БАЙПАСНАЯ СИСТЕМА СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИНЫ, ИМЕЮЩЕЙ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ДВА ПЛАСТА, БАЙПАСНАЯ СИСТЕМА СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОДНО- И МНОГОПЛАСТОВЫХ СКВАЖИН И СПОСОБ БАЙПАСИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН
BY-PASS SYSTEM OF OIL WELL PUMPING UNIT FOR DUAL PUMPING OF WELL HAVING AT LEAST TWO FORMATIONS, BY-PASS SYSTEM OF OIL WELL PUMPING UNIT FOR SINGLE AND MULTIPLE ZONE WELLS AND BY-PASSING METHOD FOR WELL SURVEY

Байпасная система скважинной насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации скважины имеющей, по меньшей мере, два пласта, байпасная система скважинной насосной установки для одно и многопластовых скважин и способ байпасирования для проведения исследования скважин
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи углеводородов и проведения исследований и скважинных операций в скважине без подъема насосного оборудования.
Известна байпасная система скважинной насосной установки для эксплуатации скважины, состоящая из установленного на колонне труб Y-образного блока, к нижней части которого параллельно присоединены насосная установка и колонна байпасных труб с посадочным ниппелем для установки на проволоке съемной глухой пробки или геофизической пробки, причем головка каждой из пробок расположена при установке одной из пробок в ниппель в Y-образном блоке над колонной байпасных труб (см. патент US №5099919, 31.03.1992).
Из этого же патента известен способ байпасирования для проведения исследования скважин путем спуска в скважину прибора на геофизическом кабеле с установленной на геофизическом кабеле геофизической пробкой с возможностью замены геофизической пробки съемной глухой пробкой, спуск которой осуществляют на проволоке.
Данные система байпасирования и способ байпасирования позволяют проводить исследование скважины без извлечения из скважины насосной установки. Однако использование съемной глухой пробки, которую спускают на проволоке присоединенной к съемной глухой пробке и свободно подвешенное состояние насосной установки и колонны байпасных труб приводит к усложнению эксплуатации системы и снижению ее надежности.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату в части байпасной системы, как объекта изобретения, является байпасная система скважинной насосной установки для мониторинга и эксплуатации скважины, состоящая из установленного на колонне труб Y-образного блока, к нижней части которого параллельно присоединены насосная установка и колонна байпасных труб с посадочным ниппелем для установки съемной глухой пробки, ловильная головка которой расположена при установке съемной глухой пробки в ниппель в Y-образном блоке над колонной байпасных труб, а последняя скреплена с насосной установкой при помощи хомутов (см. патент US №5213159, 25.05.1993).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату в части способа байпасирования для проведения исследования скважин, как объекта изобретения, является способ байпасирования для проведения исследования скважин путем спуска в скважину прибора на геофизическом кабеле с установленной на геофизическом кабеле геофизической пробкой (см. патент RU №2449117, 27.04.2012).
Недостатком данных устройств и способа является сложность извлечения геофизической пробки. Геофизическая пробка извлекается после упора геофизического прибора в геофизическую пробку с нижнего торца и последующим натяжением геофизического кабеля, что может привести к обрыву геофизического кабеля и потере геофизического прибора. Кроме того, данные система и способ не позволяют проводить одновременно-раздельную эксплуатацию скважины, имеющей, по меньшей мере, два пласта.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение процесса эксплуатации скважинного оборудования.
Технический результат заключается в том, что достигается повышение надежности работы скважинного оборудования при проведении исследований в скважинах в эксплуатационной колонне ниже насосной установки, за счет безаварийного извлечения съемной глухой и геофизической пробок в процессе проведения исследований, что, как результат, позволяет увеличить добычу углеводородов и срок рентабельной эксплуатации скважин. Кроме того, представляется возможность проводить одновременно-раздельную эксплуатацию скважины, имеющей, по меньшей мере, два пласта.
