Скважинная система и погружная гидромашина для добычи текучих сред
Изобретение относится к скважинным системам для добычи различных текучих сред, в частности для одновременной добычи из нескольких продуктивных пластов. Обеспечивает одновременную добычу текучих сред из разных продуктивных пластов при независимом управлении этой добычей в различных пластах. Сущность изобретения: система включает в себя обсадную трубу и проходящую в ней насосно-компрессорную трубу, между которыми образованы отдельные изолированные полости. Каждая из них сообщена посредством перфораций с соответствующим продуктивным пластом. Причем в каждой изолированной полости предусмотрена по меньше мере одна содержащая мотор и насос гидромашина, насос которой присоединен к насосно-компрессорной трубе и сообщен с соответствующей изолированной полостью. Мотор присоединен к питающей гидравлической линии. При этом гидромашины в различных изолированных полостях выполнены с возможностью независимого регулирования. Мотор и насос по меньшей мере одной гидромашины выполнены с возможностью эксплуатации в режиме гидромотора для привода насоса или соответственно мотора для эксплуатации в режиме насоса этой гидромашины и направления добываемой среды насосом в насосно-компрессорную трубу в независимости от режима его эксплуатации. Изобретение касается также погружной гидромашины для добычи текучих сред. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение касается скважинной системы для добычи текучих сред, в частности для одновременной добычи из различных геологических продуктивных пластов. Кроме того, изобретение касается погружной гидромашины для добычи текучих сред.
Известно, что при эксплуатации нефтяной скважины с течением времени изменяется механизм добычи нефти. В большинстве случаев вначале добыча осуществляется за счет естественного давления в продуктивном пласте (фонтанная эксплуатация). Со временем давление в пласте падает и поэтому необходимо оборудование для механизированной добычи нефти.
В настоящее время добыча нефти может осуществляется последовательной разработкой отдельных продуктивный пластов, если скважина пересекает несколько слоев, потенциально пригодных для добычи нефти. При этом недостатком является то, что при переходе от одного продуктивного пласта к другому требуется значительное время, и возникают дополнительные затраты на переналадку оборудования. Кроме того, по мере разработки отдельного продуктивного пласта объем добываемой нефти может уменьшаться, что приводит к значительному сокращению производительности скважины. При этом продолжение добычи нефти из этого продуктивного пласта может вызывать снижение рентабельности скважины, а переход к разработке следующего продуктивного пласта приводит к неполной выработке этого пласта. Дополнительно недостатком при последовательной разработке является то, что ввиду отсутствия сведений о добыче из других пластов проблематично прогнозирование производительности скважины в будущем, а следовательно, экономической целесообразности разработки этой скважины.
Дополнительно следует отметить, что оборудование на стадии фонтанной эксплуатации скважины и оборудование на стадии механизированной добычи должно быть разным. Поэтому при смене способа добычи нефти оборудование для фонтанной эксплуатации извлекается и заменяется оборудованием для механизированной добычи нефти. Подобная замена оборудования связана с большими затратами времени и является весьма дорогостоящей операцией особенно для морских скважин.
Другим способом добычи является смешанная добыча из различных пластов в виде одного потока и выкачивание на поверхность посредством одного скважинного насоса. В этом случае невозможно контролировать происхождение добываемых текучих сред. Производительность каждого индивидуального пласта зависит от различных параметров, таких как давление, вязкость текучих сред, пропускающая способность каждого пласта. В другом случае какой-нибудь пласт может начать производить слишком много воды или газа. Однако определить, какой именно пласт производит эти нежелательные текучие среды, невозможно. Также невозможно осуществлять надлежащий контроль производительности от пласта к пласту.
