УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ ДВУХ ПЛАСТОВ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для одновременно-раздельной технологии однолифтовой эксплуатации скважины, оборудованной установкой электроцентробежного насоса (УЭЦН).
Механизированная добыча нефти из двух пластов с существенно разными пластовыми давлениями и коллекторскими свойствами приводит к частичному или полному прекращению притока жидкости из низконапорного пласта. Одновременно-раздельная технология добычи позволяет осуществлять независимый отбор жидкостей из обоих пластов.
Для одновременно-раздельной эксплуатации (ОРЭ) скважин известен способ работы скважинной струйной установки, согласно которому между двумя пластами установлен струйный эжектор, позволяющий за счет энергии высоконапорного пласта эжектировать пластовую жидкость низконапорного пласта (патент РФ №2282759, авторы Павлов Е.Г., Потрясов А.А., Сергиенко В.Н. и др. Заявл. 20.05.2005 г опбл. 28.08.2006 г. БИ №24).
Добываемая жидкость высоконапорного пласта, являясь рабочей средой, эжектирует жидкость низконапорного пласта и подает смесь на прием УЭЦН. Такая схема ОРЭ обладает недостатком, состоящим в потере добычи нефти из высоконапорного пласта из-за значительных гидравлических сопротивлений в рабочем сопле эжектора.
Наиболее близкой к полезной модели является установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (патент РФ №69146 на полезную модель. Авторы: Павлов Е.Г., Валеев М.Д., Сергиенко В.Н. и др. Завл. 13.04.2006. опубл. 10.12.2007, БИ №34).
Установка включает дополнительную секцию рабочих колес центробежного насоса, расположенную под погружным двигателем. Жидкость нижнего пласта из подкаперного пространства через приемный патрубок поступает на прием дополнительной секции, которая нагнетает ее в скважину через отверстия в корпусе насоса. Далее жидкость нижнего пласта, смешиваясь с жидкостью верхнего пласта в скважине, поступает в приемный модуль основного насоса и откачивается на поверхность.
Установка обладает недостатком, состоящим в необходимости существенной реконструкции УЭЦН и установки двух гидрозащит по обе стороны погружного электродвигателя, что снижает надежность конструкции в целом.
Известен также телескопический разъем, устанавливаемый при ОРЭ в скважинах между насосом и пакером, предупреждующий разгерметизацию пакера и повышение осевых нагрузок на корпус насоса (Патент РФ №74163 на полезную модель. Авторы Валеев A.M., Пальчиков А.Л., Павлов Е.Г. и др. Заявл. 06.12.2007 Опубл. 20.06.2008. БИ №17). Герметичная пара используется для винтовых скважинных насосов.
Целью полезной модели является повышение надежности работы установки.
Поставленная цель достигается предлагаемой установкой, представленной в двух вариантах.
По первому варианту установка включает электроцентробежный насос с дополнительной секцией рабочих колес, приемный патрубок для поступления жидкости из нижнего пласта в дополнительную секцию, пакер, разобщающий пласты, телескопический разъем, размещенный на патрубке между пакером и дополнительной секцией насоса. Согласно полезной модели, дополнительная секция рабочих колес насоса размещена в корпусе основного насоса над погружным электродвигателем, причем выкид последнего рабочего колеса дополнительной секции входит в приемный модуль основного насоса, а приемная часть дополнительной секции насоса соединена с внутренней полостью верхнего участка приемного патрубка плоской трубой, проходящей снаружи погружного электродвигателя через каналы децентраторов, установленных на верхнем и нижнем участках корпуса погружного электродвигателя.
По второму варианту установка включает электроцентробежный насос с дополнительной секцией рабочих колес, приемный патрубок для поступления жидкости из нижнего пласта в дополнительную секцию, пакер, разобщающий пласты, телескопический разъем, размещенный на патрубке между пакером и дополнительной секцией насоса. Согласно полезной модели дополнительная секция рабочих колес размещена в корпусе основного насоса над погружным электродвигателем, причем выкид последнего рабочего колеса дополнительной секции входит в приемный модуль основного насоса, а приемная часть дополнительной секции насоса соединена с внутренней полостью верхнего участка приемного патрубка кожухом, проходящих с наружной стороны погружного электродвигателя и имеющего в верхней части герметичный ввод электрического кабеля погружного электродвигателя.