Поставленная задача решается, а технической результат достигается тем, что байпасная система скважинной насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации скважины, имеющей, по меньшей мере, два пласта состоит из установленного на колонне труб Y-образного блока, к нижней части которого параллельно присоединены насосная установка и колонна байпасных труб с посадочным ниппелем для установки съемной глухой пробки, ловильная головка которой расположена при установке съемной глухой пробки в ниппель в Y-образном блоке над колонной байпасных труб, а последняя скреплена с насосной установкой при помощи хомутов посадочный ниппель выполнен с возможностью установки в нем геофизической пробки вместо съемной глухой пробки, в скважине ниже байпасной системы с насосной установкой установлены, по меньшей мере, два пакера механического, гидромеханического или гидравлического действия, причем каждый из пакеров установлен над соответствующим пластом скважины, а между ними на уровне пластов установлено, по меньшей мере, по одной скважинной камере с установленным в ней штуцером или регулятором расхода, или стационарной оправкой или управляемым клапаном с гидравлическим, электрическим или механическим управлением с возможностью регулирования проходного сечения или имеющие две позиции открыто и закрыто, над верхним пакером установлен разъединитель колонны труб, на который в разъединенном состоянии установлен адаптер, а на нижнем конце колонны труб установлена заглушка или ниппель-воронка.
Кроме того, поставленная задача решается, а технической результат достигается тем, что байпасная система скважинной насосной установки состоит из установленного на колонне труб Y-образного блока, к нижней части которого параллельно присоединены насосная установка и колонна байпасных труб с посадочным ниппелем для установки съемной глухой пробки, ловильная головка которой расположена при установке съемной глухой пробки в ниппель в Y-образном блоке над колонной байпасных труб, а последняя скреплена с насосной установкой при помощи хомутов, посадочный ниппель выполнен с возможностью установки в нем геофизической пробки на место съемной глухой пробки, снизу на колонне байпасных труб закреплена ниппель-воронка, выше последней колонна байпасных труб и насосная установка соединены между собой посредством опорного элемента, под посадочным ниппелем на колонне байпасных труб установлен телескопический патрубок, а съемная глухая пробка выполнена в верхней части со сдвижной юбкой для выравнивания давления и в нижней части с наконечником для закрепления проволоки или каната.
В части способа, как объекта изобретения поставленная задача решается, а технической результат достигается тем, что способ байпасирования для проведения исследования для одно и многопластовых скважин проводят путем спуска в скважину прибора на геофизическом кабеле с установленной на геофизическом кабеле геофизической пробкой, при этом на геофизическом кабеле устанавливают два молотка с фрикционной вставкой или внутренней поверхностью с зубчатой насечкой, причем нижний молоток устанавливают на 10-20 м выше геофизического прибора, а верхний - на расстоянии большем или равном расстоянии от места установки геофизической пробки в Y-образном блоке до нижней границы исследуемого пласта, а геофизическую пробку выполняют с внутренней сдвижной втулкой для выравнивания давления.
Предпочтительно на съемную глухую пробку подвешивают на проволоке, канате или кабеле, по меньшей мере, два автономных геофизических прибора, причем нижний прибор устанавливают над нижним пластом, а верхний - над верхним.
Предпочтительно на геофизическом кабеле с установленной на нем геофизической пробкой и двумя молотками спущены, по меньшей мере, два геофизических прибора с возможностью передачи информации на поверхность по геофизическому кабелю в режиме реального времени, причем нижний прибор устанавливают над нижним пластом, а верхний - над верхним, а на поверхности устанавливают приемно-считывающее устройство.
Таким образом, описанные выше байпасные системы позволяют проводить геофизические исследования в процессе промышленной эксплуатации скважины под действующей насосной установкой, в том числе осуществляется контроль добычи из отдельно вскрытых объектов при одновременно-раздельной эксплуатации двух и более вскрытых пластов.
На фиг.1 представлен общий вид байпасной системы.
На фиг.2 представлен Y-образный блок байпасной системы
На фиг.3 представлена съемная глухая пробка.
На фиг.4 представлена байпасная система при проведении геофизических исследований.
На фиг.5 представлен молоток
На фиг.6 представлена геофизическая пробка
На фиг.7 схематически представлена байпасная система для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины.
На фиг.8 представлена байпасная система при проведении геофизических исследований скважины при одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины.
На фиг.9 представлена байпасная система при проведении геофизических исследований скважины при одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины геофизическими приборами с передачей информации на поверхность по геофизическому кабелю в режиме реального времени.
Байпасная система скважинной насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации скважины, имеющей, по меньшей мере, два пласта состоит из установленного на колонне труб 1 Y-образного блока 2, к нижней части которого параллельно присоединены насосная установка 3 и колонна байпасных труб 4 с посадочным ниппелем 5 для установки съемной глухой пробки 6, ловильная головка 7 которой расположена при установке съемной глухой пробки 6 в посадочный ниппель 5 в Y-образном блоке 2 над колонной байпасных труб 4.