При механизированной добыче нефти наиболее широкое применение нашли электропогружные насосы. Однако данные насосы имеют ряд недостатков:
- быстрый износ деталей из-за высоких скоростей вращения и воздействия твердых частиц, содержащихся в добываемой жидкости;
- плохо работает с газом, который ограничивает производительность насоса и даже может стать причиной выхода насоса из строя;
- большая длина затрудняет монтаж и увеличивает связанные с ним затраты;
- большая масса насоса, обуславливающая его высокую инерционность;
- отсутствие возможности определения подачи жидкости через насос, так как она зависит от ряда параметров жидкости;
- низкая надежность вследствие высоких скоростей вращения и значительной массы, а также наличия у электрического двигателя насоса высокого напряжения и большого тока в масле, что может быть причиной выхода электродвигателя из строя.
В соответствии с вышеизложенным одной задачей заявленного изобретения является разработка скважинной системы для добычи текучих сред, которая позволяет одновременную добычу нефти из нескольких продуктивных пластов с возможностью управления добычей в каждом отдельном пласте. Другая задача состоит в предоставлении погружной гидромашины для добычи текучих сред, которая устраняет недостатки электропогружных насосов, позволяет управление добычей и пригодна для эксплуатации как в режиме фонтанной эксплуатации скважины, так и в режиме механизированной добычи.
Поставленная задача решается посредством скважинной системы для добычи текучих сред, включающей в себя обсадную трубу и проходящую в ней насосно-компрессорную трубу, между которыми образованы отдельные изолированные полости, каждая из которых сообщается посредством перфораций с соответствующим продуктивным пластом, причем в каждой изолированной полости к насосно-компрессорной трубе присоединена гидромашина, образованная мотором и насосом, при этом гидромашины в различных изолированных полостях выполнены с возможностью независимого регулирования.
Подобное согласование с каждым продуктивным пластом соответствующей гидромашины позволяет осуществлять разработку сразу нескольких продуктивных пластов, причем ввиду независимого регулирования каждой гидромашины указанные пласты могут разрабатываться независимо друг от друга и с желаемым для каждого пласта объемом добычи.
Независимое регулирование соответствующей гидромашины предпочтительно может осуществляться отдельным блоком управления. Блок управления может регулировать как питание мотора соответствующей гидромашины, так и производительность этого мотора.
Регулирование питания мотора может представлять собой изменение частоты вращения вала. Если мотор представляет собой электромотор, то частота вращения вала может регулироваться блоком управления посредством изменения частоты питающего тока, силы тока, сопротивления, напряжения или тому подобного. Обычно техника регулирования скорости зависит от типа мотора: например, изменение частоты является наиболее распространенной техникой регулирования трехфазных электродвигателей переменного тока, тогда как регулирование входного напряжения используется в большей степени для контроля скорости электродвигателя постоянного тока. Средства и методы для подобного регулирования электромоторов являются широко известными из уровня техники и здесь более подробно не описываются. Если в скважине установлено несколько моторов, то необходимо независимое управление, которое может быть осуществлено за счет прокладки независимого кабеля с поверхности для каждого мотора. Если мотор представляет собой гидромотор, то частота вращения вала может регулироваться блоком управления посредством изменения количества, скорости или т.п. подаваемой в мотор рабочей жидкости.
Для реализации указанного регулирования гидромотора блок управления может включать в себя установленный в гидравлической линии гидромотора регулируемый дроссель и/или постоянный дроссель или тому подобное. В простейшем случае блок управления представляет собой постоянный дроссель или регулируемый дроссель. Регулируемые дроссели и способы их регулирования широко известны из уровня техники и их более подробное описание здесь не приводится. Эти дроссели увеличивают перепад давления в потоке к этому мотору. Это увеличение давления дает преимущество для потока к другому мотору.
Мотор гидромашины может быть выполнен в виде гидромотора с эксцентричным расположением приводного вала относительно корпуса этого гидромотора. В этом случае может быть предпочтительно регулирование объемной характеристики гидромотора с помощью регулирования величины эксцентриситета. В этом случае блок управления включает в себя узел шток-гидроцилиндр, узел зубчатой передачи (например, зубчатая рейка - зубчатые колеса или т.п.) или тому подобное средство, выполненное с возможностью воздействия на вал мотора с целью изменения его эксцентриситета относительно корпуса мотора.