На фиг.1, 2, 3 показан первый вариант полезной модели.
По первому варианту в скважину 1 на колонне насосно-компрессорных труб 2 спущена УЭЦН, состоящая из основного насоса 3 с рабочими колесами 4, вала 5, приемного модуля 6 основного насоса, электрического кабеля 7, дополнительной секции 8 с рабочими колесами, погружного электродвигателя 9 с гидрозащитой, кабельного ввода 10. К нижнему торцу электродвигателя 9 закреплен приемный патрубок 11, проходящий через пакер 12. В приемном патрубке 11 между пакером и погружным электродвигателем 9 размещен телескопический (герметизирующий) разъем, выполненный из проходного плунжера 13 и цилиндра 14 с воронкой. В нижней части патрубка 11 может размещаться фильтр 15 для защиты от мехпримесей. Пакер 12 размещен между верхним 16 и нижним 17 пластами.
Внутренняя полость патрубка 11 в верхней части соединена с приемом дополнительной секции 8 плоской трубой 18, проходящей через каналы 19 и 20 децентратов 21 и 22. В верхнем децентраторе 21 выполнен канал 23 для прохода электрического кабеля 7.
Работа установки по первому варианту заключается в следующем. В начале в скважине устанавливается пакер 12 с цилиндром 14. Далее в скважину спускается УЭЦН в сборе с патрубком 11, который проходным плунжером 13 входит в цилиндр 14. После запуска УЭЦН в работу добываемая продукция нижнего пласта 17 поступает в патрубок 11 и далее через плоскую трубу 18 поступает на прием дополнительной секции 8 насоса. Нагнетаемая этой секцией жидкость на выкиде последнего рабочего колеса попадает в приемный модуль 6 основного насоса. В этот же приемный модуль 6 поступает продукция верхнего пласта 16. Смесь продукции обоих пластов далее откачивается основным насосом 3 на поверхность по колонне труб 2.
Децентраторы 21 и 22 предохраняют плоскую трубу 18 от повреждений при спуске и работе УЭЦН.
В данной установке реализована однолифтовая схема подъема пластовых жидкостей по одной колонне труб 2. Напор дополнительной секции 8 рассчитывается исходя из преодоления гидростатического давления в скважине выше расположения приемного модуля. Производительность основного насоса 3 подбирается из условия обеспечения откачки суммарной продукции обоих пластов.
На фиг.4 показан второй вариант.
По второму варианту в скважину 1 на колонне насосно-компрессорных труб 2 спущена УЭЦН, состоящая из основного насоса 3 с рабочими колесами 4, вала 5, приемного модуля 6 основного насоса, электрического кабеля 7. дополнительной секции 8 с рабочими колесами, погружного электродвигателя 9 с гидрозащитой, кабельного ввода 10. К нижнему торцу электродвигателя 9 закреплен приемный патрубок 11, проходящий через пакер 12. В приемном патрубке 11 между пакером и погружным электродвигателем 9 размещен телескопический (герметизирующий) разъем, выполненный из проходного плунжера 13 и цилиндра 14 с воронкой. В нижней части патрубка 11 может размещаться фильтр 15 для защиты от мехпримесей. Пакер 12 размещен между верхним 16 и нижним 17 пластами.
Снаружи корпуса электродвигателя 9 размещен кожух 18, внутренняя полость которого сообщена с отверстием 19 на приеме дополнительной секции, а также с отверстиями 20 в верхней части патрубка 11. В верхней части кожуха выполнен герметизирующий ввод 21 электрического кабеля 7.
Работа устройства по второму варианту заключается в следующем. После спуска УЭЦН в скважину аналогично первому варианту производится ее запуск в работу. Жидкость нижнего пласта 17 через патрубок 11 и отверстия 20 в верхней части патрубка 11 поступает в полость между погружным электродвигателем 9 и кожухом 18. Далее, через отверстие 19 жидкость поступает на прием дополнительной секции 8 и откачивается в приемный модель 6 основного насоса 3. Продукция верхнего пласта 16 также поступает в приемный модуль 6 и, смешиваясь с продукцией пласта 17, откачивается на поверхность.
Технико-экономическим преимуществом предложенных вариантов установки является упрощение конструкции и повышение ее надежности.