УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности - к установкам для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины.
Из уровня техники известна полезная модель «Установка электроцентробежного насоса для одновременно-раздельной эксплуатации скважины» (патент №129144, RU, Е21В 43/14, Е21В 47/00, Е21В 47/06 опубликовано 20.06.2013), в которой описана установка содержащая: электроцентробежный насос с дополнительной секцией рабочих колес, две гидрозащиты, расположенные по обе стороны погружного электродвигателя, трубу с проходным плунжером, закрепленную к корпусу нижней секции, патрубок с цилиндром, проходящий через пакер, воронку с правой и левой резьбами, полый блок телеметрической системы, размещенный между погружным электродвигателем и гидрозащитой, глубинный прибор, расположенный под дополнительной секцией рабочих колес и сообщенный с блоком телеметрической системы кабелем, проходящим по внешней стороне трубы.
Недостатком данной установки является то, что в случае, если эксплуатируемые ей пласты находятся на значительном расстоянии друг от друга и установка для достижения целевых параметров отборов размещается между пластами, то охлаждение погружного электродвигателя осуществляется только потоком жидкости, поступающим с нижнего пласта. При этом в условиях значительно большего расхода жидкости с верхнего пласта по сравнению с расходом жидкости с нижнего пласта, последнего может не хватить для обеспечения требуемого отвода тепла от электродвигателя, что может послужить причиной скорого выхода установки из строя.
Известно так же изобретение «Глубиннонасосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной» (патент №2546685, RU, Е21В 43/14, F04D 13/14, опубликовано 10.04.2015), установка по которому содержит: колонну лифтовых труб, пакер, разобщающий в скважине верхний и нижний пласты, погружной двухсторонний электродвигатель с гидрозащитой с обеих сторон, который приводными валами соединен с верхним и нижним центробежными насосами, верхний из которых соединен снизу с приемным модулем, выполненным с боковыми каналами входа жидкости из верхнего пласта и нижнего центробежного насоса, и сообщающийся выходом с колонной лифтовых труб, электрический кабель, герметически соединенный с электродвигателем, и хвостовик. При этом ствол пакера снизу соединен с хвостовиком, оснащенным фильтром для приема жидкости из нижнего пласта, и сверху - с входом в нижний центробежный насос. Нижний центробежный насос снабжен выходным модулем с боковыми каналами для выхода жидкости в надпакерное межтрубное пространство, пристыкованным к низу погружного электродвигателя, а внутри выходного модуля размещены нижние приводной вал и устройство гидрозащиты погружного электродвигателя. Кроме того погружной электродвигатель снабжен кожухом, соединенным сверху с приемным модулем верхнего центробежного насоса и образующим проточную камеру охлаждения электродвигателя с входом жидкости снизу из надпакерного межтрубного пространства выше боковых каналов выходного модуля нижнего центробежного насоса и выходом через боковые каналы приемного модуля в верхний центробежный насос. При этом приемный модуль дополнительно снабжен скважинным фильтром и пристыкован к верхнему торцу погружного электродвигателя, а внутри приемного модуля размещены верхние приводной вал и устройство гидрозащиты погружного электродвигателя.
Недостатком установки по патенту 2546685 является то, что в ее конструкции отсутствуют устройства для обеспечения стабильной работы при наличии большого количества свободного газа, поступающего с верхнего и с нижнего пластов. Так попадание пачки газа с нижнего пласта через хвостовик во вход нижнего центробежного насоса приведет к срыву его подачи. Аналогично поступление газа из надпакерного межтрубного пространства в кожух и, далее, в приемный модуль верхнего центробежного насоса так же приведет к срыву подачи этого насоса.
Устройство по патенту RU 2546685 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принято за прототип.
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение надежности эксплуатации установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины в условиях высокой концентрации выделившегося газа в отбираемой с пластов трехфазной смеси.
Поставленная задача решается заявляемой установкой для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины, которая содержит двухсторонний электродвигатель с полым блоком телеметрической системы, верхнюю и нижнюю гидрозащиты, расположенные по обе стороны электродвигателя, верхний и нижний электроцентробежные насосы, глубинный прибор, сообщенный кабелем с полым блоком телеметрической системы, при этом между нижним электроцентробежным насосом и нижней гидрозащитой установлен модуль сброса жидкости, а верхняя гидрозащита и двухсторонний электродвигатель размещены внутри кожуха.
