close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10667

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10667
(13) C1
(19)
E 21B 43/00
СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20050301
(22) 2005.03.29
(43) 2006.12.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Производственное
объединение "Белоруснефть" (BY)
(72) Авторы: Галай Михаил Иванович;
Демяненко Николай Александрович;
Лобов Александр Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Производственное объединение "Белоруснефть"
(BY)
(56) Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под редакцией Е.И. Бухленко. Москва: Недра, 1990. - С. 167-169.
RU 2189504 C1, 2002.
RU 2100578 C1, 1997.
RU 2114282 C1, 1998.
US 3833060, 1974.
US 4399865, 1983.
BY 10667 C1 2008.06.30
(57)
1. Способ добычи нефти, заключающийся в том, что устанавливают в обсадной колонне насосно-компрессорную колонну и, посредством пакера, гидравлический забойный
поршневой двигатель возвратно-поступательного действия и жестко связанный с ним глубинный насос, управление которым осуществляют при помощи потока рабочей жидкости,
отличающийся тем, что используют насосно-компрессорную колонну, выполненную из
Фиг. 1
BY 10667 C1 2008.06.30
двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, по одной из которых подают на устье скважины извлекаемый пластовый флюид, а рабочую жидкость
подают с устья скважины в гидравлический забойный поршневой двигатель через межтрубное пространство сдвоенной колонны насосно-компрессорных труб и межтрубное
пространство, образованное обсадной колонной и сдвоенной колонной насосно-компрессорных труб, по замкнутому циклу, исключающему потери рабочей жидкости и смешивание ее с пластовым флюидом, причем управление гидравлическим забойным поршневым двигателем возвратно-поступательного действия осуществляют с устья скважины.
2. Устройство для добычи нефти, включающее установленные в обсадной колонне насосно-компрессорную колонну и, посредством пакера, гидравлический забойный поршневой двигатель возвратно-поступательного действия и жестко связанный с ним глубинный
насос, отличающееся тем, что гидравлический забойный поршневой двигатель установлен на насосно-компрессорной колонне, выполненной в виде двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, внутренние полости которых изолированы друг от друга средоразделителем, через который проходит полый шток с внутренним
каналом, гидравлически соединяющим глубинный насос с внутренней полостью насоснокомпрессорной трубы меньшего диаметра, при этом гидравлический забойный поршневой
двигатель возвратно-поступательного действия выполнен с возможностью подачи рабочей
жидкости по замкнутому циклу и исключения смешивания рабочей жидкости с добываемым пластовым флюидом.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что глубинный насос оснащен всасывающим клапаном и поршнем с нагнетательным клапаном и полым штоком, выполненным с
радиальными отверстиями в нижней части.
Изобретение относится к нефтяной промышленности, а точнее к способам добычи
нефти и устройствам для их осуществления.
Известен способ добычи нефти [1] с использованием глубинного насоса. Для предотвращения коррозии обсадных труб путем исключения контакта поверхности обсадных
труб с пластовой жидкостью глубинный насос устанавливают выше продуктивного пласта, соединяют с хвостовыми трубами. Хвостовые трубы спускают до забоя скважины, а в
нижнем их конце размещают обратный клапан.
Недостатком известного способа добычи нефти является то, что этот способ при использовании его на малодебитных скважинах применяется совместно с штанговым глубинным насосом (ШГН), что влечет за собой истирание насосно-компрессорных труб
(НКТ), обрыв насосных штанг, большие эксплуатационные расходы, связанные с заменой
НКТ и колонны штанг.
Известен также способ и устройство для добычи нефти [2], включающее в себя колонну НКТ с хвостовиком и пакером. Внутри НКТ установлен штанговый насос. В НКТ помещен дозирующий узел, который соединяет полость НКТ с затрубным пространством.
