлечение флюида в заданном режиме.
Повышают надежность и эффективность работы струйного насоса 3, а также оптимизируют работу струйного насоса 3 путем изменения режима работы струйного насоса 3, увеличивая напор подачи рабочего агента и изменяя напорное давление рабочего агента посредством дополнительного напорного устройства.
Посредством данных перепада давления, полученных в режиме реального времени, определяют причины изменения работы струйного насоса 3, например, изменения работы струйного насоса 3 произошли из-за размыва сопла, изменения работы струйного насоса 3 произошли из-за снижения давления в зоне отбора 5 флюида (пластового давления).
По результатам прямых замеров оперативно принимаются ГТМ по оптимизации работы струйного насоса 3 и режимов напорных устройств.
Заданный режим работы скважины 1 достигают путем, например, частотного автоматического или ручного регулирования работы напорного устройства, дистанционного регулирования работы струйного насоса 3 за счет применения канатной техники для смены вкладыша струйного насоса 3.
Пример 1.
На устье скважины 1 с одним пластом располагают систему управления и обмена информации 7.
На трубе, например, в виде НКТ 2, в эксплуатационную колонну 1 с перфорацией спускают Скважинную струйную установку, состоящую из струйного насоса 3 со съемным вкладышем и напорным глубинным устройством 12 с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос 3 по колонне НКТ 2.
Напорное устройство представляет собой УЭЦН 12, соединенное кабелем связи 6 с системой управления и обмена информацией 7.
В Скважинной струйной установке стационарно размещены два контрольно-измерительные прибора 20, 21, соединенные кабелем связи 6 с системой управления и обмена информацией 7, при этом первый (верхний) контрольно-измерительный прибор 20 в виде манометра, установлен с возможностью измерения давления в зоне всасывания 9 струйного насоса 3, а второй (нижний) контрольно-измерительный прибор 21 в виде датчика установлен с возможностью измерения давления в зоне отбора 5 флюида.
Во всасывающем канале 10 расположен обратный клапан; 19, разделяющий приемную камеру 9 от зоны отбора 5.
Включают УЭЦН 12. После включения УЭЦН 12 в струйный насос 3 в съемный вкладыш, включающий сопло и диффузор, подают напорный рабочий агент снизу из УЭЦН 12 по колонне НКТ 2.
Напорный рабочий агент, проходя через сопло и диффузор струйного насоса 3, резко ускоряется и значительно снижает давление в камере смешения 8 и, соответственно, в приемной камере 9, которое передается во всасывающий канал 10 с обратным клапаном.
Два контрольно-измерительных прибора 20, 21 установлены с возможностью одновременного измерения параметров давления в зоне отбора 5 и в зоне всасывания струйного насоса 3 для определения перепада давления между этими зонами:
первым (верхним) манометром 20 измеряют давление в приемной камере 9 - в зоне всасывания струйного насоса 3.
Вторым (нижним) датчиком 21 измеряют давления в зоне отбора 5.
Манометр 20 и датчик 21 измерения осуществляют одновременно, в режиме реального времени с передачей данных давления по каналу связи 6 в систему управления и обмена информации 7 для последующего определения разницы давлений между зоной всасывания 8 струйного насоса 3 и зоной отбора 5 флюида и чем больше эта разница давлений, тем выше перепад давления (депрессия) и тем эффективнее работает струйный насос 3.
Струйный насос 3 не работает (не всасывает), например,
при отсутствии перепада давлений,
когда давление в зоне всасывания струйного насоса 3 выше, чем в зоне отбора 5, при этом обратный клапан отсекает переток из зоны с большим давлением в зону с меньшим.
Чем сильнее снижается давление в зоне всасывания струйного насоса 3, например, в приемной камере 9, относительно давления в зоне отбора 5, тем эффективнее подобраны элементы и геометрия сопла, параметры камеры смешения 8 и диффузора струйного насоса 3.
