УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ДОБЫЧИ И ЗАКАЧКИ В ОДНОЙ СКВАЖИНЕ

Область техники и назначение
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для одновременно-раздельной добычи нефти и закачки воды.
Уровень техники
Известно устройство «Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки через одну скважину» (патент №84461, RU, E21B 43/14, опубликовано 10.07.2009), содержащее: привод, винтовой штанговый насос, колонну насосных штанг, две параллельно расположенные колонны насосно-компрессорных труб различной длины для раздельной добычи жидкости из продуктивного пласта и закачки жидкости в нагнетательный пласт, параллельный двухканальный якорь, устьевую арматуру и пакер для разобщения пластов.
Недостатком данного устройства является сложность монтажа двух параллельных колонн насосно-компрессорных труб в одной скважине. Кроме того отсутствие подвижных соединений в колоннах насосно-компрессорных труб приводит к значительным изгибным деформациям, связанным с температурными изменениями закачиваемой среды при горячих промывках.
Известна также Полезная модель «Установка для одновременно раздельной добычи и закачки в одной скважине» (патент №131075, RU, E21B 43/14, опубликовано 10.08.2013), содержащая: две коаксиально расположенные колонны насосно-компрессорных труб разного диаметра, колонну штанг, штанговый глубинный насос, разделитель потоков, устьевую арматуру, термобарокомпенсатор, устройство глушения и пакер для разобщения пластов.
Недостатком данной установки является невозможность ее применения для организации одновременно-раздельной добычи жидкости с нижнего пласта и закачки жидкости в верхний пласт в одной скважине, ввиду отсутствия в составе установки устройств для изоляции обсадной колонны скважины от высокого давления закачки.
Установка по патенту RU 131075 является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и принята за прототип.
Сущность полезной модели
Технической задачей заявленной полезной модели является расширение области применения оборудования, в частности -реализация возможности использования оборудования в скважине для закачки жидкости в верхний пласт и добычи жидкости с нижнего пласта.
Технический результат, благодаря которому решается указанная задача, заключается в использовании в составе установки устройства для изоляции обсадной колонны скважины от жидкости, закачиваемой в верхний пласт и устройств для герметичного сообщения нижнего продуктивного пласта с лифтовой колонной насосно-компрессорных труб меньшего диаметра, а так же верхнего нагнетаемого пласта с колонной насосно-компрессорных труб большего диаметра.
Технический результат достигается за счет включения в состав известной установки для одновременно раздельной добычи и закачки в одной скважине дополнительного пакера, дополнительной колонны насосно-компрессорных труб, патрубка малого диаметра, а также устройства для разделения потоков особой конструкции. Отбор жидкости из нижнего продуктивного пласта осуществляется по внутреннему каналу насосно-компрессорных труб меньшего диаметра, а закачка жидкости в верхний нагнетательный пласт производится по кольцевому каналу между насосно-компрессорными трубами большего и меньшего диаметра. Нижний пакер предназначен для надежного разделения продуктивного и нагнетательного пластов. Верхний дополнительный пакер предназначен для изоляции обсадной колонны от высокого давления жидкости, закачиваемой в верхний пласт. Специальный патрубок малого диаметра, проходящий через внутренний канал верхнего дополнительного пакера, предназначен для герметичного сообщения колонны насосно-компрессорных труб меньшего диаметра с устройством для разделения потоков. Устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости особой конструкции обеспечивает сообщение нижнего продуктивного пласта с колонной насосно-компрессорных труб меньшего диаметра через дополнительную колонну насосно-компрессорных труб, а так же верхнего пласта с колонной насосно-компрессорных труб большего диаметра.
Монтаж оборудования производится за две спускоподъемных операции. Во время первой спускоподъемной операции в скважину спускается колонна насосно-компрессорных труб большего диаметра, соединенная последовательно с патрубком большего диаметра, верхним пакером, устройством для разделения потоков, дополнительной колонной насосно-компрессорных труб и нижним пакером. Устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости через патрубок малого диаметра соединено с термобарокомпенсатором для стыковки с глубинным насосом. Во время второй спускоподъемной операции осуществляется спуск колонны насосно-компрессорных труб меньшего диаметра и насоса по внутреннему каналу колонны насосно-компрессорных труб большего диаметра до стыковки с устройством для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости.