В одном варианте осуществления изобретения питание моторов может осуществляться посредством отдельной питающей линии для каждого мотора. Это позволяет управление каждым мотором посредством его собственного блока управления, который предпочтительно установлен на поверхности. Установка блока управления на поверхности позволяет более оптимально использовать внутреннее пространство скважины, а также обеспечивает возможность использования любого регулировочного оборудования без необходимости учета его габаритов. Альтернативно в некоторых случаях каждый блок управления может устанавливаться в соответствующем моторе. Это может позволить упростить монтаж скважинного оборудования, поскольку блок управления может быть объединен с мотором при заводской сборке всей гидромашины. Кроме того, наряду с простотой монтажа имеется также экономия времени на его осуществления, поскольку устраняется необходимость в монтаже на поверхности оборудования для регулировки мотора.
В другом варианте осуществления изобретения регулирование подачи может быть осуществлено посредством одной единственной питающей линии для всех гидромашин. В этом случае в каждом моторе установлен соответствующий блок управления. Преимущества подобного выполнения описаны выше для варианта с единой питающей линией.
Очевидно, что питающая линия (как единая для всех моторов, так и отдельная для каждого мотора) при использовании в гидромашинах электромоторов представляет собой электрический кабель, а при использовании в гидромашинах гидромоторов - гидравлическую питающую линию. Следует отметить, что как в случае единой питающей линии, так и в случае отдельных питающих линий для каждого мотора при установке блока управления в соответствующем моторе для его регулирования может быть предусмотрена специальная линия управления, проведенная с поверхности. Однако возможны и любые другие пригодные для этого варианты.
Для специалиста должно быть понятно, что описанные выше варианты регулировании гидромоторов гидромашин в равной степени пригодны для регулирования насосов гидромашин. Также для специалиста должно быть понятно, что средства регулирования, описанные для регулирования гидромоторов, в равной мере применимы и для насосов.
В пределах одной гидромашины насос и мотор могут быть установлены как на одном общем валу, так и на своих отдельных валах. Отдельные валы могут быть соединены друг с другом посредством средств сцепления. Средства сцепления могут включать в себя, например, по меньшей мере одно сцепление (муфту), которое может быть фрикционным, гидравлическим, механическим или тому подобным средством. В этом случае регулирование гидромашины может быть осуществлено посредством регулирования указанных средств сцепления. Регулирование сцепления (муфты) является широко известным из уровня техники и здесь дополнительно не поясняется.
В качестве насоса гидравлической машины предпочтительно использование объемного роторного агрегата. В этом случае нагнетаемый таким насосом поток не зависит от давления в насосно-компрессорной трубе, за счет чего устранена эрозия системы, которая имеет место в случае электропогружного насоса. Роторный объемный насос ввиду указанного ранее регулирования работает с заданной скоростью, что позволяет определить суммарную подачу каждого насоса. Кроме того, насос может быть оборудован датчиком для регулирования его производительности. Этот датчик насоса может предоставлять информацию о скорости потока и объеме добываемой нефти, что дополнительно увеличивает точность измерения подачи каждого насоса. Наряду с информацией о скорости и объеме потока данный датчик насоса может выдавать информацию о составе добываемой нефти. Информация о составе может представлять собой как точный состав добываемой нефти, так и содержание в ней отдельных составляющих, в частности содержание воды, газа или т.п. Альтернативно датчик насоса может предоставлять информацию только о некоторых из указанных параметров. В качестве подобных датчиков могут быть использованы Schlumberger Flow-Watcher/Flow Tester, Rosemount 405, Daniel 1500, Cole-PARMER (IE EW-32715-16), Krone-mar ALTOSONIC, EESIFLO EASZ-3000, Schlumberger PSP, EXPRO-Group или т.п.
