RU49106U1

RU49106U1 - PUMPING UNIT FOR SIMULTANEOUS SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS IN A WELL

Info

Publication number: RU49106U1
Application number: RU2005122135/22U
Authority: RU
Inventors: В.М. Валовский; В.Г. Фадеев; Р.Н. Ахметвалиев; К.В. Валовский; Г.Ю. Басос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2005-11-10

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам. Насосная установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов и в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну штанг с полостью, пакер, хвостовик и штанговый насос, состоящий из плунжера со штоком и внутренним каналом и цилиндра с всасывающим, нагнетательным, каналом, дополнительными всасывающим и нагнетательным клапанами. Цилиндр оснащен узлом герметизации штока плунжера, расположенным сверху него. Подплужерная полость цилиндра выполнена с возможностью сообщения с подпакерным пространством скважины через хвостовик и всасывающий клапан, а с полостью колонны штанг через нагнетательный клапан и внутреннюю полость плунжера. Надплунжерная полость цилиндра выполнена с возможностью постоянного сообщения с надпакерным пространством скважины через дополнительный всасывающий клапан, а с полостью лифтовых труб - через дополнительный нагнетательный клапан и канал. При этом колонна штанг соединена со штоком плунжера штангового насоса автосцепом. Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает одновременную раздельную эксплуатацию двух пластов в скважине с раздельным подъемом продукции нижнего пласта - по полым штангам, верхнего - по лифтовым трубам. При этом обеспечивается возможность раздельного замера дебита каждого пласта и раздельного промыслового сбора продукции пластов при необходимости, а также возможность исследования каждого пласта в процессе эксплуатации без глушения скважины и извлечения насоса. Установка имеет повышенную надежность работы при наличии в продукции нижнего пласта парафина и песка, поскольку парафин и песок, благодаря повышенной скорости потока внутри полых штанг, выносятся потоком жидкости на поверхность, кроме того, конструкция установки исключает осаждение песка из продукции нижнего пласта в зазоре между плунжером и цилиндром.The proposal relates to the oil industry, in particular to downhole pumping units. A pump installation for simultaneous separate operation of two layers and in a well, containing a lift pipe string, a rod string with a cavity, a packer, a liner and a sucker rod pump, consisting of a plunger with a rod and an internal channel and a cylinder with a suction, discharge, channel, additional suction and discharge valves. The cylinder is equipped with a plunger rod sealing assembly located on top of it. The under-cavity cavity of the cylinder is configured to communicate with the under-packer space of the well through the liner and suction valve, and with the cavity of the rod string through the discharge valve and the internal cavity of the plunger. The supraplunger cavity of the cylinder is made with the possibility of constant communication with the supra-packer space of the well through an additional suction valve, and with the cavity of the lift pipes through an additional discharge valve and channel. In this case, the rod string is connected to the rod of the plunger of the rod pump by an automatic coupler. Thus, the proposed installation provides simultaneous separate operation of two layers in the well with a separate rise in the production of the lower layer - on hollow rods, the upper - on the lift pipes. At the same time, it is possible to separately measure the flow rate of each formation and separate field collection of production products if necessary, as well as the ability to study each formation during operation without killing the well and removing the pump. The installation has increased reliability when there is paraffin and sand in the products of the lower layer, since paraffin and sand, due to the increased flow rate inside the hollow rods, are carried out by the fluid flow to the surface, in addition, the installation design eliminates the deposition of sand from the lower layer products in the gap between the plunger and cylinder.

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам.The proposal relates to the oil industry, in particular to downhole pumping units.

Известна скважинная штанговая насосная установка для одновременной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащая колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер и два последовательно установленных штанговых насоса, плунжеры которых соединены между собой штоком, причем прием нижнего насоса сообщен с подпакерным пространством, выкид - обводными каналами с колонной лифтовых труб, прием верхнего насоса сообщен с надпакерным пространством, а его выкид с внутренней полостью колонны штанг (книга Драготеску Н.Д. Глубиннонасосная добыча нефти - М.: «Недра», 1966. - Стр.281, рис.207).A well-known sucker-rod pumping unit for simultaneous operation of two layers in a well, comprising a column of elevator pipes, a column of hollow rods, a packer and two successively installed sucker-rod pumps, the plungers of which are connected to each other by a rod, the intake of the lower pump communicating with the under-packer space, the discharge - by-pass channels with a column of elevator pipes, the intake of the upper pump is communicated with the over-packer space, and its discharge with the inner cavity of the rod string (book by Dragotescu N.D. Oil - M .: "Nedra", 1966. - Page 281, Fig. 207).

