Патент на изобретение №2353758

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО РАЗДЕЛЬНОЙ ЗАКАЧКИ ВОДЫ В ДВА ПЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для поддержания пластового давления нефтяных месторождений. Обеспечивает возможность защиты эксплуатационной колонны от коррозионного действия и высокого давления при одновременно-раздельной закачке в два пласта. Сущность изобретения: установка включает двухканальную устьевую арматуру, основной пакер, установленный между верхним и нижним пластами, основную колонну лифтовых труб, сообщенную с нижним пластом, и дополнительную, размещенную концентрично снаружи основной. Согласно изобретению установка снабжена дополнительным пакером, установленным выше верхнего пласта. При этом основной и дополнительный пакеры установлены на конце дополнительной колонны лифтовых труб и соединены втулкой с продольным каналом, подпирающей снизу дополнительный пакер и жестко соединенной сверху с основным пакером. Основной пакер выполнен с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны. Основная колонна лифтовых труб соединена с каналом основного пакера подвижным уплотняемым соединением. При этом дополнительный пакер сверху поджат дополнительной колонной лифтовых труб, которая выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения вниз относительно упора с фиксацией в транспортном положении. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для поддержания пластового давления нефтяных месторождений.

Известна установка для одновременно-раздельной закачки воды в два пласта (см. Р.А.Максутов и др. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. М.: Недра, 1974 г., стр.168), содержащая одну лифтовую колонну и пакер, разделяющий пласты. Закачку воды в верхний пласт в ней осуществляют по межтрубному пространству, что является ее основным недостатком, т.к. это ведет к интенсивной коррозии эксплуатационной колонны и запрещено правилами Ростехнадзора.

Наиболее близка к предлагаемой установка, содержащая пакер, разделяющий пласты, две концентричные колонны лифтовых труб и двухканальную устьевую арматуру (см. Р.А.Максутов и др. Одновременная раздельная эксплуатация многопластовых нефтяных месторождений. М.: Недра, 1974 г., стр.170). Ее основным недостатком является сложность оборудования, отсутствие защиты эксплуатационной колонны при высоких давлениях закачки в верхний пласт.

Технической задачей, решаемой предлагаемой установкой, является упрощение конструкции, защита эксплуатационной колонны при высоких давлениях закачки в верхний пласт.

Указанная задача решается установкой для одновременно-раздельной закачки воды в два пласта через одну скважину, включающей двухканальную устьевую арматуру, основной пакер, установленный между верхним и нижним пластами, основную колонну лифтовых труб, сообщенную с нижним пластом, и дополнительную колонну, размещенную концентрично снаружи основной.

Новым является то, что установка снабжена дополнительным пакером, установленным выше верхнего пласта, при этом основной и дополнительный пакеры установлены на конце дополнительной колонны лифтовых труб и соединены втулкой с продольным каналом, подпирающей снизу дополнительный пакер и жестко соединенной сверху с основным пакером, который выполнен с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны, а основная колонна лифтовых труб соединена с каналом основного пакера подвижным уплотняемым соединением, при этом дополнительный пакер сверху поджат дополнительной колонной лифтовых труб, которая выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения вниз относительно упора с фиксацией в транспортном положении.

Новым является также то, что оба пакера установлены с фиксацией в эксплуатационной колонне и жестко соединены с соответствующими колоннами лифтовых труб.

Новым является также то, что дополнительный пакер выполнен работающим от упора в основной под действием веса колонны дополнительных лифтовых труб.

Новым является также то, что оба пакера жестко соединены с эксплуатационной колонной и оснащены калиброванными продольными каналами, которые выполнены с возможностью подвижного уплотняемого соединения с соответствующими им колоннами лифтовых труб.

Новым является также то, что дополнительный пакер установлен на нижнем конце дополнительной колонны лифтовых труб с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны, а основной пакер жестко соединен с эксплуатационной колонной и оснащен калиброванным продольным каналом, который выполнен с возможностью подвижного уплотняемого соединения с основной колонной лифтовых труб.

Сущность изобретения заключается в применении дополнительного пакера, позволяющего защитить эксплуатационную колонну от действия высоких давлений закачки, и в том, что имеются несколько вариантов реализации установки для разных случаев.

На фиг.1 показана схема установки с двумя фиксируемыми к эксплуатационной колонне пакерами.

На фиг.2 показана схема установки с упорным дополнительным пакером.

На фиг.3 показана схема установки, в которой оба пакера выполнены с подвижным уплотняемым соединением с лифтовой колонной и устанавливаемым жестко в скважине.