Измерение потока через каждый насос помогает задать оптимальную настройку каждого насоса. Это особенно важно, если используется насос с лопастными (пластинчатыми) колесами. В случае такого насоса является сложным отношение между скоростью потока и давлением нагнетания. Так, если несколько насосов нагнетают добываемую текучую среду в одну и ту же насосно-компрессорную трубу, то работа насоса довольно чувствительна к точной характеристике каждого насоса. В предельном случае один насос может быть даже блокирован при незначительной разнице его производительности и производительности другого насоса.
Предпочтительно как в качестве насоса, так и в качестве мотора, в частности гидромотора, гидромашины можно использовать объемный роторный агрегат. В этом случае насос и мотор могут быть взаимозаменяемы, т.е. выполнять функции как мотора, так и насоса. В обычном режиме с поверхности в мотор через гидравлическую линию подается рабочая жидкость. Рабочая жидкость может представлять собой дегазированную очищенную от песка нефть, масло или т.п.Рабочая жидкость может приводить мотор, который в свою очередь приводит насос. Насос начинает всасывать нефть из продуктивного пласта и нагнетать ее в насосно-компрессорную трубу. Подобная эксплуатация гидравлической машины осуществляется на стадии механизированной добычи нефти. В случае фонтанирующей эксплуатации продуктивного пласта эта гидромашина действует как система управления потоком типа глубинного клапана. Наличие в продуктивном пласте естественного давления способствует нагнетанию нефти в насос, который начинает функционировать в качестве мотора. Вследствие этого насос приводит мотор, который засасывает рабочую жидкость с поверхности через вспомогательную линию и нагнетает ее в гидравлическую линию. За счет дросселирования этого потока, например посредством установленного в гидравлической линии дросселя, мотор может "тормозить" или замедлять насос для снижения продуктивности пласта до требуемого уровня. В этом случае дроссель должен быть предпочтительно установлен в нагнетательной линии мотора, так что текучая среда засасывается тормозной машиной через гидравлическую линию, и затем текучая среда проходит через регулирующий дроссель: это устранило бы возможный кавитационный эффект за счет ограничения потерь давления во всасывающей части системы. В некоторых случаях поток добываемой нефти из данного продуктивного пласта может быть даже полностью заблокирован, например, за счет использования установленного на поверхности оборудования для нагнетания рабочей жидкости через вспомогательную линию. Таким образом, подобная конструкция гидромашины позволяет ее использование как на стадии фонтанирующей эксплуатации скважины, так и на стадии механизированной добычи, что является существенным преимуществом соответствующей изобретению скважинной системы. Вследствие этого значительно повышается экономичность, поскольку устранены расходы на замену оснастки при переходе с одного способа добычи на другой и затраты времени на эту замену. Кроме того, использование в качестве дросселирующей жидкости чистой жидкости, которая поступает с поверхности, а не добываемой жидкости (нефти) с твердыми частицами (песком), дополнительно повышает долговечность системы, поскольку устранена эрозия.
В другом варианте осуществления вспомогательная линия может быть исключена, например, если заявленная скважинная система используется для механизированной добычи нефти. При отсутствии вспомогательной линии прошедшая через мотор рабочая жидкость смешивается с добываемой нефтью и возвращается на поверхность через насосно-компрессорную трубу. Альтернативно рабочая жидкость может нагнетаться мотором вниз через кольцевой зазор между насосно-компрессорной трубой и обсадной трубой и далее возвращаться на поверхность через насосно-компрессорную трубу при работе насоса.