Недостатком установки является сложная конструкция и низкая надежность ее работы, когда в продукции нижнего пласта содержится парафин и(или) песок, осаждающиеся в обводных каналах, кроме того попадание песка в зазор между плунжером и цилиндром приводит к заклиниванию нижнего насоса. Другой недостаток установки - это невозможность исследования нижнего пласта без извлечения насосов.The disadvantage of the installation is the complex design and low reliability of its operation, when the production of the lower layer contains paraffin and (or) sand deposited in the bypass channels, in addition, the ingress of sand into the gap between the plunger and the cylinder leads to jamming of the lower pump. Another disadvantage of the installation is the inability to study the lower reservoir without removing the pumps.

Наиболее близкой по технической сущности является «Установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов» (патент RU №2221136 РФ, Е 21 В 43/14, Опубл. Бюл. №1 от 10.01.2004), включающая колонну лифтовых труб, штанговый насос, пакер и хвостовик, у которой штанговый насос снабжен дополнительным всасывающим клапаном, размещенным на боковой стенке его цилиндра и делящим этот цилиндр по длине на две части, пропорциональные производительности пластов, при этом установка обеспечивает возможность поступления в цилиндр штангового насоса, при движении его вверх, сначала продукции низконапорного пласта, а после прохождения плунжером дополнительного клапана - продукции высоконапорного пласта.The closest in technical essence is “Installation for simultaneously separate operation of two layers” (patent RU No. 2221136 of the Russian Federation, E 21 B 43/14, Publ. Bull. No. 1 from 01.10.2004), including a column of elevator pipes, sucker rod pump, packer and a shank, in which the sucker-rod pump is equipped with an additional suction valve located on the side wall of its cylinder and dividing this cylinder in length into two parts proportional to the productivity of the seams, while the installation allows the sucker-rod pump to enter the cylinder when and upwards, first low pressure reservoir production, and after passing through the additional valve plunger - production of high-pressure reservoir.

Недостатком установки является то, что она не позволяет раздельный подъем и замер дебита продукции каждого из пластов, а также невозможность исследования нижнего пласта без извлечения насоса.The disadvantage of the installation is that it does not allow separate lifting and measuring the production rate of each of the layers, as well as the inability to study the lower layer without removing the pump.

Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить раздельный подъем The technical task of the invention is to provide a separate rise

продукции каждого из пластов, повысить надежность работы установки при откачке из нижнего пласта продукции, содержащей парафин и(или) песок, а также обеспечить возможность исследования нижнего пласта без извлечения насоса.products of each of the layers, to increase the reliability of the installation when pumping out products containing paraffin and (or) sand from the lower layer, and also to provide the opportunity to study the lower layer without removing the pump.

Техническая задача решается насосной установкой для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащей колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер, хвостовик и штанговый насос, состоящий из плунжера со штоком и внутренним каналом и цилиндра с нагнетательным, всасывающим и дополнительным всасывающим клапанами.The technical problem is solved by a pumping unit for simultaneously separately operating two layers in a well containing a lift pipe string, a rod string, a packer, a liner and a sucker rod pump, which consists of a plunger with a rod and an internal channel and a cylinder with discharge, suction and additional suction valves.

Новым является то, что колонна штанг выполнена полой, а цилиндр оснащен каналом, дополнительным нагнетательным клапаном и узлом герметизации штока плунжера, расположенным сверху цилиндра, причем подплужерная полость цилиндра выполнена с возможностью сообщения с полостью колонны штанг через нагнетательный клапан и внутреннюю полость плунжера, при этом надплунжерная полость цилиндра выполнена с возможностью постоянного сообщения с надпакерным пространством скважины через дополнительный всасывающий клапан, а с полостью лифтовых труб - через дополнительный нагнетательный клапан и канал.What is new is that the rod string is hollow, and the cylinder is equipped with a channel, an additional discharge valve and a plunger rod sealing assembly located on top of the cylinder, the under-cavity cavity of the cylinder being able to communicate with the cavity of the rod string through the discharge valve and the inner cavity of the plunger the supra-plunger cavity of the cylinder is made with the possibility of constant communication with the sup-packer space of the well through an additional suction valve, and with the cavity of the lift pipes - through an additional discharge valve and channel.

Новым является также то, что колонна штанг соединена со штоком плунжера штангового насоса автосцепом.Also new is the fact that the rod string is connected to the rod of the plunger of the rod pump by an automatic coupler.

