УСТАНОВКА ПОГРУЖНОГО НАСОСА С СИСТЕМОЙ ТЕЛЕМЕТРИИ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к погружным насосам, оборудованным системой телеметрии.
Известны «Способ питания и передачи информации погружного блока системы телеметрии установки погружного насоса и установка погружного насоса (варианты)» (патент RU №2237807, E21B 47/12, 47/06, F04D 13/08, опубл. 20.12.2003 г.), в состав которой входит установка погружного насоса с системой телеметрии, содержащая электродвигатель и систему телеметрии с погружным блоком, расположенным в головке электродвигателя, отличающаяся тем, что погружной блок содержит цифровое программируемое арифметико-логическое устройство, преобразователь интерфейса, высокочастотный генератор, блок питания и датчик данных о давлении на приеме насоса, температуры обмоток погружного электродвигателя и вибрации погружного насоса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для эксплуатации погружного электронасосного агрегата в нефтегазовой скважине» (патент RU №2256065, E21B 43/00, опубл. 10.07.2005 г.), содержащее установленный в скважине погружной электронасосный агрегат с кабелем питания его электродвигателя, блок погружной телеметрии с датчиками параметров состояния скважины и электронасосного агрегата, измеритель дебита, установленный на выкидной линии, преобразователь частоты напряжения, соединенный со станцией управления, подключенной к кабелю питания электродвигателя, задатчик режима работы, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены адаптивный регулятор, блок динамической модели системы “пласт - скважина - погружной насос”, блок идентификации динамической модели, блок идентификации параметров призабойной зоны пласта, при этом выходы задатчика режима работы соединены с входами адаптивного регулятора, блока динамической модели системы “пласт - скважина - погружной насос” и блока идентификации параметров призабойной зоны пласта, выход которого соединен с входом задатчика режима работы, выход измерителя дебита соединен с входами блока идентификации динамической модели и блока идентификации параметров призабойной зоны пласта, вторые входы которых соединены с выходом станции управления, второй выход которой соединен со вторым входом адаптивного регулятора, выход которого подключен к входу преобразователя частоты напряжения, выходы блока динамической модели системы “пласт - скважина - погружной насос” и блока идентификации динамической модели соединены с третьим и четвертым входами адаптивного регулятора.
Недостатком обоих устройств является то, что датчики для измерения параметров состояния пласта вмонтированы непосредственно в блок погружной телеметрии, который закреплен непосредственно снизу погружного насоса, что приводит к искажению снимаемых параметров до 25% от действительных связанных с электромагнитными излучениями от двигателя и вибрациями самого погружного насоса, при этом данные снимаются на уровне блока телеметрии, а не непосредственно с уровня вскрытия пласта.
Технической задачей предложения является с минимальными материальными вложениями повысить точность снимаемых параметров о состоянии вскрытого эксплуатируемого пласта скважины за счет выноса измерительных датчиков, измеряющих параметры пласта (пластовое давление, обводненность, дебит и т.п.), из блока телеметрии в интервал вскрытия данного пласта.
Техническая задача решается установкой погружного насоса с системой телеметрии, включающей погружной насос с кабелем телеметрии и питания его электродвигателя, блок погружной телеметрии, закрепленный непосредственно на насосе и соединенный с датчиками состояния насоса и пласта, причем кабель соединен с наземным контроллером и блоком питания.
Новым является то, что датчики состояния пласта соединены с блоком погружной телеметрии геофизическим кабелем длиной, исключающей электромагнитное воздействие от электродвигателя насоса и позволяющим разместить их в интервале пласта.
На чертеже изображена схема погружного насоса с блоком погружной телеметрии, спущенными в скважину.
Установка погружного насоса с системой телеметрии включает погружной насос 1 с кабелем 2 телеметрии и питания его электродвигателя 3, блок погружной телеметрии 4, закрепленный непосредственно на насосе 1 и соединенный с датчиками 5 (показаны на черт. условно) состояния насоса 1 и датчиками 6 (показаны на черт. условно) пласта 7. Кабель 2 для обработки и сохранения снимаемых параметров соединен с наземным контроллером 8 и блоком питания (на черт. не показан) для подачи электрической энергии на электродвигатель 3. Датчики состояния пласта 6 соединены с блоком погружной телеметрии 4 геофизическим кабелем 9 длиной (не менее 0,5 м), исключающей электромагнитное воздействие от электродвигателя 3 насоса 1 и позволяющим разместить их в интервале пласта 7.
Установка работает следующим образом.
Предварительно исследуют скважину 10 и состояние пласта 7, определяют глубину установки насоса 1 и расстояние от его блока телеметрии 4 до вскрытого пласта 7. После чего определяют требуемую длину геофизического кабеля 9, который соединяют с блоком погружной телеметрии 4 (см. патенты RU №№27634, 46889, 2256065). Установку в сборе спускают в скважину 10 на лифтовых трубах 11, устанавливают устьевую арматуру 12. И с блока питания по кабелю 2 подают электроэнергию для вращения электродвигателя 3 насоса 1, который по лифтовой колонне 11 поднимает продукцию пласта 7 скважины 10 на поверхность. При этом измеряемые параметры о состоянии нacoca 1 снимаются с датчиков 5, а пласта - с датчиков 6 через геофизический кабель 9, и поступают на блок погружной телеметрии 4. Обработанные данные по кабелю 2 с блока погружной телеметрии 4 поступают на наземный контроллер 8, где обрабатываются для оценки специалистами.
Благодаря выносу датчиков 6 для измерения состояния пласта 7 от блока погружной телеметрии 4 геофизическим кабелем 9 на расстояние (не менее 0,5 м), исключающее электромагнитное воздействие от электродвигателя 3 насоса 1, и приближению этих датчиков 6 к интервалу пласта 7 точность измерения параметров (пластовое давление, дебит, обводненность и т.п.) пласта 7 повысилась на 10-25% при увеличении стоимости оборудования менее чем на 1% (стоимость геофизического кабеля 9). Все это в совокупности позволило более объективно оценивать состояние продуктивного пласта 7 и более рационально использовать его.
Предложенная установка позволяет с минимальными вложениями (не более 1% от стоимости оборудования) повысить точность снимаемых параметров (до 25%) о состоянии вскрытого эксплуатируемого пласта скважины за счет выноса измерительных датчиков, измеряющих параметры пласта, из блока телеметрии в интервал вскрытия данного пласта.