УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНЫ

Область техники и назначение
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности - к устройствам для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины. Уровень техники
Известно Изобретение «Устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины» (патент №2255210, RU, Е21В 43/14, опубликовано 27.06.2005). Указанное устройство включает корпус с глухой перегородкой в центральном канале и тремя рядами радиальных каналов, патрубок, охватывающий корпус, пружину, фигурный паз, взаимодействующий с фиксирующим штифтом, обратный клапан и пакер. Устройство позволяет производить попеременное сообщение трубного пространства, в котором размещают насос с зоной верхнего или нижнего продуктивного пластов. Для этого в затрубном пространстве создают избыточное давление, которое изменяет положение патрубка относительно корпуса, при этом открывая соответствующие радиальные каналы обеспечивающие сообщение верхнего или нижнего пласта с приемом насоса.
К недостаткам данного устройства следует отнести возможность только раздельной эксплуатации пластов, а также значительные эксплуатационные расходы, связанные с высокой трудоемкостью и продолжительностью подготовки устройства к эксплуатации и перехода от эксплуатации одного пласта скважины к эксплуатации другого пласта.
Известна также Полезная модель «Устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины» (патент №80195, RU,
Е21В 43/14, опубликовано 27.01.2009), содержащая: корпус с заглушкой в центральном канале и двумя рядами радиальных каналов, патрубок, охватывающий корпус, колонну НКТ, насос, пакер, механизм относительного перемещения патрубка и корпуса, выполненный в виде гидроцилиндра, установленного на устье скважины, узел стыковки корпуса с пакером. В указанном устройстве после включения насоса продукт с нижнего пласта подается на поверхность через открытый нижний ряд радиальных каналов корпуса, его внутреннюю полость и колонну НКТ. При этом верхний ряд радиальных каналов корпуса, связывающий верхний пласт с лифтовой колонной перекрыт патрубком. Для смены эксплуатируемого пласта поршень гидроцилиндра переводят в верхнее положение, вместе с поршнем перемещаются колонна НКТ, насос и корпус. В результате патрубок перекрывает нижний ряд радиальных каналов и происходит открытие верхнего ряда радиальных каналов корпуса, через которые продукт из верхнего пласта через внутреннюю полость корпуса и колонну НКТ подается на поверхность. Для возврата к эксплуатации нижнего пласта переключают гидроцилиндр на слив, колонна НКТ опускается, устройство возвращается в исходное состояние.
Недостатком данного устройства является невозможность осуществления одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины. Устройство по патенту 80195 позволяет реализовывать технологию раздельно-последовательной эксплуатации, при которой пласты эксплуатируются поочередно. Такая эксплуатация является экономически неэффективной, поскольку не позволяет постоянно обеспечивать низкое забойное давление каждого из пластов, при котором возможен максимальный приток жидкости из пласта. Устройство по патенту RU 80195 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принято за прототип.
Сущность полезной модели
Технической задачей заявленной полезной модели является реализация технологии одновременно-раздельной эксплуатации.
Поставленная задача решается заявляемым техническим устройством для одновременно-раздельной эксплуатации двух продуктивных пластов одной скважины, которое содержит корпус, патрубок, охватывающий корпус, и выполнено с возможностью его сообщения сверху с лифтовой колонной НКТ и с возможностью его фиксации относительно колонны обсадных труб посредством пакера.
Технический результат, благодаря которому решается указанная задача, заключается в обеспечении в заявляемом устройстве постоянного сообщения лифтовой колонны с одним из продуктивных пластов, а так же сообщения колонны НКТ со вторым продуктивным пластом в режиме одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в одной скважине с возможностью его перекрытия для проведения исследований характеристик пласта, постоянно сообщенного с лифтовой колонной.
Технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины корпус выполнен только с одним рядом боковых радиальных каналов. При этом в варианте для организации исследований нижнего продуктивного пласта корпус выполнен со сквозным осевым каналом, обеспечивая постоянное поступление жидкости в колонну НКТ с нижнего продуктивного пласта. В варианте для организации исследований верхнего продуктивного пласта на нижнем конце корпуса устанавливается заглушка, которая препятствует постоянному поступлению жидкости с нижнего продуктивного пласта в колонну НКТ, а на верхнем конце переходник с радиальными каналами, который обеспечивает постоянное поступление жидкости в колонну НКТ с верхнего продуктивного пласта. Использование механизма
относительного перемещения патрубка и корпуса позволяет открывать или закрывать патрубком радиальные каналы корпуса, обеспечивающие сообщение колонны НКТ с продуктивным пластом, по которому не проводятся прямые исследования. Патрубок зафиксирован относительно колонны обсадных труб при помощи пакера. Подъем жидкости в устройстве осуществляется насосной установкой, прием которой соединен с корпусом устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежами (Фиг. 1, 2).