На чертеже представлена принципиальная схема скважинной насосной установки для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважинеThe drawing shows a schematic diagram of a downhole pumping unit for simultaneous separate operation of two layers in the well

Насосная установка для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов 1 и 2 в скважине 3, содержащая колонну лифтовых труб 4, колонну штанг 5 с полостью 6, пакер 7, хвостовик 8 и штанговый насос 9, состоящий из плунжера 10 со штоком 11 и внутренним каналом 12, и цилиндра 13 с всасывающим 14, нагнетательным 15, каналом 16, дополнительными всасывающим 17 и нагнетательным 18 клапанами. Цилиндр 13 оснащен узлом герметизации 19 штока 11 плунжера 10, расположенным сверху него. Подплужерная полость 20 цилиндра 13 выполнена с возможность сообщения с подпакерным пространством 21 скважины 3 через хвостовик 8 и всасывающий клапан, а с полостью 6 колонны штанг 5 через нагнетательный клапан 15 и внутреннюю полость 12 плунжера 10. Надплунжерная полость 22 цилиндра выполнена с возможностью постоянного сообщения с надпакеным пространством 23 скважины через дополнительный всасывающий клапан 17, а с полостью лифтовых труб 4 - через дополнительный нагнетательный клапан 18 и канал 17. При этом колонна штанг 5 соединена со штоком 11 плунжера 10 штангового насоса 9 автосцепом 24.A pump installation for simultaneously separately operating two layers 1 and 2 in a well 3, comprising a column of lift pipes 4, a column of rods 5 with a cavity 6, a packer 7, a shank 8 and a rod pump 9, consisting of a plunger 10 with a rod 11 and an internal channel 12, and a cylinder 13 with a suction 14, a discharge 15, a channel 16, additional suction 17 and a discharge 18 valves. The cylinder 13 is equipped with a sealing unit 19 of the rod 11 of the plunger 10 located on top of it. The under-cavity cavity 20 of the cylinder 13 is arranged to communicate with the under-packer space 21 of the borehole 3 through the liner 8 and the suction valve, and with the cavity 6 of the rod string 5 through the discharge valve 15 and the inner cavity 12 of the plunger 10. The under-plunger cavity 22 of the cylinder is made with the possibility of constant communication with the packed space 23 of the well through an additional suction valve 17, and with the cavity of the lift pipes 4 through an additional pressure valve 18 and channel 17. In this case, the rod string 5 is connected to the piston rod 11 Ra 10 sucker rod pump 9 auto coupler 24.

Установка работает следующим образом. В скважине 3 между вскрытыми продуктивными пластами 1 и 2 устанавливают пакер 7 с каналом для хвостовика 8. Насосную установку в сборе с хвостовиком 8 спускают в скважину 3 на колонне лифтовых труб 4 до входа хвостовика 8 в канал пакера 7. Затем в колонну лифтовых труб 4 спускают колонну полых штанг 5 с автосцепом 24 до соединения со штоком 11 плунжера 10 штангового насоса 9. Колонну штанг 5 приводят в возвратно-поступательное движение наземным приводом (не показан). При ходе вверх продукция нижнего пласта 2 из подпакерного пространства 21 через хвостовик 8 и всасывающий клапан 14 поступает в подплунжерную полость 20 цилиндра 13, одновременно продукция верхнего пласта из надплунжерной полости 22 цилиндра 13 через дополнительный нагнетательный клапан 18 и канал 16 в обход узла герметизации штока 11 плунжера 10 нагнетается в полость колонны лифтовых труб 4, по которой она поднимается на поверхность (не показана). При ходе вниз всасывающий клапан 14 закрывается и продукция нижнего пласта через нагнетательный клапан 15, внутреннюю полость 12 плунжера 10 и поступает в полость 6 колонну штанг 5, по которым она поднимается на поверхность. Одновременно продукция верхнего пласта 1 и надпакерного пространства 23 через дополнительный всасывающий клапан 17 поступает в надплунжерную полость 22 цилиндра 13 штангового насоса 9. Далее циклы повторяются.Installation works as follows. In the well 3, between the opened productive formations 1 and 2, a packer 7 with a channel for the liner 8 is installed. The pump assembly complete with the liner 8 is lowered into the well 3 on the column of elevator pipes 4 until the liner 8 enters the channel of the packer 7. Then, in the column of elevator pipes 4 lower the column of hollow rods 5 with an automatic coupler 24 until connected to the rod 11 of the plunger 10 of the rod pump 9. The column of rods 5 is driven into reciprocating motion by a ground drive (not shown). During the upward run, the production of the lower layer 2 from the sub-packer space 21 through the shank 8 and the suction valve 14 enters the sub-plunger cavity 20 of the cylinder 13, while the production of the upper layer from the supra-plunger cavity 22 of the cylinder 13 through the additional discharge valve 18 and channel 16 bypassing the stem sealing assembly 11 the plunger 10 is injected into the cavity of the column of elevator pipes 4, through which it rises to the surface (not shown). During the downward stroke, the suction valve 14 closes and the production of the lower layer through the discharge valve 15, the inner cavity 12 of the plunger 10 and enters the cavity 6 of the rod string 5, through which it rises to the surface. At the same time, the products of the upper layer 1 and the overpacker space 23 through an additional suction valve 17 enter the supraplunger cavity 22 of the cylinder 13 of the rod pump 9. Then, the cycles are repeated.

