Устройство для эксплуатации двух пластов одной скважиной

 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и предназначено для фонтанного способа добьти нефти. Цель изобретения - повышение эффективности эксплуатации скважины путем автоматического поддержания заданного соотношения объемов отбираемых иэ пластов жидкостей. Для этого внутри колонны лифтовых труб 2 установлен корпус (К) 6 с раз::ir i.TlL-J СО со со о со о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (д)) 4 E 21 В 43/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4050398/22-03 (22) 30. 12. 85 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Б.А.Наников и С.А.Куликов (53) 622.276 ° 52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 96384, кл. Е 21 В 43/14, 1956.

Авторское свидетельство СССР

У 907225, кл. E 21 В 43/14, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ

ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНОЙ (57) Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и предназначено для фонтанного способа добычи нефти. Цель изобретения — повышение эффективности эксплуатации скважины путем автоматического поддержания заданного соотношения объемов отбираемых из пластов жидкостей.

Для этого внутри колонны лифтовых труб 2 установлен корпус (К) 6 с раз13 мещенным в нем механизмом управления забойными штуцерами. Механизм выполнен в виде двух установленных на оси

8 роторов гидравлических турбинок (ГТ) 13 и 14 с противоположными направлениями вращения. Подвижные регулирующие элементы 11 и 12 забойных штуцеров жестко закреплены на оси

8, установленной с возможностью вращательного и осевого перемещения.

Для повышения точности регулирования соотношения расходов добываемых жидкостей в К 6 с зазором установлены полые цилиндры (Ц) 17 и 18 с"радиальными отверстиями. По концам Ц 17 и 18 расположены забойные штуцеры, а полость .2-1 Ц 17 и 18 гидравлически связана с пластом. Для повышения на30305 дежности работы устройства в К 6 между Ц 17 и 18 установлена перегородка 10 с резьбовым отверстием.

Ось 8 имеет ответную резьбу 9 для возможности взаимодействия с перегородкой 10. С помощью элементов 11 и 12 регулируют объем поступающей жидкости из пластов в скважину. Продукция верхнего пласта, пройдя ротор

ГТ 13, через отверстия в перегородке поступает в полость труб 2. Продукция нижнего пласта поступает через

ГТ 14 в полость труб 2 и далее совместно с потоком верхнего пласта в выкидную линию 4. Поверхностным штуцером 5 линии 4 регулируют суммарный отбор жидкости из пласта. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтедо,бывающей промышленности, в частности, к устройствам для эксплуатации двух пластов одной скважиной при фонтанном способе добычи нефти.

Целью изобретения является повышение эффективности эксплуатации скважины путем автоматического поддержания заданного соотношения объемов отбираемых из пластов жидкостей.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, разрез; на фиг. 2— узел.резьбовой пары.

Устройство состоит из устьевой обвязки 1, колонны лифтовых труб 2, пакера .3 для разобщения пластов. На выкидной линии 4 установлен устьевой штуцер 5. В колонну лифтовых труб

2 соосно помещен корпус 6 устройства с зазором 7. Во внутренней полости последнего помещена ось 8 с возможностью вращения и продольного возвратно-поступательного перемещения.

Указанное перемещение достигается тем, что в средней части оси 8 помещена винтовая нарезка 9, взаимодействующая с соответствующей нарезкой в глухой перегородке 10, установленной в корпусе 6. На оси 8 выше и ниже глухой перегородки 10, закреплены подвижные регулирующие элементы соответственно 11 и 12 забойных штуцеров

30 и соответственно установлены роторы гидравлических турбинок 13 и 14 с противоположными направлениями вращения. С целью снижения влияния свободного газа на работу турбинок последние целесообразно установить в корпусе 6 перед подвижными регулирующими элементами 11 и 12 забойных штуцеров.

