СИСТЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН ПОГРУЖНЫМ ЭЛЕКТРОНАСОСОМ ПОСРЕДСТВОМ ПАКЕРОВ С КАБЕЛЬНЫМ ВВОДОМ
SYSTEM OF WELL OPERATION USING SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP BY MEANS OF PACKERS WITH CABLE ENTRY

Изобретение может быть использовано при эксплуатации скважин с интервалами негерметичности выше или между продуктивными горизонтами.
Из уровня техники известна скважинная насосная установка по патенту РФ №2162964, предназначенная для нагнетания воды из нижележащих водоносных пластов в верхнележащий нефтеносный объект. Установка содержит колонну насосных труб с обратным клапаном в нижней части, связанную с вставным штанговым насосом и спущенную в эксплуатационную колонну с перфорированными участками напротив нефтеносного и водоносного пластов. Два пакера установлены в затрубном пространстве выше и ниже нефтеносного пласта. Над цилиндром насоса на колонне насосных труб установлен патрубок с уплотнительными кольцами на внутренней поверхности и радиальными каналами, гидравлически связывающими внутреннюю полость патрубка с межпакерной зоной затрубного пространства скважины. Верхний пакер, перекрывающий затрубное пространство над нефтеносным пластом, выполнен самоуплотняющимся и установлен над радиальными отверстиями на патрубке. Самоуплотняющаяся манжета пакера размещена в предохранительном кожухе, внутренняя полость которого через радиальные отверстия гидравлически связана с патрубком. Установка позволяет повысить эффективность внутрискважинной перекачки воды из нижележащего водоносного в вышележащий нефтеносный пласт штанговой насосной установкой за счет упрощения ее конструкции и обеспечения возможности исследования работы глубинного насоса и пластов. К недостаткам известной системы следует отнести длительное время спуска в скважину в виду необходимости проведения не менее двух спуско-подъемных операций, большое количество конструктивных элементов, общую сложность конструкции и ее составляющих.
Задачи, решаемые созданием предлагаемой системы, состоят, во-первых, - в устранении указанных недостатков подобных систем, во-вторых, - в использовании электроцентробежного насоса и пакеров с кабельным вводом, что исключает применение дополнительного дорогостоящего оборудования (станки-качалки, штанги и т.д.), в-третьих, - в эксплуатации оборудования путем прохода через пакерное оборудование и надежной герметизации силового кабеля, питающего насос, непосредственно на устье скважины без нарушения его сплошности.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявленной конструкции, заключается в упрощении процесса эксплуатации скважины в части возможности снижения спуско-подъемных операций, сокращении времени простоя, а также в возможности вовлечения в эксплуатацию нового пласта.
Поставленный результат в заявленной системе для эксплуатации скважин с верхним и нижним пластами, содержащей установленные на насосно-компрессорной трубе два пакера, один из которых расположен выше нижнего пласта, второй - выше верхнего, а также установленный в нижней части трубы электроцентробежный насос, достигается тем, что оба пакера выполнены с кабельным электровводом, при этом пакер, расположенный выше нижнего пласта, выполнен с возможностью механической посадки в скважине посредством осевого движения (вверх-вниз) насосно-компрессорной трубы, а пакер, расположенный выше верхнего пласта, выполнен с возможностью посадки в скважине посредством осевой разгрузки веса насосно-компрессорной трубы и снабжен механическим якорем с возможностью фиксации, а также гидравлическим якорем с кабельным вводом.
Заявленная система иллюстрируется принципиальной схемой ее воплощения при добыче нефти из нижнего продуктивного пласта (фиг.1) и при перекачке нефти или пластовой жидкости из нижнего в верхний пласт (фиг.2).
Принципиально заявленная система включает последовательно (снизу вверх) установленные на насосно-компрессорной трубе (НКТ) 1 электрический центробежный насос (ЭЦН) 2, располагаемый над нижним пластом пакер механический осевой (ПВМ-О (KB)) 3, располагаемый над верхним пластом пакер упорный механический (ПУ-М(КВ)) 4 и располагаемый над ПУ-М(КВ) якорь гидравлический (ЯГ2 (KB)) 5. В случае перекачки нефти или пластовой жидкости из нижнего в верхний пласт система дополнительно комплектуется фильтром 7 (фиг.2). Питание ЭЦН осуществляется посредством электрического кабеля 6, пропускаемого через пакера и якорь без нарушения целостности, что является отличительной особенностью заявленной конструкции в виду того, что в ее составе использованы пакеры с кабельным вводом.
Особенностью таких пакеров является то, что они позволяют обеспечить герметичное разобщение интервалов ствола обсадной колонны для отсечения вышерасположенной зоны ее негерметичности, защиту продуктивного пласта и продолжение отбора пластовой жидкости с помощью ЭЦН без проведения ремонтных работ колонны, при этом монтаж пакеров, как было отмечено выше, проходит без нарушения жил электрокабеля.
Конструкция ПВМ-О(КВ) 3 включает установленное на шпиндель якорное устройство в виде шарнирно соединенных между собой скользящего и заякоривающего блоков. Скользящий блок состоит из обоймы с центраторами, заякоривающий - из корпуса с подпружиненными плашками. Через внутреннюю полость шпинделя проходит ствол, в верхней части соединенный с переходником. Последний расположен в полости муфты, установленной между якорным устройством переходником на шпинделе. В верхней части пакера, между якорным устройством и муфтой, расположены также конус, манжеты и проставка. Пропуск кабеля осуществляют через отверстия на муфте и полость между стволом и шпинделем.
Конструкция ПУ-М(КВ) 4 включает шпиндель, в верхней части пакера соединенный с переводником верхним, на который навинчена муфта, а на шпиндель, ниже переводника, установлен корпус плашкодержателя верхнего с подпружиненными плашками. Ниже корпуса плашкодержателя верхнего пакер содержит конус верхний, манжеты и проставку. Через внутреннюю полость шпинделя проходит ствол, в верхней части соединенный с переходником. Пропуск кабеля также осуществляют через отверстия на муфте и полость между стволом и шпинделем.
Конструкция ЯГ2 (KB) 5 включает корпус с радиальными отверстиями, в которые подпружиненно вставлены плашки с уплотнительными и защитными кольцами. От выпадения плашки зафиксированы посредством планок. На корпусе имеется продольный паз для пропуска электрического кабеля. Якорь навинчивают на ПУ и спускают на НКТ на заданную глубину.
Компоновка заявленной системы позволяет осуществить ее сбор и спуск в скважину совместно с насосом за одну спускоподъемную операцию.