ПОГРУЖНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области нефтяного машиностроения, в частности к глубинно-насосному оборудованию для эксплуатации скважин с боковыми стволами малого диаметра.
Из существующего уровня техники известна погружная насосная установка, состоящая из электродвигателя, подпорного струйного насоса и основного центробежного насоса, хвостовика, спущенного в эксплуатационную колонну и соединенного с приемом подпорного струйного насоса, колонны насосно-компрессорных труб, сопла струйного насоса, через дополнительный патрубок сообщающегося с верхней высоконапорной частью основного центробежного насоса, вход в камеру смешения струйного насоса сообщается с внутренним каналом хвостовика, а выход из камеры смешения струйного насоса сообщается с кольцевым каналом между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами, хвостовик оснащен уплотнительным устройством, перекрывающим кольцевой канал между эксплуатационной колонной и хвостовиком (Патент №125250. Погружная насосная установка. // Мохов М.А., Сазонов Ю.А., Димаев Т.Н, Тигов П.Н. // Заявка на полезную модель №2012120690 - Дата подачи заявки: 21.05.2012. - Опубликовано: 27.02.2013).
Недостатками известного устройства является невозможность эффективной эксплуатации насосного оборудования для добычи жидкости из боковых стволов при низких уровнях жидкости в скважине, установившихся в боковом стволе. Кроме того, эксплуатация установки в основном стволе скважины, подвеска которой выше окна зарезки бокового ствола в эксплуатационную колонну основного ствола, снижает депрессию на пласт и, как следствие, понижает дебит скважины.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является усовершенствование конструкции установки для эффективной работы в боковых стволах нефтяных скважин, повышение производительности эксплуатации скважин с боковыми стволами.
Указанный технический результат достигается тем, что насосная установка содержит электродвигатель, основной центробежный насос и подпорный струйный насос, колонну насосно-компрессорных труб, патрубок с перфорированными отверстиями, систему байпасирования, сообщающую сопло струйного насоса с газожидкостным сепаратором, расположенным в верхней высоконапорной части основного центробежного насоса. Сепаратор обеспечивает отделение воды из водонефтегазовой смеси и подачу воды в систему байпасирования. Нижний тройник системы байпасирования позволяет разместить малогабаритный струйный насос в боковом стволе малого диаметра на колонне насосно-компрессорных труб и обеспечить подвод воды к соплу струйного насоса из байпасной линии. Вход в камеру смешения струйного насоса сообщается с внутренним каналом патрубка с перфорированными отверстиями, а выход из камеры смешения струйного насоса сообщается с кольцевым каналом между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами. На патрубке устанавливается уплотнительное устройство, перекрывающее кольцевой канал между затрубным пространством основного и бокового стволов.
На фигуре 1 схематично представлена заявляемая погружная насосная установка.
Погружная насосная установка по фигуре 1 состоит из электродвигателя 1 с верхней гидрозащитой 2, основного центробежного насоса 3, размещенного в основном стволе скважины 4, подпорного струйного насоса 5, установленного в боковом стволе 6 на колонне насосно-компрессорных труб 7. Насосно-компрессорные трубы 7 присоединены к нижнему тройнику 8 системы байпасирования 9. Насосная установка спущена на колонне насосно-компрессорных труб 10. Патрубок 11 с перфорированными отверстиями 12 соединен с входом 13 подпорного струйного насоса 5. Патрубок 11 оснащен уплотнительным устройством 14, перекрывающим кольцевой канал между верхним и нижним затрубным пространством 15 и 16, соответственно. Патрубок 11 может представлять колонну насосно-компрессорных труб с нижней перфорированной трубой. Струйный насос 5 имеет сопло 17 и камеру смешения 18. Сопло 17 струйного насоса 5 через систему байпасирования 9 сообщается с верхней высоконапорной частью основного центробежного насоса 3. Вход 13 в камеру смешения 18 струйного насоса 5 сообщается с внутренним каналом патрубка 11, а выход 19 из камеры смешения 18 струйного насоса 5 сообщается с приемом 20 основного центробежного насоса 3 через верхнее затрубное пространство 15, который образован между эксплуатационной колонной 21 и насосно-компрессорными трубами 7. Энергию к электродвигателю подают через кабель 22. В верхней высоконапорной части основного центробежного насоса 3 размещен газожидкостный сепаратор 23, обеспечивающий отделение воды из водонефтегазовой смеси. Сепаратор 23 может иметь различные известные исполнения, к примеру может быть центробежного типа с вращающимися деталями. На схеме сепаратор 23 показан условным значком без пояснений принципа работы. Вода из сепаратора 23 отводится через верхний тройник 24 системы байпасирования 9 в байпасную трубу 25, сообщающийся с соплом 17 подпорного струйного насоса 5. Изоляционный цементный мост 26, расположенный в основном стволе 4 скважины ниже окна зарезки 27, устанавливается для консервации выработанной основной скважины 4.
Погружная насосная установка работает следующим образом.
Жидкость из пласта (не обозначен отдельной позицией), смесь воды с нефтью, содержащей пузырьки газа, поступает внутрь патрубка 11 через перфорированные отверстия 12 и далее на вход 13 в камеру смешения 18 струйного насоса 5, который выбрасывает жидкость в верхнее затрубное пространство 15, образованное между эксплуатационной колонной 21 и насосно-комрессорными трубами 7. В струйном насосе 5 давление повышается за счет энергии струи жидкости, истекающей через сопло 17. Известно, что струйный насос устойчиво работает и перекачивает и жидкости, и газы, и газожидкостные смеси. Но необходимо исключать попадание газа в поток, идущий к соплу 17 (по литературным данным не более 10% по объему). Для соблюдения этого условия необходимо подавать в сопло 17 пластовую воду, с минимальным присутствием газа и нефти в потоке, поскольку и в нефти имеется растворенный газ, который переходит в свободное состояние при снижении давления на выходе сопла 17. Эта задача решается с помощью газожидкостного сепаратора 23. Нефтегазовая смесь, отделенная в сепараторе 23, поступает через верхний тройник 24 системы байпасирования 9 в колонну насосно-компрессорных труб 10 и далее на поверхность. Вода из сепаратора 23 отводится в верхний тройник 24 и затем через байпасную трубу 25, нижний тройник 8 и насосно-компрессорные трубы 7 поступает в сопло 17 струйного насоса 5, который обеспечивает перекачку водонефтегазовой смеси, поступающей из пласта на вход 13 струйного насоса 5. При этом для исключения возникновения кавитации в струйном насосе 5 следует повышать давление на всасывании струйного насоса 5, что обеспечивается за счет спуска малогабаритного струйного насоса 5 под уровень жидкости в боковом стволе 6. Струйный насос 5 обеспечивает повышение давления на входе 20 в центробежный насос 3, что исключает попадание больших объемов свободного газа и способствует устойчивой работе установки в целом. Изоляционный цементный мост 26, расположенный в основном стволе 4 скважины ниже окна зарезки 27, устанавливается для консервации выработанной основной скважины 4.
Подпорный струйный насос 5, в силу своей компактности, размещается непосредственно в боковом стволе 6 малого диаметра на колонне насосно-компрессорных труб 7, что достигается благодаря предложенной конструкции системы байпасирования 9. Таким образом, обеспечивается возможность эффективной эксплуатации оборудования при снижении уровня жидкости ниже окна зарезки 27 бокового ствола 6. Кроме того, существенно повышается производительность эксплуатации скважин с боковыми стволами путем увеличения депрессии, и, соответственно, роста дебита скважины.