RU2468196C2

RU2468196C2 - Sand catcher in oil well

Info

Publication number: RU2468196C2
Application number: RU2009113072/03A
Authority: RU
Inventors: Агзамнур Мухаматгалиевич Шарифуллин
Original assignee: Агзамнур Мухаматгалиевич Шарифуллин
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2012-11-27
Also published as: RU2009113072A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: proposed device includes pressure differentiator and sand trap, which are arranged above borehole pump. Sand trap is installed on tie-rod hanger under pressure differentiator. Sand trap has outer diameter of smaller size of inner surface of receiving column and bigger size of diameter of pressure differentiator. Zone of decreased pressure is created with the pressure differentiator at the pump operation, and sand particles are deposited in the trap.

EFFECT: improving operating reliability of the device due to its simplification, and increasing periods between repairs of well with reliable cleaning of formation fluid from sand.

1 dwg

Description

Изобретение относится к добыче нефти, в частности к добыче нефти штанговыми скважинными глубинными насосами. Известно, что при добыче нефти возникают осложнения, связанные с песковыделениями. Это приводит к заклиниванию насосов или забиванию песком полости плунжера и клапанной пары. Основная причина отказа глубинных насосов - это поступление песка через плунжер насоса вверх в колонну НКТ и постепенное ее накопление по колонне НКТ и ее осаждение вниз обратно внутрь насоса и ее забивание. Предлагались и применяются разнообразные способы борьбы с негативными явлениями пескопроявления. Наиболее широко применяется способ отсечения песка до приема в насос с помощью различных устройств, в частности с помощью газопесочных якорей (ГПЯ), но все они осуществляются ниже приема насоса и их действие не бывает достаточным для безотказной работы насоса.The invention relates to oil production, in particular to oil production by sucker rod suction pumps. It is known that during oil production there are complications associated with sand emissions. This leads to jamming of the pumps or clogging of the cavity of the plunger and valve pair with sand. The main reason for the failure of the deep pumps is the flow of sand through the pump plunger up into the tubing string and its gradual accumulation along the tubing string and its deposition downward back into the pump and its clogging. Various methods have been proposed and applied to combat the negative phenomena of sand. The most widely used method of cutting sand before it is received into the pump using various devices, in particular using gas sand anchors (GPG), but all of them are carried out below the pump intake and their action is not sufficient for the pump to operate without fail.

Как показывает практика, песок проникает на прием глубинного насоса и насосом откачивается по колонне НКТ, особенно это ярко проявляется при начале эксплуатации вводимых скважин после освоения. Обычно штанговый глубинный насос после освоения работает от нескольких суток до нескольких месяцев. Интенсивное песковыделение в начале разработки пласта приводит к тому, что значительное количество песка прокачивается насосом вверх по колонне НКТ, затем этот песок начинает оседать, а так как оседаемое количество песка уже превышает допустимое количество, то песок забивает клапанную пару нагнетательного клапана и внутреннюю полость плунжера насоса, после этого песок начинает проникать в зазор между внутренней поверхностью цилиндра насоса и наружной поверхностью плунжера насоса, вызывая заклинивание и отказ работы насоса, обрыв и вывод из строя всей штанговой подвески, и приводит к дорогостоящим операциям по замене насоса и штанговой подвески.As practice shows, sand penetrates into the intake of the downhole pump and is pumped out through the tubing string by the pump, this is especially pronounced at the start of operation of the injected wells after development. Usually a sucker-rod suction pump, after mastering, works from several days to several months. Intensive sand release at the beginning of the development of the formation leads to the fact that a significant amount of sand is pumped up the tubing string, then this sand begins to settle, and since the settled amount of sand already exceeds the permissible amount, sand clogs the valve pair of the discharge valve and the internal cavity of the pump plunger , then the sand begins to penetrate into the gap between the inner surface of the pump cylinder and the outer surface of the pump plunger, causing the pump to jam and malfunction, break and water failure of the entire rod suspension, and leads to costly operations to replace the pump and rod suspension.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Устройство для отделения песка от пластового флюида в скважине при ее эксплуатации» - Патент РФ №2232881 от 2007.07.20, в котором песок улавливается песочными карманами в приемной колонне, установленной под приемом глубинного насоса. Недостаток этого изобретения в том, что часть песка все-таки проникает под действием насоса вверх в колонну и вызывает осложнения.Closest to the proposed invention is a "Device for separating sand from formation fluid in the well during its operation" - RF Patent No. 2232881 from 2007.07.20, in which sand is trapped in sand pockets in a receiving column installed under the intake of the downhole pump. The disadvantage of this invention is that part of the sand still penetrates under the action of the pump up into the column and causes complications.

