Патент на изобретение №2364712
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ЗАКАЧКИ ВОДЫ В ПЛАСТ
(57) Реферат:
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к добыче обводненной нефти и утилизации попутно добываемой воды. Техническим результатом изобретения является создание насосной установки, увеличение эффективности и упрощение конструкции за счет устранения дополнительных устройств, перекрывающих входы насосов, облегчение обслуживания и регулировки за счет расположения привода на устье скважины, а также упрощение подбора насосов требуемой производительности и исключение использования разнонаправленных насосов для снижения себестоимости. Установка включает пакер, установленный между верхними и нижним пластами, верхний и нижний насосы, спущенные на лифтовой колонне в скважину и установленные выше пакера, привод насосов. Вход нижнего насоса размещен ниже динамического уровня выделившейся под действием гравитации воды из водонефтяной смеси верхнего пласта, а выход сообщен с подпакерным пространством. Вход верхнего насоса размещен выше динамического уровня выделившейся воды, а выход сообщен с лифтовой колонной. Насосы снабжены приводом, размещенным на поверхности. Между червячными валами установлен редуктор, входной вал которого соединен с низом верхнего червячного вала, а выходной – с верхом нижнего червячного вала насосов. Корпус редуктора жестко соединен с колонной лифтовых труб, а его передаточное отношение подобрано так, чтобы соотношение производительностей верхнего и нижнего насосов соответствовало соотношению количества поступающих в скважину воды и нефти с условием обеспечения гравитационного разделения водонефтяной смеси верхнего пласта при противоположном вращении червячных валов. 1 ил.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к добыче обводненной нефти и утилизации попутно добываемой воды. Известно устройство для сепарации нефти и воды (патент US Известна скважинная насосная установка для добычи нефти и закачки воды в пласт (патент RU Недостатками данной установки являются: – сложность и высокая стоимость входного и выходного устройств нижнего насоса; – неэффективное использование нижнего насоса из-за большого количества сужений и изменений направления потока жидкости в его входном и выходном устройствах, что приводит к невозможности определения точной разницы в производительности насосов, потерям давления, создаваемого насосом, и, как следствие, снижению коэффициента полезного действия (КПД) нижнего насоса; – необходимость и сложность точного подбора насосов, чтобы производительность их соответствовала обводненности продукции верхнего пласта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сепарации нефти и воды (патент US Недостатками данной установки являются: – расположение электродвигателя с кабелем в скважине, затрудняющее обслуживание и повышающее вероятность аварийных ситуаций; – неэффективное использование насосов из-за изменений направления потока жидкости в их входных устройствах, выполненных в виде разнонаправленных кожухов, что приводит к сложностям в определении производительности насосов, потерям давлений, создаваемых насосами, и, как следствие, снижению их КПД; – необходимость и сложность точного подбора насосов, чтобы производительность их соответствовала обводненности продукции верхнего пласта. Технической задачей предлагаемого изобретения является создание насосной установки, увеличение эффективности и упрощение конструкции за счет устранения дополнительных устройств, перекрывающих входы насосов, облегчение обслуживания и регулировки за счет расположения привода на устье скважины, а также упрощение подбора насосов требуемой производительности и исключение использования разнонаправленных насосов для снижения себестоимости. Техническая задача решается скважинной насосной установкой для добычи нефти и закачки воды в пласт, включающей пакер, установленный между верхними и нижним пластами, верхний и нижний насосы, спущенные на лифтовой колонне в скважину и установленные выше пакера, привод насосов, причем вход нижнего насоса размещен ниже динамического уровня выделившейся под действием гравитации воды из водонефтяной смеси верхнего пласта, а выход сообщен с подпакерным пространством, при этом вход верхнего насоса размещен выше динамического уровня выделившейся воды, а выход сообщен с лифтовой колонной. Новым является то, что насосы снабжены приводом, размещенным на поверхности, а между червячными валами установлен редуктор, входной вал которого соединен с низом верхнего червячного вала, а выходной – с верхом нижнего червячного вала насосов, причем корпус редуктора жестко соединен с колонной лифтовых труб, а его передаточное отношение подбирается так, чтобы соотношение производительностей верхнего и нижнего насосов соответствовало соотношению количества поступающих в скважину воды и нефти с условием обеспечения гравитационного разделения водонефтяной смеси верхнего пласта при противоположном вращении червячных валов. На чертеже изображена схема насосной установки в продольном разрезе. Скважинная насосная установка для добычи нефти и закачки воды в пласт содержит пакер 1, установленный между верхними 2 и нижним 3 пластами, верхний 4 и нижний 5 винтовые насосы, спущенные на лифтовой колонне 6 в скважину 7 и установленные выше пакера 1, привод насосов (не показан), размещенный на поверхности (на устье скважины 7). Вход 8 нижнего насоса 5 размещен ниже динамического уровня 9 выделившейся под действием гравитации воды из водонефтяной смеси верхнего пласта 2, а выход 10 сообщен с подпакерным пространством 11. При этом вход 12 верхнего насоса 4 размещен выше динамического уровня 9 выделившейся воды, а выход 13 сообщен с лифтовой колонной 6 для подъема обводненной нефти на поверхность скважины 7. Корпусы верхнего 4 и нижнего 5 насосов жестко соединены участком лифтовой колонны 6′. Между