Недостатком данного способа является то, что наряду с подачей маловязкой жидкости в
затрубное пространство производится отбор пластового флюида при помощи штангового
глубинного насоса, связанного со станком-качалкой, колонной насосных штанг, что приводит к усложнению конструкции. Пластовый флюид дополнительно разбавляют жидкостью, подаваемой с устья скважины, что подразумевает дополнительные затраты нефти.
Наличие колонны насосных штанг, движение которой внутри НКТ приводит к износу как
НКТ, так и самой колонны насосных штанг, ведет к увеличению эксплуатационных расходов.
Известен также способ добычи нефти с помощью ШГН, основанный на том, что глубинный насос приводится в действие станком-качалкой при помощи колонны насосных
штанг [3].
2
BY 10667 C1 2008.06.30
Основным недостатком данного способа добычи нефти является то, что во время эксплуатации происходит интенсивный износ НКТ вследствие истирания ее движущимися
насосными штангами, износ и обрыв самих насосных штанг, что приводит к остановке
добычи для смены насосного оборудования и замены колонны НКТ. Кроме того, для привода в действие глубинного насоса на устье скважины устанавливается энерго- и металлоемкий станок-качалка. Все это ведет к значительным затратам при добыче нефти.
Наиболее близким техническим решением является установка гидропоршневых насосов и принцип ее действия [4]. Он основан на использовании гидравлической энергии
жидкости, закачиваемой под высоким давлением в гидравлический забойный поршневой
двигатель возвратно-поступательного действия, преобразующий эту энергию в возвратнопоступательное движение жестко связанного с ним поршневого насоса. При этом на устье
поступает смесь рабочей жидкости и пластового флюида.
Недостатком этого способа является то, что в процессе добычи нефти добываемый
пластовый флюид смешивается с рабочей жидкостью, что влечет за собой необходимость
их разделения и очистки, а механические примеси, находящиеся в добываемом пластовом
флюиде, затрудняют работу золотникового устройства, которое управляет работой гидродвигателя. Сложность конструкции агрегата обусловлена тем, что золотниковое переключающее устройство расположено внутри гидропривода, и в случае его выхода из строя необходимо поднимать всю компоновку на устье скважины для ремонта. Так как рабочая
жидкость смешивается с добываемым пластовым флюидом, возникает необходимость в
большом расходе ингибиторов, подавляющих коррозию, и тем самым возрастают эксплуатационные расходы.
Задачей создания изобретения является:
повышение эффективности работ при добыче нефти;
устранение износа колонны НКТ вследствие ее истирания насосными штангами;
упрощение конструкции гидропривода;
создание условий, при которых управление работой гидропривода осуществляется
только с устья скважины;
обеспечение циркуляции рабочей жидкости по замкнутому циклу и исключение возможности ее смешивания с добываемым пластовым флюидом;
снижение коррозии колонны НКТ и тем самым увеличение межремонтного периода и
снижение затрат на эксплуатацию месторождений нефти.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе добычи нефти, заключающемся в том, что устанавливают в обсадной колонне насосно-компрессорную колонну и,
посредством пакера, гидравлический забойный поршневой двигатель возвратнопоступательного действия и жестко связанный с ним глубинный насос, управление которым осуществляют при помощи потока рабочей жидкости, согласно изобретению, используют насосно-компрессорную колонну, выполненную из двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, по одной из которых подают на устье
скважины извлекаемый пластовый флюид, а рабочую жидкость подают с устья скважины
в гидравлический забойный поршневой двигатель через межтрубное пространство сдвоенной колонны насосно-компрессорных труб и межтрубное пространство, образованное
обсадной колонной и сдвоенной колонной насосно-компрессорных труб, по замкнутому
циклу, исключающему потери рабочей жидкости и смешивание ее с пластовым флюидом,
причем управление гидравлическим забойным поршневым двигателем возвратнопоступательного действия осуществляют с устья скважины.
