СТУПЕНЧАТАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПОГРУЖНАЯ БЕСШТАНГОВАЯ ЭЛЕКТРОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СОВМЕСТНО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЛАСТОВ В ВЫСОКОДЕБИТНЫХ ГЛУБОКИХ И СВЕРХГЛУБОКИХ СКВАЖИНАХ С НИЗКИМ ПЛАСТОВЫМ ДАВЛЕНИЕМ

Заявляемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, к технике добычи нефти из высокодебитных глубоких и сверхглубоких скважинах с низким пластовым давлением.
3
3
При разработке нефтяных месторождений используются скважины, вскрывшие несколько продуктивных пластов на различных глубинах с высокой неравномерной продуктивностью, для эксплуатации которых необходимы погружные бесштанговые электронасосные установки (ПБ ЭНУ) с высоким напором. На данный момент развития техники для добычи скважинной жидкости в объеме 1000м/сут. применяется электронасос с напором 1000-1350 метров. Если скважина, глубиной 3200 и более метров, вскрыла три продуктивных пласта с низким пластовым давлением, то при динамическом уровне скважинной жидкости в 1-ом пласте, глубиной 2900 метров для подъема ее, при совместно-раздельной эксплуатации трех пластов, в объеме 1000м/сут, стандартных насосов и их компоновок в скважине с комбинированной эксплуатационной колонной -5 и -6 дюймов, нет.
Известен патент на полезную модель «Дифференциальная погружная бесштанговая электронасосная установка для одновременной раздельной закачки воды в несколько продуктивных пластов, включающая перфорированную в интервале верхних принимающих продуктивных и нижних принимающих продуктивных пластов обсадную колонну, колонну насосно-компрессорных труб, несколько модуль-секций электронасосов, двухсекционный электродвигатель с протекторами, несколько центраторов-экранов, хвостовик, средняя модуль-секция электронасоса разделена на верхнюю часть, направляющую по раздельным изолированным каналам скважинную воду в верхние принимающие продуктивные пласты через выкидные каналы верхних модуль-секций, рабочие ступени которых обращены нагнетательной стороной вверх, и нижнюю часть, направляющую по раздельным изолированным каналам скважинную воду в нижние принимающие продуктивные пласты через выкидные каналы нижних модуль-секций, рабочие ступени которых обращены нагнетательной стороной вниз. Все модуль-секции электронасосов и продуктивные пласты разделены между собой центраторами-экранами. (Патент на ПМ № 127416 от 12.11.2012 г, MПK F04D 13/10)
Известна комплексная погружная бесштанговая электронасосная установка, содержащая верхнюю модуль-секцию насоса с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами, двигателем с гидрозащитами, нижнюю модуль-секцию насоса с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами, двигателем с гидрозащитами, центратором-экраном, дополнительно снабжена средней модуль-секцией насоса с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами, двигателем с гидрозащитами, центратором-экраном, снабженной обратным клапаном, причем верхняя и средняя модуль-секции снабжены гибкой соединительной транспортной трубой с выкидными отверстиями, изготовленной из полимерно-металлического материала, прочность которой возрастает при соединении каждой последующей модуль-секции (снизу-вверх). Она оснащена общим электрокабелем с кабельными вводами для присоединения к каждому погружному электродвигателю. (Патент на ПМ № 132507 от 22.01.2013 г., МПК F04D 13/10) Прототип.
Однако, использование предлагаемых технических решений не решает поставленной задачи, они менее надежны в эксплуатации из-за конструкций центраторов-экранов, не обеспечивающих полную изоляцию продуктивных пластов при многократном использовании.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание надежного устройства, позволяющего разрабатывать нефтяные месторождения с тремя продуктивными пластами и достигать максимальной, потенциальой нефтеотдачи из каждого пласта за счет использования работы каждой ступени дифференциальной погружной бесштанговой электронасосной установки с наибольшим коэффициентом полезного действия, а также создание надежного устройства центратора-экрана, обеспечивающего надежную изоляцию продуктивных пластов.
