СКВАЖИННЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и предназначена для добычи нефти из скважин погружными насосами.
Известен скважинный агрегат для гидроразрыва пласта и повышения проницаемости горных пород, включающий жидкий волновод в виде насосно-компрессорных труб, генератор силовых волн для передачи колебаний по жидкому волноводу, гидроударное устройство или гидромолот, выдвижной режущий инструмент, а насосно-компрессорные трубы на поверхности земли оснащены угломером для производства прямолинейных концентраторов напряжений на стенках скважины с заданным углом между ними (см. патент RU №2211920, кл. Е 21 В 43/26, 10.09.2003).
Данный агрегат позволяет проводить обработку продуктивного пласта. Однако данный агрегат не дает возможности проводить откачку из пласта добываемой из него среды, что сужает его возможности.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату, является скважинный насосный агрегат, содержащий наземный насос с приводным устройством, колонну сдвоенных насосно-компрессорных труб, расположенных одна в другой, с установленными на ней погружным насосом и гидродвигателем погружного насоса, подключенным к нагнетательной стороне наземного насоса, при этом к устью скважины подключен трубопровод отвода добываемой из скважины пластовой жидкой среды, по одной из труб сдвоенной колонной насосно-компрессорных труб подается жидкая среда к погружному гидравлическому двигателю (гидродвигатель), а по другой поднимается смесь откачиваемой нефти и отработанной жидкой среды, причем сдвоенные колонны насосно-компрессорных труб применяются и при раздельной эксплуатации пластов и при газлифтном способе добычи (см. патент RU №2011888, кл. F 04 B 47/08, 30.04.1994).
Однако данный агрегат не дает возможности проводить обработку пласта, что приводит к необходимости подъема из скважины колонны труб с погружным насосом и спуска в скважину оборудования по обработке пласта, которое после завершения обработки пласта поднимают на поверхность и в скважину вновь спускают насосное оборудование. Все это приводит к снижению производительности скважин.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является интенсификация использования оборудования скважин при добыче из них, преимущественно жидких сред, например нефти.
Достигаемым техническим результатом является повышение производительности скважин и снижение количества спускоподъемных операций.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинный насосный агрегат содержит наземный насос, электродвигатель для привода последнего, колонну сдвоенных насосно-компрессорных труб, расположенных одна в другой, с установленными на ней погружным насосом и гидродвигателем погружного насоса, подключенным к нагнетательной стороне наземного насоса, к устью скважины подключен трубопровод отвода пластовой жидкой среды, которую добывают из скважины, при этом агрегат снабжен установкой водогазовой подготовки жидкой среды для подачи в гидродвигатель, резервуарным блоком технологических жидкостей и оборудованием для обработки продуктивного пласта, при этом последнее установлено на колонне сдвоенных насосно-компрессорных труб ниже погружного насоса, наземный насос подключен к асинхронному электродвигателю, установка водогазовой подготовки жидкой среды подключена со стороны входа в нее к трубопроводу отвода пластовой жидкой среды, а со стороны выхода - подключена к входу в наземный насос, а последний подключен через гидрораспределитель к оборудованию для обработки продуктивного пласта.
По второму варианту выполнения скважинный насосный агрегат содержит наземный насос с приводным устройством, колонну сдвоенных насосно-компрессорных труб, расположенных одна в другой, с установленными на ней погружным насосом и гидродвигателем погружного насоса, подключенным к нагнетательной стороне наземного насоса, при этом к устью скважины подключен трубопровод отвода добываемой из скважины пластовой жидкой среды, агрегат снабжен установкой водогазовой подготовки жидкой и газовой среды, резервуарным блоком технологических жидкостей и оборудованием для обработки продуктивного пласта, последнее установлено на колонне сдвоенных насосно-компрессорных труб ниже погружного насоса, в качестве приводного устройства использована газовая турбина, установка водогазовой подготовки жидкой и газовой среды выходом попутного, например нефтяного, газа подключена к газовой турбине и выходом жидкой среды подключена к входу в наземный насос, а со стороны входа в нее установка водогазовой подготовки жидкой и газовой среды подключена к трубопроводу отвода пластовой жидкой среды, при этом наземный насос нагнетательной
стороной подключен через гидрораспределитель к гидродвигателю и оборудованию для обработки продуктивного пласта.
Анализ работы скважинных насосных агрегатов показал, что в ходе эксплуатации агрегата имеют место большие потери времени на подъем оборудования из скважины для его смены при необходимости интенсификации добычи путем обработки пласта посредством различного рода воздействия на пласт химическими реагентами или посредством физического воздействия, например путем локального гидравлического разрыва пласта с последующей промывкой скважины и извлечением из нее кольматирующих частиц, остатков жидкости гидроразрыва и продуктов реакции химического воздействия на пласт. В условиях добычи на истощенных месторождениях с трудноизлекаемыми запасами добываемой из скважины среды проблема технологических простоев особенно актуальна. Выполнение агрегата с оборудованием для обработки продуктивного пласта путем физического воздействия на него позволяет проводить работы по интенсификации добычи из пласта без проведения спуско-подъемных операций. При этом наземный насос используют как для подачи жидкой среды в гидродвигатель погружного насоса, так и для подачи технологических жидкостей, например жидкости гидроразрыва, в оборудование для обработки продуктивного пласта, при этом наземный насос подключен к гидродвигателю и к оборудованию для обработки продуктивного пласта через гидрораспределитель, установленный на колонне сдвоенных насосно-компрессорных труб, погружной насос используют как для откачки добываемой из скважины среды, и в случае установки сепаратора для отделения механических примесей - для откачки жидких сред из скважины при проведении ее промывки с удалением из скважины кольматирующих частиц.