На фиг.4 показана схема установки со связанными между собой основным и дополнительным пакерами посредством упора.

На фиг.5 показана схема установки с двумя фиксируемыми к эксплуатационной колонне пакерами, в которой основной пакер содержит подвижное уплотняемое соединение с основной лифтовой колонной.

Установка (см. фиг.1) содержит эксплуатационную колонну 1, в которую на основной лифтовой колонне 2 спущен основной пакер 3, разделяющий верхний 4 и нижний 5 пласты. Дополнительная лифтовая колонна 6 с дополнительным пакером 7 спущена концентрично основной 2 снаружи ее.

Дополнительный пакер 7 (см. фиг.2) может работать от упора в основной 3, содержит корпус 8 с клиновым якорем 9 и манжетой 10, а также упор 11, взаимодействующий с основным пакером 3.

Основной 3 (см. фиг.3) и дополнительный 7 пакеры могут быть выполнены с уплотняемыми подвижными соединениями 11 и 12, с предварительной фиксацией относительно эксплуатационной колонны 1 для основной 2 и дополнительной 6 лифтовых колонн. При этом на концах лифтовых колонн установлены ниппели 14 и 15.

Основной 3 (см. фиг.4) и дополнительный 7 пакеры могут быть установлены на конце дополнительной колонны лифтовых труб 6 и соединены упором 11 с продольным каналом 18, подпирающим снизу дополнительный пакер 7 и жестко соединенным сверху с основным пакером 3, который выполнен с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны 1. Основная колонна лифтовых труб 2 соединена с каналом 18 основного упора 11 подвижным уплотняемым соединением – ниппелем 14. Манжета 10 дополнительного пакера 7 сверху поджата дополнительной лифтовой колонной труб 6. Дополнительная колонна лифтовых труб 6 выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения вниз относительно упора 11 с фиксацией в крайнем положении, например посредством наружного штифта 17 на дополнительной колонне лифтовых труб 6, взаимодействующего с фигурным пазом 16 на упоре 11.

Дополнительный пакер 7 (см. фиг.5) установлен на нижнем конце дополнительной колонны лифтовых труб 6 с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны 1, а основной пакер 3 жестко соединен с эксплуатационной колонной 1 и оснащен калиброванным продольным каналом 18, который выполнен с возможностью подвижного уплотняемого соединения с ниппелем 14, установленным на конце основной колонны лифтовых труб 2.

Работает установка следующим образом.

В эксплуатационную колонну 1 (см. фиг.1) скважины спускают основную лифтовую колонну 2 с основным пакером 3 и сажают его между верхним 4 и нижним 5 пластами. Затем надевают на свободный верхний конец основной лифтовой колонны 2 и спускают дополнительную лифтовую колонну 6 с дополнительным пакером 7. Проходы у дополнительной лифтовой колонны 6 и дополнительного пакера 7 должны быть больше наружного диаметра основной лифтовой колонны 2.

После этого завершают монтаж устьевой арматуры и подводящих линий (не показаны) и начинают закачку жидкости в пласты: в нижний по основной лифтовой колонне 2, а в верхний – по кольцевому пространству между лифтовыми колоннами 2 и 6, с оптимальными для них давлениями.

При работе с упорным пакером в эксплуатационную колонну 1 (см. фиг.2) скважины спускают основную лифтовую колонну 2 и сажают пакер 3 между верхним 4 и нижним 5 пластами. Затем надевают на свободный верхний конец основной лифтовой колонны 2 и спускают дополнительную лифтовую колонну 6 с дополнительным упорным пакером 7 до упора в основной 3. Проходы у дополнительной лифтовой колонны 6 и дополнительного пакера 7 должны быть больше наружного диаметра основной лифтовой колонны 2. После этого разгружают вес дополнительной лифтовой колонны 6 на основной пакер 3. При этом клиновая поверхность на корпусе 8 выдвигает и прижимает к поверхности эксплуатационной колонны 1 плашки якоря 9, фиксируя пакер 7, а манжеты 10, сжимаясь между плашками 9 и упором 11 в осевом направлении, увеличиваются в диаметре и также прижимаются к поверхности эксплуатационной колонны 1, герметизируя кольцевое пространство.

После этого завершают монтаж устьевой арматуры и подводящих линий и начинают закачку жидкости в пласты: в нижний – по основной лифтовой колонне 2, а в верхний – по кольцевому пространству между лифтовыми колоннами 3 и 6, с оптимальными для них давлениями.

