установка для закачки жидкости из верхнего пласта в нижний пласт скважины

Формула изобретения

Установка для закачки жидкости из верхнего пласта в нижний пласт скважины, содержащая пакер, колонну труб с всасывающим клапаном, насос, отличающаяся тем, что она имеет возможность герметизации устья, колонна труб оснащена обводным каналом, а насос выполнен в виде электрического погружного насоса, который установлен выше всасывающего клапана в составе колонны труб ниже обводного канала, через который полость колонны труб выше насоса сообщена с нижним пластом, при этом полость колонны труб ниже насоса имеет возможность сообщения с верхним пластом при перекачке жидкости из заколонного пространства выше пакера - зоны верхнего пласта в нижний пласт насосом, между которым и всасывающим клапаном установлен датчик напора от жидкости верхнего водоносного пласта в заколонном пространстве 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, сообщающуюся 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 близким к предлагаемому техническому решению является установка для закачки жидкости в пласт (авторское свидетельство №729336, Е 21 В 43/00, 1986 г., опубл. БИ №15 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, 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 верхнего пласта в нижний пласт скважины, содержащей пакер, колонну труб с всасывающим клапаном, насос.

Новым является то, что колонна труб оснащена обводным каналом, а насос выполнен в виде электрического погружного насоса, который установлен выше всасывающего клапана в составе колонны труб ниже обводного канала, через который полость колонны труб выше насоса сообщена с нижним пластом, при этом полость колонны труб ниже насоса через всасывающий клапан сообщена с верхним 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 верхнего водоносного пласта 1 в нижний нефтеносный пласт 2 скважины 3 состоит из пакера 4, спущенного на колонне труб 5 с всасывающим клапаном 6 на конце.

Электрический погружной насос 7 установлен выше всасывающего клапана 6 в составе колонны труб 5. Колонна труб 5, выше электрического погружного насоса 7, дополнительно оснащена обводным каналом 8, через который верхняя полость 9 колонны труб 5, выше электрического погружного насоса 8 сообщена с нижним нефтеносным пластом 2, а нижняя полость 10 колонны труб 5, ниже электрического погружного насоса 7, через всасывающий клапан 6 сообщается с верхним водоносным 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 12 скважины 3 на две части выше пакера 4 и заколонное пространство 13 ниже пакера 4.

Установка для закачки жидкости работает следующим образом.

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

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

Закачка жидкости из верхнего водоносного пласта 1 скважины 3 в нижний нефтеносный пласт 2 продолжается до тех пор, пока не закончится жидкость в заколонном пространстве 12 выше пакера 4. Это происходит при условии, если производительность электрического погружного насоса 7 превышает поступление (дебит) жидкости из верхнего водоносного пласта 1 в заколонное пространство 12 выше пакера 4.

При снижении уровня жидкости в заколонном пространстве 12 выше пакера 4 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 12 выше пакера 4 жидкостью из верхнего водоносного пласта 1. При отключении электрического погружного насоса 7 всасывающий клапан 6 закрывается и исключает обратное поступление жидкости из нижнего нефтеносного пласта 2. В процессе заполнения заколонного пространства 12, выше пакера 4, 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, то датчик напора жидкости 11 подает сигнал на включение электрического погружного насоса 7. Вновь начинается закачка жидкости из верхнего водоносного пласта 1 в нижний 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.