верхним 14 и нижним 15 червячными валами установлен редуктор 16, входной вал 17 которого соединен с низом верхнего червячного вала 14, а выходной 18 – с верхом нижнего червячного вала 15 соответствующих насосов 4 и 5. Корпус 19 редуктора 16 жестко соединен с колонной лифтовых труб 6′. Передаточное отношение редуктора 16 подбирается так, чтобы соотношение производительностей верхнего 4 и нижнего 5 насосов соответствовало соотношению количества поступающих в скважину воды и нефти с условием обеспечения гравитационного разделения водонефтяной смеси верхнего пласта 2 при противоположном вращении червячных валов 14 и 15. Привод (не показан) насосов 4 и 5 расположен на поверхности и соединен с верхним червячным валом 14 колонной штанг 20. Установка работает следующим образом. Предварительно изучают продуктивность и обводненность верхнего пласта 2, из чего определяют необходимое время для гравитационного разделения водонефтяной смеси, поступающей в скважину 7 из верхнего 2 пласта. Исходя из этих данных определяют суммарную производительность насосов 4 и 5 и их соотношение производительностей, а также минимальное расстояние между входами 8 и 12 соответствующих насосов 4 и 5 с учетом промежуточного слоя (не показан), образующегося на границе «нефть-вода» 9 (динамический уровень воды) при разделении водонефтяной смеси. Подбирают насосы 4 и 5 и настраивают передаточное отношение редуктора 16 подбором шестерен (не показаны) так, чтобы соотношение производительностей верхнего 4 и нижнего 5 насосов соответствовало соотношению количества поступающих в скважину воды и нефти с условием обеспечения гравитационного разделения водонефтяной смеси верхнего пласта 2. При этом редуктор 16 обеспечивает противоположное вращение червячных валов 14 и 15. Затем в скважину спускают и устанавливают между пластами 2 и 3 пакер 1, собирают скважинную установку согласно необходимым требованиям, определенным в результате изучения верхнего пласта 2. Необходимое расстояние между входами 8 и 12 насосов 4 и 5 устанавливают путем подбора длины входного 17 и выходного 18 валов редуктора 16 и за счет подбора длины участка лифтовой колонны 6′ с закрепленным в нем корпусом 19 редуктора 16. Далее установку на лифтовых трубах 6, присоединенных к верхнему насосу 4 и сообщенных с его выходом 13, спускают в скважину 7, предварительно оснастив нижний насос 5 хвостовиком 21, сообщающим с подпакерным пространством 11, после герметичного взаимодействия с пакером 1, выход 10 нижнего насоса 5. После установки привод при помощи колонны штанг 20 соединяют с червячным валом 14 верхнего насоса 4, соединенного через входной вал 16, редуктор и выходной вал 17 с червячным валом 15 нижнего насоса 5. При помощи привода и редуктора 16 начинают вращать червячные валы 14 и 15 в противоположные стороны. Так как насосы 4 и 5 выполнены разнонаправленными, то верхний насос 4 через свой вход 12, расположенный выше динамического уровня воды 9, качает по лифтовым трубам 6 нефть на поверхность, а нижний насос 5 через свой вход 8, расположенный ниже динамического уровня воды 9, качает воду через хвостовик 21 и подпакерное пространство 11 в нижний пласт 3. Расположение на поверхности скважины 7 привода позволяет проводить за ним постоянный контроль и, в случае необходимости, ремонт, затрачивая минимальное время и исключая аварийные ситуации. Наличие редуктора 16 позволяет упростить подбор насосов 4 и 5 с требуемой производительностью и исключить использование более дорого и редко используемого насоса 5 обратной направленности, то есть с закрученным налево червячным валом 15 и корпусом насоса 5. Предлагаемая скважинная насосная установка является простой и надежной в обслуживании и эффективной в эксплуатации конструкцией за счет расположения привода на поверхности и отсутствия устройств, перекрывающих входы насосов и снижающих их КПД, при этом она позволяет упростить подбор насосов требуемой производительности и исключить использование дефицитных и дорогих насосов с левой винтовой парой.
Формула изобретения
Скважинная насосная установка для добычи нефти и закачки воды в пласт, включающая пакер, установленный между верхними и нижним пластами, верхний и нижний насосы, спущенные на лифтовой колонне в скважину и установленные выше пакера, привод насосов, причем вход нижнего насоса размещен ниже динамического уровня выделившейся под действием гравитации воды из водонефтяной смеси верхнего пласта, а выход сообщен с подпакерным пространством, при этом вход верхнего насоса размещен выше динамического уровня выделившейся воды, а выход сообщен с лифтовой колонной, отличающаяся тем, что насосы снабжены приводом, размещенным на поверхности, а между червячными валами установлен редуктор, входной вал которого соединен с низом верхнего червячного вала, а выходной – с верхом нижнего червячного вала насосов, причем корпус редуктора жестко соединен с колонной лифтовых труб, а его передаточное отношение подобрано так, чтобы соотношение производительностей верхнего и нижнего насосов соответствовало соотношению количества поступающих в скважину воды и нефти с условием обеспечения гравитационного разделения водонефтяной смеси верхнего пласта при противоположном вращении червячных валов.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
6202744, Е21В 43/40, опубл. 20.03.2001 г.), включающее пакер, установленный в скважине между пластами, выше которого размещены два разнонаправленных насоса с приводным электродвигателем, расположенным между насосами с возможностью их синхронного вращения, причем входные каналы насосов, выполненные в виде охватывающих разнонаправленных кожухов, размещены выше пакера, а расстояние между ними и интервал установки выполнены с возможностью регулировки за счет изменения высоты боковых буртов кожухов, при этом выход верхнего насоса сообщен с устьем скважины, а нижнего – с подпакерным пространством скважины.