насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации пластов в скважине

Формула изобретения

Насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, установленный между верхним и нижним пластами, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пространством, и штанговый насос с двумя всасывающими клапанами, один из которых сообщен с отверстием в цилиндре насоса, 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 цилиндр насоса оснащен дополнительным всасывающим клапаном, который сообщен с дополнительным отверстием в цилиндре насоса, расположенным выше отверстия в цилиндре, и снабжен 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, обеспечивая при движении плунжера вверх поступление в цилиндр сначала продукции низконапорного пласта, затем после прохождения плунжером первого отверстия в цилиндре продукции средненапорного пласта и после прохождения дополнительного отверстия в цилиндре, сообщенного с дополнительным всасывающим клапаном, продукции высоконапорного пласта.

Описание изобретения к патенту

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

Известна насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов, содержащая пакер и один насос (см. Р.А.Максутов, Б.Е.Доброскок, Ю.В.Зайцев. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1974, стр.104), у которой перед всасывающим клапаном установлены щтуцеры, сообщающиеся через соответствующие каналы с разными пластами.

Недостатками установки являются сложность конструкции, а также ненадежность регулирования производительности установки по пластам.

Наиболее близка по своей технической сущности к предлагаемой установка для одновременно-раздельной эксплуатации пластов, содержащая штанговый насос с двумя всасывающими клапанами и пакер, разделяющий пласты (патент РФ № 2221136, опубл. 10.01.2004, бюл. № 1).

Ее недостатком является невозможность одновременно-раздельной эксплуатации трех пластов.

Технической задачей, решаемой насосной установкой, является одновременно-раздельная эксплуатация трех пластов в различных сочетаниях и с различными режимами работы.

Указанная задача решается предлагаемой насосной установкой для одновременной раздельной эксплуатации пластов в скважине, содержащей колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, установленный между верхним и нижним пластами, хвостовик с основным каналом, сообщенным с подпакерным пространством, и штанговый насос с двумя всасывающими клапанами, один из которых сообщен с отверстием в цилиндре насоса.

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 цилиндр насоса оснащен дополнительным всасывающим клапаном, который сообщен с дополнительным отверстием в цилиндре насоса, расположенным выше отверстия в цилиндре, и снабжен 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, обеспечивая при движении плунжера вверх поступление в цилиндр сначала продукции низконапорного пласта, затем после прохождения плунжером первого отверстия в цилиндре продукции средненапорного пласта и после прохождения дополнительного отверстия в цилиндре, сообщенного с дополнительным всасывающим клапаном, - продукции высоконапорного пласта.

Сущность изобретения заключается в том, что при добавлении пакера, дополнительного всасывающего клапана на насосе и дополнительного канала в хвостовике установка позволяет эксплуатировать три пласта со своими оптимальными режимами.

На фиг.1 показана схема установки.

Установка содержит скважину 1 с тремя вскрытыми перфорацией пластами - нижним 2, средним 3 и верхним 4, разделенными двумя пакерами - нижним основным 5 и верхним дополнительным 6 на три полости - нижнюю 7, среднюю 8 и верхнюю 9, сообщенные с соответствующими пластами.

Пакеры соединены с насосом 10 хвостовиком 11 с основным 12 и дополнительным 13 каналами.

Насос 10 содержит плунжер 14 с нагнетательным клапаном 15 и цилиндр 16 с нижним всасывающим клапаном 17, боковым всасывающим клапаном 18, сообщенным с отверстием 19 в цилиндре, и дополнительным всасывающим клапаном 20, сообщенным с дополнительным отверстием 21 в цилиндре 16, размещенным выше основного отверстия 19. При этом всасывающий клапан 17 снабжен каналом 22, сообщенным со средней полостью 8, клапан 18 - каналом 23, сообщенным с верхней полостью 9, и клапан 20 - каналом 24, сообщенным с нижней полостью 7.

Насос 10 спущен в скважину на колонне лифтовых труб 25, а плунжер 14 на колонне штанг 26.

На фиг.2 показан пример другого сообщения всасывающих клапанов с продуктивными пластами.

Нижний всасывающий клапан 17 сообщен каналом 22 с основным каналом 12 хвостовика 11 и соответственно с нижним пластом 2. Средний клапан 18 сообщен через канал 23 и дополнительный канал 13 хвостовика 11 со средним пластом, а дополнительный всасывающий клапан 20 каналом 24 - с верхним пластом 4.

Каждый из всасывающих клапанов 17, 18 или 20 насоса сообщен с надпакерным пространством - с верхней полостью 9 или через дополнительный канал хвостовика с межпакерным пространством - со средней полостью 8 или через основной канал хвостовика с подпакерным пространством - с нижней полостью 7, не сообщенным с другим всасывающим клапаном 18, 20 или 17 в любых сочетаниях (все возможные сочетания на фиг. не показаны).

Работает установка следующим образом.

При движении колонны штанг 26 с плунжером 14 вверх из нижней мертвой точки открывается нижний всасывающий клапан 17 и жидкость из пласта 3 скважины 1, имеющего наиболее низкое забойное давление из трех пластов 2, 3 и 4, через полость 8 между пакерами 5 и 6 и дополнительный канал 13 хвостовика 11 поступает в цилиндр 16 насоса 10. После прохождения плунжером 14 отверстия 19 с всасывающим клапаном 18 он открывается, а клапан 17 закрывается, т.к. забойное давление у верхнего пласта 4 выше, чем у среднего пласта 3. При этом продукция верхнего пласта 4 из верхней полости 9 через канал 23, клапан 18 и отверстие 19 поступает в цилиндр 16 насоса 10.

После прохождения плунжером 14 отверстия 21 дополнительный всасывающий клапан 20 открывается, а клапан 18 закрывается. При этом в цилиндр 16 через отверстие 21, клапан 20, канал 24, основной канал 12, подпакерную полость 7 поступает продукция нижнего пласта 2, имеющего наибольшее забойное давление.

При движении плунжера вниз жидкость из трех пластов перетекает через открытый нагнетательный клапан 15 в надплунжерную зону и при следующем ходе вверх через колонну лифтовых труб 25 вытесняется плунжером 14 вверх к устью скважины 1.

Установка (на фиг.2) работает таким же образом, но с другим порядком подключения всасывающих клапанов. Порядок подключения пластов определяется величиной забойных давлений, необходимых для эксплуатации каждого из них, т.е. пласты подключают с помощью каналов к всасывающим клапанам в порядке нарастания их забойных давлений на уровне размещения насоса.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет эксплуатировать одновременно-раздельно, каждый в своем режиме, три пласта.