УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, скважинным насосным установкам.
Известна скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине (патент РФ №2221136, МПК Е21В 43/14, Бюл. №1 за 2004 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик и штанговый насос с основным и дополнительным всасывающими клапанами).
Недостатком установки является смешение продукции пластов, не позволяющее определить прямым замером дебиты и обводненности продукции пластов.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой является установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов (патент РФ №2370641, МПК Е21В 43/14, Бюл. №29 за 2009 г.), содержащая колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, колонну полых штанг и штанговый насос с дополнительным всасывающим клапаном и разделительным поршнем.
Недостатком установки является низкая пропускная способность канала полых штанг из-за малого его сечения и канала лифтовых труб, также по причине уменьшения его сечения из-за большого наружного диаметра полых штанг и их замковых соединений.
Технической задачей, решаемой установкой, является увеличение сечения каналов для подъема продукции, а вследствие этого уменьшение скорости потока, гидравлических потерь и образование эмульсии при наличии в продукции воды.
Указанная задача решается предлагаемой установкой для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов, включающей колонну лифтовых труб, пакер, хвостовик, колонну штанг и штанговый насос с дополнительным всасывающим клапаном, сообщенным выходом с отверстием в стенке цилиндра, полым корпусом, верхняя часть которого снабжена обратным клапаном, а нижняя - основным всасывающим клапаном, и разделительным поршнем, размещенным ниже отверстия для бокового клапана в цилиндре с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз в полость корпуса и вверх под воздействием плунжера.
Новым является то, что выше верхнего пласта установлен дополнительный пакер, обратный клапан на полом корпусе сообщен с межтрубным пространством, а основной и дополнительный всасывающие клапаны сообщены каналами, размещенными в хвостовике, с одним из пластов, не сообщенным с другим каналом, штанги выполнены сплошными, а полость плунжера сообщена с лифтовыми трубами.
На фиг.1 показана схема установки, когда полость цилиндра под разделительным поршнем сообщена с подпакерным пространством, а над разделительным - с межпакерным пространством, а на фиг.2 показана схема установки, когда полость цилиндра под разделительным поршнем сообщена с межпакерным пространством, а над разделительным - с подпакерным пространством.
Установка содержит штанговый насос 1 (фиг.1), спущенный в скважину на колонне лифтовых труб 2, цилиндр 3 которого снабжен отверстием 4 с дополнительным всасывающим клапаном 5. Внутри цилиндра 3 на штангах 6 перемещается плунжер 7 с нагнетательным клапаном 8 и разделительный поршень 9 с ограничителем 10. К нижней части цилиндра 3 присоединен полый корпус 11, внутренняя полость 12 которого выполнена большим диаметром, чем у цилиндра 3. В верхней части корпуса установлен обратный клапан 13, сообщенный выходом с межтрубным пространством 14, образованным эксплуатационной 15, лифтовой 2 колоннами, и дополнительным пакером 16, установленным выше верхнего пласта 17. В нижней части корпуса 11 установлен основной всасывающий клапан 18, сообщенный входом через канал 19 в хвостовике 20 с пространством под основным пакером 21, сообщенным с нижним пластом 22.
Дополнительный всасывающий клапан 5 сообщен каналом 23, проходящим по обводной трубке 24 и каналу 19 в хвостовик 20, с верхним пластом 17, отделенным дополнительным пакером 16 от межтрубного пространства и основным пакером 21 от нижнего пласта 22.
На фиг.2 показана установка, в которой канал 19 сообщен с верхним 17, а канал 23 с нижним 22 пластами.
Работает установка следующим образом.
При движении плунжера 7 (фиг.1) вместе с разделительным поршнем 9, приводимого штанговой колонной 6, вверх в полость 12 корпуса 11, сначала через основной всасывающий клапан 18, канал 19, пространство под основным пакером 21 поступает продукция нижнего пласта 22. После достижения ограничителями 10 нижнего торца цилиндра 3 разделительный поршень 9 останавливается, а плунжер 7 продолжает двигаться вверх, создавая разряжение в пространстве между ним и поршнем 9, куда через дополнительный всасывающий клапан 5, канал 23, проходящий по трубке 24 и хвостовику 20, пространство между основным 21 и дополнительным 16 пакерами, поступает продукция верхнего пласта 17.
После достижения верхней мертвой точки плунжер 7 движется вниз, при этом продукция верхнего пласта 17 вытесняется через нагнетательный клапан 8 в полость лифтовой колонны 2 и далее вверх до устья скважины (на чертеже не показано).
После достижения плунжером 7 поршня 9 они двигаются вместе, вытесняя поршнем 9 продукцию нижнего пласта 22 через обратный клапан 13, выполняющий функцию дополнительного нагнетательного клапана, в межтрубное пространство, образованное лифтовой 2 и эксплуатационной 15 колоннами и до устья скважины (на чертеже не показано).
При выполнении установки по схеме, приведенной на фиг.2, когда плунжер движется вверх, в полость 12 корпуса 11 поступает сначала продукция верхнего пласта 17, а после остановки разделительного поршня 9 - продукция нижнего пласта 22.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет без применения полых штанг раздельно эксплуатировать два пласта и поднимать раздельно их продукцию. Особенно эффективно будет применение предлагаемой установки в скважинах с высоковязкой продукцией, при этом желательно более вязкую продукцию поднимать по межтрубному пространству.
При этом, благодаря большому сечению межтрубного пространства, значительно снижается скорость движения жидкости и, соответственно, потери напора от трения, также при уменьшении скорости снижается и образование эмульсии при наличии в продукции пластов воды.