Техническая задача улавливания песка, не допущения попадания песка в насос решается за счет установки устройства для улавливания излишнего песка выше насоса, принципом работы которого является эффект изменения давления откачиваемой жидкости при работе глубинного насоса.The technical task of trapping sand, preventing sand from entering the pump is solved by installing a device for trapping excess sand above the pump, the principle of which is the effect of changing the pressure of the pumped liquid during the operation of the deep pump.

Устройство для улавливания песка представляет собой ловушки для песка, установленные на подвеске штанг выше глубинного насоса. Конструкция и принцип работы устройства при добычи нефти иллюстрируется чертежом.The sand trap is a sand trap mounted on a rod suspension above a submersible pump. The design and principle of operation of the device during oil production is illustrated in the drawing.

В колонне НКТ 8 устанавливается цилиндр 1, плунжер 2 глубинного насоса, 3 и 4 - нагнетательный и всасывающий клапана глубинного насоса. На штанговой подвеске 7 установлено устройство для улавливания песка, состоящее из ловушки 5 и дифференциатора давления 6. Ловушка 5 представляет собой отрезок трубы, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра колонны НКТ. Выше ловушки 5 на штанговой подвеске 7 установлен дифференциатор давления 6, действием которого при ходе штанговой подвески между ловушкой 5 и дифференциатором давления 6 создается зона пониженного давления, и частицы песка устремляются в зону пониженного давления и осаждаются в ловушке 5. Для повышения эффекта работы на штанговой подвеске можно установить несколько устройств, а также установить НКТ увеличенного диаметра перед насосом, что позволяет установить ловушки большей емкости, а спуск и подъем насоса осуществляется с помощью автосцепа.In the tubing string 8, cylinder 1 is installed, plunger 2 of the downhole pump, 3 and 4 - discharge and suction valves of the downhole pump. A device for trapping sand consisting of a trap 5 and a pressure differentiator 6 is installed on the rod suspension 7. Trap 5 is a pipe segment whose outer diameter is less than the inner diameter of the tubing string. A pressure differentiator 6 is installed above the trap 5 on the rod suspension 7, the action of which during the rod suspension between the trap 5 and the pressure differentiator 6 creates a zone of reduced pressure, and sand particles rush into the zone of reduced pressure and are deposited in the trap 5. To increase the effect of work on the rod the suspension, you can install several devices, as well as install a tubing of increased diameter in front of the pump, which allows you to set traps of a larger capacity, and the pump is lowered and raised using a car coupler.

Предлагаемое изобретение позволяет избежать осложнений при работе штанговых глубинных насосов и значительно увеличить межремонтный период работы насосов, особенно после освоения.The present invention allows to avoid complications during the operation of sucker rod pumps and significantly increase the overhaul period of the pumps, especially after development.

Claims

A device for trapping sand in a well mounted on a sucker rod above the deep pump, including a sand trap and a pressure differentiator located above the trap, characterized in that sand falling into the tubing string above the pump is collected in a trap mounted on the sucker rod due to the differential pressure created by the pressure differentiator, while the outer diameter of the trap is less than the inner diameter of the tubing.