УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРЕХ ПЛАСТОВ
INSTALLATION FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OPERATION OF THREE RESERVOIRS

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при добыче нефти из трех пластов одной скважиной.
Известна насосная установка для раздельной эксплуатации нескольких пластов, которая включает колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик. Штанговый насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке цилиндра, который делит цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов. Установка обеспечивает возможность поступления в цилиндр насоса при движении его плунжера вверх сначала продукции низконапорного пласта, а после прохождения плунжером дополнительного клапана - продукции высоконапорного пласта (патент РФ №2221136, опублик. 2004.01.10).
Недостатком известной установки является сложность разделения цилиндра в зависимости от производительности пластов и практическая неработоспособность в условиях меняющегося дебита хотя бы одного из пластов, что на практике часто имеет место.
Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности является скважинная штанговая насосная установка, содержащая штанговый насос с плунжером, цилиндр, всасывающий и нагнетательный клапаны, трубу, расположенную концентрично цилиндру насоса и образующую с ним герметичную камеру, с отверстиями в верхней части для поступления жидкости в надплунжерную область насоса, с распределителем потока с дополнительным клапаном и проходными каналами (патент РФ №2293215, опублик. 2007.02.10 - прототип).
Установка позволяет осуществлять отбор жидкости из двух пластов с разными давлениями. Однако установка имеет следующие недостатки:
- зависимость работы установки от разности давлений эксплуатируемых пластов. При малых величинах разностей давлений эксплуатируемых пластов работа установки становится невозможной;
- не соответствие реальных отбираемых дебитов каждого пласта расчетным, тем самым, сложно назначить оптимальные дебиты каждого пласта согласно режимам разработки месторождений;
- требуются предварительные исследования для определения обводненности продукции каждого пласта. Возможности прямого определения обводненности отсутствуют;
- невозможность эксплуатировать в скважинах осложненных асфальто-смолистыми парафиновыми отложениями (АСПО);
- имеет ограничение по вязкости отбираемой жидкости (до 0,025 Па·с);
- зависимость самой конструкции насоса от забойных давлений эксплуатируемых пластов (в зависимости от величины давления применяется та или иная конструкция насоса);
- нет возможности эксплуатации только одного из пластов, полностью изолировав другой.
В предложенном изобретении решается задача обеспечения работоспособности при любых величинах давлений эксплуатируемых пластов, обеспечения производительности насоса в соответствии с дебитами пластов, обеспечение возможности эксплуатации только одного из пластов, полностью изолировав другой.
Задача решается тем, что в установке для одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов, включающей первый цилиндр с плунжером, второй цилиндр, всасывающий и нагнетательный клапаны, согласно изобретению первый цилиндр снабжен боковым клапаном с фильтром и снизу соединен с пакером, который в свою очередь соединен с вторым цилиндром, снабженным боковым клапаном с фильтром и боковым отверстием, второй цилиндр соединен с переходником, снабженным клапаном с фильтром и соединенным с полированным хвостовиком, герметично размещенным в полированном цилиндре пакера-отсекателя, внутри первого и второго цилиндров размещены плунжера с клапанами, жестко скрепленные между собой штоком, имеющим каналы для прохождения пластовой жидкости, плунжера соединены с колонной штанг, а первый цилиндр соединен с колонной насосно-компрессорных труб.
Сущность изобретения
Установка для одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов представлена на чертеже.
Установка состоит из первого цилиндра 1, снабженного боковым клапаном 2 с фильтром 3, на котором с помощью муфты 4 закреплен пакер 5, отделяющий пласт I от пласта II. В свою очередь на пакере 5 через переходник 6 закреплен второй цилиндр 7, снабженный боковым клапаном 8 с фильтром 9 и имеющий боковое отверстие 10, а на конце - переходник 11, который имеет клапан 12, фильтр 13 и полированный хвостовик 14. Полированный хвостовик 14 герметично размещен в полированном цилиндре 15 пакера-отсекателя 16, отделяя пласт II от пласта III. Внутри первого цилиндра 1 размещен плунжер 17 с клапаном 18, а внутри цилиндра 7 размещен плунжер 19 с клапаном 20. Плунжера 17 и 19 жестко скреплены между собой штоком 21, имеющим каналы для прохождения пластовой жидкости 22 и 23. Плунжера 17 и 19 приводятся в движение с помощью насосных штанг 24. Установка спущена в эксплуатационную колонну скважины 25 на колонне насосно-компрессорных труб 26 и соединена с последней муфтой 27.
Установка работает следующим образом.
Установку устанавливают в скважине 25 на колонне насосно-компрессорных труб 26 так, чтобы пакер 5 обеспечивал изоляцию пластов I и II, а заранее спущенный и установленный в эксплуатационную колонну пакер-отсекатель 16, загерметизированный парой полированный хвостовик 14 - полированный цилиндр 15, обеспечивал изоляцию пластов II и III.
При движении плунжеров 17 и 19 из нижней точки боковой клапан 2 закрыт телом плунжера 17, открываются клапана 8 и 12, закрываются клапана 18 и 20. Пластовая жидкость из пласта II через фильтр 9, клапан 8 заполняет полость под плунжером 17, а пластовая жидкость из пласта III, пройдя через полированный хвостовик 14 фильтр 13 и клапан 12 заполняет полость под плунжером 19. Пласт I не работает. В момент достижения и перекрытия плунжером 19 бокового клапана 8, проход бокового клапана 2 освобождается от плунжера 17. Теперь пласт II изолирован и не работает, а жидкость из пласта I через фильтр 3 и клапан 2 поступает в полость под плунжером 17; пластовая жидкость из пласта III продолжает поступать в полость под плунжером 19. Отбор жидкости из пласта I и пласта III происходит до достижения верхнего предела хода плунжеров 17 и 19.
При ходе насосных штанг 24 и плунжеров 17 и 19 вниз клапана 2, 8, 12 закрываются, а клапана 18 и 20 открываются. Пластовые жидкости, накопленные в полостях под плунжерами 17 и 19 через каналы 22 и 23, вытесняются в полость колонны насосно-компрессорных труб 26.
Далее цикл повторяется.
При возвратно-поступательном движении плунжеров 17 и 19 в области между боковыми отверстиями 10 и боковым клапаном 8 пластовая жидкость под плунжер 17 поступает лишь через боковой клапан 2 из пласта I. Жидкость из пласта III под плунжер 18 не поступает. Таким образом подгонкой возможно добиться отключения или включения отдельных пластов.
Боковое отверстие 10 необходимо для слива жидкости из колонны насосно-компрессорных труб в операциях, связанных с подъемом колонны.
Применение предложенного изобретения позволит обеспечить работоспособность установки при любых величинах давлений эксплуатируемых пластов, обеспечить производительность насоса в соответствии с дебитами пластов, обеспечить возможность эксплуатации только одного из пластов, полностью изолировав другой.