СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к насосостроению, в частности, к струйным насосным установкам, и может быть использована в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности для добычи из скважин жидкостей, газов и газожидкостных смесей, в том числе может быть использована для одновременно-раздельной эксплуатации нефтяных скважин.
Известна скважинная насосная система с параллельным соединением струйных насосов, содержащая размещенную в скважине колонну труб, присоединенный к колонне труб корпус с размещенными внутри, по крайней мере, двумя струйными насосами. Присоединенный к корпусу пакер, установлен над зоной перфорации скважины, а через внутренний канал в пакере зона перфорации сообщается с входным каналом для перекачиваемой среды в струйном насосе. Выход струйного насоса для смеси рабочей среды и перекачиваемой среды над пакером сообщается с кольцевым каналом между колонной труб и скважиной. Входы для подвода рабочей среды к соплам струйных насосов соединены параллельно и сообщаются с внутренним каналом колонны труб (Патент США №3781134. Well pumping systems with parallel jet pumps. F04f 5/02. Patented Dec. 25. 1973).
Недостатком известной скважинной насосной системы с параллельным соединением струйных насосов является относительно узкая область применения, так как входы для перекачиваемой среды у всех струйных насосов сообщаются между собой через выполненные соединительные каналы, что делает, например, невозможным применение подобной системы при реализации технологий одновременно-раздельной эксплуатации скважин.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является расширение области применения скважинной насосной системы с параллельным соединением струйных насосов.
Технический результат заключается в обеспечении возможностей для реализации технологий одновременно-раздельной эксплуатации скважин.
Указанный технический результат достигается тем, что скважинная насосная система, с параллельным соединением струйных насосов, содержит размещенную в скважине колонну труб, присоединенный к колонне труб корпус с размещенными внутри, по крайней мере, двумя струйными насосами. Присоединенный к корпусу пакер, установлен над зоной перфорации скважины, а через внутренний канал в пакере зона перфорации сообщается с входным каналом для перекачиваемой среды в струйном насосе. Выход струйного насоса для смеси рабочей среды и перекачиваемой среды над пакером сообщается с кольцевым каналом между колонной труб и скважиной. Входы для подвода рабочей среды к соплам струйных насосов соединены параллельно и сообщаются с внутренним каналом колонны труб.
Под пакером установлена дополнительная колонна труб, к которой внизу присоединен дополнительный пакер, размещенный между зоной перфорации скважины и дополнительной зоной перфорации скважины. При этом в дополнительной колонне труб и в пакере размещена внутренняя труба с уплотнительным узлом на нижнем конце, с образованием кольцевого канала между дополнительной колонной труб и внутренней трубой. Через обратный клапан, размещенный на дополнительной колонне, зона перфорации сообщается с кольцевым каналом внутри дополнительной колонны и далее сообщается с входом для перекачиваемой среды в первый струйный насос. Под дополнительным пакером размещен дополнительный обратный клапан, через который дополнительная зона перфорации сообщается с центральным каналом внутренней трубы и далее сообщается со входом для перекачиваемой среды во второй струйный насос. В нижней части корпуса, в котором размещены струйные насосы, выполнен первый и второй переходный канал. Первый, переходный канал, сообщается со входом для перекачиваемой среды в первый струйный насос и сообщается с кольцевым каналом внутри дополнительной колонны. Изолированный от первого переходного канала второй переходный канал сообщается с входом для перекачиваемой среды во, второй струйный насос и сообщается с центральным каналом внутренней трубы.
Скважинная насосная система с параллельным соединением струйных насосов может иметь исполнение, когда внутри корпуса выполнен съемный корпус с размещенными внутри струйными насосами и с выполненными переходными каналами, с обеспечением возможности извлечения съемного корпуса со струйными насосами из скважины через центральный канал внутри колонны труб. Корпус оснащен ловильной головкой для выполнения операции извлечения съемного корпуса со струйными насосами из скважины с применением канатной техники.
В верхней части съемного корпуса может быть выполнено подвижное уплотнительное кольцо для обеспечения возможности извлечения съемного корпуса со струйными насосами из скважины через центральный канал внутри колонны труб за счет обратной циркуляции жидкости в скважине.
На фигурах 1-4 для удобства описания раздельно представлены верхняя, средняя и нижняя части скважинной насосной системы.
На фигуре 1 представлена верхняя часть скважинной насосной системы, показан разрез на основном виде, секущая плоскость проведена через струйные насосы, соединенные параллельно.
На фигуре 2 представлен вид сбоку, по отношению к изображению - основному виду на фигуре 1, показан продольный разрез.
На фигуре 3 представлены компоненты средней части скважинной насосной системы.
На фигуре 4 представлены компоненты нижней части скважинной насосной системы.
На фигуре 5 представлен вставной корпус со струйными насосами, показан разрез на основном виде, секущая плоскость проведена через струйные насосы, соединенные параллельно.