При снижении давления в приемной камере 9, которое передается во всасывающий канал 10 с обратным клапаном, ниже давления зоны отбора 5, происходит перемещение обратного клапана, открывая проход из зоны отбора 5 флюида в приемную камеру 9 и далее в камеру смешения 8, то есть осуществляют всасывание флюида из зоны отбора 5 в струйный насос 3: приемную камеру 9 и в камеру смешения 8, осуществляя извлечение флюида из пласта скважины 1.
Полученная информация о давлениях и о разности (перепаде) давлений, в том числе и об изменении разности давлений, с двух контрольно-измерительных приборов 20 и 21 дает объективную информацию о работе струйного насоса 3, о процессе всасывании, по изменению перепада давлений, которая позволяет определить, в том числе и работу обратного клапана, если разность давлений постоянная, то обычно это свидетельствует о заклинивании обратного клапана, либо о превышении давления в камере смешения 8 над давлением в зоне отбора 5 флюида. Поскольку процесс всасывания через обратный клапан, это процесс импульсный с постоянным изменением перепада давления и связан с постоянными перемещениями обратного клапана, то по перепаду давлений также можно отследить герметичность обратного клапана при прекращении подачи напорного агента в сопло струйного насоса 3.
Также полученная информация о давлении позволяет точнее подобрать размеры сопла и диффузора в струйном насосе 3 и получить больший перепад давления между камерой смешения 8 и зоной отбора 5, и, соответственно, тем самым, достичь более высокую эффективность и большую производительность работы струйного насоса 3.
По результатам прямых замеров оперативно принимаются ГТМ по оптимизации работы струйного насоса 3.
Пример 2.
На устье скважины 1 с двумя пластами располагают систему управления и обмена информации 7 (Фиг. 2).
На НКТ 2 в эксплуатационную колонну с перфорацией спускают Скважинную струйную установку, содержащую струйный насос 3, пакер 16 и напорное устройство с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос 3 по колонне НКТ 2.
Напорное устройство представляет собой глубинный электронасос (УЭЦН) 12.
Струйный насос 3 и УЭЦН 12 соединены с системой управления и обмена информацией 7 посредством кабеля связи 6.
В установке стационарно размещены четыре контрольно-измерительных прибора и соединены кабелем связи 6 с системой управления и обмена информацией 7, при этом первый (верхний) дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик 23, расположенный с возможностью измерения параметров давления на выходе струйного насоса 3, второй контрольно-измерительный прибор представляет собой манометр 20 и расположен с возможностью измерения давления в зоне всасывания струйного насоса 3, третий контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик 21, расположенный с возможностью измерения параметров давления в зоне отбора 5, и четвертый (нижний) дополнительный контрольно-измерительный прибор представляет собой датчик 24, расположенный с возможностью измерения параметров давления на входе в струйный насос 3.
Струйный насос 3, контрольно-измерительные приборы 21, 20 и дополнительные 23, 24 расположены над пакером 16 и над УЭЦН 12, при этом пакер 16 расположен над УЭЦН 12 между двух пластов.
Во всасывающем канале 10 расположен обратный клапан, разделяющий приемную камеру 9 и всасывающий канал 10 от зоны отбора 5.
Включают УЭЦН 12. После включения УЭЦН 12 подают напорный рабочий агент из УЭЦН 12 по колонне НКТ 2 на прием струйного насоса 3 в съемный вкладыш, включающий сопло и диффузор.
Напорный рабочий агент, проходя через сопло и диффузор струйного насоса 3, резко ускоряется и значительно снижает давление в камере смешения 8 и, соответственно, в приемной камере 9, которое передается во всасывающий канал 10 с обратным клапаном.
Дополнительные датчики 23 и 24 измеряют давления, соответственно, флюида на выходе и входе в струйный насос 3 для получения информации о потерях давления на струйном насосе 3.
Манометром 20 измеряют давления в зоне всасывания струйного насоса 3.
Датчиком 21 измеряют давление в зоне отбора 5.
