УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНЫ

Область техники и назначение
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности - к устройствам для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины.
Уровень техники
Известна Полезная модель «Устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины» (патент №80195, RU, Е21В 43/14, опубликовано 27.01.2009), содержащее: корпус с заглушкой в центральном канале и двумя рядами радиальных каналов, патрубок, охватывающий корпус, колонну НКТ, насос, пакер, механизм относительного перемещения патрубка и корпуса, узел стыковки корпуса с пакером.
Недостатком данного устройства является то, что оно позволяет обеспечивать только раздельно-последовательную эксплуатацию двух пластов одной скважины, при которой отбор жидкости происходит попеременно то с одного, то с другого пласта. Кроме того механизм относительного перемещения выполнен в виде гидроцилиндра, установленного на устье скважины, что обусловливает сложный монтаж оборудования - требуется точная подгонка лифтовой колонны при ее стыковке с механизмом относительного перемещения. При подгонке необходимо учитывать вытяжку лифтовой колонны для обеспечения надежного разделения пластов.
Известно так же изобретение «Устройство для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины» (патент №2435023, RU, Е21В 43/14, опубликовано 27.11.2011), содержащее: корпус с радиальными каналами, патрубок, колонну НКТ, насос, пакер, механизм относительного перемещения патрубка и корпуса. При этом патрубок выполнен с радиальными каналами, которые имеют возможность сообщаться с радиальными каналами корпуса, пакер установлен на патрубке между его радиальными каналами. Механизм относительного перемещения устройства расположен в скважине, что упрощает монтаж и обслуживание устройства.
Недостатком устройства по патенту 2435023 является то, что оно позволяет реализовывать только технологию раздельно-последовательной эксплуатации. При такой технологии каждый из объектов будет эксплуатироваться при переменном забойном давлении, в результате чего не обеспечивается оптимальный приток жидкости из пластов. Кроме того, частое переключение между объектами, которое требуется для реализации технологии раздельно-последовательной эксплуатации снижает ресурс механизма относительного перемещения. Устройство по патенту RU 2435023 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принято за прототип.
Сущность полезной модели
Технической задачей заявленной полезной модели является реализация технологии одновременно-раздельной эксплуатации, при которой каждый из объектов будет эксплуатироваться при постоянном забойном давлении.
Поставленная задача решается заявляемым техническим устройством для одновременно-раздельной эксплуатации двух продуктивных пластов одной скважины, которое содержит корпус с радиальными каналами, патрубок с радиальными каналами, механизм перемещения корпуса относительно патрубка, и выполнено с возможностью соединения сверху с насосом и лифтовой колонной НКТ и с возможностью фиксации патрубка относительно обсадной колонны скважины пакером.
Технический результат, благодаря которому решается указанная задача, заключается в обеспечении в заявляемом устройстве сообщения насоса и лифтовой колонны НКТ одновременно с обоими продуктивными пластами в режиме одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в одной скважине, с возможностью сообщения насоса и лифтовой колонны НКТ как с верхним, так и с нижним продуктивным пластом для проведения прямого исследования этих пластов.
Технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины пакер установлен ниже патрубка а его внутренний канал связан с нижним рядом каналов патрубка трубопроводом. Патрубок выполнен в виде цилиндра с двумя рядами радиальных каналов, которые имеют возможность сообщаться с каналами корпуса, при этом патрубок заглушен снизу. Корпус содержит три ряда радиальных каналов: два нижних ряда для сообщения с верхним рядом каналов патрубка и один верхний ряд для постоянного сообщения с приемом насоса, при этом корпус выполнен сквозным для возможности сообщения с нижним рядом каналов патрубка. Использование механизма относительного перемещения позволяет перемещать корпус относительно патрубка, обеспечивая три различных положения каналов корпуса относительно каналов патрубка, при которых насос и колонна НКТ сообщена только с верхним или только с нижним пластом или с двумя пластами одновременно. Механизм относительного перемещения включает устройство относительного перемещения и кожух устройства относительного перемещения, причем механизм относительного перемещения патрубка и корпуса установлен в скважине под насосом. Устройство относительного перемещения может быть выполнено в виде герметичного актуатора или в виде герметичного линейного электродвигателя, или в виде герметичного соленоида. Верхний и нижний пласты разделены пакером. Подъем жидкости осуществляется насосом, прием которого соединен с кожухом устройства относительного перемещения. Сущность полезной модели поясняется чертежами (фиг. 1-3).
Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины (фиг. 1-3) содержит механизм относительного перемещения, включающий устройство 1 относительного перемещения корпуса 2 в патрубке 3, который расположен под насосом 4. Патрубок 3 выполнен в виде цилиндра и имеет два ряда радиальных каналов - верхний 5 и нижний 6, расположенных таким образом, что они могут сообщаться с двумя рядами радиальных каналов 7, 8 и сквозным каналом 9 корпуса 2. Верхний ряд радиальных каналов 10 корпуса 2 всегда соединен с приемом насоса 4. Очередность сообщения каналов зависит от необходимости разработки только верхнего 11 или только нижнего 12 пластов, либо двух пластов одновременно. Нижний ряд 6 каналов патрубка 3 соединен с нижним пластом 12 через трубопровод 13 и внутренний канал пакера 14. В качестве устройства 1 относительного перемещения корпуса могут быть применены герметичные приводы в виде соленоидов или линейных электродвигателей или актуаторов. Устройство 1 относительного перемещения корпуса снабжено кабелем 15, по которому для перемещения корпуса 2 относительно патрубка 3 подается команда в виде электрического сигнала с устья скважины. Патрубок 3 соединен с кожухом 16 устройства относительного перемещения корпуса, а корпус 2 соединен со штоком устройства относительного перемещения корпуса 1. Пакер 14 фиксирует патрубок 3 относительно обсадной колонны скважины и обеспечивает надежное разобщение верхнего 11 и нижнего 12 пластов скважины.
Устройство работает следующим образом.
По команде с устья: «забор жидкости из верхнего пласта» (фиг. 1), подаваемой по кабелю 15, устройство 1 относительного перемещения корпуса устанавливает корпус 2 относительно патрубка 3 так, что радиальные каналы 7 корпуса 2 выстраиваются напротив радиальных каналов 5 патрубка 3, сообщающихся с верхним пластом 11. Жидкость из верхнего пласта 11 начинает поступать к насосу 4 через радиальные каналы 5 и 7, каналы 10 корпуса 2 и внутреннюю полость кожуха 16 устройства относительного перемещения. Нижний пласт 12 перекрыт, так как радиальные каналы 6 патрубка 3 не сообщаются с каналом 9 корпуса 2.
По команде с устья: «забор жидкости с двух пластов одновременно» (фиг. 2), подаваемой по кабелю 15, устройство 1 относительного перемещения корпуса устанавливает корпус 2 относительно патрубка 3 так, что радиальные каналы 8 корпуса 2 выстраиваются напротив радиальных каналов 5 патрубка 3, сообщающихся с верхним пластом 11, а канал 9 корпуса 2 сообщается с каналами 6 патрубка 3, сообщающимися с нижним пластом 12. Жидкость из верхнего пласта 11 начинает поступать к насосу 4 через радиальные каналы 5 и 8, канал 10 корпуса 2 и внутреннюю полость кожуха 16 устройства относительного перемещения. Одновременно жидкость из нижнего пласта 12 начинает поступать к насосу 4 через внутренний канал пакера 14, трубопровод 13, радиальные каналы 6 патрубка 3, каналы 9 и 10 корпуса 2 и внутреннюю полость кожуха 16 устройства относительного перемещения. По команде с устья: «забор жидкости из нижнего пласта» (фиг. 3) подаваемой по кабелю 15, устройство 1 относительного перемещения корпуса устанавливает корпус 2 относительно патрубка 3 так, что радиальные каналы 7 и 8 корпуса 2 перекрываются патрубком 3, а канал 9 корпуса 2 сообщается с каналами 6 патрубка 3. Жидкость из нижнего пласта 12 начинает поступать к насосу 4 через внутренний канал пакера 14, трубопровод 13, радиальные каналы 6 патрубка 3, каналы 9 и 10 корпуса 2 и внутреннюю полость кожуха 16 устройства относительного перемещения. Верхний пласт 11 перекрыт, так как радиальные каналы 5 патрубка 3 не сообщаются с каналами 7 и 8 корпуса 2.
Таким образом, при перемещении корпуса 2 его каналы сообщаются через радиальные каналы патрубка 3 с верхним и нижним пластом одновременно, либо только с одним из пластов (верхним или нижним), что дает возможность проводить исследования каждого из пластов.