Таким образом, достигнуты интенсификация использования оборудования и повышение производительности скважины.
На фиг.1 представлен первый вариант выполнения скважинного насосного агрегата. На фиг.2 представлен второй вариант выполнения скважинного насосного агрегата.
В соответствии с первым вариантом исполнения скважинный насосный агрегат содержит наземный насос 1, электродвигатель 2 для привода последнего, колонну 3 сдвоенных насосно-компрессорных труб, расположенных одна в другой, с установленными на ней погружным насосом 4 и гидродвигателем 5 погружного насоса 4, подключенным к нагнетательной стороне наземного насоса 1. К устью скважины подключен трубопровод 6 отвода пластовой жидкой среды, которую добывают из скважины. Агрегат дополнительно снабжен установкой 7 водогазовой подготовки жидкой
среды для подачи в гидродвигатель 5, резервуарным блоком 8 технологических жидкостей и оборудованием 9 для обработки продуктивного пласта 10, при этом последнее установлено на колонне 3 сдвоенных насосно-компрессорных труб ниже погружного насоса 4, наземный насос 1 подключен к асинхронному электродвигателю 2, установка 7 водогазовой подготовки жидкой среды подключена со стороны входа в нее к трубопроводу 6 отвода пластовой жидкой среды, а со стороны выхода жидкой среды 14 - подключена к входу в наземный насос 1, а последний подключен через гидрораспределитель 11 к оборудованию для обработки продуктивного пласта 10.
Отличием второго варианта выполнения установки от описанной выше первого варианта является то, что в качестве приводного устройства наземный насос 1 подключен к газовой турбине 12, установка 7 водогазовой подготовки жидкой и газовой среды выходом 13 попутного, например нефтяного, газа подключена к газовой турбине 12 и выходом 14 жидкой среды подключена к входу в наземный насос 1. Агрегат снабжен также станцией управления 15 привода (электродвигателя 2 или газовой турбины 12).
При использовании скважинного насосного агрегата в режиме откачки из скважины, например нефтяной скважины, насос 1, например горизонтальный насос высокого давления, снабженный электродвигателем 2(см. фиг.1) или газовой турбиной 12 (см. фиг.2), используют в качестве силового насоса, который подает по внутренним трубам колонны 3 сдвоенных насосно-компрессорных труб питательную жидкость на гидродвигатель 5 погружного насоса 4. Кроме погружного насоса 4 и гидродвигателя 5 на колонне 3 сдвоенных насосно-компрессорных труб установлены оборудование 9 для обработки продуктивного пласта 10, например аппараты физического воздействия на нефтяной пласт, и управляемый с поверхности гидрораспределитель для переключения потока подаваемой насосом 1 жидкой среды.
Погружной насос откачивает из скважины пластовую жидкую среду, например нефть из продуктивного пласта 10, которую по кольцевому пространству между наружными и внутренними трубами колонны 3 сдвоенных насосно-компрессорных труб подают на поверхность к устью скважины. Часть пластовой жидкой среды, откачиваемой из скважины, подготавливают (очищают) в установке 7 водогазоподготовки (УВГП) для использования в качестве питательной жидкости, которую подают насосом 1 на гидродвигатель 5 для привода погружного насоса 4.
Одновременно и параллельно по кольцевому межтрубному пространству лифта на устье скважины поступает жидкость, отработанная в гидродвигателе 5.
Другая часть откачиваемой из скважины пластовой жидкой среды является продукцией скважины, которая направляется на переработку.
При использовании скважинного насосного агрегата в режиме подземного ремонта, например нефтяной скважины, насос 1 используют для закачки технологической жидкости, подачу которой осуществляют из резервуарного блока 8 технологических жидкостей. Технологические жидкости подают в оборудование 9 для обработки продуктивного пласта 10.
Переключение погружного оборудования на режим закачки (подземного ремонта) производят с помощью гидрораспределителя 11, управляемого с поверхности гидравлическими (или электрическими) сигналами.
При переводе оборудования в режим закачки в продуктивный пласт осуществляют закрытие вентиля на трубопроводе 6.
Оборудование 9 для обработки продуктивного пласта 10, например аппараты, осуществляющие физическое воздействие на нефтяной пласт, подбирают индивидуально для условий конкретной скважины и размещают в отсеке погружного насоса 4 или в отдельном боксе, устанавливаемом на погружной насос 4.
При использовании (см. фиг.2) газовой турбины 12 для привода насоса 1 в качестве рабочего тела газовой турбины 12 используют попутный нефтяной газ, который отделяется от пластовой жидкой среды и проходит подготовку (очистку) перед использованием в установке 7 водогазовой подготовки жидкой среды.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтегазовой промышленности, преимущественно при эксплуатации на истощенных месторождениях с трудноизлекаемыми запасами добываемой из скважины среды.