УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКАЧКИ ГАЗА ИЗ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для снятия избыточного давления газа в затрубном пространстве скважины, снижения забойного давления на пласт, либо поднятия динамического уровня над приемом насоса в скважинах с низким динамическим уровнем, при эксплуатации электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, посредством отбора газа из затрубного пространства скважины и нагнетания его в линию отбора скважинной продукции.
Известен способ снятия избыточного давления газа из межтрубного пространства скважины при эксплуатации погружными электронасосами, (аналог) (1), патент РФ №2081998 Е21В 43/00, дата подачи заявки 09.11.1993, опубликовано 20.06.1997. Способ снятия избыточного давления газа из межтрубного пространства скважины при эксплуатации погружными электронасосами заключается в том, что на насосно-компрессорных трубах выше установившегося динамического уровня устанавливается струйный насос, который позволяет при прохождении через него добываемой жидкости откачивать из межтрубного пространства скважины газ. Недостатком данного способа является то, что перепуск затрубного газа происходит в подземной части насосной установки, что вызывает сложности при обслуживании и контроле работы. Известен струйный аппарат для перепуска затрубного газа, (аналог) (2), патент РФ №:2517287 Е21В, дата подачи заявки 19.11. 2012, опубликовано 27.05. 2014, который установлен выше динамического уровня и сообщает затрубное пространство с полостью колонны НКТ через обратный клапан, причем струйный аппарат для перепуска затрубного газа выполнен из двух симметричных половин в продольном разрезе, одна из которых установлена неподвижно с обратным клапаном, а вторая имеет возможность продольного перемещения внутри колонны НКТ и связана через постоянные магниты с поршнем, подпружиненным снизу и размещенным в параллельном с осью колонны НКТ цилиндре, нижний конец которого сообщается с затрубным пространством, а верхний - с полостью колонны НКТ. Недостатком данного способа является то, что перепуск затрубного газа происходит в подземной части насосной установки, что вызывает сложности при обслуживании и контроле работы.
Известно устройство для сброса нефтяного газа из затрубного пространства, (прототип) (3), патент RU 2256779 C1 Е21В 43/00, дата подачи заявки 05.11.2003, опубликовано 20.07.2005. Устройство содержит колонну насосно-компрессорных труб, электроцентробежную насосную установку, устьевую запорную арматуру, эжекторное устройство и обратный клапан. Согласно изобретению эжекторное устройство расположено на устье скважины при помощи быстросъемного разъемного соединения с возможностью создания области пониженного давления в приемной камере по сравнению с давлением в затрубном пространстве скважины, а обратный клапан содержит стопорный штифт, препятствующий закупорке выходного отверстия обратного клапана при больших расходах - подаче нефтяного газа. Седло обратного клапана изготовлено съемным для проведения ревизии при ремонтах. Недостатком устройства является то, что для подбора и смены сопла эжекторного устройства требуется остановка работы скважины, а поломка устройства может привести к остановке работы скважины и созданию аварийной ситуации.
Технической задачей решаемой полезной моделью является повышение эффективности технологии снятия избыточного давления газа в затрубном пространстве скважины при эксплуатации электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами путем отбора газа из затрубного пространства нефтяной скважины и нагнетания его в линию отбора скважинной продукции посредством струйного устройства, подбор и смена сопла которого производится без остановки работы скважины.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, решается предлагаемым устройством для откачки газа из затрубного пространства скважин, при работе которого в скважинах, оборудованных электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, после задвижки устьевой запорной арматуры скважины, на выкидной линии установлен струйный аппарат, рабочим потоком в котором служит жидкость, поднимаемая электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, приемная камера которого соединена с затрубным пространством скважины отдельной линией подвода газа, на которой установлен обратный клапан, через тройник или затрубную задвижку. Параллельно струйному аппарату врезана байпасная линия с дополнительными задвижками, для отсечения струйного аппарата и открытия протока скважинной жидкости на время подбора и смены сопла струйного аппарата. Струйный аппарат может быть установлено на байпасной линии, в таком случае после запуска в работу выкидная линия служит байпасной. Схема подключения струйного аппарата и байпасной линии выбирается исходя из конструкции устьевой запорной арматуры скважины.
Сущность полезной модели устройства для откачки газа из затрубного пространства скважин, заключается в том, что в скважинах с большим газовым фактором, оборудованных электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, после задвижки устьевой запорной арматуры скважины, на выкидной линии установлен струйный аппарат, рабочим потоком в котором служит жидкость, поднимаемая электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, приемная камера которого соединена с затрубным пространством скважины отдельной линией подвода газа, на которой установлен обратный клапан, через тройник или затрубную задвижку. Параллельно струйному аппарату врезана байпасная линия с дополнительными задвижками, для отсечения струйного аппарата и открытия протока скважинной жидкости на время подбора и смены сопла струйного аппарата. Выход струйного аппарата соединен с линией отбора скважинной продукции. Давление в линиях контролируется манометрами, выполненными с возможностью передачи данных на автоматизированную станцию управления. Схема подключения струйного аппарата и байпасной линии выбирается исходя из конструкции устьевой запорной арматуры скважины. Струйный аппарат может быть установлен на байпасной линии, в таком случае после запуска в работу выкидная линия служит байпасной. Байпасная линия может быть подключена параллельно струйному аппарату с установкой двух дополнительных задвижек. При наличии устьевой запорной арматуры с крестовиной, после центральной задвижки байпасная линия также может быть подключена через свободную боковую задвижку. В случае установки устьевой запорной арматуры с тройником байпасная линия может быть подключена через задвижку выкидной линии а струйный аппарат через верхнюю, лубрикаторную задвижку устьевой запорной арматуры и наоборот. При наличии устьевой запорной арматуры с двумя тройниками байпасная линия может быть подключена через задвижку выкидной линии а струйный аппарат через задвижку запасной выкидной линии устьевой запорной арматуры и наоборот. Регулирование работы струйного аппарата осуществлено изменением давления на его входе путем регулирования проходного сечения сопла, либо изменением частоты вращения погружного электродвигателя, либо подбором количества секций электроцентробежных, электровинтовых и электродиафрагменных насосов для создания требуемого напора. При этом происходит снижение избыточного давления газа в затрубном пространстве скважины за счет отбора газа из затрубного пространства нефтяной скважины и нагнетания его в линию отбора скважинной продукции.
