установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов

Формула изобретения

Установка для одновременной раздельной эксплуатации пластов в скважине, содержащей колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер, установленный между верхним и нижним пластами, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пространством, и дифференциальный насос с полым плунжером с соответствующими всасывающими и нагнетательными клапанами, при этом нагнетательный клапан верхней секции сообщен с внутренним пространством лифтовых труб обводным каналом, отличающаяся тем, что в скважинах с тремя вскрытыми пластами выше основного пакера размещен дополнительный пакер, а хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством, которое, в свою очередь, сообщено со средним пластом, размещенным между верхним и нижним пластами, при этом верхняя секция оснащена дополнительным всасывающим клапаном, сообщенным с полостью этой секции в средней части и снабженным дополнительным обводным каналом, причем один из всасывающих клапанов насоса сообщен с надпакерным пространством, другой через дополнительный канал хвостовика - с межпакерным пространством, третий через основной канал хвостовика - с подпакерным пространством, не сообщенным с другим всасывающим клапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.

Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов, содержащая колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, хвостовик и дифференциальный насос. Причем всасывающий и нагнетательный клапаны верхней секции насоса установлены сбоку от цилиндра, а между ними размещен самоуплотняющийся пакер (Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. Р.А.Максутов, Б.Е.Доброскок, Ю.В.Зайцев. - М.: «Недра», 1974, - стр.89, рис.54). В этой установке производится раздельный подъем продукции пластов: нижнего - по колонне лифтовых труб, верхнего - по межтрубному пространству в эксплуатационной колонне скважины.

Ее недостатками являются сложность и ненадежность конструкции, невозможность изменения соотношения производительностей по пластам и эксплуатации трех пластов.

Наиболее близка по своей технической сущности к предлагаемой насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов в скважине, содержащая колонны лифтовых труб и полых штанг, пакер, разделяющий пласты, и дифференциальный насос с клапанами, размещенными сбоку (патент 2291952 РФ, E21B, 43/14, опубл. 20.01.2007, бюл. № 2).

Ее недостатком является отсутствие возможности эксплуатировать одновременно-раздельно 3 пласта.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов.

Указанная задача решается предлагаемой насосной установкой для одновременной раздельной эксплуатации пластов в скважине, содержащей колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер, установленный между верхним и нижним пластами, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пространством, и дифференциальный насос с полым плунжером с соответствующими всасывающими и нагнетательными клапанами, при этом нагнетательный клапан верхней секции сообщен с внутренним пространством лифтовых труб обводным каналом.

Новым является то, что в скважинах с тремя вскрытыми пластами выше основного пакера размещен дополнительный пакер, а хвостовик оснащен дополнительным каналом, сообщенным с межпакерным пространством, которое, в свою очередь, сообщено со средним пластом, размещенным между верхним и нижним пластами, при этом верхняя секция оснащена дополнительным всасывающим клапаном, сообщенным с полостью этой секции в средней части и снабженным дополнительным обводным каналом, причем один из всасывающих клапанов насоса сообщен с надпакерным пространством, другой через дополнительный канал хвостовика - с межпакерным пространством, третий через основной канал хвостовика - с подпакерным пространством, не сообщенным с другим всасывающим клапаном.

Сущность изобретения заключается в том, что добавлением дополнительного пакера и всасывающего клапана в установку с дифференциальным плунжером решается задача одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов одной скважиной.

На фиг.1 изображена схема установки.

На фиг.2 изображена схема установки с другим вариантом подключения пластов к ее всасывающим клапанам.

Установка (фиг.1) содержит скважину 1, разделенную пакерами верхним 2 и нижним 3 на полости верхнюю 4, среднюю 5 и нижнюю 6, сообщенные соответственно с пластами верхним 7, средним 8 и нижним 9, и дифференциальный насос 10 с верхним цилиндром 11 и полым плунжером 12, а также нижний цилиндр 13 с полым плунжером 14. Плунжеры 12 и 14 соединены меж собой полым штоком 15, а верхний плунжер 12 - с полыми штангами 16. Один нагнетательный клапан 17 размещен в плунжере 14, а второй 18 - в обводном канале 19, сообщенном с полостью лифтовых труб 20. Один всасывающий клапан 21 размещен в канале 22, сообщающем пространство между плунжерами 23 с одной из полостей скважины, например нижней полостью 6, а второй 24 - в нижней части нижнего цилиндра 13 и оснащен каналом 25, сообщенным, например, со средней полостью 5.

Дополнительный всасывающий клапан 26 размещен в канале 27, сообщающем отверстие 28 в стенке верхнего цилиндра 11 с одной из полостей скважины, например с верхней 4. Между насосом 10 и пакерами 2 и 3 размещен хвостовик 29, с помощью которого каналы 22, 25 и 27 сообщаются с полостями 4, 5 или 6 скважины 1.

Каналы 22, 25 и 27 (фиг.2) могут быть сообщены с полостями скважины средней 5, верхней 4 и нижней 6 соответственно.

Работает установка следующим образом.

При движении штанг 16 с плунжерами 12 и 14 вверх создается разрежение под нижним плунжером 14 дифференциального насоса 10, куда через полость 5 скважины 1, находящейся между пакерами 2 и 3, канал 25 и всасывающий клапан 24 поступает продукция среднего пласта 8, и в полости 23 между плунжерами 12 и 14, куда через полость 6 ниже пакера 3, канал 22 и всасывающий клапан 21 поступает продукция нижнего пласта 9. Когда нижний торец верхнего плунжера 12 поднимется выше отверстия 28 в стенке цилиндра 11, в полость 23 начнет поступать через полость 4 скважины 1, канал 27 и дополнительный всасывающий клапан 26 продукция верхнего пласта 7. При этом всасывающий клапан 21 закрывается, т.к. режимы работы пластов 9 и 7 подобраны таким образом, что забойное давление пласта 7 на уровне насоса выше, чем у пласта 9, и в полость 23 будет поступать продукция только верхнего пласта 7. При движении штанг 16 и плунжеров 12 и 14 вниз смесь продукций пластов 7 и 9 вытесняется через обводной канал 19 и нагнетательный клапан 18 в полость НКТ 20, а продукция среднего пласта 8 внутрь полых штанг 16.

При работе установки по фиг.2 в полость 23 поступают продукция среднего 8 и нижнего 9 пластов, а под плунжер 14 - продукция верхнего пласта 7. Пример по фиг.2 показывает, что всасывающие клапаны могут быть сообщены с любым из пластов в зависимости от требуемых по ним режимов эксплуатации и допустимости смешивания продукций пластов.

Установкой на хвостовике 29 приборов, сообщенных с каналами 22, 26 и 27, можно получать данные по забойным давлениям, содержанию воды и расходам каждого из пластов и передавать их по кабелю на поверхность. Меняя положение верхнего плунжера 12 относительно отверстия 28, т.е. приподнимая или опуская штанговую колонну 16, можно изменять соотношения дебитов из пластов, сообщенных с всасывающими клапанами 21 и 26. Изменением частоты качаний и длины хода привода можно регулировать общую производительность установки.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет эксплуатировать одновременно-раздельно 3 пласта, обеспечивая необходимые режимы.