НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ
PUMP UNIT FOR SEPARATE OPERATION OF TWO BEDS

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано для подъема жидкости из скважины.
Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (см. патент RU №2221136, Е21В 43/14, опуб. 10.01.2004 г.), включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, снабженный дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов, пакер и хвостовик.
Недостатком установки является сложность разделения цилиндра в зависимости от производительности пластов в условиях меняющегося на практике дебита хотя бы одного из пластов.
Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (см. патент RU №2353808, F04B 47/02, опуб. 27.04.2009 г.), включающая скважинный насос, соединенный с заглушенным снизу цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, причем между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство. Указанная установка по технической сущности и достигаемому результату наиболее близка к предлагаемой насосной установке для раздельной эксплуатации двух пластов и ее можно взять в качестве прототипа.
Недостатками прототипа являются сложность конструкции, низкая эффективность в работе.
Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции установки и повышение эффективности в работе.
Поставленный технический результат решается описываемой насосной установкой для раздельной эксплуатации двух пластов, включающей скважинный насос, соединенный с цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, причем между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство.
Новым является то, что скважинный насос соединен с кожухом, который выполнен и соединен с цилиндром с созданием проходных сечений от верхнего и от нижнего пластов до приема скважинного насоса, цилиндр выполнен с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце, в цилиндре размещен сплошной плунжер с грузом с возможностью ограниченного осевого перемещения, обеспечивающего поочередное перекрытие проходного сечения от верхнего или от нижнего пласта до приема скважинного насоса.
Совокупность отличительных признаков предлагаемой установки позволяет решить поставленную задачу.
На фиг.1 схематично показана установка при эксплуатации верхнего пласта, на фиг.2 - то же при эксплуатации нижнего пласта.
Насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов (см. фиг.1) содержит скважинный насос 1, спущенный на колонне насосно-компрессорных труб 2 в скважину 3, вскрывшую верхний 4 и нижний 5 продуктивные пласты, кожух 6, присоединенный к скважинному насосу 1, цилиндр 7, соединенный с кожухом 6, хвостовик 8 с пакером 9, установленным между пластами 4 и 5, присоединенный к нижнему открытому концу цилиндра 7, сплошной плунжер 10, размещенный в цилиндре 7, груз 11, прикрепленный к сплошному плунжеру 10, верхний 12 и нижний 13 упоры, установленные в цилиндре 7. Проходной канал 14, выполненный в верхней части цилиндра 7, сообщает полость цилиндра 7 с межтрубным пространством скважины 3 над пакером 9, а боковое отверстие 15 в средней части цилиндра 7 сообщает полость цилиндра 7 с кольцевым пространством, образованным между цилиндром 7 и кожухом 6.
Установка работает следующим образом. При заданном перепаде давления между нижним 5 и верхним 4 пластами, который регулируется весом груза 11, сплошной плунжер 10 под собственным весом и весом груза 11 перемещается в цилиндре 7 в нижнее положение до упора 13, как показано на фиг.1. При этом открывается проходное сечение между верхним пластом 4 и приемом насоса 1, жидкость из верхнего пласта 4 через проходной канал 14, полость цилиндра 7, боковое отверстие 15 в цилиндре 7 и кольцевое пространство между цилиндром 7 и кожухом 6 поступает на прием насоса 1, а затем по колонне насосно-компрессорных труб 2 поднимается на устье скважины 3. В это время эксплуатируется верхний пласт 4, а нижний пласт 5 не эксплуатируется, и под пакером 9 растет забойное давление, которое через полость хвостовика 8 воздействует на сплошной плунжер 10 снизу. После достижения заданной величины перепада давления между пластами 5 и 4 сплошной плунжер 10 перемещается им вверх до упора 12, как показано на фиг.2. При этом открывается проходное сечение между нижним пластом 5 и приемом насоса 1, жидкость из нижнего пласта 5 через полость хвостовика 8, полость цилиндра 7, боковое отверстие 15 в цилиндре 7 и кольцевое пространство между цилиндром 7 и кожухом 6 поступает на прием насоса 1, а затем по колонне насосно-компрессорных труб 2 поднимается на устье скважины 3. В это время эксплуатируется нижний пласт 5, а верхний пласт 4 не эксплуатируется, и над пакером 9 растет забойное давление, которое через проходной канал 14 воздействует на сплошной плунжер 10 сверху. После достижения заданной величины перепада давления между пластами 5 и 4 под действием веса плунжера 10 и груза 11 сплошной плунжер 10 перемещается вниз до упора 13.
Далее циклы повторяются.
Соединение скважинного насоса 1 с кожухом 6, который выполнен и соединен с цилиндром 7 с созданием проходных сечений от верхнего 4 и от нижнего 5 пластов до приема скважинного насоса 1, обеспечивает гидравлическую связь приема насоса 1 как с верхним 4, так и нижним 5 пластами. Выполнение цилиндра 7 с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком 8 с пакером 9 на конце, установленным между пластами 4 и 5, обеспечивает разобщение верхнего пласта 4 от нижнего пласта 5 и сообщение нижнего пласта 5 с полостью цилиндра 7. Размещение сплошного плунжера 10 в цилиндре 7 с возможностью ограниченного осевого перемещения обеспечивает поочередное перекрытие на прием скважинного насоса 1 проходного сечения от верхнего 4 или от нижнего 5 пласта, тем самым позволяет поочередную эксплуатацию то нижнего 5, то верхнего 4 пласта в соответствии с изменением забойных давлений в них и достижение заданного перепада давления между пластами 4 и 5. Груз 11, прикрепленный к плунжеру 10, позволяет, изменяя вес груза, задавать перепад давления между пластами 4 и 5, необходимый для перемещения сплошного плунжера 10 в цилиндре 7.
Использование предлагаемой насосной установки для раздельной эксплуатации двух пластов позволяет упростить конструкцию установки, применять различные типы скважинных насосов, обеспечить без изменения параметров работы насоса в зависимости от изменения давления в пластах поочередную эксплуатацию двух пластов в соответствии с заданным перепадом давления между ними независимо от величин давления в пластах, не останавливать установку для изменения параметров работы установки и проведения исследований по пластам, тем самым повысить эффективность работы установки.