Колонна байпасных труб 4 скреплена с насосной установкой 3 при помощи хомутов 8. Посадочный ниппель 5 выполнен с возможностью установки в нем геофизической пробки 9 вместо съемной глухой пробки 6.
В скважине ниже байпасной системы с насосной установкой 3 установлены, по меньшей мере, два пакера (верхний 10 и нижний 11) механического, гидромеханического или гидравлического действия. Каждый из пакеров 10 и 11 установлен над соответствующим пластом скважины, а между ними на уровне пластов установлено, по меньшей мере, по одной скважинной камере (верхняя 12 и нижняя 13) с установленным в ней штуцером или регулятором расхода, или стационарной оправкой или управляемым клапаном с гидравлическим, электрическим или механическим управлением с возможностью регулирования проходного сечения или имеющие две позиции открыто и закрыто, над верхним пакером 10 установлен разъединитель 14 колонны труб 15, на который в разъединенном состоянии установлен адаптер 16, а на нижнем конце колонны труб 15 установлена заглушка или ниппель-воронка 17.
Снизу на колонне байпасных труб 4 закреплена ниппель-воронка 18, а выше последней колонна байпасных труб 4 и насосная установка 3 соединены между собой посредством опорного элемента 19. Под посадочным ниппелем 5 на колонне байпасных труб 4 установлен телескопический патрубок 20, а съемная глухая пробка 6 выполнена в верхней части со сдвижной юбкой 21 для выравнивания давления и в нижней части с наконечником 22 для закрепления проволоки или каната.
На геофизическом кабеле 32 установлено два молотка (верхний 23 и нижний 24) с фрикционной вставкой 25 или внутренней поверхностью с зубчатой насечкой, причем нижний молоток 24 установлен на 10-20 м выше геофизического прибора 26, а верхний 23 - на расстоянии большем или равном расстоянии от места установки геофизической пробки 9 в Y-образном блоке 2 до нижней границы исследуемого пласта, а геофизическую пробку 9 выполняют с внутренней сдвижной втулкой 27 для выравнивания давления.
На съемной глухой пробке 6 может быть подвешено на проволоке, канате или кабеле 28, по меньшей мере, два автономных геофизических прибора 29, причем нижний прибор 29 устанавливают над нижним пластом 30, а верхний прибор 29 - над верхним пластом 31.
На геофизическом кабеле 32 с установленной на нем геофизической пробкой 9 и двумя молотками 23 и 24 могут быть спущены, по меньшей мере, два геофизических прибора 33 с возможностью передачи информации на поверхность по геофизическому кабелю 32 в режиме реального времени, причем нижний прибор 33 устанавливают над нижним пластом 30, а верхний 33 - над верхним пластом 31, а на поверхности устанавливают приемно-считывающее устройство 34.
Байпасная система скважинной насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации скважины работает следующим образом.
Сначала производится монтаж байпасной системы в следующей последовательности (фиг.1).
Наворачивают на колонну байпасных труб 4 ниппель-воронку 18. Затем устанавливают опорный элемент 19, соединяя с колонной байпасных труб 4 насосную установку 3. Кроме того, колонна байпасных труб 4 скрепляется с насосной установкой 3 при помощи хомутов 8. Y-образный блок 2 соединяется с насосной установкой 3, а затем через посадочный ниппель 5 и телескопический патрубок 20 к Y-образному блоку 2 присоединяется колонна байпасных труб 4.
Кабель питания (не показан) насосной установки, крепится к Y-блоку планками 35 (фиг 2). В Y-образный блок 2 устанавливается съемная глухая пробка 6 (фиг.2).
Затем байпасная система скважинной насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации скважины спускается на требуемую глубину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 1.
В случае необходимости извлечения съемной глухой пробки 6 в скважину по колонне НКТ 1 на проволоке, канате или кабеле спускается ловильный инструмент, которым залавливается съемная глухая пробка 6 за ловильную головку 7 (фиг.2). Затем сдвигается сдвижная юбка 21 (фиг.3), открывая проходной канал 36. Таким образом, через проходной канал 36 (фиг.3) выравнивается давление под и над манжетами уплотнительными 37 (фиг.3), что позволяет свободно извлечь съемную глухую пробку 6 из Y-образного блока 2.
Расположение ловильный головки 7, съемной глухой пробки 6 в теле Y-образного блока 2 над колонной байпасных труб 4, предотвращает оседание механических примесей из добываемого флюида, на ловильную головку 7 съемной глухой пробки 6. Кроме того, такое расположение ловильной головки 7 позволяет в случае возникновения осложнений при извлечении съемной глухой пробки 6 использовать аварийные ловители, которыми невозможно работать в колонне байпасных труб 4.