Забойные штуцера выполнены сдвоенными с целью снижения усилия на ось

8 от воздействия потоков, неподвижные элементы 15 и 16 установлены по конусам полых цилиндров 17 и 18, которые соосно и с зазором 19 и 20 помещены в корпусе 6. Полости 21 ци. — . линдров 17 и 18 через патрубки 22 и

23 сообщены соответственно с вышележащим пластом 24 и нижележащим 25 через зазоры 26 и 27.

С -целью уменьшения гидравлических потерь и предотвращения загрязнения винтовой нарезки в.корпусе 6 установлены отбойники струи 28 и 29 с сальниками. В корпусе 6 помещены глухая перегородка 30 с подшипником и перегородка 31 с отверстиями и подшипником. Пласт 25 сообщен с зазором 7 через отверстия 32.

Для извлечения устройства на поверхность предусмотрены выступы 33 в корпусе 6. Герметичность посадки уст3 13303 ройства на устье скважины достигается уплотнениями 34-36.

Устройство работает следующим образом.

Продукция вышележащего пласта 24

5 по зазору 26 через патрубок 22 попадает в полость 21 цилиндра забойного штуцера ° Часть потока из полости 21 через зазор 37 поступает на ротор гид-10 равлической турбинки 13, а другая часть из этой же полости через зазор

38, отразившись от отбойника струи

-28, через зазор 19 также поступает на ротор гидравлической турбинки 13 и поворачивают ее вправо.

Одновременно из нижележащего пласта 25 продукция по зазору 27 через патрубок 23 поступает в полость 21 цилиндра, из которого часть потока через зазор 39, а другая часть через зазор 40, отразившись от отбойника

29, через зазор 20 поступает на ротор гидравлической турбинки 14 и поворачивает ее влево. 25

Роторы гидравлических турбинок могут быть конструктивно выполнены аналогично турбинам гидростанций, гребным винтам, роторам расходомеров и т.д., но наиболее полно отвечающим условиям работы ротора в предлагаемом устройстве соответствует конструкция многоступенчатой турбины осевого типа турбобура.

Так как роторы гидравлических турбинок 13 и 14 закреплены на одной оси 8, вращение последней в ту или другую сторону зависит от разности вращающего момента, т.е. вращает ось 8 .та турбинка, вращающий момент

40 которой больше, а следовательно, и поток жидкости больше. Одновременно с осью вращается винтовая нарезка 9 устройства, (" болт" ), взаимодействующая с нарезкой (" гайкой" ) в перегородке 10 (фиг. 2).

Так как ось 8 выполнена с возможностью осевого перемещения, а нарезка 9 неподвижна, то в результате вращения ось З.перемещается относительно винтовой нарезки 9 в неподвижной перегородке 10, а следовательно, относительно корпуса 6 вверх или вниз, при этом одновременно перемещаются подвижные элементы 11 и 12 сдвоенных забойных штуцеров.

Осевое перемещение подвижных элементов 11 и 12 приводит к уменьшению зазоров 37, 38 или 40, 39 забойного

4 штуцера, .через ко вторый поступает жидкость больше установленного соотношения объемов отбираемых из пластов жидкостей и одновременно к увеличению зазоров 40,39 или 37,38 противоположного штуцера и, следовательно, к увеличению потока. Вращение оси

8 продолжается до выравнивания вра.— щающих моментов от воздействия потоков на роторы гидравлических турбинок 13 и 14, т.е. до восстановления заданного соотношения объемов. .Функциональное назначение оси 8 обеспечить передачу вращающего момента от ротора гидравлической турбинки или разность вращающих моментов от роторов винтовой нарезке 9, а также для закрепления на ней подвижных элементов 11 и 12.

Назначение подвижных элементов

12 и 11 — уменьшать или увеличивать зазоры 37-40 и тем самым регулировать объемы поступающей жидкости из пластов в скважину.

