УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ В ПЛАСТ

Предложение относится к технике для добычи нефти, а именно к устройствам для закачки жидкости в пласт при его заводнении или нагнетания в него различных реагентов.
Известна установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство SU №283120, МПК 7 Е21В 43/00, 1967 г.), содержащая пакер, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом.
Недостатками данной установки являются:
во-первых, насосный агрегат находится в водной среде, что уменьшает срок работы деталей насоса в результате быстрого износа и коррозии;
во-вторых, с помощью такой установки невозможно закачивать в нефтяной пласт химически агрессивные реагенты, например кислоты (серную, азотную и др.).
Наиболее близким по технической сущности является установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство SU №729336, МПК 7 Е21В 43/00, опубликовано 25.04.1980 г. в бюл. №15), содержащая пакер, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом, при этом с целью повышения долговечности установки и приемистости скважины за счет циклической закачки жидкости, она снабжена установленными на колонне насосно-компрессорных труб нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше пакера, причем верхняя полость колонны насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом.
Недостатками данной установки является необходимость постоянного контроля и обслуживания установки, связанные с заменой и доливом масла, поскольку на границе жидких фаз: масло-закачиваемая в пласт жидкость (агрессивная среда) происходит их непосредственный контакт и смешивание, что приводит к уменьшению объема масла в емкости и сокращению величины рабочего хода - Н, что требует частой смены и долива масла в емкость.
Задачей полезной модели является увеличение межремонтного периода установки, связанного с заменой и поливом масла.
Поставленная задача решается предлагаемой установкой для закачки жидкости в пласт, содержащей пакер, колонну насосно-компрессорных труб и емкость, сообщающиеся с насосом, при этом колонна насосно-компрессорных труб оснащена нагнетательным и всасывающим клапанами, размещенными соответственно ниже и выше
пакера, причем верхняя полость колонны насосно-компрессорных труб и емкость частично заполнены маслом.
Новым является то, что в колонне насосно-компрессорных труб на границе масло-закачиваемая жидкость установлен разделитель жидких фаз, имеющий возможность осевого перемещения в колонне насосно-компрессорных труб.
На фигуре изображено предлагаемая установка для закачки жидкости в пласт.
Установка для закачки жидкости в пласт содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, посаженных на пакер 2, разобщающий продуктивный пласт 3 и межколонное пространство 4, сообщающиеся или с водоносным пластом 5 или с наземным коллектором 6.
На нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб 1 установлен нагнетательный клапан 7, а выше пакера 2-всасывающий клапан 8. Верхний конец колонны насосно-компрессорных труб 1 сообщен через трубопровод 9 и насосный агрегат 10 посредством задвижки 11 с емкостью 12, сообщенной с атмосферой.
На емкости 12 установлены датчики уровня жидкости 13 и 14, соответственно верхнего и нижнего уровней, подающие сигналы на станцию управления 15, регулирующую режим работы электродвигателя 16 насосного агрегата 10. Насосный агрегат 10 и электродвигатель 16 выполнены реверсивными. Колонна насосно-компрессорных труб 1 и емкость 12 частично заполнены маслом.
В колонне насосно-компрессорных труб 1 на границе масло-закачиваемая жидкость установлен разделитель жидких фаз 17, выполненный в виде упругого элемента и имеющий возможность осевого перемещения в колонне насосно-компрессорных труб 1.
Установка для закачки жидкости в пласт работает следующим образом.
Пред заполнением колонны насосно-компрессорных труб 1 маслом в нее устанавливают разделитель жидких фаз 17, выполненный в виде упругого элемента, например эластичной пробки. После чего производят монтаж наземного оборудования как показано на фигуре, при этом сначала заполняют емкость 12 маслом, а далее открывают задвижку 11 и посредством трубопровода 9 частично заполняют колонну насосно-компрессорных труб 1 и, при этом с помощью насосного агрегата 10 продавливают маслом разделитель фаз 17 в колонну насосно-компрессорных труб 1.
На фигуре показано положение жидкостей (закачиваемой среды и масла) в конце рабочего хода (нагнетания). При этом уровень масла в емкости 12 контролируется датчиком 14 нижнего уровня, который подает сигнал на станцию управления 15, переключающим вращение электродвигателя 16 на вращение, обратное предшествующему. При этом масло из колонны насосно-компрессорных труб 1
посредством насосного агрегата 10 откачивается в емкость 12 и происходит процесс всасывания жидкости из заколонного пространства 4 через всасывающий клапан 8 в насосно-компрессорные трубы 1, причем разделитель фаз 17 поднимается вверх по колонне насосно-компрессорных труб 1. В конце всасывания пунктирными линиями показано положение разделителя жидких фаз 17 в колонне насосно-компрессорных труб 1 и верхний уровень масла в емкости 12, также показан пунктирными линиями. При достижении маслом верхнего уровня в емкости 12 с помощью датчика 13 верхнего уровня и станции управления 15 электродвигатель 16 переключается на противоположное вращение. С помощью насосного агрегата 10 происходит процесс нагнетания, при этом разделитель фаз 17 опускается вниз по колонне насосно-компрессорных труб 1 и продавливает жидкость через нагнетательный клапан 7 в продуктивный пласт 3.
При достижении маслом нижнего уровня в емкости 12 процесс повторяется в той же последовательности. Линии раздела закачиваемой жидкости и масла в начале и в конце всасывания (нагнетания) определяют величину рабочего хода - Н разделителя жидких фаз 17, выполненного в виде упругого элемента.
Регулируя величину рабочего хода - Н соответствующей установкой датчиков уровня 13 и 14, можно регулировать режим закачки, например частоту качений. В процессе всасывания электроэнергии затрачивается тем меньше, чем больше давление жидкости в межколонном пространстве 4.
Если же давление жидкости в межколонном пространстве 4 к началу всасывания превосходит давление столба масла, то электродвигатель 16 вращается с опережением синхронной скорости и он работает в рекуперативном режиме с отдачей электроэнергии в промысловую сеть.
В предлагаемой установке в колонне насосно-компрессорных труб на границе масло-закачиваемая жидкость установлен разделитель жидких фаз, выполненный в виде упругого элемента, что позволяет исключить смешивание жидких фаз, а также производить только периодический контроль за расходом масла в емкости и значительно снизить расход масла необходимого для работы установки.