Указанная задача достигается тем, что предлагаемая ступенчатая дифференциальная погружная бесштанговая электронасосная установка для совместно-разделной эксплуатации нескольких пластов в высокодебитных глубоких и сверхглубоких скважинах с низким пластовым давлением, содержащая верхнюю модуль-секцию насоса с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами, двигателем с гидрозащитами, центратором-экраном, напорной трубой с обратным клапаном и утолщенной муфтой с выкидными каналами, нижнюю модуль-секцию насоса с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами, двигателем с гидрозащитами, центратором-экраном, напорной трубой с обратным клапаном, среднюю модуль-секцию насоса с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами, двигателем с гидрозащитами, центратором-экраном, напорной трубой с обратным клапаном и утолщенной муфтой с выкидными каналами, оснащенная общим электрокабелем с кабельными вводами для присоединения к каждому погружному электродвигателю, причем, каждый центратор-экран выполнен в виде стального диска с округленными краями и снабжен упругодеформируемыми манжетами, закрепленными с двух его сторон и имеющими диаметр больший чем диаметр диска на 20-30 мм, а также навернут по резьбе на транспортной трубе и закреплен с двух сторон зажимными муфтами, имеющий ленточные резиновые узлы крепления манжет к транспортной трубе к кольцам и равномерно расположенные по окружности манжет.
Такая конструкция устройства ступенчатой дифференциальной погружной бесштанговой электронасосной установки, позволяет разрабатывать нефтяные месторождения с тремя продуктивными пластами и достигать максимальной, потенциальой нефтеотдачи из каждого пласта за счет использования работы каждой ступени дифференциальной погружной бесштанговой электронасосной установки с наибольшим коэффициентом полезного действия, а также создание надежного устройства центратора-экрана, обеспечивающего надежную изоляцию продуктивных пластов при многократном использовании.
На Рис. 1 представлена ступенчатая дифференциальная погружная бесштанговая электронасосная установка для совместно-разделной эксплуатации нескольких пластов в высокодебитных глубоких и сверхглубоких скважинах с низким пластовым давлением.
На Рис. 2 представлен центратор-экран
Ступенчатая дифференциальная погружная бесштанговая электронасосная установка для совместно-разделной эксплуатации нескольких пластов в высокодебитных глубоких и сверхглубоких скважинах с низким пластовым давлением, содержит верхнюю модуль-секцию насоса 1 с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами 2, двигатель 3 с гидрозащитами 4, центратор-экран 5, напорную трубу 6 с обратным клапаном 7 и утолщенную муфту с выкидными каналами 8, нижнюю модуль-секцию насоса 9 с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами 10, двигатель 11с гидрозащитами 12, центратор-экран 13, напорную трубу 14 с обратным клапаном 15, среднюю модуль-секцию насоса 16 с дифференциальной приставкой-диспергатором с приемными каналами 17, двигатель 18 с гидрозащитами 19, центратор-экран 20, напорную трубу 21с обратным клапаном 22, утолщенную муфту с выкидными каналами 23, общий электрокабель с кабельными вводами 24. Центратор-экран выполнен в виде стального диска с округленными краями 25 с упругодеформируемыми манжетами 26, 27, а также навернут по резьбе на транспортной трубе 6, (14, 21), и закреплен с двух сторон зажимными муфтами 28, 29, ленточные резиновые узлы 30,31 крепление манжет 32, 33, кольца 34, 35.
Работает ступенчатая дифференциальная погружная бесштанговая электронасосная установка (СД ПБ ЭНУ) для совместно-разделной эксплуатации нескольких пластов в высокодебитных глубоких и сверхглубоких скважинах с низким пластовым давлением следующим образом:
В скважине глубиной 3200 метров, вскрывшей три продуктивных пласта, залегаемых на глубинах:
Нижний пласт
- 3000 метров;
Средний пласт
- 2100 метров;
Верхний пласт
- 1200 метров,
установлена СД ПБ ЭНУ на глубине 3000 метров.
Скважина имеет комбинированную обсадную колонну, диаметром пять дюймов, длиной 900 метров от забоя и обсадную колонну, диаметром шесть дюймов, длиной 2300 метров, глубина скважины 3200 метров.
