Устройство для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к одновременно раздельной эксплуатации двух продуктивных пластов одной скважины насосными установками.
Известна установка для раздельной эксплуатации двух пластов, содержащая пакер и один насос (см. Р.А. Максутов, Б.Е. Доброскок, Ю.В. Зайцев. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1974, стр. 104), у которого перед всасывающим клапаном установлены штуцеры, сообщающиеся через соответствующие каналы с разными пластами. Установка состоит из пакера подвесного типа, распределительного устройства, включающего в себя муфту перекрестного течения с продольными каналами для прохода подпакерного газа, радиальными каналами для направления продукции верхнего пласта к приему насоса, и забойных штуцеров и с клапанами.
Недостатками установки являются сложность конструкции, а также ограниченные функциональные возможности работы, связанные со сложностью регулирования производительности установки по пластам, требующей индивидуального подбора штуцеров разного диаметра для скважин с различными характеристиками и параметрами продуктивных пластов.
Наиболее близким аналогом является установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов (патент RU №2221136, МПК E21B 43/14, опубл. 10.01.2004 в бюл. №1), включающая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, плунжер, штанговый насос с основным всасывающим и нагнетательным клапанами, а также с боковым всасывающим клапаном, размещенным на стенке цилиндра штангового насоса, делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов. При этом установка обеспечивает возможность поступления в цилиндр штангового насоса, при движении его плунжера вверх, сначала продукции низконапорного пласта, а после прохождения плунжером дополнительного клапана - продукции высоконапорного пласта.
Недостатком данной установки является ограниченные функциональные возможности работы, связанные с необходимостью изготовления нового штангового насоса при изменении соотношения потенциалов дебита жидкости высоконапорного и низконапорного продуктивных пластов так, как боковой всасывающий клапан размещают пропорционально производительностям пластов, что приводит к простою скважины и увеличению продолжительности ремонта в ожидании изготовления нового насоса.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности применения при изменении соотношения дебитов жидкости высоконапорного и низконапорного продуктивных пластов, что снизит вероятность простоев скважины и сократит продолжительность ремонта.
Технические задачи решаются устройством для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов, включающим штанговый насос с плунжером, основным всасывающим и нагнетательным клапанами, а также с боковым всасывающим клапаном, размещенным на стенке цилиндра штангового насоса, делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов, при этом штанговый насос выполнен с возможностью присоединения к колонне лифтовых труб, а также к хвостовику с пакером.
Новым является то, что в корпусе бокового всасывающего клапана установлено седло с шариком, фиксируемое фильтром, представляющим собой перфорированный патрубок, причем в верхней части фильтр выполнен с возможностью соединения с корпусом бокового всасывающего клапана, а в нижней части заглушен, дополнительно цилиндр штангового насоса снабжен резервным корпусом, заглушенным заглушкой, выполненный с возможностью подсоединения седла с шариком, фиксируемое фильтром, при этом резервный корпус распложен от верхнего конца цилиндра штангового насоса на расстоянии равным расстоянию расположения корпуса бокового всасывающего клапана от нижнего конца цилиндра штангового насоса.
На фигуре показана установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов, где колонна лифтовых труб - 1, цилиндр штангового насоса - 2, основной всасывающий клапан - 3 и боковой всасывающий клапан - 4, плунжер - 5, нагнетательный клапан - 6, хвостовик - 7, пакер - 8, эксплуатационная колонна - 9, высоконапорный продуктивный пласт - 10, низконапорный продуктивный пласт - 11, седло - 12, шарик - 13, фильтр - 14, резервный корпус - 15, заглушка - 16.
Сущность полезной модели
Устройство содержит колонну лифтовых труб 1, к которой присоединен цилиндр 2 штангового насоса с основным всасывающим клапаном 3. На стенке цилиндра штангового насоса 2 размещен боковой всасывающий клапан 4, делящий этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительностям продуктивных пластов 10, 11.