На фигуре 6 представлен вид сбоку, по отношению к изображению -основному виду на фигуре 5, показан продольный разрез.
На фигуре 7 представлен разрез А-А по фигуре 5, поясняющий взаимное расположение секущих плоскостей использованных при выполнении видов и разрезов, представленных на фигурах 5 и 6.
Скважинная насосная система, по фигурам 1-7, содержит размещенную в скважине 1 колонну труб 2, присоединенный к колонне труб 2 корпус 3. В корпусе 3 размещены, по крайней мере, два струйных насоса, соединенных параллельно. Под струйным насосом 4, к корпусу 3 присоединен пакер 5, установленный над зоной перфорации 6 скважины 1. Через внутренний канал 7 в пакере 5 зона перфорации 6 сообщается с входным каналом 8 для перекачиваемой среды в струйном насосе 4. Выход 9 для смеси рабочей среды и перекачиваемой среды над пакером 5 сообщается с кольцевым каналом 10 между колонной труб 2 и скважиной 1. Вход 11 для подвода рабочей среды к соплам 12 струйных насосов сообщается с внутренним каналом 13 колонны труб 2. Под пакером 5 установлена дополнительная колонна труб 14, к которой внизу присоединен дополнительный пакер 15, размещенный между зоной перфорации 6 скважины 1 и дополнительной зоной перфорации 16 скважины 1. При этом в дополнительной колонне труб 14 и в пакере 5 размещена внутренняя труба 17 с уплотнительным узлом 18 на нижнем конце, с образованием кольцевого канала 19 между дополнительной колонной труб 14 и внутренней трубой 17. Через обратный клапан 20, размещенный на дополнительной колонне 14, зона перфорации 6 сообщается с кольцевым каналом 19 внутри дополнительной колонны 14 и далее сообщается с входом 8 для перекачиваемой среды в первый струйный насос 4. Под дополнительным пакером 15 размещен дополнительный обратный клапан 21. Через клапан 21 дополнительная зона перфорации 6 сообщается с центральным каналом 22 в трубе 17. И далее зона перфорации 6 сообщается с входом 23 для перекачиваемой среды во второй струйный насос 24. В нижней части корпуса 3, в котором размещены струйные насосы 4 и 24, выполнен первый и второй переходный канал 25 и 26 (фигуры 5-7). Первый переходный канал 25, сообщается с входом 8 для перекачиваемой среды в первый струйный насос 4 и сообщается с кольцевым каналом 19 внутри дополнительной колонны 14. Изолированный от первого переходного канала 25 второй переходный канал 26 сообщается с входом 23 для перекачиваемой среды во второй струйный насос 24 и сообщается с центральным каналом 22 внутренней трубы 17.
Скважинная насосная система может иметь исполнение, когда внутри корпуса 3 выполнен съемный корпус 27 с размещенными внутри струйными насосами 4 и 24 и с выполненными переходными каналами 25 и 26, с обеспечением возможности извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 через центральный канал 13 внутри колонны труб 2. Корпус 27 оснащен ловильной головкой 28 для выполнения операции извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 с применением канатной техники (на фигурах канатная техника не показана).
В верхней части съемного корпуса 27 может быть выполнено подвижное уплотнительное кольцо 29 для обеспечения возможности извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 через центральный канал 13 внутри колонны труб 2 за счет обратной циркуляции жидкости в скважине.
Скважинная насосная система работает следующим образом. В размещенную в скважине 1 колонну труб 2 с помощью наземного силового насоса подают рабочую жидкость. Через канал 13 по колонне труб 2 рабочая жидкость поступает в корпус 3. В корпусе 3 размещены, по крайней мере, два струйных насоса 4, 24. Вход 11 для подвода рабочей среды к соплам 12 струйных насосов 4, 24 сообщается с внутренним каналом 13 колонны труб 2. Таким образом, рабочая жидкость поступает в сопла 12 струйных насосов 4 и 24. На выходе каждого сопла 12 формируется струя рабочей жидкости, за счет преобразования потенциальной энергии потока в кинетическую энергию.
К корпусу 3 присоединен пакер 5, установленный над зоной перфорации 6 скважины 1. Через зону перфорации 6 в скважину 1 из продуктивного пласта поступает продукция, перекачиваемая среда. Через обратный клапан 20, размещенный на дополнительной колонне 14, зона перфорации 6 сообщается с кольцевым каналом 19 внутри дополнительной колонны 14. Через внутренний канал 7 в пакере 5 зона перфорации 6 сообщается с входным каналом 8 для перекачиваемой среды в струйном насосе 4. В нижней части корпуса 3, в котором размещены струйные насосы 4 и 24, выполнен первый и второй переходный канал 25 и 26. Первый переходный канал 25, сообщается с входом 8 для перекачиваемой среды в первый струйный насос 4 и сообщается с кольцевым каналом 19 внутри дополнительной колонны 14. Перекачиваемая среда, из зоны перфорации 6, таким образом, поступает во входной канал 8.
В проточной части струйного насоса 4 происходит перемешивание потока рабочей жидкости, проходящей через сопло 12, с потоком перекачиваемой среды, проходящей через канал 8. За счет сил трения в пограничном слое струи рабочей жидкости осуществляется силовое воздействие на перекачиваемую среду и осуществляется передача энергии от потока рабочей жидкости к потоку перекачиваемой среды.
На выходе из струйного насоса 4 обеспечивается снижение скорости течения и повышается статическое давление. Смесь рабочей среды и перекачиваемой среды из насоса 4 поступает в кольцевой канал 10 между колонной труб 2 и скважиной 1, и далее поступает к устью скважины.
Под пакером 5 установлена дополнительная колонна труб 14, к которой внизу присоединен дополнительный пакер 15, размещенный между зоной перфорации 6 скважины 1 и дополнительной зоной перфорации 16 скважины 1. При этом в дополнительной колонне труб 14 и в пакере 5 размещена внутренняя труба 17 с уплотнительным узлом 18 на нижнем конце, с образованием кольцевого канала 19 между дополнительной колонной труб 14 и внутренней трубой 17.
Под дополнительным пакером 15 размещен дополнительный обратный клапан 21, через который дополнительная зона перфорации 16 сообщается с центральным каналом 22 внутренней трубы 17 и далее сообщается с входом 23 для перекачиваемой среды во второй струйный насос 24. Изолированный от первого переходного канала 25 второй переходный канал 26 сообщается с входом 23 для перекачиваемой среды во второй струйный насос 24 и сообщается с центральным каналом 22 внутренней трубы 17. Из дополнительной зоны перфорации 16 продукция второго продуктивного пласта поступает к входу 23 для перекачиваемой среды во втором струйном насосе 24, поток последовательно проходит через каналы деталей 21, 22, 26, 23.
На выходе 9 из второго струйного насоса 24 снижается скорость течения и повышается статическое давление. Смесь рабочей среды и перекачиваемой среды поступает в кольцевой канал 10 между колонной труб 2 и скважиной 1, и далее поступает к устью скважины.
Скважинная насосная система, с параллельным соединением струйных насосов, может иметь исполнение, когда внутри корпуса 3 выполнен съемный корпус 27, с размещенными внутри струйными насосами 4 и 24. В корпусе 27 при этом выполнены переходные каналы 25 и 26, с обеспечением возможности извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 через центральный канал 13 внутри колонны труб 2. Для выполнения операции извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 с применением известной канатной техники (на фигурах канатная техника не показана), корпус 27 оснащен ловильной головкой 28. Путем захвата за ловильную головку 28 при использовании канатной техники проводят замену струйных насосов 4 и 24.
В верхней части съемного корпуса 27 может быть выполнено подвижное уплотнительное кольцо 29 для обеспечения возможности извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 через центральный канал 13 внутри колонны труб 2 за счет обратной циркуляции жидкости в скважине. Выполнение операции извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 может быть обеспечено за счет обратного потока жидкости. В этом случае через канал 10 внутрь колонны труб 2, в канал 13, подают жидкость, что приводит к подъему съемного корпуса 27. Вместе с потоком жидкости корпус 17 движется вверх к устью скважины. Таким образом, для выполнения операции извлечения съемного корпуса 27 со струйными насосами 4 и 24 из скважины 1 реализуется известная технология замены струйных насосов гидравлическим способом. Уплотнительное кольцо 29, контактирующее с внутренней поверхностью труб 2, способствует уменьшению утечек жидкости через зазор между корпусом 27 и трубой 2, и процесс подъема струйных насосов ускоряется.
Проточная часть струйных насосов 4 и 24 выбирается с учетом пластовых условий и процессов фильтрации в зонах перфорации 6 и 16. В зависимости от давления и расхода пластового флюида в зонах перфорации 6 и 26 подбирают геометрические размеры проточной части струйных насосов 4 и 24, а также определяют расход и давление рабочей жидкости, подаваемой в скважину через колонну труб 2 по каналу 13. Скважинная насосная система, с параллельным соединением струйных насосов, позволяет добывать нефть одновременно из двух. пластов, обеспечивая оптимальные условия разработки для каждого пласта. Широкие возможности регулирования струйных насосов, и возможности замены струйных насосов 4 и 24 без подъема колонны труб 2, позволяют при использовании предложенной скважинной насосной системы значительно расширить область применения такого оборудования и технологии.
Предлагаемое техническое решение позволяет расширить область применения скважинной насосной системы, с параллельным соединением струйных насосов, поскольку также обеспечиваются возможности для реализации технологий одновременно-раздельной эксплуатации скважин.