УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к скважинным насосным установкам.
Известна скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине (патент РФ №2221136, БИ №1 за 2004 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик и штанговый насос с основным и дополнительным боковым всасывающими клапанами.
Недостатками установки являются необходимость применения различных схем компоновки насоса, в зависимости от соотношения забойных давлений под основным и боковым всасывающими клапанами, а также смешение продукции пластов.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (патент РФ №2370641, БИ №29 за 2009 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, колонну полых штанг и штанговый насос с полым плунжером, оснащенным нагнетательным клапаном, и основным всасывающим клапаном на входе, сообщенным с хвостовиком, боковой всасывающий клапан, сообщенный выходом с отверстием в стенке цилиндра насоса, разделительный поршень, расположенный ниже отверстия для бокового канала в цилиндре и полый корпус, размещенный между цилиндром насоса и основным клапаном.
Недостатком установки является применение ненадежных и сложных в изготовлении полых штанг, при возможности раздельного подъема продукции двух пластов.
Технической задачей, на достижение которой направлена полезная модель, является повышение надежности установки при совместном или раздельном подъеме продукции двух пластов.
Указанная задача решается предлагаемой установкой для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, включающей колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, колонну штанг, штанговый насос с полым плунжером, оснащенным нагнетательным клапаном, и основным всасывающим клапаном на входе, сообщенным с хвостовиком, боковой всасывающий клапан, сообщенный выходом с отверстием в стенке цилиндра насоса, разделительный поршень, расположенный ниже отверстия для бокового канала в цилиндре, размещенный с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх под воздействием плунжера, полый корпус, размещенный между цилиндром насоса и основным клапаном, причем верхняя часть полого корпуса сообщена технологическим каналом через обратный клапан с верхней частью цилиндра. Новым является то, что полый плунжер оснащен выше нагнетательного клапана каналом, сообщающим внутреннюю полость плунжера с колонной лифтовых труб, а штанги выполнены сплошными.
Новым является также то, что при раздельном подъеме продукции двух пластов технологический канал выше обратного клапана соединен с отдельным трубопроводом, сообщенным с устьем скважины.
На фиг.1 показана схема установки с совместным подъемом продукции двух пластов; на фиг.2 - схема с раздельным подъемом.
Установка (фиг.1) содержит насос 1, спущенный на колонне лифтовых труб 2, цилиндр 3 которого снабжен боковым клапаном 4 и отверстием 5. Внутри цилиндра 3 на штангах 6 перемещается полый плунжер 7 с нагнетательным клапаном 8 и каналом 9, и разделительный поршень 10 с ограничителем 11. К нижней части цилиндра 3 присоединен трубчатый корпус 12, внутренняя полость 13 которого выполнена диаметром большим, чем у цилиндра 3. Верхняя часть полости 13 корпуса 12 сообщена через отверстие 14, обратный клапан 15 и канал 16 с отверстием 17 в верхней части цилиндра 3. В нижней части корпуса 12 размещен основной всасывающий клапан 18, сообщенный с хвостовиком 19, и выступы 20. Хвостовик 19 сообщен с полостью 21 под пакером 22, сообщенной с нижним пластом 23. Межтрубное пространство 24, находящееся выше пакера 22, сообщено с верхним пластом 25.
В установке (фиг.2) технологический канал 16 через отверстие 17 соединен с отдельным трубопроводом 26, сообщенным с устьем скважины (на чертеже не показано). В качестве трубопровода 26 может быть использована дополнительная лифтовая колонна или гибкая труба, спускаемая вместе с основной колонной лифтовых труб 2.
Работает установка следующим образом.
После установки пакера 22 между пластами 23 и 25 и спуска установки с насосом 1 и хвостовиком 19 на колонне лифтовых труб 2 до герметичного взаимодействия хвостовика 19 с пакером 22 и сообщения его с подпакерным пространством 21 начинают эксплуатацию двух пластов 23 и 25. Когда плунжер 7 находится в нижней мертвой точке, часть разделительного поршня 10 остается в цилиндре 3, а часть находится в полости 13 корпуса 12. При движении плунжера 7 вверх между ним и разделительным поршнем 10 создается разрежение, и под действием возникшего перепада давления поршень 10 перемещается за плунжером 7, создавая разрежение в полости 13 корпуса 12. Под действием перепада давления продукция нижнего пласта 23 через подпакерное пространство 21, хвостовик 19 и всасывающий клапан 18 поступает в полость 13 корпуса 12. При достижении верхним торцом поршня 10 отверстия 5 бокового всасывающего клапана 4 он останавливается из-за упора ограничителя 11 в нижний торец цилиндра 3. Одновременно плунжер 7 минует отверстие 5, и в цилиндр 3 над поршнем 10 начинает поступать через межтрубное пространство 24, боковой всасывающий клапан 4 и отверстие 5 продукция верхнего пласта 25.
После достижения верхней мертвой точки плунжер 7 движется вниз, нагнетательный клапан 8 открывается и продукция верхнего пласта вытесняется через плунжер 7 и канал 9 в полость лифтовых труб 2.
При достижении плунжером 7 отверстия 5 бокового клапана 4 начинается вытеснение поршнем 10, толкаемым плунжером 7, продукции нижнего пласта 23 через отверстие 14, обратный клапан 15, канал 16 и отверстие 17 в полость лифтовых труб 2.
При достижении плунжером 7 нижней мертвой точки цикл повторяется, причем одновременно верхний торец плунжера 7 вытесняет из полости лифтовых труб 2 продукцию пластов в трубопровод сбора продукции скважин.
Изменением положения плунжера 7 относительно отверстия 6 можно в определенных пределах изменять соотношение дебитов пластов 23 и 25. Так, если приподнять плунжер 7, увеличится отбор продукции верхнего пласта 25 и уменьшится отбор из нижнего 23. Если же опустить плунжер 7, то, наоборот, увеличится отбор из нижнего пласта 23 и уменьшится из верхнего 25. Выступы 20 ограничивают полный выход разделительного поршня 10 из цилиндра и используются при монтаже установки, при работе установки поршень 10 до них не доходит.
Причем при равенстве внутренних диаметров цилиндра 3 и полости 13 корпуса 12 работоспособность установки сохраняется, если разделительный поршень 10 входит в полость 13 корпуса 12 негерметично.
Отверстие 17 предназначено для подачи продукции нижнего пласта 23 в полость лифтовых труб 2 и может быть выполнено как в верхней части цилиндра 3, так и в колонне лифтовых труб 2 выше цилиндра 3.
В установке с раздельным подъемом продукции двух пластов после достижения верхней мертвой точки плунжер 7 движется вниз, нагнетательный клапан 8 открывается и продукция верхнего пласта вытесняется через плунжер 7 и канал 9 в полость лифтовых труб 2.
При достижении плунжером 7 отверстия 5 бокового клапана 4 начинается вытеснение поршнем 10, толкаемым плунжером 7, продукции нижнего пласта 23 через отверстие 14, обратный клапан 15, канал 16 и отверстие 17 в полость трубопровода 26.
Таким образом, установка позволяет раздельно добывать и совместно или раздельно поднимать на поверхность продукции двух пластов.