Вариант 1 устройства для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины (Фиг. 1) предназначен для постоянного сообщения лифтовой колонны с нижним продуктивным пластом, а так же сообщения верхнего продуктивного пласта с колонной НКТ в режиме одновременно-раздельной эксплуатации, с возможностью перекрытия поступления жидкости с верхнего продуктивного пласта в лифтовую колонну для проведения исследования характеристик нижнего продуктивного пласта. Вариант 2 устройства для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины (Фиг. 2) предназначен для постоянного сообщения лифтовой колонны с верхним продуктивным пластом, а так же сообщения нижнего продуктивного пласта с колонной НКТ в режиме одновременно-раздельной эксплуатации, с возможностью перекрытия поступления жидкости с нижнего продуктивного пласта в лифтовую колонну для проведения исследования характеристик верхнего продуктивного пласта.
Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины (Фиг. 1, 2) содержит корпус 1 с радиальными каналами 2, патрубок 3, охватывающий корпус 1. Нижняя секция колонны НКТ соединена с выходом насоса, а прием насоса соединен с корпусом 1. Патрубок 3 соединен с пакером 4. Механизм относительного перемещения обеспечивает перемещение корпуса 1 относительно
патрубка 3. Пакер 4 обеспечивает разделение верхнего и нижнего продуктивных пластов и фиксацию устройства относительно колонны обсадных труб. В варианте 1 устройства для исследований характеристик нижнего продуктивного пласта (Фиг. 1) корпус 1 выполнен со сквозным каналом. В варианте 2 устройства (Фиг. 2) для исследований характеристик верхнего продуктивного пласта нижний конец корпуса 1 снабжен заглушкой 5, а верхний конец корпуса 1 снабжен переходником 6 с радиальными каналами 7. Устройство работает следующим образом.
Фиг. 1 (Вариант 1): После установки устройства в скважине поршень механизма относительного перемещения патрубка и корпуса, расположенного например на устье, переводится в верхнее положение. При этом вместе с поршнем перемещается жестко связанные с ним колонна НКТ, насос и корпус 1. Радиальные каналы 2 корпуса 1 открываются и сообщаются с верхним пластом. После включения насоса продукт из нижнего пласта через пакер 4, сквозной канал корпуса 1, полость насоса и колонну НКТ подается на поверхность. Одновременно продукт с верхнего пласта через радиальные каналы 2 попадает в корпус 1 и далее, через полость насоса и колонну НКТ так же подается на поверхность. Для проведения исследований характеристик продукта нижнего пласта поршень механизма относительного перемещения патрубка и корпуса опускается в нижнее положение. Колонна НКТ, насос и корпус 1 так же опускается и радиальные каналы 2 корпуса 1 перекрываются патрубком 3. Подъем жидкости насосом осуществляется только с нижнего продуктивного пласта через пакер 4, сквозной канал корпуса 1, полость насоса и колонну НКТ. Для возврата к режиму одновременно-раздельной эксплуатации нижнего и верхнего продуктивных пластов после проведения исследований нижнего пласта поршень механизма
относительного перемещения патрубка и корпуса снова переводится в верхнее положение.
Фиг. 2 (Вариант 2): После установки устройства в скважине поршень механизма относительного перемещения патрубка и корпуса переводится в нижнее положение. При этом вместе с поршнем перемещаются жестко связанные с ним колонна НКТ, насос и корпус 1. Радиальные каналы 2 корпуса 1 открываются и сообщаются с нижним пластом. После включения насоса продукт из нижнего пласта через пакер 4, радиальные каналы 2 корпуса 1, полость насоса и колонну НКТ подается на поверхность. Одновременно продукт с верхнего пласта через радиальные каналы 7 переходника 6 попадает в полость насоса и колонну НКТ и подается на поверхность. Для проведения исследований характеристик продукта верхнего пласта поршень механизма относительного перемещения патрубка и корпуса поднимается в верхнее положение. Колонна НКТ с насосом, переходником 6, корпусом 1 так же поднимаются и радиальные каналы 2 корпуса 1 перекрываются патрубком 3, а фланец заглушки 5 упирается в нижний торец патрубка 3. Подъем жидкости насосом осуществляется только с верхнего продуктивного пласта через радиальные каналы 7 переходника 6, полость насоса и колонну НКТ. Для возврата к режиму одновременно-раздельной эксплуатации нижнего и верхнего продуктивных пластов после проведения исследований верхнего пласта поршень механизма относительного перемещения патрубка и корпуса снова переводится в нижнее положение.