Дополнительное преимущество выполнения гидромашины из двух объемных роторных агрегатов (насос и мотор) состоит в том, что по меньшей мере часть выпускаемой мотором рабочей жидкости может подаваться в насос. Подобная подача возможна по отдельному трубопроводу между мотором и насосом или через канал (отверстие) между ними. Как в указанном отдельном трубопроводе, так и в указанном канале может использоваться клапан, предпочтительно клапан одностороннего действия, или тому подобные средства для предотвращения обратного потока из насоса в мотор. Таким образом, внутри насоса всегда имеется избыточный объем жидкости, который предотвращает воздействие газа, которое может блокировать всасывающее действие, или ограничивает образование внутри насоса мертвых объемов, которые снижают его производительность. Это имеет особенное преимущество в случае высокого содержания газов в добываемой нефти.
В качестве указанного выше объемного роторного насоса/мотора может найти применение лопастной (пластинчатый) насос, винтовой насос, лабиринтный насос или тому подобные насосы, а также их различные модификации. Одной из модификаций является роторный насос с деформируемыми роликами, который представляет собой модификацию лопастного (пластинчатого) насоса. Роторный насос с деформируемыми роликами включает в себя:
полый корпус, содержащий боковую и торцевые стенки;
вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, причем расстояние между боковой стенкой корпуса и валом является переменным;
деформируемые ролики, расположенные и перемещаемые при вращении вала между боковой стенкой корпуса и валом с максимальной деформацией в области минимального расстояния между боковой стенкой корпуса и валом, и
герметичные полости, каждая из которых образована двумя смежными роликами, боковой и торцевыми стенками корпуса и валом, причем герметичные полости выполнены с возможностью сообщения с отверстием всасывания при увеличении их объема и с возможностью сообщения с отверстием нагнетания при уменьшении их объема.
Подобный насос обладает малыми габаритами и массой, не имеет частей, вращающихся с большой скоростью, и обеспечивает перемещение добываемой среды отдельными объемами, вследствие чего при его использовании устраняются проблемы, связанные с использованием электропогружных насосов. Кроме того, в подобном роторном насосе устранены обратные потоки, что существенно повышает его производительность.
Другая задача изобретения решается посредством погружной гидромашины для добычи текучих сред, которая содержит:
первый рабочий агрегат, выполненный в виде роторного объемного агрегата, имеющего сообщающееся с окружающей средой отверстие всасывания и отверстие нагнетания для сообщения с насосно-компрессорной трубой; и
второй рабочий агрегат, соединенный с первым рабочим агрегатом и имеющий входное и выходное отверстия для подсоединения питающей гидравлической линии рабочей жидкости этого агрегата;
каждый указанный агрегат выполнен с возможностью эксплуатации в режиме гидромотора для привода соответствующего другого указанного агрегата для его эксплуатации в режиме насоса;
причем первый агрегат выполнен с возможностью направления потока добываемой среды от отверстия всасывания к отверстию нагнетания вне зависимости от режима его эксплуатации.
Различные варианты осуществления и преимущества данной гидромашины, по существу, следуют из приведенного выше описания.
Далее примерный вариант осуществления заявленного изобретения описывается более подробно, посредством чертежей, на которых показано:
фиг.1 - скважинная система с несколькими гидромашинами;
фиг.2 - гидравлическая машина с боковым расположением насосно-компрессорной трубы;
фиг.3 - гидравлическая машина с центральным расположением насосно-компрессорной трубы;
фиг.4 - поперечное сечение объемного роторного насоса с деформируемыми роликами согласно одному варианту осуществления;
фиг.5 - поперечное сечение объемного роторного насоса с деформируемыми роликами согласно другому варианту осуществления;
фиг.6 - регулирование блока управления насоса посредством управляющего инструмента, опущенного в скважину через насосно-компрессорную трубу и подвешенного к кабелю.