При использовании оставляемых пакеров в эксплуатационной колонне 1 скважины последовательно устанавливают сначала основной пакер 3 с уплотняемым подвижным соединением 12, а затем дополнительный пакер 7 также с уплотняемым соединением 13.

Затем спускают в любом удобном для монтажа устьевой арматуры порядке лифтовые колонны с ниппелями 14 и 15 на конце для взаимодействия с подвижным уплотняемым соединениями 12 и 13. Подвижные соединения могут быть выполнены в виде взаимодействующих канала 12 или 13 и ниппеля 14 или 15, причем уплотнения могут быть размещены или на ниппеле 14 или 15, или в соответствующем канале 12 или 13 в зависимости от удобства размещения и эксплуатации.

После вхождения ниппелей 14 и 15 в соответствующие втулки завершают монтаж устьевой арматуры и подводящих линий и начинают закачку жидкости в пласты: в нижний по основной лифтовой колонне 2, а в верхний – по кольцевому пространству между лифтовыми колоннами 2 и 6, с оптимальными для них давлениями.

При использовании установки с соединенными между собой упором 11 (см. фиг.4) основным 3 и дополнительным 7 пакерами их спускают вместе на дополнительной лифтовой колонне труб 6. На заданной глубине сажают основной пакер 3 между верхним 4 и нижним 5 пластами, затем манипуляциями с дополнительной колонной 6 переводят, например, при помощи штифта 17 упора 11 в пазу 16 дополнительной колонны лифтовых труб 6 из транспортного в рабочее положение и разгрузкой веса дополнительной колонны 6 сажают дополнительный пакер 7 над верхним пластом 4 (сжимая манжету 10). Форма паза 16 выбирается такой, чтобы дополнительный пакер 7 не препятствовал посадке основного 3.

После этого завершают монтаж устьевой арматуры и подводящих линий и начинают закачку жидкости в пласты: в нижний – по основной лифтовой колонне 2, а в верхний – по кольцевому пространству между лифтовыми колоннами, с оптимальными для них давлениями.

При использовании установки, см. фиг.5, сначала устанавливают основной оставляемый пакер 3 с уплотняемым подвижным соединением 12, а затем – дополнительный пакер 7, размещенный на дополнительной колонне лифтовых труб 6 с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны 1 выше верхнего пласта 4.

Затем спускают основную лифтовую колонну с ниппелем 14 на конце для взаимодействия с подвижным уплотняемым соединением 12.

После вхождения ниппеля 14 в канал 18 завершают монтаж устьевой арматуры и начинают закачку жидкости в пласты: в нижний по основной лифтовой колонне 2, а в верхний – по кольцевому пространству между лифтовыми колоннами 2 и 6, с оптимальными для них давлениями.

Во всех конструкциях подводящая линия может быть одна, а необходимые давления обеспечивают штуцированием воды на устье скважины.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет простыми конструкциями защитить эксплуатационную колонну от коррозионного действия и высокого давления при одновременно-раздельной закачке в два пласта.

Формула изобретения

1. Установка для одновременно раздельной закачки воды в два пласта через одну скважину, включающая двухканальную устьевую арматуру, основной пакер, установленный между верхним и нижним пластами, основную колонну лифтовых труб, сообщенную с нижним пластом, и дополнительную, размещенную концентрично снаружи основной, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным пакером, установленным выше верхнего пласта, при этом основной и дополнительный пакеры установлены на конце дополнительной колонны лифтовых труб и соединены втулкой с продольным каналом, подпирающей снизу дополнительный пакер и жестко соединенной сверху с основным пакером, который выполнен с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны, а основная колонна лифтовых труб соединена с каналом основного пакера подвижным уплотняемым соединением, при этом дополнительный пакер сверху поджат дополнительной колонной лифтовых труб, которая выполнена с возможностью ограниченного осевого перемещения вниз относительно упора с фиксацией в транспортном положении.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оба пакера установлены с фиксацией в эксплуатационной колонне и жестко соединены с соответствующими колоннами лифтовых труб.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный пакер выполнен работающим от упора в основной под действием веса колонны дополнительных лифтовых труб.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оба пакера жестко соединены с эксплуатационной колонной и оснащены калиброванными продольными каналами, которые выполнены с возможностью подвижного уплотняемого соединения с соответствующими им колоннами лифтовых труб.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный пакер установлен на нижнем конце дополнительной колонны лифтовых труб с возможностью фиксации относительно эксплуатационной колонны, а основной пакер жестко соединен с эксплуатационной колонной и оснащен калиброванным продольным каналом, который выполнен с возможностью подвижного уплотняемого соединения с основной колонной лифтовых труб.

РИСУНКИ