устройство для добычи нефти

Формула изобретения

Устройство для добычи нефти, содержащее обсадную трубу с устьевой арматурой, шлюзовую камеру, центробежный насос для заполнения скважины водой и вытеснения нефти в выкидную линию и устройство управления, отличающееся тем, что шлюзовая камера образована двумя пакерами, размещенными в обсадной трубе на некотором расстоянии друг от друга, в каждом пакере установлен клапан с приводом, причем клапаны имеют возможность работы в противофазе, обеспечивая обмен воды и нефти в объеме шлюзовой камеры, отекание воды в пласт и заполнение обсадной трубы над шлюзовой камерой для возможности ее вытеснения в выкидную линию, причем пакеры механически и электрически соединены с устьем и устройством управления каротажным кабелем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче легких нефтей гидролифтовым методом.

Известно устройство для добычи нефти, содержащее плунжерный насос, колонну штанг, наземный привод насоса, станок-качалку, потребляющую электроэнергию в течение всего процесса работы насосной установки - как при ходе вверх, так и при спуске насоса [Авторское свидетельство № 1430503, кл. Е21В 43/00, опубл. 15.10.1988].

Недостатком устройства является конструктивная сложность и большая энергоемкость подъема нефти.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для добычи нефти гидролифтовым методом, содержащее обсадную и насосную трубы с устьевой арматурой, шлюзовую камеру, погружной плунжерный насос с приводом в виде гидроцилиндра, снабженного устройством управления, а также центробежный насос для заполнения скважины водой [Патент РФ № 2184838, кл. Е21В 43/00, опубл. 10.07.2002].

Недостатком устройства является сложность конструкции и ограниченная производительность, обусловленная наличием погружного плунжерного насоса и насосной трубы малого диаметра.

Задача - упрощение конструкции устройства и повышение производительности.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения:

- упрощение конструкции устройства за счет исключения привода в виде гидроцилиндра и насосной трубы;

- повышение производительности в 2-3 раза за счет использования при подъеме нефти всего объема обсадной трубы;

- уменьшение потребления энергии в 50-80 раз - энергия используется в этом случае только для открытия клапанов и периодического заполнения скважины водой - по сравнению с добычей нефти, использующей скважинные штанговые насосы, приводимые в действие наземным электроприводом.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для добычи нефти, содержащем обсадную трубу с устьевой арматурой, шлюзовую камеру, центробежный насос для заполнения скважины водой, устройство управления, особенность заключается в том, что шлюзовая камера образована двумя пакерами - нижним и верхним, размещенными в обсадной трубе на некотором расстоянии друг от друга, в каждом пакере установлен клапан с электроприводом, при этом клапаны имеют возможность работы в противофазе, кроме того, пакеры соединены с устьевой арматурой и устройством управления каротажным кабелем.

На рисунке представлено устройство для добычи нефти.

Устройство содержит обсадную трубу 1, шлюзовую камеру, образованную нижним пакером 2, верхним пакером 3 и распорками 4. В пакере 2 установлен клапан 5 с электроприводом 6, а в пакере 3 соответственно установлен клапан 7 с электроприводом 8. Пакеры 2, и 3 установлены в обсадной трубе 1 с помощью каротажного трехжильного кабеля 9, соединенного на поверхности с устройством управления 10. Устройство содержит также центробежный насос 11 для закачки воды в скважину.

Устройство работает следующим образом.

В обсадную трубу 1 на каротажном кабеле 9 опускают шлюзовую камеру на глубину ниже статического уровня жидкости в скважине. Шлюзовая камера образована двумя пакерами - нижним 2 и верхним 3, соединенными распорками 4 так, что расстояние между ними составляет 2,5÷3 метра. На выбранной глубине пакеры 2 и 3 по команде устройства управления 10 закрепляются, образуя герметичный объем между ними.

Для начала цикла подъема нефти обсадную трубу 1 заполняют водой выше пакера 3 с помощью насоса 11. По команде устройства управления 10 по кабелю 9 электропривод 8 открывает клапан 7. Вода заполняет объем шлюза между пакерами 2 и 3, после чего клапан 7 закрывается, а клапан 5 открывается. Нефть, находящаяся в скважине ниже пакера 2, за счет разности плотностей воды и нефти поднимается в шлюз, а вода из шлюза стекает через клапан 5 в продуктивный пласт. После заполнения шлюза нефтью клапан 5 закрывается, а клапан 7 открывается. Нефть из шлюза через клапан 7 поднимается по водяному столбу в обсадной трубе 1, а вода поступает в шлюз. Таким образом, происходит обмен воды и нефти в объеме шлюза. При открытии клапана 5 в нижнем пакере 2 вода из шлюза опускается в забой скважины, а ее место занимает нефть. Причем, объем воды, поступающий в забой, равен объему нефти, заполняющей шлюз. Так поддерживается гидравлическое равновесие в продуктивном пласте. После закрытия клапана 5 цикл передачи нефти в верхний объем обсадной трубы повторяется. После заполнения объема обсадной трубы над шлюзом нефтью включается насос 11 и вода, подаваемая в трубу 1, вытесняет скопившуюся нефть в выкидную линию скважины. Вода вновь заполняет весь объем обсадной трубы 1 над шлюзом и процесс нефтеизвлечения может быть продолжен. Частоту и продолжительность открытия клапанов 5 и 7 задает с поверхности устройство управления 10 по кабелю 9. Частота срабатывания клапанов не превышает 1÷1,5 циклов в минуту.

Предлагаемая конструкция находит промышленное применение для добычи нефти на заключительной стадии эксплуатации нефтепромыслов и в труднодоступных местах расположения продуктивных скважин.