Установка для сбора и транспортирования продукции нефтяных скважин

 

Изобретение относится к области добычи и транспорта нефти и может быть использовано для транспортирования газожидкостной смеси нефтяных скважин. Техническим результатом изобретения является предотвращение загрязнения окружающей среды и упрощение технологической схемы дожимной насосной станции. Предлагается использовать многофазные штанговые насосы, устанавливаемые либо в специально оборудованном зумпфе, либо в ликвидированной скважине, имеющей смонтированное устьевое оборудование и свободное пространство в верхней части обсадной колонны скважины. В качестве многофазного штангового насоса применяется плунжерный насос с нагнетательным клапаном-штоком. Техническое решение может найти применение на небольших отдаленных нефтяных месторождениях и на отдаленных кустах, когда строительство дожимных насосных станций в полном объеме нецелесообразно. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области добычи и транспорта нефти и может быть использовано для транспортирования газожидкостной смеси нефтяных скважин.

Известна установка для перекачки газожидкостной смеси, включающая цилиндры с поршнями и клапанами, привод с емкостью рабочей жидкости, причем в качестве привода использован напорный насос /ПМ N 3790 Россия, F 04 B 19/06, 1997/.

Недостатком установки является низкая производительность перекачки газожидкостной смеси, определяемой производительностью напорного насоса и газовым фактором.

Известна дожимная насосная установка, включающая центробежный насос, вход которого соединен с емкостным сепаратором, а выход с напорным трубопроводом, причем сепаратор соединен с факельным устройством /Бустерный насос-компрессор для ликвидации факела нефтяного газа. И.В. Белый, Р.Г. Карпов, Ю.С. Лопатин и др./ Нефт. Х-во. - 1994. - N 9. - С. 60/.

Недостатком установки является то, что наличие в нефти газа приводит к резким колебаниям момента сопротивления двигателя в результате чего он выходит из строя, поэтому газ выделяют из нефти и направляют на факельное устройство. При этом происходит загрязнение окружающей среды и потери газа.

Известно устройство для перекачки продукции скважин, включающее насос с приемным коллектором, по крайне мере одну компрессорную камеру с впускным коллектором, сепаратор с жидкостным и газовым патрубками /патент 21009985, Россия, F 04 B 23/10, 1998/.

Недостатками устройства являются низкая производительность по газу, а также то, что при давлении выше некоторого значения /0,4 МПа/ загазовываются компрессорные камеры и часть газа необходимо направить на факельное устройство.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является установка для сбора и транспортирования продукции нефтяных скважин, включающая сеть сборных трубопроводов от скважин, напорный трубопровод до установки подготовки нефти и насосную установку, размещенную между сетью сборных трубопроводов и напорным трубопроводом /патент 2105336, Россия, F 17 D 1/00, 1998/.

Недостатками установки являются сложность и неэкономичность реализации ее для небольших нефтяных месторождений и отдаленных от установки подготовки нефти кустов или скважин.

Целью изобретения является исключение сжигания газа на факельных устройствах на дожимных насосных станциях небольших месторождениях нефти, а также на отдаленных от дожимной станции кустах, упрощение технологической схемы станции.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для сбора и транспортирования продукции нефтяных скважин, включающая сеть сборных трубопроводов от скважин, напорный трубопровод до установки подготовки нефти и насосную установку, размещенную между сетью сборных трубопроводов и напорным трубопроводом, насосная установка выполнена с применением многофазных штанговых насосов, установленных в зумпфах, каждый из которых оборудован трубой большого диаметра с заглушкой на нижнем конце и устьевым оборудованием скважин на верхнем конце, боковой отвод которого, сообщающийся с межтрубным пространством, соединен с сетью сборных трубопроводов, а боковой отвод устьевого оборудования, сообщающийся с внутренней полостью насосно-компрессорной трубы, соединен с напорным трубопроводом, причем в качестве привода многофазного штангового насоса применен станок-качалка, полированный шток которого соединен непосредственно со штоком многофазного штангового насоса. В качестве многофазного штангового насоса применен плунжерный насос с нагнетательным клапаном-штоком. Многофазный штанговый насос дополнительно устанавливают в зумпфе или ликвидированной скважине, расположенных на кусту. Ликвидированная скважина имеет смонтированное устьевое оборудование и свободное пространство в верхней части обсадной колонны. Установка дополнительно снабжена струйным насосом, установленным на напорном трубопроводе, и расширительной камерой, размещенной между сетью сборных трубопроводов и насосной установкой, причем газовое пространство расширительной камеры соединено со струйным насосом.

Сущность данного технического решения заключается в том, что для перекачивания газожидкостной смеси по одной трубе предлагается использовать многофазные штанговые насосы, устанавливаемые либо в специально оборудованном зумпфе, либо в ликвидированной скважине, имеющей смонтированное устьевое оборудование и свободное пространство в верхней части обсадной колонны. Такие насосные установки могут быть установлены как на дожимных насосных станциях /ДНС/, так и на кустах. Техническое решение может найти применение на небольших отдаленных нефтяных месторождениях и на отдаленных кустах, когда строительство ДНС в полном объеме экономически не целесообразно.

На чертеже приведена технологическая схема установки для сбора и транспортирования продукции нефтяных скважин.