Предлагаемое устройство для откачки газа из затрубного пространства скважин позволяет повысить эффективность технологии добычи пластового флюида в скважинах с большим газовым фактором, нагнетать газожидкостную смесь в линию отбора скважинной продукции, а в случае поломки оборудования или подбора и смены сопла струйного аппарата не оказывает влияния на работу скважины ввиду проведения работ без остановки работы скважины.
На чертеже изображена компоновка, поясняющая работу устройства для откачки газа из затрубного пространства скважин.
При использовании полезной модели устройства работу производят следующим образом. От устьевой запорной арматуры скважины 7 через задвижку 9 установлен струйный аппарат 1, рабочим потоком в котором служит жидкость, поднимаемая электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, приемная камера которого соединена с затрубным пространством скважины отдельной линией подвода газа 13, на которой установлен обратный клапан 4, с герметичным регулируемым патрубком 2, через тройник 6, снабженный герметичными регулируемыми фланцами 5. Выход струйного аппарата 1 перед линейной задвижкой 8 соединен с линией отбора скважинной продукции 14. На выходе струйного аппарата 1 установлена дополнительная задвижка 10, после которой от устьевой запорной арматуры 7, через задвижку 11, врезана байпасная линия 12 для открытия протока скважинной жидкости на время подбора и смены сопла струйного аппарата 1. Давление в линиях контролируется манометрами 3, выполненными с возможностью передачи данных на автоматизированную станцию управления (на чертеже не показано). При работе струйного аппарата 1 скорость рабочего потока, движущегося по трубе, в суженном сечении возрастает, а давление падает, то есть рост кинетической энергии потока сопровождается уменьшением его потенциальной энергии. В приемную камеру засасывается газ, который увлекается рабочим потоком за счет разности давлений и поверхностного трения и смешивается с ним. В смесительной камере происходит выравнивание скоростей потоков сред, сопровождающееся, как правило, повышением давления. Смешанный поток направляется в диффузор, где происходит дальнейший рост давления и преобразование кинетической энергии потока в потенциальную, необходимую для нагнетания или транспортирования смеси по трубопроводу.
Новым является то, что в предлагаемой полезной модели устройства для откачки газа из затрубного пространства скважин, в скважинах, оборудованных электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, после задвижки устьевой запорной арматуры скважины, на выкидной линии установлен струйный аппарат, рабочим потоком в котором служит жидкость, поднимаемая электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами, приемная камера которого соединена с затрубным пространством скважины отдельной линией подвода газа, на которой установлен обратный клапан, через тройник или затрубную задвижку. Параллельно струйному аппарату врезана байпасная линия с дополнительными задвижками, для отсечения струйного аппарата и открытия протока скважинной жидкости на время подбора и смены сопла струйного аппарата. Выход струйного аппарата соединен с линией отбора скважинной продукции. Струйный аппарат может быть установлен на байпасной линии, в таком случае после запуска в работу выкидная линия служит байпасной.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить эффективность технологии добычи пластового флюида в скважинах с большим газовым фактором, нагнетать газожидкостную смесь в линию отбора скважинной продукции, а в случае поломки оборудования или подбора и смены сопла струйного аппарата не оказывает влияния на работу скважины ввиду проведения работ без остановки работы скважины. Технологический и технический результаты при использовании полезной модели струйного устройства для откачки газа из затрубного пространства скважин в выкидной коллектор достигаются повышением эффективности технологии добычи пластового флюида за счет снятия избыточного давления газа из затрубного пространства скважины при эксплуатации электроцентробежными, электровинтовыми и электродиафрагменными насосами в скважинах с большим газовым фактором путем отбора газа из затрубного пространства нефтяной скважины посредством струйного устройства и нагнетания его в линию отбора скважинной продукции, проведения подбора и смены сопла струйного аппарата без остановки работы скважины.
Экономический эффект от использования изобретения может достигаться за счет увеличения наработки на отказ, продления срока службы насосной установки и уменьшения времени на проведение дополнительных видов работ.
Использованная литература.
1. Патент РФ 2081998 Е21В, дата подачи заявки 09.11.1993, опубликовано 20.06.1997.
2. Патент РФ №: 2517287 Е21В, дата подачи заявки 19.11. 2012, опубликовано 27.05. 2014.
3. Патент RU 2256779 C1 Е21В, дата подачи заявки 05.11.2003, опубликовано 20.07.2005.