Использование термобарокомпенсатора обеспечивает телескопическое соединение (по принципу плунжер-цилиндр) колонны насосно-компрессорных труб меньшего диаметра и глубинного насоса с устройством для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости. Термобарокомпенсатор позволяет производить замену насоса без подъема колонны насосно-компрессорных труб большего диаметра. Телескопическое соединение термобарокомпенсатора позволяет также нивелировать температурные напряжения, возникающие при горячих промывках и барические напряжения, возникающие от воздействия давления жидкости в насосно-компрессорных трубах, не позволяя насосу и насосно-компрессорным трубам меньшего диаметра изгибаться под воздействием указанных напряжений.
Перечень фигур чертежей
На фиг. показана установка для одновременно-раздельной добычи и закачки в одной скважине.
Сведения, подтверждающие возможность реализации полезной модели
Установка для одновременно-раздельной добычи и закачки в одной скважине содержит две колонны насосно-компрессорных труб большего 1 и меньшего 2 диаметра, нижний пакер 3 для разобщения продуктивного 4 и нагнетаемого 5 пластов, верхний пакер 6, патрубки малого 7 и большого 8 диаметра, устьевую арматуру, устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости особой конструкции 9, дополнительную колонну насосно-компрессорных труб 10 термобарокомпенсатор 11, соединяющий колонну насосно-компрессорных труб меньшего диаметра 2 и устройство для разделения потоков 9 через патрубок 7. Устьевая арматура, колонна насосно-компрессорных труб меньшего диаметра 2, термобарокомпенсатор 11, патрубок 7, устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости 9, дополнительная колонна насосно-компрессорных труб 10 и нижний пакер 3 образуют канал, по которому жидкость из нижнего продуктивного пласта 4 поступает на устье. Для подъема жидкости на устье может быть, например, использован штанговый глубинный насос 12 с колонной штанг 13. Одновременно устьевая арматура, кольцевой канал между колоннами насосно-компрессорных труб большего 1 и меньшего 2 диаметра, патрубок 8, верхний пакер 6 и устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости 9 образуют канал, по которому производится закачка жидкости в нагнетаемый пласт 5. Установка работает следующим образом.
Закачиваемая жидкость через устьевую арматуру попадает в кольцевой зазор между колоннами насосно-компрессорных труб большего 1 и меньшего 2 диаметра и, проходя через патрубок 8, верхний пакер 6 и устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости особой конструкции 9, закачивается в верхний нагнетаемый пласт 5. Одновременно жидкость из нижнего продуктивного пласта 4 под действием перепада давления, создаваемого насосом 12, проходя через нижний пакер 3, дополнительную колонну насосно-компрессорных труб 10, устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости 9, патрубок 7, попадает в колонну насосно-компрессорных труб меньшего диаметра 2 и затем через устьевую арматуру поступает в сборный коллектор. Нижний пакер 3 обеспечивает надежное разделение нижнего продуктивного 4 и верхнего нагнетаемого 5 пластов. Верхний пакер 6 обеспечивает изоляцию обсадной колонны скважины от устья до пакера от высокого давления при закачке жидкости в верхний нагнетаемый пласт 5. Патрубок 7, проходящий через внутренний канал верхнего пакера 6, устройство для разделения потоков 9, дополнительная колонна насосно-компрессорных труб 10 и нижний пакер 3 обеспечивают герметичное сообщение нижнего продуктивного пласта 4 с колонной насосно-компрессорных труб меньшего диаметра 2. Термобарокомпенсатор 11 - это герметичное, подвижное соединение плунжера в цилиндре, разобщающее насос 12 и устройство для разделения потоков закачиваемой и отбираемой жидкости 9, позволяющее избежать значительных изгибающих деформаций колонны насосно-компрессорных труб меньшего диаметра 2, связанных с температурными изменениями закачиваемой среды и растягивающими механическими нагрузками от давления.
После спуска колонну насосно-компрессорных труб меньшего диаметра 2, их вытягивают вверх на величину равную тепловым и барическим удлинениям за счет подвижного телескопического соединения типа «плунжер - цилиндр».