НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ В СКВАЖИНЕ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.
Известна скважинная штанговая насосная установка для одновременной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер и два последовательно установленных штанговых насоса, плунжеры которых соединены между собой штоком, причем прием нижнего насоса сообщен с подпакерным пространством, выкид - обводными каналами с колонной лифтовых труб, прием верхнего насоса сообщен с надпакерным пространством, а его выкид с внутренней полостью колонны штанг (книга Драготеску Н.Д. Глубиннонасосная добыча нефти - М.: «Недра», 1966. - Стр.281, рис.207).
Недостатком установки является сложная конструкция и низкая надежность ее работы, когда в продукции нижнего пласта содержится парафин и(или) песок, осаждающиеся в обводных каналах, кроме того попадание песка в зазор между плунжером и цилиндром приводит к заклиниванию нижнего насоса. Другой недостаток установки - это невозможность исследования нижнего пласта без извлечения насосов.
Наиболее близкой по технической сущности является «Установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов» (патент RU №2221136 РФ, Е 21 В 43/14, Опубл. Бюл. №1 от 10.01.2004), включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, у которой штанговый насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительности пластов, при этом установка обеспечивает возможность поступления в цилиндр штангового насоса, при движении его вверх, сначала продукции низконапорного пласта, а после прохождения плунжером дополнительного клапана - продукции высоконапорного пласта.
Недостатком установки является то, что она не позволяет раздельный подъем и замер дебита продукции каждого из пластов, а также невозможность исследования нижнего пласта без извлечения насоса.
Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить раздельный подъем
продукции каждого из пластов, повысить надежность работы установки при откачке из нижнего пласта продукции, содержащей парафин и(или) песок, а также обеспечить возможность исследования нижнего пласта без извлечения насоса.
Техническая задача решается насосной установкой для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащей колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, хвостовик и штанговый насос, состоящий из плунжера со штоком и внутренним каналом и цилиндра с нагнетательным, всасывающим и дополнительным всасывающим клапанами.
Новым является то, что колонна штанг выполнена полой, а цилиндр оснащен каналом, дополнительным нагнетательным клапаном и узлом герметизации штока плунжера, расположенным сверху цилиндра, причем подплужерная полость цилиндра выполнена с возможностью сообщения с полостью колонны штанг через нагнетательный клапан и внутреннюю полость плунжера, при этом надплунжерная полость цилиндра выполнена с возможностью постоянного сообщения с надпакерным пространством скважины через дополнительный всасывающий клапан, а с полостью лифтовых труб - через дополнительный нагнетательный клапан и канал.
Новым является также то, что колонна штанг соединена со штоком плунжера штангового насоса автосцепом.
На чертеже представлена принципиальная схема скважинной насосной установки для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине
Насосная установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов 1 и 2 в скважине 3, содержащая колонну лифтовых труб 4, колонну штанг 5 с полостью 6, пакер 7, хвостовик 8 и штанговый насос 9, состоящий из плунжера 10 со штоком 11 и внутренним каналом 12, и цилиндра 13 с всасывающим 14, нагнетательным 15, каналом 16, дополнительными всасывающим 17 и нагнетательным 18 клапанами. Цилиндр 13 оснащен узлом герметизации 19 штока 11 плунжера 10, расположенным сверху него. Подплужерная полость 20 цилиндра 13 выполнена с возможность сообщения с подпакерным пространством 21 скважины 3 через хвостовик 8 и всасывающий клапан, а с полостью 6 колонны штанг 5 через нагнетательный клапан 15 и внутреннюю полость 12 плунжера 10. Надплунжерная полость 22 цилиндра выполнена с возможностью постоянного сообщения с надпакеным пространством 23 скважины через дополнительный всасывающий клапан 17, а с полостью лифтовых труб 4 - через дополнительный нагнетательный клапан 18 и канал 17. При этом колонна штанг 5 соединена со штоком 11 плунжера 10 штангового насоса 9 автосцепом 24.
Установка работает следующим образом. В скважине 3 между вскрытыми продуктивными пластами 1 и 2 устанавливают пакер 7 с каналом для хвостовика 8. Насосную установку в сборе с хвостовиком 8 спускают в скважину 3 на колонне лифтовых труб 4 до входа хвостовика 8 в канал пакера 7. Затем в колонну лифтовых труб 4 спускают колонну полых штанг 5 с автосцепом 24 до соединения со штоком 11 плунжера 10 штангового насоса 9. Колонну штанг 5 приводят в возвратно-поступательное движение наземным приводом (не показан). При ходе вверх продукция нижнего пласта 2 из подпакерного пространства 21 через хвостовик 8 и всасывающий клапан 14 поступает в подплунжерную полость 20 цилиндра 13, одновременно продукция верхнего пласта из надплунжерной полости 22 цилиндра 13 через дополнительный нагнетательный клапан 18 и канал 16 в обход узла герметизации штока 11 плунжера 10 нагнетается в полость колонны лифтовых труб 4, по которой она поднимается на поверхность (не показана). При ходе вниз всасывающий клапан 14 закрывается и продукция нижнего пласта через нагнетательный клапан 15, внутреннюю полость 12 плунжера 10 и поступает в полость 6 колонну штанг 5, по которым она поднимается на поверхность. Одновременно продукция верхнего пласта 1 и надпакерного пространства 23 через дополнительный всасывающий клапан 17 поступает в надплунжерную полость 22 цилиндра 13 штангового насоса 9. Далее циклы повторяются.
Для проведения исследований пластов насосную установку временно останавливают. Жидкость из полости 6 колонны штанг 5 удаляют свабом (не показан) или вытесняют сжатым газом при помощи спущенной в полые штанги гибкой трубки меньшего диаметра (не показана), после чего, во время притока продукции из нижнего пласта 2 через клапаны 14 и 15 в полость 6 колонны штанг 5, записывают кривую восстановления уровня жидкости (КВУ) в колонне штанг 5 с помощью эхолота. После обработки КВУ определяют параметры нижнего пласта 2. Одновременно обычным образом может быть снята КВУ в надпакерном пространстве 22 скважины 3, обработкой которой определяют параметры верхнего пласта 1.
Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает одновременную раздельную эксплуатацию двух пластов в скважине с раздельным подъемом продукции нижнего пласта по полым штангам, верхнего - по лифтовым трубам. При этом обеспечивается возможность раздельного замера дебита каждого пласта и раздельного промыслового сбора продукции пластов при необходимости, а также возможность исследования каждого пласта в процессе эксплуатации без глушения скважины и извлечения насоса. Установка имеет повышенную надежность работы при наличии в продукции нижнего пласта парафина и песка, поскольку
парафин и песок, благодаря повышенной скорости потока внутри полых штанг, выносятся потоком жидкости на поверхность, кроме того, конструкция установки исключает осаждение песка из продукции нижнего пласта в зазоре между плунжером и цилиндром.