Поставленная задача в устройстве, реализующем способ добычи нефти, решается за
счет того, что в устройстве, включающем установленные в обсадной колонне насоснокомпрессорную колонну и, посредством пакера, гидравлический забойный поршневой
двигатель возвратно-поступательного действия и жестко связанный с ним глубинный насос, согласно изобретению, гидравлический забойный поршневой двигатель установлен
3
BY 10667 C1 2008.06.30
на насосно-компрессорной колонне, выполненной в виде двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, внутренние полости которых изолированы друг
от друга средоразделителем, через который проходит полый шток с внутренним каналом,
гидравлически соединяющим глубинный насос с внутренней полостью насосно-компрессорной трубы меньшего диаметра, при этом гидравлический забойный поршневой
двигатель возвратно-поступательного действия выполнен с возможностью подачи рабочей
жидкости по замкнутому циклу и исключения смешивания рабочей жидкости с добываемым пластовым флюидом.
Кроме этого, глубинный насос может быть оснащен всасывающим клапаном и поршнем с нагнетательным клапаном и полым штоком, выполненным с радиальными отверстиями в нижней части.
На фиг. 1 показана схема осуществления способа добычи нефти; на фиг. 2 - схема устройства для добычи нефти в режиме всасывания пластового флюида; на фиг. 3 - схема
устройства для добычи нефти в режиме нагнетания пластового флюида.
Установка для осуществления способа добычи нефти (фиг. 1) включает в себя насосный агрегат 1 с системами управления, расположенный на устье скважины, глубинный
насос 2, жестко связанный с ним гидравлический забойный поршневой двигатель возвратно-поступательного действия (гидропривод) 3. Вся компоновка спускается на сдвоенной, концентрически расположенной колонне НКТ 4 и 5 и устанавливается в обсадной колонне 6 посредством пакера 7.
Добычу нефти осуществляют следующим образом.
Рабочую жидкость под давлением от насосного агрегата 1, расположенного на устье
скважины, подают в межтрубное пространство 8, образованное обсадной колонной 6 и
колонной НКТ 5, в гидропривод 3, который приводит в действие глубинный насос 2, и
пластовый флюид подается вовнутрь колонны НКТ 4 и далее на устье скважины. Рабочая
жидкость, пройдя через привод насоса 3 по внутренней полости 9 колонны НКТ 5 большего диаметра, подается к насосному агрегату 1.
Насосный агрегат 1 переключают, и подачу рабочей жидкости производят во внутреннюю полость 9 колонны НКТ 5 и далее в гидропривод 3, при этом глубинный насос 2 возвращается в исходное состояние и принимает вовнутрь порцию пластового флюида.
Далее цикл повторяется.
В качестве рабочей жидкости может быть использована вода с добавлением ингибиторов коррозии или товарная нефть, а пластовый флюид, например, представляет собой
смесь нефти, пластовой воды и попутного газа.
Устройство для добычи нефти содержит глубинный насос 2, поршень 10 которого жестко связан с поршнем 11 гидропривода 3 посредством полого штока 12. В нижней части
полого штока 12 выше поршня 10 выполнены одно или несколько радиальных отверстий
13. В поршне 10 устроен нагнетательный клапан 14. Глубинный насос 2 в нижней части
оснащен всасывающим клапаном 15 и соединен в верхней части посредством переводника
16 с гидроприводом 3. Внутри переводника 16 установлено уплотнение 17 для полого
штока 12. Гидропривод 3 в нижней части имеет одно или несколько радиальных отверстий 18, обеспечивающих гидравлическую связь полости 19 и межтрубного пространства
8, образованного колонной обсадных труб 6 и колонной НКТ 5. Поршень 11 сверху
соединен с полым штоком 20, который через клапан 21 гидравлически связан с полым
штоком 12 и полостью 22 глубинного насоса 2. Внутренний канал 23 полого штока 20
гидравлически связан с внутренней полостью 24 колонны НКТ 4, которая отделена от
внутренней полости 9 колонны НКТ 5 посредством средоразделителя 25, который может
представлять собой башмак якорный для верхнего механического крепления вставных насосов RHAM и замка вставных насосов RHAM с верхним механическим креплением по
API [5].