Измерение давления контрольно-измерительными приборами 21, 20 и дополнительными 23, 24 осуществляют дистанционно, одновременно и в режиме реального времени и передают их по каналу связи 6 в систему управления и обмена информации 7.
Перемещение обратного клапана, открывая проход из зоны отбора 5 флюида в приемную камеру 9 и далее в камеру смешения 8 осуществляется при снижении давления в приемной камере 9, которое передается во всасывающий канал 10 с обратным клапаном, ниже давления зоны отбора 5, то есть осуществляют всасывание флюида из зоны отбора 5 в приемную камеру 9 и в камеру смешения 8, таким образом осуществляют извлечение флюида из нижнего пласта электронасосом УЭЦН 12 и одновременно из верхнего пласта струйным насосом 3 скважины 1, обеспечивая одновременно-раздельную эксплуатацию двух объектов - пластов скважины 1.
Пример 3.
На устье скважины 1 с одним пластом размещены станция управления и обмена информацией 7, система водовода 15 высокого давления, шурф 14 с устьевым напорным устройством 11 с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос 3 по межтрубью 4 в канал нагнетания 26 струйного насоса 3 (фиг. 5).
Напорное устройство с возможностью подачи напорного рабочего агента в струйный насос 3 по межтрубью 4 представляет собой устьевой напорный дожимной электроцентробежный насос - ЭЦН 11.
В скважину 1 с одним пластом спускают Скважинную струйную установку, содержащую НКТ 2, на которой расположен струйный насос 3, шесть стационарно размещенных контрольно-измерительных приборов, соединенных кабелем связи 6 со станцией управления и обмена информацией 7,
при этом первый (верхний) дополнительный контрольно измерительный прибор 23 представляет собой датчик, расположенный с возможностью измерения параметров давления на выходе из струйного насоса 3, второй дополнительный контрольно-измерительный прибор 22 в виде дифференциальному манометра расположен с возможностью измерения параметров перепада давления между камерой смешения 8 и зоной отбора 5, третий контрольно-измерительный прибор 20 представляет собой датчик, расположенный с возможностью измерения параметров давления в приемной камере 9, четвертый и пятый дополнительные контрольно-измерительные приборы 25, представляющие собой датчик, расположены с_возможностью измерения параметров давления в межтрубье 4 и в зоне канала нагнетания 26 струйного насоса, шестой (нижний) контрольно-измерительный прибор 21 представляет собой датчик, расположенный с возможностью измерения параметров давления в зоне отбора 5 флюида.
Во всасывающем канале 10 установлен обратный клапан 19, разделяющий приемную камеру 9 и всасывающий канал 10 от зоны отбора 5. Обратный клапан 19 использован в качестве разделителя зон всасывания и отбора, предотвращающего перепуск флюида из приемной камеры 9 в зону отбора 5 при прекращении подачи напорного агента в сопло струйного насоса 3.
Струйный насос 3 и устьевой ЭЦН 11 соединены кабелем связи 6 со станцией управления и обмена информацией 7.
Между НКТ 2 и дополнительной НКТ 17 образован двойной лифт (межтрубье 4) для подачи рабочего напорного агента сверху с устья системой водовода 15 высокого давления из шурфа 14 и устьевым ЭЦН 11 в канал нагнетания 26 в струйный насос 3.
Включают устьевой ЭЦН 11. После включения устьевого ЭЦН 11 на прием струйного насоса 3 в съемный вкладыш 18, включающий сопло и диффузор, подают напорный рабочий агент устьевым ЭЦН 11 из шурфа 14 и системы водовода высокого давления 15 по двойному лифту межтрубью 4 в канал нагнетания 26 струйного насоса 3.
Напорный рабочий агент, проходя через сопло и диффузор струйного насоса 3, резко ускоряется значительно снижая давление в камере смешения 8 и, соответственно, в приемной камере 9, которое передается во всасывающий канал 10 с обратным клапаном 19.
