УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.
Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов(патент RU на п/м №85547, МПК Е21В 43/14, опуб. 20.08.2009 г Бюл.№22), содержащий колонну лифтовых труб, колонну штанг, два пакера, верхний и нижний насосы, приемный и нагнетательный клапаны и каналы насосов.
Недостатком установки является: невозможность автоматического сообщения полости лифтовых труб с межтрубным пространством скважины над верхним пакером и под нижним пакером для исключения излива и загрязнения устья скважинной жидкостью при подъеме установки.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой установке является скважинная штанговая установка для одновременной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну штанг, два пакера, верхний и нижний насосы с плунжерами и цилиндрами, приемные и сливные каналы приемного и нагнетательного клапанов верхнего насоса, шар приемного клапана нижнего насоса, верхнюю муфту, трубу, причем всасывающий и нагнетательный клапаны установлены сбоку от цилиндра, а между ними размещен самоуплотняющийся пакер (книга "Одновременная раздельная эксплуатация много-пластовых нефтяных месторождений" Р.А.Максутов, Б.Е.Доброскок, Ю.В.Зайцев. -М.:"Недра",1974.-стр.89, рис 54). В этой установке производится раздельный подъем продукции пластов: нижнего - по колонне лифтовых труб, верхнего по эксплуатационной колонне скважины.
Недостатком установки является: невозможность автоматического сообщения полости лифтовых труб с межтрубным пространством скважины над верхним пакером и под нижним пакером для исключения излива и загрязнения устья скважинной жидкостью при подъеме установки.
Техническая задача полезной модели состоит в том, чтобы обеспечить автоматическое сообщение полости лифтовых труб с межтрубным пространством скважины над верхним пакером и под нижним пакером при подъеме установки с целью исключения излива скважинной жидкости на устье скважины.
На чертеже Фиг.1 представлена принципиальная схема установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов при эксплуатации скважины. Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов содержит колонну лифтовых труб 1, колонну штанг 2, цилиндр 3 и плунжер 4 верхнего насоса. Верхний насос содержит приемный клапан 5 с приемным 6 и сливным 7 каналами, нагнетательный клапан 8 с приемным 9 и сливным 10 каналами. С цилиндром 3 верхнего насоса соединена верхняя муфта 11, в которой размещены приемный 5 и нагнетательный клапаны 8, выполнены кольцевая проточка 12 и осевой канал 13. Приемный канал 9 нагнетательного клапана 8 и сливной канал 7 приемного клапана 5 сообщены с кольцевой проточкой 12. С верхней муфтой 11 снизу соединены цилиндр 14 нижнего насоса и труба 15, образующие межтрубное кольцевое пространство 16. В цилиндрах 3 и 14 насосов размещены соединенные вместе верхний плунжер 4 и нижний плунжер 17 с нагнетательным клапаном 18.
С нижней частью трубы 15 соединен центратор 19 с осевым каналом 20, радиальным сливным каналом 21 и кольцевым выступом 22.
С нижней частью цилиндра 14 нижнего насоса соединен стакан 23 с радиальными сливными окнами 24, уплотнительными элементами 25 и конической поверхностью 26. Коническая поверхность 26 стакана 23 взаимодействует с шаром 27 приемного клапана нижнего насоса. Стакан 23 цилиндрической поверхностью 28 взаимодействует с осевым каналом хвостовика 29.
Для разделения продуктивных пластов в межтрубном пространстве скважины применены верхний 30 самоуплотняющийся и нижний 31 пакеры. С верхним пакером 30 соединен захват 32, выполненный с кольцевым выступом 33, уплотнительными элементами 34 и цилиндрической поверхностью 35. Пакеры 30 и 31 скреплены с помощью фильтра 36, выполненного в виде стакана с радиальными окнами 37, осевым каналом 38.
В осевом канале 38 фильтра 36 размещен хвостовик 29 с возможностью телескопического взаимодействия с цилиндрической поверхностью 28 стакана 23. Нижний пакер 31 снизу соединен с упорным фильтром 39 с окнами 40.
Описание работы установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов.
Установку на колонне труб размещают в скважине, при этом межтрубное пространство скважины разделено пакерами на три части: область нижнего пласта, область верхнего пласта, область установки.
Колонна штанг приводится в возвратно-поступательное движение наземным приводом (не показан). Перемещению колонны штанг соответствует перемещение скрепленных вместе плунжеров 4 и 17 верхнего и нижнего насосов.
Работа установки при подъеме продукции нижнего пласта.
При движении плунжеров вверх происходит всасывание продукции нижнего пласта в полости стакана 23 и цилиндра 14 через окна 40 упорного фильтра 39, полость хвостовика 29, приемный клапан 27.
При движении плунжеров 4 и 17 вниз, жидкость из полости стакана 23 и цилиндра 14, минуя нагнетательный клапан 18 продавливается в полости плунжеров 4 и 17, далее в полость лифтовых труб. При прекращении движения плунжеров 4 и 17 вниз, нагнетательный клапан 18 закрывает осевой канал в плунжере 17, не допуская обратного движения жидкости из плунжера 17.
Работа установки при подъеме продукции верхнего пласта.
При движении колонны штанг вверх кольцевой выступ 22, образованный соединением плунжера 4 большего диаметра с плунжером 17 меньшего диаметра, перемещаясь вдоль цилиндра 3 образует камеру всасывания кольцевого насоса, сообщенную с осевым каналом 13, кольцевой проточкой 12 верхней муфты 11. Разряжение в кольцевой проточке 12 передается через сливной канал 7 на приемный клапана 5, который перемещаясь верх открывает приемный канал 6 для пропуска в кольцевую проточку 12 продукции верхнего пласта, поступающего по кольцевому пространству 16, осевому каналу 20 центратора 19, окон 37 фильтра 36.
При движении плунжеров вниз кольцевой выступ 22 перемещаясь вниз сжимает скважинную жидкость в кольцевом пространстве цилиндра 3. Давление жидкости через кольцевую проточку 12 передается нагнетательному клапану 8, который открывается и жидкость перетекает по сливному каналу 10 в межтрубное пространство скважины.
Взаимодействие частей установки при подъеме установки.
Подъем установки проводят в две операции. Первоначально поднимают колонну штанг, и только после этого поднимают остальное оборудование установки.
Рассмотрим взаимодействие подвижных частей установки, а именно центратора 19 с цилиндрической поверхностью захвата 32, и наружной цилиндрической поверхности 28 стакана 23 с осевым каналом хвостовика.
При движении колонны труб 1 вверх перемещается вверх и центратор 19 телескопически взаимодействующий с захватом 32. Часть установки, расположенное ниже центратора 19 под действием сил тяжести и сопротивления самоуплотняющегося пакера 30 остается в нижнем положении. Центратор 19 перемещается вдоль захвата 32 до контакта кольцевого выступа 22 на центраторе 19 с кольцевым выступом 33 на захвате 32, при этом сливные окна 21 центратора 19 выходят из области уплотнительных элементов 34 и полностью открываются. Одновременно с движением в верх колонны труб 1 радиальные сливные каналы 24 стакана 23 освобождаются от уплотнения осевым каналом хвостовика 29, сообщая полость цилиндра 14 с полостью 16 и по сливному каналу 21 и с межтрубным пространством выше верхнего пакера 30. Выход осевого канала хвостовика из телескопического соединения с цилиндрической поверхностью 28 стакана 19 открывает сообщение полости 16 с межтрубным пространством ниже нижнего пакера 31.
Таким образом обеспечивается автоматическое сообщение полости лифтовых труб с межтрубным пространством скважины над верхним пакером и под нижним пакером благодаря чему исключается излив и загрязнение устья скважинной жидкостью.