установка для закачки жидкости из нижнего пласта в верхний пласт скважины

Формула изобретения

Установка для закачки жидкости из нижнего пласта в верхний пласт скважины, имеющая возможность герметизации устья и содержащая пакер, колонну труб с всасывающим клапаном и насос, который выполнен в виде электрического погружного насоса и установлен выше всасывающего клапана в составе колонны труб, оснащенной каналом, через который полость колонны труб выше насоса сообщена с верхним пластом, а полость колонны труб ниже насоса через всасывающий клапан сообщена с нижним пластом при перекачке жидкости из заколонного пространства ниже пакера, зоны нижнего пласта, в верхний пласт скважины, при этом между насосом и всасывающим клапаном установлен датчик напора от жидкости нижнего водоносного пласта в заколонном пространстве скважины ниже пакера с возможностью включения и выключения насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике и технологии закачки жидкости в нефтеносный пласт при его заводнении или нагнетании в него различных реагентов.

Известен способ закачки воды в нефтяной пласт (авторское свидетельство №283120, Е 21 В 43/00, опубл. БИ №31 от 06.10.1970 г.), осуществляемый с помощью установки для закачки жидкости в пласт, содержащей пакер, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) и емкость, сообщающиеся с электроцентробежным насосом.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, металлоемкость и сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей (отстойник, замерно-распределительный узел и т.д.);

во-вторых, электроцентробежный насос не отключается в случае отсутствия жидкости на его приеме, что может привести к выходу его из строя;

в-третьих, в случае остановки электроцентробежного насоса жидкость из нефтеносного пласта при определенном давлении может свободно поступать в водоносный пласт.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство №729336, Е 21 В 43/00 от 25.04.1980 г.), содержащая пакер, колонну НКТ и емкость, сообщающуюся с насосом, при этом 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 конструкции устройства являются:

во-первых, сложность конструкции, обусловленная наличием верхнего и нижнего датчиков уровня, емкости, станции управления для переключения направления вращения двигателя;

во-вторых, масло, находящееся в колонне НКТ и используемое в качестве рабочей жидкости для привода в действие закачиваемой в пласт жидкости, в процессе работы теряет свои химико-физические свойства из-за контакта и перемешивания с закачиваемой в пласт жидкостью, в связи с чем в процессе работы установки требуется постоянный и строгий контроль химического состава масла;

в-третьих, насос выполнен в поверхностном исполнении, поэтому чем меньше пластовое давление и ниже находится водоносный пласт от поверхности, тем ниже эффективность его использования;

в-четвертых, электроцентробежный насос не отключается в случае отсутствия жидкости на его приеме, что может привести к выходу его из строя.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции установки с одновременным повышением эффективности ее работы за счет отключения насоса при отсутствии жидкости на его приеме и последующем включении насоса при достижении определенного напора жидкости на его приеме.

Указанная задача решается установкой для закачки жидкости из нижнего пласта в верхний пласт скважины, содержащей пакер, колонну труб с всасывающим клапаном, насос.

Новым является то, что насос выполнен в виде электрического погружного насоса, который установлен выше всасывающего клапана в составе колонны труб, дополнительно оснащенной каналом, через который полость колонны труб выше насоса сообщена с верхним пластом, а полость колонны труб ниже насоса через всасывающий клапан - с нижним пластом, причем между насосом и всасывающим клапаном установлен датчик напора жидкости с возможностью включения и выключения насоса.

На чертеже изображена предлагаемая установка для закачки жидкости.

Установка для закачки жидкости из нижнего водоносного пласта 1 в верхний нефтеносный пласт 2 скважины 3 состоит из пакера 4, спущенного на колонне труб 5 с всасывающим клапаном 6 на конце.

Электрический погружной насос 7 в составе колонны труб 5 установлен выше всасывающего клапана 6. Колонна труб 5 выше электрического погружного насоса 7 дополнительно оснащена каналом 8, через который верхняя полость 9 колонны труб 5 выше электрического погружного насоса 7 сообщена с верхним нефтеносным пластом 2, а нижняя полость 10 колонны труб 5 ниже электрического погружного насоса 7 через всасывающий клапан 6 сообщается с нижним пластом 1. Между электрическим погружным насосом 7 и всасывающим клапаном 6 установлен датчик напора жидкости 11, имеющий возможность включения и выключения электрического погружного насоса 7.

Пакер 4 герметично разделяет заколонное пространство скважины 3 на две части: заколонное пространство 12 выше пакера 4 и заколонное пространство 13 ниже пакера 4.

Установка для закачки жидкости работает следующим образом.

Перед запуском установки в работу герметизируют устье (не показано) скважины 3.

Запускают электрический погружной насос 7 в работу. Электрический погружной насос 7 начинает перекачивать жидкость из заколонного пространства 13 ниже пакера 4, то есть из зоны нижнего водоносного пласта 1, через открывшийся всасывающий клапан 6, датчик напора жидкости 11, через нижнюю полость 10 в верхнюю полость 9 колонны труб 5. Из верхней полости 9 жидкость сквозь каналы 8 колонны труб 5 попадает в заколонное пространство 12 выше пакера 4, откуда она задавливается в верхний нефтеносный пласт 2 скважины 3.

Закачка жидкости из нижнего водоносного пласта 1 скважины 3 в верхний нефтеносный пласт 2 продолжается до тех пор, пока не закончится жидкость в заколонном пространстве 13. Это происходит при условии, если производительность электрического погружного насоса 7 превышает поступление (дебит) жидкости из нижнего водоносного пласта 1 в заколонное пространство 13 ниже пакера 4.

При снижении уровня жидкости в заколонном пространстве 13 прекращается поток жидкости через датчик напора жидкости 11, который реагирует на это и отключает электрический погружной насос 7.

Установка отключается на время заполнения заколонного пространства 13 жидкостью из нижнего водоносного пласта 1. При отключении электрического погружного насоса 7 всасывающий клапан 6 закрывается и исключает обратное поступление жидкости из верхнего нефтеносного пласта 2. В процессе заполнения заколонного пространства 13 жидкость через всасывающий клапан 6 начинает поступать снизу вверх в колонну труб 5. Когда уровень жидкости поднимется до приема электрического погружного насоса 7 и достигнет определенного значения напора, датчик напора жидкости 11 подает сигнал на включение электрического погружного насоса 7. Вновь начинается закачка жидкости из нижнего водоносного пласта 1 в верхний нефтеносный пласт 2 скважины 3.

Предлагаемая установка для закачки жидкости из нижнего пласта в верхний пласт скважины обладает простой конструкцией, при этом в случае отсутствия жидкости на приеме насоса он отключается и, наоборот, по мере поступления жидкости на прием насоса и достижения жидкостью определенного напора насос включается в работу, кроме того, установка исключает обратное поступление жидкости из закачиваемого пласта, что в целом позволяет повысить эффективность работы насосной установки.