Внутри цилиндра штангового насоса 2 размещен плунжер 5 с нагнетательным клапаном 6. К нижнему концу цилиндра штангового насоса 2 присоединен хвостовик 7 с пакером 8, установленным в эксплуатационной колонне 9 в интервале между высоконапорным 10 и низконапорным 11 продуктивными пластами.
В корпусе бокового всасывающего клапана 4 установлено седло 12 с шариком 13, фиксируемое фильтром 14, представляющим собой перфорированный патрубок. Причем в верхней части фильтр 14 выполнен с возможностью соединения с корпусом бокового всасывающего клапана 4, а в нижней части заглушен.
Дополнительно цилиндр штангового насоса 2 снабжен резервным корпусом 15, заглушенным заглушкой 16, выполнен с возможностью подсоединения седла 12 с шариком 13, фиксируемого фильтром 14, что при изменении соотношения дебита жидкости высоконапорного 10 и низконапорного 11 продуктивных пластов обеспечивает оперативное регулирование отбора пластовой жидкости, что расширяет функциональные возможности штангового насоса.
1
При этом резервный корпус 15 распложен от верхнего конца цилиндра штангового насоса 2 на расстоянии L, равном расстоянию расположения корпуса бокового всасывающего клапана 4 от нижнего конца цилиндра штангового насоса 2 L.
При этом верхний конец цилиндра штангового насоса 2 принимает конец, направленный к устью скважины, а нижний конец - конец, направленный к забою скважины.
Устройство для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов, работает следующим образом.
При движении плунжера 5 вверх основной всасывающий клапан 3 открывается, пластовая жидкость из низконапорного продуктивного пласта 11 через перфорационные каналы в эксплуатационной колонне 9 под действием забойного давления P1 поступает в полость цилиндра штангового насоса 2. При этом боковой всасывающий клапан 4 перекрыт плунжером 5 или находится выше плунжера 5 и все равно закрыт перепадом давления. После прохождения плунжером 5 бокового всасывающего клапана 4 происходит открытие бокового всасывающего клапана 4, т.к. забойное давление Р2>Р1, при этом основной всасывающий клапан 3 под действием этого же перепада давления закрывается. При дальнейшем движении плунжера 5 вверх в полость цилиндра штангового насоса 2 поступает пластовая жидкость только из высоконапорного продуктивного пласта 10. При достижении верхней точки плунжер 5 меняет направление движения, пластовая жидкость перетекает через нагнетательный клапан 6 из подплунжерной полости цилиндра штангового насоса 2 в надплунжерную. После достижения плунжером 5 нижней точки цикл повторяется.
При изменении соотношения потенциалов дебита пластовой жидкости высоконапорного 10 и низконапорного 11 продуктивных пластов, из резервного корпуса 15 убирают заглушку 16, а из бокового всасывающего клапана 4 - седло 12 с шариком 13 и фильтр 14, производят перестановку, в резервный корпус 15 устанавливают седло 12 с шариком 13 и фильтром 14, а в боковой всасывающий клапан 4 - заглушку 16.
Если дебит верхнего (высоконапорного продуктивного пласта 10) объекта превышает дебит нижнего (низконапорного продуктивного пласта 11), то седло 12 с шариком 13 и фильтром 14 располагают в боковом всасывающем клапане 4, а заглушку 16 в резервном корпусе 15. И наоборот, если дебит нижнего (низконапорного продуктивного пласта 11) объекта превышает дебит верхнего (высоконапорного продуктивного пласта 10) объекта, то седло 12 с шариком 13 и фильтром 14 располагают в резервном корпусе 15, а заглушку 16 - в боковом всасывающем клапане 4.
Таким образом, предлагаемое устройство для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов расширяет функциональные возможности за счет обеспечения возможности применения при изменении соотношения дебитов жидкости высоконапорного и низконапорного продуктивных пластов, что снижает вероятность простоев скважины и сокращает продолжительность ремонта.