Технический результат, благодаря которому решается указанная задача, достигается за счет того, что в известной установке для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины для стабилизации работы нижнего электроцентробежного насоса применяется мультифазный насос. Мультифазный насос диспергирует газожидкостную смесь нижнего пласта и прокачивает ее через нижний электроцентробежный насос, исключая образование неподвижных газовых пробок, в результате чего предотвращается срыв подачи нижнего насоса. Кроме того в составе установки вместо стандартного приемного модуля верхнего электроцентробежного насоса применяется газосепаратор, установленный в верхней части кожуха. Под действием центробежных сил в газосепараторе происходит разделение жидкости и газа трехфазной смеси, поступающей из надпакерного пространства. При этом дегазированная жидкость направляется в верхний электроцентробежный насос, а отделившийся газ - в затрубное пространство скважины. Дополнительно в кожухе организованы отверстия, через которые свободный газ сепарируется в затрубное пространство над кожухом.
На фигуре представлен чертеж предлагаемой установки.
Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины содержит двухсторонний электродвигатель 1 с полым блоком телеметрической системы 2 верхнюю 3 и нижнюю 4 гидрозащиты, верхний 5 и нижний 6 электроцентробежные насосы, глубинный прибор 7, модуль сброса жидкости 8, газосепаратор 9, мультифазный насос 10. Вал двухстороннего электродвигателя 1 с одной стороны через верхнюю гидрозащиту 3 и газосепаратор 9 связан с валом верхнего электроцентробежного насоса 5, а с другой стороны через полый блок телеметрической системы 2, нижнюю гидрозащиту 4 и модуль сброса жидкости 8 - с валом нижнего электроцентробежного насоса 6. Мультифазный насос 10 установлен между нижним электроцентробежным насосом 6 и глубинным прибором 7. Глубинный прибор 7 через кабель И сообщен с полым блоком телеметрической системы 2. Газосепаратор 9, верхняя гидрозащита 3 и двухсторонний электродвигатель 1 размещены внутри кожуха 12 с отверстиями 13 для отвода газа. Пакер 14 разобщает верхний 15 и нижний 16 пласты. Стыковочный узел 17 обеспечивает автономную посадку пакера 14 при монтаже оборудования, а его ответная часть 18 соединена с глубинным прибором 7. Управление работой двухстороннего электродвигателя 1 осуществляется через силовой кабель 19.
Установка работает следующим образом.
После монтажа установки в скважине по команде с устьевой станции управления (на фиг. не показана), подаваемой по силовому кабелю 19, производится запуск двухстороннего электродвигателя 1. Вал двухстороннего двигателя 1 через вал верхней гидрозащиты 3 и вал газосепаратора 9 приводит во вращение вал верхнего электроцентробежного насоса 5, а через вал телеметрической системы 2, вал нижней гидрозащиты 4 и вал модуля сброса жидкости 8 -вал нижнего электроцентробежного насоса 6. Поток трехфазной смеси с нижнего пласта 16 проходя через внутренние каналы пакера 14, стыковочного узла 17 поступает в глубинный прибор 7, где производится замер его расхода. Информация о расходе с глубинного прибора 7 по кабелю 11 передается в полый блок телеметрической системы 2, откуда по кабелю 19 поступает в устьевую станцию управления. После глубинного прибора 7 указанный поток поступает в мультифазный насос 10, который гомогенизирует и сжимает трехфазную смесь, прокачивает ее через нижний электроцентробежный насос 6, не допуская при этом разрыва сплошности потока и предотвращая образование неподвижных газовых пробок в насосе 6. Нижний электроцентробежный насос 6 сообщает потоку смеси с нижнего пласта 16 необходимый напор, после чего указанная смесь через модуль сброса жидкости 8 поступает в затрубное пространство над пакером 14, где смешивается с потоком трехфазной смеси, поступающей с верхнего пласта 15. Общий поток смеси с верхнего 15 и нижнего 16 пластов из затрубного пространства над пакером 14 попадает в кожух 12, проходя через который охлаждает электродвигатель 1 и далее поступает в газосепаратор 9. В газосепараторе 9 происходит отделение газа от общего потока трехфазной смеси с верхнего 15 и нижнего 16 пластов. При этом дегазированная жидкость направляется в верхний электроцентробежный насос 5, а отделившийся газ через отверстия 13 в кожухе 12 - в затрубное пространство над пакером 14. Верхний электроцентробежный насос 5 сообщает общему потоку жидкости с верхнего 15 и нижнего 16 пластов необходимый напор, после чего жидкость по колонне насосно-компрессорных труб 20 поступает на устье, где производится замер ее расхода. Расход жидкости, поступающей с верхнего пласта 15 определяется как разница суммарного расхода с двух пластов и расхода жидкости с нижнего пласта 16, определяемой глубинным прибором 7.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволяет повысить надежность установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины в условиях высокой концентрации выделившегося газа в отбираемой с пластов трехфазной смеси.