Установка содержит сеть сборных трубопроводов 1, соединенных с кустами нефтяных скважин 2 и расширительной камерой 3, насосную установку 4, выполненную с применением многофазных штанговых насосов 5 /на чертеже показан только один насос/, установленных в зумпфах 6, каждый из которых оборудован трубой большого диаметра /1 - 1,2 м/ 7 с заглушкой на нижнем конце 8 и устьевым оборудованием 9 на верхнем. Многофазный насос 5 крепится на насосно-компрессорной трубе 10, соединенной с устьевым оборудованием 9, боковой отвод 11 которого, сообщающийся с межтрубным пространством 12, соединен при помощи газожидкостной линии 13 с расширительной камерой 3. Боковой отвод 14 устьевого оборудования 9, сообщающийся с внутренней полостью 15 насосно-компрессорной трубы 10, соединен через вихревой насос 16 с напорным трубопроводом 17. Вихревой насос 16 посредствам газовой линии 18 соединен с газовым пространством 19 расширительной камеры 3. В качестве привода многофазного штангового насоса 5 применен станок-качалка 20, полированный шток 21 которого соединен непосредственно со штоком 22 многофазного штангового насоса. По напорному трубопроводу 17 газожидкостная смесь поступает на установку подготовки нефти 23. В качестве многофазного штангового насоса 5 может быть применен плунжерный насос с нагнетательным клапаном /Скважинный штанговый насос для откачки газированной жидкости /Рустамов Э.М. и др. // Азерб. нефт. х-во. - 1989. - N 4. - С. 35-37/. Сущность перекачки газожидкостной смеси плунжерным штанговым насосом с нагнетательным клапаном-штоком заключается в том, что газожидкостная смесь циклично протекает через клапан-шток и вытесняется в напорный трубопровод.

Многофазный штанговый насос может быть установлен дополнительно в аналогичном зумпфе или в ликвидированной скважине, имеющей устьевое оборудование, расположенных на отдаленных кустах. Схема установки при этом не изменяется.

Разделительная камера 3 выполнена в виде цилиндрической емкости из трубы большого диаметра, установленной горизонтально.

Установка работает следующим образом. Газонефтяная смесь от кустов 2 по сборным трубопроводам 1 подается в расширительную камеру 3. Основная часть этой смеси через газожидкостную линию 13, боковой отвод 11, межтрубное пространство 12 поступает на вход многофазного насоса 5. С выхода насоса 5 газожидкостная смесь через внутреннюю полость 15 насосно-компрессорной трубы 10, отвод 14 поступает на вход вихревого насоса 16. При этом в вихревом насосе 16 образуется разряжение, под действием которого отсасывается часть газа из разделительной камеры 3. По напорному трубопроводу 17 газожидкостная смесь подается на установку подготовки нефти 23, Производительность такой насосной установки, собранной на многофазных скважинных насосах /при применении четырех насосов/ составляет около 800 м³/сут, что соответствует суммарному дебиту кустов небольших месторождений нефти. Для уменьшения пульсации давления в напорном трубопроводе станки-качалки работают соответствующим временным сдвигом, либо в противофазе, когда имеется четное число станков-качалок. Применение разделительной камеры 3 уменьшает газовую нагрузку на многофазный насос 5 и увеличивает суммарную производительность установки.

Таким образом, снабжение установки многофазными штанговыми насосами, установленными в специально оборудованных зумпфах /или ликвидированных скважинах/, разделительной камерой и вихревым насосом обеспечивает возможность транспортирования по одному трубопроводу газожидкостной смеси. При этом отпадает необходимость в строительстве газопровода или сжигать газ на факельных устройствах. Это особенно выгодно для небольших месторождений нефти и отдаленных кустов и скважин.

Формула изобретения

1. Установка для сбора и транспортирования продукции нефтяных скважин, включающая сеть сборных трубопроводов от скважин, напорный трубопровод до установки подготовки нефти и насосную установку, размещенную между сетью сборных трубопроводов и напорным трубопроводом, отличающаяся тем, что насосная установка выполнена с применением многофазных штанговых насосов, установленных в зумпфах, каждый из которых оборудован трубой большого диаметра с заглушкой на нижнем конце и устьевым оборудованием на верхнем конце, боковой отвод которого, сообщающийся с межтрубным пространством, соединен с сетью сборных трубопроводов, а боковой отвод устьевого оборудования, сообщающийся с внутренней полостью насосно-компрессорной трубы, соединен с напорным, причем в качестве привода многофазного штангового насоса применен станок-качалка, полированный шток которого соединен непосредственно со штоком многофазного штангового насоса.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве многофазного штангового насоса применен плунжерный насос с нагнетательным клапаном - штоком.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что многофазный штанговый насос дополнительно устанавливают в зумпфе или ликвидированной скважине, расположенных на кусту, причем ликвидированная скважина имеет смонтированное устьевое оборудование и свободное пространство в верхней части обсадной скважины.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена струйным насосом, установленным на напорном трубопроводе, и расширительной камерой, размещенной между сетью сборных трубопроводов и насосной установкой, причем газовое пространство расширительной камеры соединено со струйным насосом.

РИСУНКИ

Рисунок 1