ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

Глубинно-насосная установка для добычи нефти
Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти с высоким газовым фактором и из скважин, имеющим газовые или газоконденсатные шапки. Известна установка для добычи нефти, в которой производят отделение газа в сепараторе, расположенном ниже приема насоса, и удаление его через газовыпускной клапан (SU, авторское свидетельство, 866133, кл.Е 21 В 43/00, 1981) .
Недостатком известного устройства является то, что при высоком газовом факторе сброс больших количеств газ из газосепаратора в выкидной трубопровод приводит к вспениванию, уменьшению плотности и охлаждению газо-нефтяной смеси в затрубном пространстве. В результате наблюдаются значительные колебания межтрубного и забойного давлений, давления на приеме глубинного насоса и загидрачивание обратного клапана.
Наиболее близким аналогом для глубинно-насосной установки для ее добычи является глубинно-насосная установка, содержащая установленный в колонне насосных труб насос с сепаратором, выкидной трубопровод и управляемый клапан-отсекатель, установленный в газопроводе, связанном с затрубным пространством.
МПК б F 04 D 402 В из  стной глубинно-насосной установке отделяют сгзободный
газ от нефти и удаляют его из затрубного пространства чврез управляемый клапан-отсекатель (SU, авторское свидетельство 1384827, кл.Г 04 В 47/02, 1988).
Недостатком известного устройства является то, что удаление газа из затрубного пространства производят, через колонну насосных труб и обратный клапан, что оказывает влияние на работу насоса, так как увеличивается давление на его плунжер. Для управления клапаном-отсекателем используется
магнитный привод связанный с полированным штоком, на привод клапана оказывают влияние силы трения и динамические силы при
работе насосной установки.
Кроме того, устройство не обеспечивает оптимальное затрубное давление.
Задачей полезной модели является стабилизация затрубного давления, давления на приеме насоса, динамического уровня нефти в затрубном пространстве и количества газа, сбрасываемого в единицу времени из скважины в выкидной нефтепровод.
Поставленная задача достигается тем, что управляемый клапан-отсекатель глубинно-насосной установки снабжен таймером и электроконтактным манометром, подключенным к газопроводу до входа в клапан-отсекатель, при этом конец газопровода после клапана-отсекателя подсоединен к выкидному трубопроводу. Кроме того, клапан-отсекатель выполнен теплоизолированным и снабжен системой подогрева.
На фиг.1 представлена схема глубинно-насосной установки.
На фиг.2 - кривая для определения оптимального затрубного давления.
2
/ Глубинно-насосная установка содержит глубинный насос 1 с
гидросепаратором 2, управляемый клапан-сепаратор 3 с электроконтактным манометром 4 и таймером 5 объединены в общий блок управления б, установленный на газопроводе 7, соединяющем затрубное пространство 8 скважины с выкидным трубопроводом 9. Блок управления б помещен в теплоизолированный кожуре и оснащен системой подогрева (на чертеже не показана). Колонна насоснокомпрессорных труб 10 установлена в внутри обсадной колонны 11. На трубопроводе, связывающем затрубное пространство 8 с выкидным трубопроводом 9 установлены обратный клапан 12 и задвижка 13.
Установка работает следующим образом. Продукция скважины в виде газонефтяной смеси поступает в газосепаратор 2, где происходит отделение нефти от газа. Дегазированная нефть попадает в глубинный насос 1 и, поднимаясь на поверхность по насосно-компрессорным трубам 10, поступает в выкидной трубопровод 9. Газ сбрасывается в затрубное пространство 8, проходит по специальному газопроводу 7 через клапан-отсекатеяь 3 и попадает в выкидной трубопровод 7.
Принцип работы регулируемого клапана-отсекателя следу1щий. При накоплении газа повышается давление и снижается
динамический уровень в затрубном пространстве 8. Верхний предел
давления и, соответственно нижний предел динамического уровня, устанавливаются с помощью электроконтактного манометра. При достижении верхнего предела давления клапан-отсекатель 3 автоматически открывается и избыточный газ сбрасывается в выкидной трубопровод 9. Давление в затрубном пространстве 8 падает и при достижении нижней границы, чему соответствует
3
максимальный динамический уровень, клапан-отсекатель 3
автоматически закрывается. Оптимальным является режим, когда значительным перепадам затрубного давления: 1-2 МПа, соответствуют минимальные колебания динамического уровня: 50100 метров./
Закрытие и открытие клапана-отсекателя 3 регул}4руется также с помощью таймера 5. Время накопления газа в межтрубном пространстве устанавливается в пределах до нескольких часов, а время стравливания - до 5-7 минут.
Загидрачивания управляемого клапана-отсекателя 3, в отличие от обратного клапана 12, установленного после затрубной задвижки 13 не происходит, т.к., во-первых, время стравливания и расход газа невелики, а во-вторых, он теплоизолирован и при необходимости дополнительно обогревается.
Контроль за эффективностью предложенного устройства и оптимальным режимом работы глубинно-насосной установки осуществляется посредством измерения дебета скважины, расчета коэффициентов наполнения и подачи штангового глубинного насоса или замера тока электроцентробежных глубинных насосов.
При изменении параметров работы нефтяного пласта, например при повышении или понижении пластового давления, устанавливается новый режим работы управляемого клапанаотсекателя 3 посредством изменения пределов колебания затрубного давления с использованием электроконтактного манометра  времени накопления и стравливания нефтяного --
газа с помощью таймера 5.
Способ в предложенном устройстве реализуется следующим образом. Каждому значению затрубного давления соответствует определенное значение динамического уровня. Первоначально
скважина исследуется и строится зависимость затрубное давление - динамический уровень (фиг.2). На графике выбирается участок (2,3-3,0 МПа) с минимальным градиентом давления dP/dH (Р давление, МПа, Н - динамический уровень, м), который соответствует оптимальному затрубному давлению. Наилучшим для работы глубинно-насосной установки скважины считается режим, ксгда при значительных : до 1 МПа, отклонениях затрубного давления от оптимального значения наблюдают ся минимальные колебания динамического уровня : 50.-100 метров. Верхний и нижний пределы затрубного давления устанавливаются с помощью электроконтактного манометра (ЭКМ). При сбросе газа из газосепаратора 2 происходит его накопление в затрубном пространстве - затрубное давление повьшается. После достижении верхнего предела давления управляющий электрический сигнал от ЭКМ поступает на элекромагнитный клапан (на чертеже не показан), который открывает управляемый клапан-отсекатель 3. Избыточный газ сбрасывается в выкидной трубопровод 9. Давление в затрубном пространстве 8 падает и при достижении нижней границы клапан-отсекатель 3 автоматически закрывается.
Количество газа, сбрасываемого за определенный промежуток времени из затрубного пространства в выкидной нефтепровод, управляется также путем задания времени закрытия и открытия управляемого клапана-отсекателя 3 с помощью таймера 5. Время накопления газа в затрубном пространстве 8 (клапан закрыт) устанавливается в пределах 1-5 часов, а время стравливания газа (клапан открыт) - 0,5-5 минут.
5
Данное устройство позволяет предотвратить образование гидратных и асфальто-смоло-парафиновых отложений на наружных стенках насосно-компрессорных труб и внутренней части обсадной колонны, улучшить условия эксплуатации глубинного насоса, снизить затраты на проведение ремонтных и аварийновосстановительных работ, оптимизировать работу системы нефтяной пласт-скважины- выкидной трубопровод и увеличить добычу нефти.
i: -rvfm