Для проведения исследований пластов насосную установку временно останавливают. Жидкость из полости 6 колонны штанг 5 удаляют свабом (не показан) или вытесняют сжатым газом при помощи спущенной в полые штанги гибкой трубки меньшего диаметра (не показана), после чего, во время притока продукции из нижнего пласта 2 через клапаны 14 и 15 в полость 6 колонны штанг 5, записывают кривую восстановления уровня жидкости (КВУ) в колонне штанг 5 с помощью эхолота. После обработки КВУ определяют параметры нижнего пласта 2. Одновременно обычным образом может быть снята КВУ в надпакерном пространстве 22 скважины 3, обработкой которой определяют параметры верхнего пласта 1.To conduct reservoir studies, the pumping unit is temporarily stopped. The liquid from the cavity 6 of the rod string 5 is removed with a swab (not shown) or displaced by compressed gas using a smaller diameter flexible tube (not shown) deflated into the hollow rods, after which, during the influx of products from the lower layer 2 through the valves 14 and 15 into the cavity 6 columns of rods 5, record the recovery curve of the liquid level (HLC) in the column of rods 5 using an echo sounder. After processing the HLE, the parameters of the lower layer 2 are determined. At the same time, the HLV can be removed in the above-packer space 22 of the well 3 in the usual way, the processing of which determines the parameters of the upper layer 1.

Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает одновременную раздельную эксплуатацию двух пластов в скважине с раздельным подъемом продукции нижнего пласта по полым штангам, верхнего - по лифтовым трубам. При этом обеспечивается возможность раздельного замера дебита каждого пласта и раздельного промыслового сбора продукции пластов при необходимости, а также возможность исследования каждого пласта в процессе эксплуатации без глушения скважины и извлечения насоса. Установка имеет повышенную надежность работы при наличии в продукции нижнего пласта парафина и песка, поскольку Thus, the proposed installation provides simultaneous separate operation of two layers in the well with separate lifting of the lower layer products along the hollow rods, the upper - through the lift pipes. At the same time, it is possible to separately measure the flow rate of each formation and separate field production gathering of the reservoirs if necessary, as well as the possibility of examining each reservoir during operation without killing the well and removing the pump. The installation has increased reliability in the presence of paraffin and sand in the lower formation, since

парафин и песок, благодаря повышенной скорости потока внутри полых штанг, выносятся потоком жидкости на поверхность, кроме того, конструкция установки исключает осаждение песка из продукции нижнего пласта в зазоре между плунжером и цилиндром.paraffin and sand, due to the increased flow rate inside the hollow rods, are carried out by the fluid flow to the surface, in addition, the design of the installation eliminates the deposition of sand from the production of the lower layer in the gap between the plunger and the cylinder.

Claims

1. A pump installation for simultaneously separately operating two layers in a well, comprising a column of lift pipes, a column of rods, a packer, a liner and a sucker rod pump, consisting of a plunger with a rod and an internal channel and a cylinder with discharge, suction and additional suction valves, characterized in that the rod string is hollow, and the cylinder is equipped with a channel, an additional discharge valve and a plunger rod sealing assembly located on top of the cylinder, the cylinder cavity being made to communicate with the cavity rod string through the discharge valve and the internal cavity of the plunger, wherein the plunger cavity is a cylinder configured to nadpakernym permanent communication with the space through an additional hole suction valve and with the cavity of tubings - via a further delivery valve and channel.

2. A pump installation for simultaneous separate operation of two layers in a well according to claim 1, characterized in that the rod string is connected to the rod of the plunger of the rod pump by an automatic coupler.