УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ УЭЦН ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в процессе добычи нефти с помощью установок электроцентробежных насосов (УЭЦН), для защиты этих установок от вредного влияния содержащихся в пластовой жидкости механических примесей.
Содержание твердых механических примесей в пластовой жидкости оказывает отрицательное влияние на работоспособность УЭЦН. В результате разрушающего воздействия механических примесей на рабочие органы насоса УЭЦН значительно снижается межремонтный период его работы, возможны аварии из-за обрывов секций насосов и их преждевременные отказы.
В практике добычи нефти, для борьбы с вредным влиянием механических примесей на электроцентробежные насосы применяют фильтры различных конструкций, которые позволяют удалять из пластовой жидкости крупные фракции примесей. Однако мелкие фракции и глиняные частицы забивают фильтры, что приводит к снижению производительности насосов и их отказу.
Известно устройство для отделения газа и механических примесей из нефти в скважине (RU 79936, публ. 2008 г.). Устройство содержит, присоединяемый к насосу кожух и всасывающий патрубок, помещенный в корпус шламового контейнера, верхняя часть корпуса, соприкасающаяся с всасывающим патрубком, перфорирована, а нижняя, находящаяся под патрубком, представляет собой шламовый контейнер (пескооотстойник). Устройство позволяет отделять из добываемой жидкости газ и механические примеси за счет изменения скоростных режимов восходящего потока
добываемой жидкости. Газожидкостная смесь, поступающая из пласта при работе электроцентробежного насоса, проходя через перфорационные отверстия корпуса, поступает в пескоотстойник. За счет изменения направления потока жидкости на 180 градусов резко снижается ее скорость, что приводит к сепарации газа и осаждению механических примесей в пескоотстойнике.
3
В известном устройстве объем пескоотстойника ограничен конструктивно из-за присоединения к кожуху входного модуля УЭЦН, рассчитанного на вес до 1 тонны и не может превышать 0,2 м, что недостаточно для производительного удаления примесей. Поэтому область применения известного устройства ограничена скважинами с интенсивным выносом механических примесей в начальной стадии работы насоса.
Заявленное устройство для очистки пластовой нефти от механических примесей содержит пескооотстойник, в верхнюю перфорированную часть которого помещен всасывающий патрубок, присоединяемый к насосу при помощи кожуха, при этом устройство оснащено пакером для перекрытия межтрубного пространства, разъединителем колонны насосно-компрессорных труб и патрубком для ее повторного соединения.
Возможность разъединения колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), перекрытия межтрубного пространства, а также возможность повторного ее соединения позволяет извлекать УЭЦН из скважины при отказе установки и монтировать в скважине заявленное устройство.
3
Герметизация межтрубного пространства осуществляется за счет резиновых манжет пакера. В конструкцию пакера включено якорное клиновое устройство, позволяющее надежно закреплять пакер к стенкам эксплуатационной колонны на заданной глубине. Якорь обеспечивает осевую нагрузку на пакер до 25 тонн, создаваемую весом пескооотстойника, потому расчетный объем пескооотстойника может составлять до 2,5 м. В результате устройство производительно очищает пластовую жидкость от механических примесей при эксплуатации скважины, тем самым защищает
рабочие органы УЭЦН от износа, увеличивая межремонтный период работы УЭЦН.
Кроме того, за счет жесткой фиксации нижней части УЭЦН в разъединителе колонны, резко снижается уровень вибрации конструкции УЭЦН, что в свою очередь уменьшает износ вращающихся частей насоса и продлевает период безотказной работы установки. При этом конструкция устройства позволяет подбирать компоновку установки, изменять размеры пескоотстойника и глубину его спуска в зависимости от производительности скважины. Накопившиеся в пескоотстойнике механические примеси при отказе УЭЦН извлекаются без дополнительных затрат времени бригад подземного ремонта скважин для очистки забоя скважины от мехпримесей.
Новый технический результат, достигаемый при использовании заявленного устройства, заключается в повышении производительности очистки пластовой жидкости от механических примесей в условиях эксплуатации скважин с УЭЦН, уменьшении износа вращающихся частей насоса и продлении периода безотказной работы УЭЦН.
Полезная модель иллюстрируется рисунком, на котором изображен электроцентробежный насос 1 (ЭЦН), приемный модуль 2 ЭЦН, помещенный в кожух 3, соединенный с всасывающим патрубком 4, сообщающимся с пескооотстойником 5, верхняя часть которого перфорирована отверстиями 6.
Пескооотстойник 5 представляет собой набор труб НКТ диаметром 89 или 114 мм, соединенных между собой при помощи резьбовых соединений, при этом количество труб и их диаметр зависит от производительности скважины. Посредством резьбовых переходников пескооотстойник присоединен к пакеру 7 и к разъединителю колонны НКТ 8. Пакер, разъединитель колонны НКТ, кожух для УЭЦН являются стандартными изделиями и выпускаются серийно.
Устройство с разъединителем колонны НКТ, пакером и пескоотстойником спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах 9 до достижения запланированной глубины. Производится установка пакера, а с помощью разъединителя колонны НКТ 8 происходит рассоединение колонны насосно-компрессорных труб и в скважине остаются разъединитель колонны, пескоотстойник и пакер, изолирующий межтрубное пространство. После извлечения НКТ из скважины кожух 3 собирают с патрубком повторного соединения колонны НКТ 10, производят монтаж УЭЦН с кабелем и всю установку спускают на НКТ в скважину.
При достижении установкой глубины спуска разъединителя колонны, путем медленной и небольшой разгрузки при вхождении патрубка 9 в разъединитель колонны 8 происходит герметичное соединение кожуха УЭЦН с пескоотстойником 5. С помощью подгоночных патрубков герметизируют устье скважины, собирают устьевую арматуру и УЭЦН запускают в работу.
Пластовая жидкость, поступающая из интервала перфорации скважины 11, поднимается по эксплуатационной колонне 12 и через нижние перфорационные отверстия поступает в пескоотстойник 5. В результате резкого изменения направления и снижения скорости потока жидкости и за счет гравитационных сил, происходит оседание механических примесей на дно пескоотстойника 5. Отделенная от примесей жидкость через всасывающий патрубок 4 поступает в кожух 3 УЭЦН и далее через приемный модуль 2 и секции ЭЦН по НКТ поднимается на поверхность.