однопакерное устройство для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины

Формула изобретения

1. Однопакерное устройство для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины, содержащее спускаемые в обсадную трубу на колонне насосно-компрессорных труб центробежный насос с приемным модулем и электроприводом, оснащенный кожухом, регулировочный клапан, который включает муфту перекрестного течения потоков флюидов, соединенную с кожухом, образующим камеру смешения флюидов из разных пластов скважины, сообщающуюся с одной стороны с эксцентричными каналами муфты и с другой с приемным модулем насоса, а центральным каналом - с верхним пластом скважины через радиальные каналы муфты, при этом в центральном канале муфты размещен отсекатель потока флюида с электроприводом, имеющий возможность управления с поверхности скважины через электрический кабель, и пакер, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным регулировочным клапаном, размещенным в полости хвостовика, присоединенного к муфте перекрестного течения потоков флюидов, сообщающейся через эксцентричные каналы с камерой смешения флюидов, а снизу хвостовик сопряжен со стыковочным узлом, в котором установлен дополнительный регулировочный клапан, в свою очередь стыковочный узел соединен с заборщиком флюида из нижнего пласта скважины, оснащенным вышеупомянутым пакером, при этом регулировочные клапаны снабжены блоками датчиков контрольно-измерительных приборов и связаны с блоком телемеханической системы управления, последний установлен на торце электропривода насоса с возможностью управления регулировочными клапанами с поверхности скважины через электрический кабель либо автоматически от датчиков замера физических параметров флюидов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчики контрольно-измерительных приборов, по крайней мере, замера давления флюида в каждом из пластов скважины, могут быть размещены выше и/или ниже перепускного отверстия седла с отсекателем соответствующего регулировочного клапана.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок датчиков контрольно-измерительных приборов, по крайней мере, верхнего регулировочного клапана, заключен в цилиндре, полость которого сообщается с одной стороны с выходными каналами регулировочного клапана и с другой с камерой смешения флюидов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела, в частности к добыче нефти, и может быть использовано для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов одной скважины.

Известно устройство для одновременно-раздельного исследования и эксплуатации электропогружным насосом многопластовой скважины, включающее однопакерную компоновку, содержащую колонну труб с регулирующим клапаном и электропогружным насосом, оснащенным кожухом, соединенным с регулирующим клапаном, последний снизу соединен с пакером и состоит из корпуса, по меньшей мере, с двумя гидравлически связанными между собой неосевыми и одним осевым пропускными каналами, внутри которого размещен отсекающий элемент типа поршня, плунжера, затвора или поворотного диска, имеющего возможность управления с поверхности скважины через кабель или трубку, или колонну труб, или среду, либо автоматически от параметров флюида, причем в одном его положении все пропускные каналы гидравлически, частично или полностью, сообщены как с приемом электропогружного насоса через кожух, так и с пластами скважины для одновременной добычи флюида из них, а наоборот, в другом положении - для отсечения потока флюида, по меньшей мере, из одного пласта, путем закрытия входа или выхода соответствующего неосевого пропускного канала (Патент RU № 2380522 на изобретение. Установка для одновременно-раздельного исследования и эксплуатации электропогружным насосом многопластовой скважины (варианты). - МПК: E21B 43/12, E21B 47/12. - 27.01.2010). Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является отсутствие возможности селективного смешения флюидов из разных пластов скважины, снижающее эффективность эксплуатации скважины.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности в режиме реального времени менять режим эксплуатации каждого пласта в скважине в зависимости от изменения параметров скважинного флюида.

Техническим результатом является повышение эффективности эксплуатации скважины.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном однопакерном устройстве для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины, содержащем спускаемые в обсадную трубу на колонне насосно-компрессорных труб центробежный насос с приемным модулем и электроприводом, оснащенный кожухом, регулировочный клапан, который включает муфту перекрестного течения потоков флюидов, соединенную с кожухом, образующим камеру смешения флюидов из разных пластов скважины, сообщающуюся с одной стороны с эксцентричными каналами муфты и с другой с приемным модулем насоса, а центральным каналом - с верхним пластом скважины через радиальные каналы муфты, при этом в центральном канале муфты размещен отсекатель потока флюида с электроприводом, имеющий возможность управления с поверхности скважины через электрический кабель, и пакер, согласно предложенному техническому решению,

оно снабжено дополнительным регулировочным клапаном, размещенным в полости хвостовика, присоединенного к муфте перекрестного течения потоков флюидов, сообщающейся через эксцентричные каналы с камерой смешения флюидов, а снизу хвостовик сопряжен со стыковочным узлом, в котором установлен дополнительный регулировочный клапан, в свою очередь стыковочный узел соединен с заборщиком флюида из нижнего пласта скважины, оснащенным вышеупомянутым пакером, при этом регулировочные клапаны снабжены блоками датчиков контрольно-измерительных приборов и связаны с блоком телемеханической системы управления, последний установлен на торце электропривода насоса с возможностью управления регулировочными клапанами с поверхности скважины через электрический кабель либо автоматически от датчиков замера физических параметров флюидов;