Контрольно-измерительными приборами 20, 21 и дополнительными: 22, 23 и 25 осуществляют одновременное измерение давления в режиме реального времени:
первым (верхним) датчиком 23 измеряют давление на выходе флюида из струйного насоса 3, определяя потери давления на струйном насосе 3,
вторым дифференциальным манометром 22 измеряют перепад давления между камерой смешения 8 и зоной отбора 5,
третьим датчиком 20 измеряют давление в приемной камере 9,
четвертым и пятым датчиками 25 измеряют давление напорного агента в межтрубье 4 и в зоне канала нагнетания 26 струйного насоса 3, по данным которого определяют потери давления на струйном насосе 3
и шестым датчиком 21 измеряют давление в зоне отбора 5 флюида.
Измерения давления датчиками 20, 21, 22, 23 и 25 осуществляют одновременно в режиме реального времени с передачей их по кабелю связи 6 в систему управления и обмена информации 7 для последующего определения и контроля разницы параметров давлений между зоной всасывания струйного насоса 3 и зоной отбора 5 флюида.
Также данные с контрольно-измерительных приборов 23 и 25 применяют для уточнения параметров давления при работе струйного насоса 3.
При снижении давления в зоне всасывания струйного насоса 3, которое передается во всасывающий канал 10 с обратным клапаном, ниже давления в зоне отбора 5, происходит перемещение обратного клапана, открывая при этом проход из зоны отбора 5 флюида в приемную камеру 9 и далее в камеру смешения 8, то есть осуществляют всасывание флюида из зоны отбора 5 в приемную камеру 9 и в камеру смешения 8, осуществляя извлечение флюида из скважины 1.
Оперативная и точная настройка струйного насоса и корректировка характеристики системы нагнетания рабочего напорного агента в струйный насос благодаря получения в режиме реального времени параметров давления струйного насоса: данные давлений в зонах всасывания и отбора, значительно повышает эффективность и надежность работы струйного насоса и гарантирует вывод скважины на требуемый заданный режим работы, при этом применение контрольно-измерительных приборов в онлайновом режиме позволяет быстро реагировать на изменение во времени параметров давления эксплуатационного объекта, уточнять их в режиме реального времени и корректировать работу струйного насоса, например, путем замены сопла и/или диффузора с другими диаметрами.
Также позволяет отказаться от условных расчетов параметров струйного насоса, поскольку прямые измерения давления более точно интегрально учитывают параметры среды, плотность и газовый фактор флюида.
Предлагаемое техническое решение позволяет эффективно и надежно, с постоянно меняющимися параметрами эксплуатационного объекта, в режиме реального времени эффективно эксплуатировать струйный насос, проводить дистанционное исследование и эффективное регулирование добычи углеводородов, постоянно или эпизодически оптимизировать технологический режим.
Предлагаемое техническое решение повышает добычу - извлечение флюида и эффективность работы струйного насоса и, соответственно, повышает эффективность работы скважины за счет определения и контроля в режиме реального времени скважинных параметров, а именно, перепада давления и давления, в заданном месте; оптимизирует работу скважины, повышая эффективность разработки эксплуатационных объектов с низким пластовым давлением и высоким газовым фактором; определяет в режиме реального времени причины изменения работы струйного насоса, например, за счет размыва сопла, за счет снижения давления в зоне отбора (пластового давления) и повышает надежность и эффективность работы струйного насоса с возможностью частотного его регулирования, увеличивая напор рабочего агента, изменяя напорное давление рабочего агента в системе ППД, тем самым позволяя оптимизировать работу струйного насоса.
Измерения давления в заданном месте, определяя перепад (разницу) давлений, посредством контрольно-измерительных приборов позволяет эффективно эксплуатировать струйный насос и, соответственно, обеспечить повышение добычи флюида и повысить энерго-эффективность работы скважины с низким пластовым давлением и высоким газовым фактором, что в свою очередь повышает эффективность разработки, в том числе и нескольких эксплуатационных объектов с низким пластовым давлением и высоким газовым фактором.