Продукция верхнего пласта 24, пройдя ротор гидравлической турбинки 13, через отверстия в перегородке 31 поступает в полость колонны лифтовых труб 2. Продукция нижнего пласта 25, пройдя ротор гидравлической турбинки

14, отражается от отбойника 30 и через отверстия 32 и зазор 7 также поступает в полость лифтовой трубы 2 и далее совместно с потоком продукции из вышележащего пласта 24 по устьевой обвязке 1 через устьевой штуцер

5.поступает в выкидную линию. Поверхностным штуцером 5 регулируют суммарный отбор жидкости из пластов.

При разработке двух пластов могут возникнуть следующие варианты отборов жидкости: отбираемые объемы жидкости иэ пластов равны,, отбираются объемы жидкости при постоянном соотношении, не равном 1:1 соотношение отбираемого объема жидкости из одного пласта поддерживается постоянным по отношению к поступающему (нерегу-. лируемому) объему жидкости иэ другого пласта (такой режим может возникнуть при эксплуатации ниэкодебитного и высокодебитного пластов, причем регулировать (ограничивать) объем поступающей жидкости из ниэкодебитного пласта нецелесообразно).

I В зависимости от выполняемых функций конструкция устройства имеет следующие основные особенности;

5 1ЗЗОЗ

Параметры деталей 11, 12, 15 и 17 должны быть соответственно аналогичны деталям 12, 14, 16 и 18, также аналогичны должны быть корпуса рото5 ров (статоры) гидравлических турбинок, В этом случае скорость потоков жидкости, а также усилия, поворачивающие турбинку 13 вправо, а турбинку 14 влево, — одинаковые, вращаться ось 8 не будет.

Диаметры (параметры) роторов гидравлических турбинок или их корпусов (статоров) должны быть подобраны таким образом, чтобы при заданных объемах поступающей жидкости вращающие моменты роторов были бы одинаковыми. для э тОГ О случая пр едполОжим чт О из нижележащего пласта 25 объем поступающей жидкости увеличился, В этом случае скорость потока, а следовательно, и усилие, поворачивающее турбинку 14 влево, больше усилия от потока жидкости из пласта 24 и ось 8 начинает вращаться влево, одновременно перемещаясь вниз, при этом зазоры

40 и 39 уменьшаются, а зазоры 37 и

38 увеличиваются до равенства объемов потока жидкости, воздействующих на лопасти турбинок 14 и 13 и заданные соотношения восстанавливаются.

При необходимости отборов жидкости при другом соотношении в предлагаемом устройстве достаточно изменить соответствующим образом параметры ротора одной из гидравлических турбинок таким образом, чтобы моменты вращения обеих турбинок были одинаковы40 ми при заданном соотношении объемов отбираемых жидкостей из пластов.

В последнем случае в потоке жидкости, поступающей из нерегулируемого пласта, забойный штуцер не ставится.

Формул а изобретения

1. Устройство для эксплуатации двух пластов одной скважиной, включающее устьевую обвязку, колонну лифтовых труб, пакер для разобщения пластов, забойные штуцера с подвижными регулирующими элементами и механизм управления ими, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности эксплуатации скважины путем автоматического поддержания заданного соотношения объемов отбираемых из пластов жидкостей, оно снабжено установленным внутри колонны лифтовых труб корпусом, внутри которого размещен механизм управления забойными штуцерами, выполненный в виде двух установленных на оси роторов гидравлических турбинок с противоположным направлением вращения, причем подвижные регулирующие элементы забойных штуцеров жестко закреплены на оси роторов, установленной с возможностью вращательного и осевого перемещения.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования соотношения расходов добываемых жидкостей, оно снабжено установленными с зазором в корпусе полыми цилиндрами с радиальными отверстиями, по концам каждого цилиндра размещены забойные штуцера,, причем полость каждого цилиндра гидравлически связана с пластом.

3. Устройство по п. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы, оно снабжено установленной внутри корпуса между цилиндрами перегородкой с резьбовым отверстием, а ось имеет ответную резьбу для возможности взаимодействия с перегородкой.

1 330305

О ф а2

Составитель В.Борискина

Редактор Н.Горват Техред В.Кадар

Корректор Н ° Король

Заказ 3551(34 Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4