датчики контрольно-измерительных приборов, по крайней мере, замера давления флюида в каждом из пластов скважины могут быть размещены выше и/или ниже перепускного отверстия седла с отсекателем соответствующего регулировочного клапана;

блок датчиков контрольно-измерительных приборов, по крайней мере, верхнего регулировочного клапана, заключен в цилиндре, полость которого сообщается с одной стороны с выходными каналами регулировочного клапана и с другой с камерой смешения флюидов.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного однопакерного устройства для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленное техническое решение может быть использовано на скважинах нефтедобывающей отрасли для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

На представленной фигуре схематично показано предлагаемое однопакерное устройство для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины.

Однопакерное устройство для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины содержит спускаемые в обсадную трубу 1 на колонне насосно-компрессорных труб 2 центробежный насос 3 с приемным модулем 4 и электроприводом 5, муфту 6 перекрестного течения потоков флюидов, в центральном канале которой установлен верхний регулировочный клапан 7, кожух 8, охватывающим верхний регулировочный клапан 7 и приемный модуль 4 центробежного насоса 3 с образованием камеры 9 смешения флюидов из верхнего пласта I и нижнего пласта II скважины, хвостовик 10, присоединенный к муфте 6 перекрестного течения потоков флюидов, который снизу сопряжен со стыковочным узлом 11, в котором установлен нижний регулировочный клапан 12, при этом стыковочный узел 11, в свою очередь соединен с заборщиком 13 флюида из нижнего пласта II скважины, оснащенным пакером 14, и блок 15 телемеханической системы управления регулировочными клапанами 7 и 12, закрепленный на торце электропривода 5 центробежного насоса 3. Регулировочные клапаны 7 и 12 снабжены блоками 16 датчиков контрольно-измерительных приборов и связаны с блоком 15 телемеханической системы управления с возможностью управления регулировочными клапанами 7 и 12 с поверхности скважины через электрический кабель 17 либо автоматически от датчиков замера, например, давления Р, дебита Q, температуры Т, влагосодержания R и других физических параметров флюидов. Блок 16 датчиков контрольно-измерительных приборов, по крайней мере, верхнего регулировочного клапана 7, заключен в цилиндре 18, полость которого сообщается с одной стороны с выходными каналами 19 регулировочного клапана 7 и с другой с камерой 9 смешения флюидов. Датчики контрольно-измерительных приборов, по крайней мере, замера давления Р флюида в каждом из пластов I и II скважины могут быть размещены выше и/или ниже перепускного отверстия седла 20 с отсекателем 21 соответствующего регулировочного клапана.

Однопакерное устройство для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины работает следующим образом.

Однопакерное устройство для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины спускают на колонне насосно-компрессорных труб 2 в обсадную трубу 1 и закрепляют пакером 14 выше нижнего пласта II скважины. С поверхности скважины через электрический кабель 17 включают электропитание электропривода 5 центробежного насоса 3 и блока 15 телемеханической системы управления регулировочными клапанами 7 и 12. Флюид верхнего пласта I по скважинной полости 22 поступает в радиальные каналы 23, затем через центральный канал муфты 6 перекрестного течения потоков флюидов перепускное отверстие седла 20, минуя отсекатель 21, по выходным каналам 19 регулировочного клапана 7 поступает в полость цилиндра 18 и, омывая датчики контрольно-измерительных приборов блока 16, поступает в камеру 9 смешения флюидов. Флюид из нижнего пласта II поступает в заборщик 13 и через перепускное отверстие седла 20, минуя отсекатель 21, по выходным каналам 19 регулировочного клапана 12 поступает в полость хвостовика 10 и, омывая датчики контрольно-измерительных приборов блока 16, поступает через эксцентричные каналы 24 муфты 6 перекрестного течения потоков флюидов в камеру 9 смешения флюидов. Образовавшаяся смесь флюидов из пластов I и II скважины из камеры 9 поступает в приемный модуль 4 центробежного насоса 3, и последний поднимается на поверхность скважины. По данным замера датчиков, например, давления Р, дебита Q, температуры Т, влагосодержания R и других физических параметров флюидов через электрический кабель 17 с поверхности скважины либо автоматически от датчиков замера физических параметров флюидов блока 16 осуществляют управление регулировочными клапанами 7 и 12, изменяя или полностью запирая отсекателем 21 перепускное отверстие седла 20. В результате такого управления регулировочными клапанами 7 и 12 в камере 9 смешения флюидов получают необходимую селективную смесь флюидов из пластов I и II скважины.

Предложенное однопакерное устройство для одновременно-раздельной добычи флюида из двух пластов скважины позволяет более эффективно эксплуатировать и заканчивать нефтедобывающие скважины.