В процессе эксплуатации СД ПБ ЭНУ, скважинная жидкость из нижнего пласта поступает в нижнюю секцию 9, через дифференциальную приставку-диспергатор с приемными каналами 10, которая нагнетает ее в напорную соединительную трубу 14 с обратным клапаном 15. Далее скважинная жидкость поступает через утолщенную муфту с выкидными каналами 23 в затрубное пространство скважины над центратором-экраном 13. Из затрубного пространства скважины - скважинная жидкость поступает через приемные каналы 17, дифференциальной-приставки диспергатора, в среднюю секцию 16. Одновременно, из среднего пласта в среднюю секцию 16, также поступает скважинная жидкость. Общий поток нагнетается в транспортную трубу 21 и далее, через утолщенную муфту с выкидными каналами 8, поступает в затрубное пространство над центратором-экраном 20, а затем через приемные каналы 2, дифференциальной-приставки диспергатора, в верхнюю секцию 1.
Одновременно, скважинная жидкость из верхнего продуктивного пласта также поступает, через приемные каналы 2, дифференциальной-приставки диспергатора, в верхнюю секцию 1, откуда вся скважинная жидкость, из трех пластов, нагнетается в лифтовые трубы (на рис. не показаны)
Края упругодеформируемой манжеты 27 на нижней стороне центратора-экрана загнуты в низ за счет разницы диаметра диска с округленными краями 25 и самой манжеты 27, а также, с помощью резиновых лент 31, расположенных равномерно по окружности манжеты 26 и закрепленных на кольце 35 хвостовика (транспортных трубах 6, 14, 21) и препятствующее сползанию их вверх.
Края упругодеформируемой манжеты 26 на верхней стороне центратора-экрана загнуты вверх за счет разницы диаметра диска с округленными краями 25 и самой манжеты 26, а также с помощью резиновых лент 30, расположенных равномерно по окружности манжеты и закрепленных на кольце хвостовика (транспортных трубах 6, 14, 21) и препятствующее сползанию их вниз.
В результате увеличения давления нагнетания воды на продуктивный пласт из водоносных пластов, залегаемых выше и ниже его, рвутся ленты 31 на нижней стороне центратора-экрана и верхней - 30 стороне центратора-экрана, тогда манжеты 26, 27 распрямляются. При этом верхняя и нижняя манжеты 26, 27 своими гибкими краями по окружности диска 25 перекрывают и герметизируют, уплотняют зазор между эксплуатационной колонной обсадных труб и центратором-экраном. При нагнетании внутрискважинной пластовой воды в продуктивный пласт, зажимные муфты 28, 29 центратора-экрана своей вогнутой поверхностью направляет воду, повышают приемистость пласта и снижают потери гидравлической энергии при закачке воды в пласт при высоком давлении.
СД ПБ ЭНУ оснащена общим электрокабелем с кабельными вводами 24 для присоединения к каждому погружному электродвигателю,
3
В скважине установлены секции погружных бесштанговых электронасосов разных типоразмеров: с разной производительностью, напором и мощностью, так, на участке скважины с пятидюймовой эксплуатационной колонной, установлен против нижнего продуктивного пласта ЭЦН М5А с производительностью 250 м/сут. и напором 1000 метров.
3
На участке скважины с шестидюймовой эксплуатационной колонной против среднего продуктивного пласта установлен ЭЦН Мб с производительностью - 500 м/сут. и напором 1050 метров.
На участке скважины с 6-и дюймовой колонной против верхнего продуктивного пласта установлен ЭЦН с производительностью 1000 м/сут. и напором 1025 метров. Мощность каждого ЭЦН увеличивается по мере уменьшения его подвески и увеличения продуктивности пласта.
Такая конструкция и компоновка СД ПБ ЭНУ позволяет осуществить совместно-раздельную эксплуатацию трех продуктивных пластов из глубоких скважин с низким пластовым давлением. При этом, для каждого пласта создана необходимая депрессия, соответствующая паспортной производительности для всех ЭЦН.
Каждый ЭЦН работает в оптимальной зоне с наибольшим КПД. Достигнута максимальная, потенциальная нефтеотдача из каждого пласта.