4
BY 10667 C1 2008.06.30
Колонна НКТ 4 устанавливается внутри колонны НКТ 5 посредством центратора 26.
Все устройство для добычи нефти размещено в обсадной колонне 6 при помощи гидромеханического или гидравлического пакера 7.
Устройство для добычи нефти работает следующим образом.
Всасывание (фиг. 2).
Рабочая жидкость подается насосным агрегатом 1, расположенным на устье скважины, в межтрубное пространство 8 и через отверстия 18 поступает в полость 19 гидропривода 3. Поршень 11 и жестко связанный с ним при помощи полого штока 12 поршень 10
начинают двигаться вверх. В полости 27 глубинного насоса 2 создается разрежение. Всасывающий клапан 15 открывается, и полость 27 заполняется флюидом из подпакерного
пространства 28. Нагнетательный клапан 14 закрывается, флюид, находящийся в полости
22 поршневого насоса 2, через радиальные отверстия 13 в полом штоке 12, канал 29, открытый клапан 21, канал 23 полого штока 20 попадает во внутреннее пространство 24 колонны НКТ 4 и далее на устье скважины. Рабочая жидкость, находящаяся в полости 30
гидропривода 3, по внутренней полости 9 колонны НКТ 5 попадает на устье скважины и
далее на прием насосного агрегата 1.
Нагнетание (фиг. 3).
Насосный агрегат 1, расположенный на устье скважины, переключается, и рабочая
жидкость подается во внутреннюю полость 9, давление в полости 30 гидропривода 3 повышается, и поршень 11 начинает движение вниз, также перемещается жестко связанный
с ним посредством полого штока 12 поршень 10 глубинного насоса 2. Клапан 21 закрывается, нагнетательный клапан 14 открывается, и флюид, находящийся в полости 27, через
радиальные отверстия 13 полого штока 12 перетекает в полость 22 глубинного насоса 2,
заполняя ее. Рабочая жидкость, находящаяся в полости 19 гидропривода 3, через радиальные отверстия 18 перетекает в межтрубное пространство 8 и далее на устье скважины к
приему насосного агрегата 1.
Далее цикл повторяется.
Предлагаемое техническое решение позволяет полностью устранить процесс истирания НКТ и обрыв насосных штанг вследствие их отсутствия, значительно упростить конструкцию внутрискважинного оборудования, что, в свою очередь, снизит вероятность выхода его из строя и тем самым увеличит наработку на отказ, осуществлять управление
работой гидропривода с устья скважины. Так как рабочая жидкость используется по замкнутому циклу и не смешивается с пластовым флюидом, ингибиторы, подавляющие коррозию, будут сохраняться, и тем самым существенно снизится коррозия скважинного оборудования без дополнительных затрат.
Наличие постоянно циркулирующей рабочей жидкости (при необходимости подогретой) позволяет устранить или сократить процесс парафинообразования на наружных и
внутренних поверхностях НКТ.
Все это вместе взятое позволяет значительно сократить как капитальные затраты при
обустройстве месторождений нефти, так и расходы в период эксплуатации месторождений.
Источники информации:
1. RU 2065026 С1, МПК Е 21В 43/00, 1996.08.10.
2. RU 2088749, МПК Е 21В 43/00, 1997.08.27.
3. Ф. Грей. Добыча нефти. - М., 2004.
4. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. - М.: Недра, 1990. - С. 167-169.
5. Каталог "Глубинные штанговые насосы". - ИЖНЕФТЕМАШ, 1997. - С. 41-44 и
С. 57-64.
5
BY 10667 C1 2008.06.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
147 Кб
Теги
by10667, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа