УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНЫ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности - к устройствам для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины.
Известна перепускная муфта для периодически-раздельной эксплуатации двух пластов (SU 863839 А1, 15.09.81), включающая встроенный в насосно-компрессорные трубы (НКТ) корпус с каналами, сообщающими прием насоса с внутритрубным и затрубным пространствами, в верхней части которых установлены седла под запорный орган. Корпус снабжен ограничителем хода запорного органа, размещенным в верхней части муфты, и выполнен с двумя дополнительными расходящимися каналами, связывающими внутритрубное и затрубное пространства с приемом насоса.
Конструкция известной муфты не позволяет обеспечить раздельную эксплуатацию пластов при одинаковом давлении в них.
Известно также устройство для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины (SU 330242 А1, 24.11.72), содержащее корпус с размещенным в нем подвижным патрубком с радиальными каналами. В подвижном патрубке размещен цилиндр, образующий с ним полость, сообщающуюся с затрубным пространством и полостью НКТ. Для перемещения патрубка и его фиксации относительно корпуса имеются пружина и фигурный паз, взаимодействующий с фиксирующим штифтом.
В этом устройстве пружина расположена в замкнутой полости, что приводит к ее забиванию загрязнениями и быстрому выходу из строя.
По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким (прототипом) к предлагаемому устройству является устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины (RU 2255210 С1,
2005.06.27), содержащее корпус с глухой перегородкой (заглушкой) в центральном канале и радиальными каналами, патрубок, охватывающий корпус, колонну НКТ, насос, пакер, механизм относительного перемещения патрубка и корпуса и узел стыковки корпуса с пакером. Корпус соединен с колонной НКТ. Механизм относительного перемещения патрубка и корпуса содержит устройство для создания избыточного давления (в материалах заявки не раскрыто), штифт, закрепленный на патрубке, и фигурный паз, выполненный на наружной поверхности корпуса. Узел стыковки корпуса с пакером содержит ступенчатый цилиндр, нижний конец которого входит в пакер, а верхний конец упирается в пружину. Пружина установлена между торцом ступенчатого цилиндра и кольцевым уступом патрубка. Сообщение трубного пространства, в котором размещают гидравлический штанговый насос, с зоной верхнего или нижнего продуктивного пластов происходит при изменении положения патрубка относительно корпуса, для чего предварительно создают избыточное давление (механизм создания избыточного давления в материалах заявки не раскрыт, но очевидно, что для этого необходимо предварительно провести демонтаж гидравлического штангового насоса), под действием которого подвижный патрубок сжимает пружину. После сброса избыточного давления пружина поднимает патрубок, штифт которого взаимодействует с фигурным пазом корпуса и изменяет положение патрубка относительно корпуса, при этом открываются соответствующие радиальные каналы и, соответственно, обеспечивается сообщение верхнего или нижнего пласта с приемом насоса.
Подготовка устройства - прототипа к эксплуатации и переход от эксплуатации одного пласта скважины к эксплуатации другого пласта занимают много времени и требуют дополнительных средств, что увеличивает эксплуатационные расходы. Этот недостаток объясняется тем, что после монтажа устройства в скважине необходимо произвести установку
гидравлического штангового насоса внутри колонны НКТ, а при переходе от эксплуатации одного пласта скважины к эксплуатации другого пласта необходимо демонтировать насос, установить устройство для создания избыточного давления, произвести перевод патрубка из одного положения в другое, затем демонтировать устройство для создания избыточного давления и вновь установить насос.
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение эксплуатационных расходов.
Поставленная задача решается заявляемым устройством для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины, содержащим корпус с заглушкой в центральном канале и радиальными каналами, патрубок, охватывающий корпус, колонну НКТ, насос, пакер, механизм относительного перемещения патрубка и корпуса и узел стыковки корпуса с пакером.
Новым является то, что устройство снабжено плавающим якорем, насос выполнен в виде погружного центробежного электронасоса, механизм относительного перемещения патрубка и корпуса выполнен в виде гидроцилиндра, установленного на устье скважины, а узел стыковки корпуса с пакером выполнен в виде пары: плунжер - цилиндр, при этом гидроцилиндр имеет поршень с полым двусторонним штоком, верхняя секция колонны НКТ пропущена сквозь полость двустороннего штока и соединена с ним, нижняя секция колонны НКТ соединена с выходом насоса, двигатель насоса заключен в кожух, имеющий узел герметизации кабеля, прием насоса соединен с корпусом, патрубок соединен с плавающим якорем, заглушка установлена на нижнем конце корпуса и снабжена фланцем, плунжер узла стыковки соединен с плавающим якорем, а цилиндр узла стыковки соединен с пакером.
Новое выполнение устройства позволяет соединять трубное пространство, в котором расположен насос, с зоной верхнего или нижнего продуктивного
пластов путем перемещения колонны НКТ относительно патрубка, фиксируемого в скважине посредством плавающего якоря.
На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого устройства, спущенного в скважину.
Устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины содержит корпус 1 с заглушкой 2 в центральном канале 3 и радиальными каналами 4 и 5, патрубок 6, охватывающий корпус, колонну 7 НКТ, насос 8, пакер 9, механизм относительного перемещения патрубка 6 и корпуса 1, узел стыковки корпуса 1 с пакером 9 и плавающий якорь 10. Насос 8 выполнен в виде погружного центробежного электронасоса. Двигатель насоса 8 заключен в кожух 11, имеющий узел 12 герметизации кабеля 13. Механизм относительного перемещения патрубка 6 и корпуса 1 выполнен в виде гидроцилиндра 14, установленного на устье скважины. Гидроцилиндр 14 имеет поршень 15 с полым двусторонним штоком 16. Сквозь полость двустороннего штока 16 пропущена и соединена с ним верхняя секция колонны 7 НКТ. Нижняя секция колонны 7 НКТ соединена с выходом насоса. Прием 17 насоса соединен с корпусом 1 посредством переходника 18 и переходника 19, имеющего кольцевой уступ 20. Патрубок 6 соединен с плавающим якорем 10, верхний торец 21 которого взаимодействует с уступом 20. Заглушка 2 установлена на нижнем конце корпуса 1 и имеет фланец 22. Узел стыковки корпуса 1 с пакером 9 выполнен в виде пары: плунжер 23 - цилиндр 24, при этом плунжер 23 соединен с плавающим якорем 10 посредством трубы 25 и переходника 26, а цилиндр 24 соединен с пакером 9 посредством переходника 27, трубы 28 и переходника 29. Переходник 27 соединен с трубой 30.
Установку устройства в скважине производят следующим образом.
Сначала в скважину посредством колонны вспомогательных труб, соединяемой с трубой 30, собранной с переходниками 27, 29, цилиндром 24 и трубой 28, опускают пакер 9 и устанавливают его выше нижнего
продуктивного пласта 31. Затем на колонне 7 НКТ опускают в скважину соединенные друг с другом насос 8, корпус 1, патрубок 6, плавающий якорь 10 и плунжер 23. После этого на устье скважины собирают гидроцилиндр 14 и закрепляют на его штоке 16 верхнюю секцию колонны 7 НКТ. Затем подключают колонну НКТ, гидроцилиндр 14 и электронасос 8 к наземной аппаратуре (не показана).
Работает устройство следующим образом.
После установки устройства в скважине радиальные каналы 5 корпуса 1 перекрыты патрубком 6, а радиальные каналы 4 корпуса 1 открыты и сообщаются с нижним пластом 31. После включения насоса 8 продукт из нижнего пласта 31 через полости переходника 29, плунжера 23, трубы 25, через радиальные каналы 4, центральный канал 3, через полости переходника 19, насоса 8 и колонны 7 НКТ подается на поверхность. Для освоения верхнего пласта 32 поршень 15 гидроцилиндра 14 переводят в верхнее положение. При этом вместе с поршнем 15 перемещаются колонна 7 НКТ, насос 8 и корпус 1. Радиальные каналы 4 перекрываются патрубком 6, радиальные каналы 5 открываются. Перемещение поршня 15 производят до тех пор, пока фланец 22 заглушки 2 не упрется в нижний торец патрубка 6. После этого включают насос 8. Продукт из верхнего пласта 32 через радиальные каналы 5, центральный канал 3, через полости переходника 19, насоса 8 и колонны 7 НКТ подается на поверхность. Для возврата к эксплуатации нижнего пласта 31 переключают гидроцилиндр 14 на слив. Колонна 7 НКТ опускается. Радиальные каналы 5 корпуса 1 перекрываются патрубком 6, а радиальные каналы 4 открываются. После включения насоса 8 работа устройства происходит в соответствии с вышеописанным.
Таким образом, в отличие от устройства - прототипа, заявляемое устройство позволяет переходить от освоения одного пласта скважины к освоению другого пласта этой скважины без демонтажа насоса и без устройства
для создания избыточного давления, что позволяет уменьшить эксплуатационные расходы.