Способ байпасирования для проведения исследования для одно и многопластовых скважин (фиг.4) осуществляется следующим образом.
Y-образный блок 2 (фиг.4) в сборе с насосной установкой 3 и колонной байпасных труб 4, спускается на колонне НКТ 1 на требуемую глубину.
Насосная установка запускается в работу. При необходимости проведения исследований насосную установку 3 останавливают. При помощи ловильного инструмента извлекают съемную глухую пробку 6.Затем в скважину по колонне НКТ 1 спускают на геофизическом кабеле 32 геофизический прибор 26 (фиг.4) и геофизическую пробку 9 (фиг.4).
Так же на геофизическом кабеле 32 устанавливаются два молотка: верхний 23 и нижний 24 (фиг.4). Спуск производят до тех пор, пока геофизическая пробка 9 не достигнет Y-образного блока 2, а верхний молоток 23 не упрется в геофизическую пробку 9. Затем, приподнимая и опуская геофизический кабель 32, верхним молотком 23 наносят удары по геофизической пробке 9, устанавливая ее в посадочный ниппель 5, для исключения перетоков во время проведения исследований. Далее запускают насосную установку 3, выводят на рабочий режим и проводят измерения на необходимом участке под насосной установкой 3. После завершения измерений насосную установку 3 останавливают и начинают извлекать каротажный кабель 32 с геофизическим прибором 26 из скважины. Подъем геофизического кабеля 32 продолжают до тех пор, пока нижний молоток 24 не упрется в геофизическую пробку 9. Далее опуская и приподнимая, геофизический кабель 32 нижним молотком 24 наносят удары по сдвижной втулке 27 геофизической пробки 9 (фиг.6). После того как, сдвижная втулка 27 переместится в верхнее положение, откроется перепускное отверстие 38 (фиг.6) и произойдет выравнивание давления под и над геофизической пробкой 9, после чего, дальнейшими ударами вверх нижним молотком 24 геофизическая пробка 9 извлекается и производится дальнейший подъем геофизического прибора 26 из скважины. Таким образом, геофизический прибор 26 не контактирует с геофизической пробкой 9 в процессе ее извлечения и исключается обрыв геофизического кабеля 32 и потеря геофизического прибора 26.
Верхний и нижний молотки 23 и 24 выполнены из двух половин с продольным разъемом и фрикционными вставками или с зубчатой насечкой на внутренней поверхности молотков 23 и 24 для исключения проскальзывания молотка по геофизическому кабелю 32. Молотки закрепляются на геофизическом кабеле 32 при помощи болтового соединения.
При одновременно-раздельной эксплуатации скважин байпасная система скважинной насосной установки (фиг.7) работает следующим образом.
Сначала собирается компоновка подземного оборудования (например на 2 пласта), состоящая из заглушки или ниппель-воронки 17 (фиг.7), скважинных камер 12 и 13, с установленным в ней штуцером или регулятором расхода, или стационарной оправки или управляемым клапаном с гидравлическим, электрическим или механическим управлением с возможностью регулирования проходного сечения или имеющего две позиции открыто и закрыто, пакеров 10 и 11 (фиг.7) механического, гидромеханического или гидравлического действия, разъединителя 14 колонны труб 15 гидравлического или механического действия.
Компоновка оборудования спускается на колонне НКТ 1 на требуемую глубину. Затем производится посадка пакеров 10 и 11, для разобщения пластов 30 и 31. Верхний пакер 10 устанавлен над верхним пластом 31, а нижний пакер 11 над нижним пластом 30.
После посадки пакеров 10 и 11 и проверки герметичности их установки производится отсоединение разъединителя 14 колоны труб 15 от НКТ 1 и последнюю поднимают из скважины вместе с извлекаемой частью разъединителя 14.
Затем с помощью канатной техники, или геофизического подъемника, или установки гибкой трубы или на трубах НКТ 1 спускают адаптер 16, который устанавливают на неизвлекаемую часть разъединителя 14 колонны труб 15. После установки адаптера 16 проволока, геофизический кабель, гибкая труба или трубы НКТ 1, на которых производился спуск адаптера 16, извлекаются из скважины. Адаптер 16 служит для входа геофизических приборов 26 или 29 в компоновку подземного оборудования для проведения исследований.
Затем собирается байпасная система с насосной установкой 3 спускается в скважину на трубах НКТ 1 на требуемую глубину, после чего насосная установка 3 запускается в работу.
Способ байпасирования для проведения геофизических исследований скважины, при одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины автономными геофизическими приборами 29 (фиг.8) работает следующим образом (например 2 пласта).
В скважину спускают компоновку подземного оборудования, состоящую из заглушки или ниппель-воронки 17, пакеров 10 и 11 механического, гидромеханического или гидравлического действия, скважинных камер 12 и 13 с установленными в них штуцерами или регуляторами расхода, или стационарными оправками или управляемыми клапанами с гидравлическим, электрическим или механическим управлением с возможностью регулирования проходного сечения или имеющего две позиции открыто и закрыто, разъединителя 14 колонны труб 15 и адаптера 16.
Затем на требуемую глубину спускают байпасную систему с насосной установкой 3. Запускают скважину в работу и выводят на режим. Для проведения исследований скважину останавливают. Извлекают съемную глухую пробку 6.
Съемная глухая пробка 6, в нижней части имеет наконечник 22, в котором производят закрепление проволоки или каната с закрепленными на нем автономными геофизическими приборами 29. Затем с помощью канатной техники или геофизического подъемника или гибкой трубы съемная глухая пробка 6 с закрепленным к ней на проволоке или канате 28 автономными геофизическими приборами 29, спускается в скважину и устанавливается в Y-образный блок 2, причем автономные геофизические приборы 29 прикреплены к съемной глухой пробке 6 таким образом, что при установке съемной глухой пробки 6 в Y-образный блок 2, верхний геофизический прибор 29 располагается над верхним пластом 31, а нижний геофизический прибор 29 над нижним пластом 30.
После завершения измерений скважина останавливается, съемная глухая пробка 6 с автономными геофизическими приборами 29 извлекается из скважины. Устанавливается съемная глухая пробка 6 без приборов и скважина запускается в работу.
Способ байпасирования для проведения геофизических исследований скважины при одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины геофизическими приборами 33 с передачей информации на поверхность по геофизическому кабелю 32 в режиме реального времени (фиг.9) работает следующим образом (например 2 пласта).
В скважину спускают компоновку подземного оборудования, состоящую из заглушки или ниппель-воронки 17, пакеров 10 и 11 механического, гидромеханического или гидравлического действия, скважинных камер 12 и 13 с установленными в них штуцерами или регуляторами расхода, или стационарными оправками, или управляемыми клапанами с гидравлическим, электрическим или механическим управлением с возможностью регулирования проходного сечения или имеющего две позиции открыто и закрыто, разъединителя 14 колонны труб 15 и адаптера 16.
Затем в скважину спускают на геофизическом кабеле 32 геофизические приборы 33, геофизическую пробку 9, верхний молоток 23, нижний молоток 24.
Спуск производят до тех пор, пока геофизическая пробка 9 не достигнет Y-образный блок 2, а верхний молоток 23 не упрется в геофизическую пробку 9. Затем, приподнимая и опуская геофизический кабель 32, верхним молотком 23 наносят удары по геофизической пробке 9, устанавливая ее в посадочный ниппель 5 для исключения перетоков во время проведения исследований.
Геофизические приборы 33 на геофизическом кабеле 32 установлены таким образом, что при установке геофизической пробки 9 в Y- образный блок 2 верхний геофизический прибор 33 находится над верхним пластом 31, а нижний геофизический прибор 33 - над нижним пластом 30.
Данные исследований по геофизическому кабелю 32 передаются на поверхность на приемно-считывающее устройство 34. После завершения исследований, скважину останавливают, и геофизический кабель 32 с геофизическими приборами 33 поднимают, до тех пор, пока нижний молоток 24 не упрется в геофизическую пробку 9. Опуская и приподнимая геофизический кабель 32, нижним молотком 24 перемещают сдвижную втулку 27 геофизической пробки 9, открывая перепускное отверстие 38, выравнивают давление под и над геофизической пробкой 9, и извлекают геофизическую пробку 9 из посадочного ниппеля 5 Y-образного блока 2. Затем поднимают геофизический кабель 32 с геофизическими приборами 33 на поверхность. Устанавливают съемную глухую пробку 6 без приборов и скважину запускают в работу.
Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность проведения геофизических исследований в однопластовых и многопластовых скважинах при работающей насосной установке, а также снизить аварийность при проведении геофизических исследований под насосной установкой.
Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях при скважинной добыче различных текучих сред.