На фиг.1 представлена соответствующая изобретению скважинная система. Скважинная система содержит обсадную трубу 1. В обсадной трубе 1 проходит насосно-компрессорная труба 2. Между обсадной трубой 1 и насосно-компрессорной трубой 2 установлены пакеры 3, которые образуют в скважине отдельные изолированные полости 4, соединенные с продуктивным пластом. Соединение этих изолированных полостей 4 с соответствующим продуктивным пластом осуществляется посредством перфораций 5, выполненных в обсадной трубе 1. В каждой изолированной полости 4 к насосно-компрессорной трубе 2 присоединена гидравлическая машина 6. Труба 2 может иметь боковое относительно центральной продольной оси обсадной трубы 1 расположение (см. фиг.2). Альтернативно труба 2 может проходит по центру. В этом случае предпочтительнее выполнять гидравлическую машину 6 с "кольцевой" конфигурацией (см. фиг.3), поскольку это позволит более оптимальное использование поперечного сечения скважины с точки зрения производительности насоса. В обоих случаях может быть предусмотрено несколько гидромашин 6. Некоторые продуктивные пласты 20 отделены друг от друга естественными изолирующими слоями 21.
Гидромашина 6 состоит из двух рабочих агрегатов, а именно насоса 7 в качестве первого рабочего и гидромотора 8 в качестве второго рабочего агрегата, которые в данном варианте осуществления установлены на одном общем валу. Насос 7 имеет по меньшей мере одно отверстие нагнетания, сообщающееся с насосно-компрессорной трубой 2, и по меньшей мере одно отверстие всасывания, сообщающееся с окружающей гидромашину 6 изолированной полостью 4. В показанном варианте осуществления предусмотрена единая питающая гидравлическая линия рабочей жидкости для мотора каждой гидромашины. Питающая гидравлическая линия рабочей жидкости мотора состоит из гидравлической линии 10 и вспомогательной линии (не показана), каждая из которых сообщается с соответствующим отверстием в соответствующем моторе и со своим или общим резервуаром на поверхности. Вспомогательная линия в отдельных случаях может быть устранена, например, если гидромашина используется только на стадии механизированной добычи. Мотор 8 оснащен блоком 9 управления для регулирования потока рабочей жидкости, поступающей в мотор 8 с поверхности через гидравлическую линию 10. Управление этим потоком, в свою очередь, позволяет регулирование подачей соответствующего насоса 7. После прохождения рабочей жидкости через мотор 8 она отводится через вспомогательную линию (не показана) на поверхность. Текучая среда из пласта перекачивается насосом из полости 4 и нагнетается в насосно-компрессорную трубу по пути 22.
Насос 7 представляет собой объемный роторный насос, один из вариантов которого представлен на фиг.4. Представленный на фиг.4 насос включает в себя полый корпус 12 с установленным внутри него с возможностью вращения валом 13. В образованном между валом и корпусом рабочем пространстве, имеющем переменную ширину, установлены деформируемые ролики 14. Переменная ширина здесь обеспечена вследствие эллиптического поперечного сечения корпуса и круглого поперечного сечения вала. Каждая пара смежных роликов ограничивает отдельную герметичную полость 15. Вследствие деформации роликов, обусловленной переменной шириной рабочего пространства, герметичные полости могут увеличиваться или уменьшаться в объеме. Каждая герметичная полость при увеличении своего объема сообщается с отверстием всасывания, а при уменьшении своего объема - с отверстием нагнетания. Аналогичную конструкцию имеет и мотор 8. Альтернативно переменная ширина может быть обеспечена за счет расположения вала с эксцентриситетом по отношению к корпусу (фиг.5). Должно быть понятно, что производительность за один оборот такого насоса может быть изменена за счет изменения эксцентриситета 16 (фиг.5) между вращающимся валом и корпусом. За счет такого регулирования скорость вращения машины может поддерживаться постоянной, тогда как скорость потока адаптируется к требуемому значению за счет изменения эксцентриситета 16. Это регулирование может быть достигнуто посредством настройки скважинной системы управления: в этом случае система управления не изменяет поток, подаваемый к мотору, а изменяет расположение вала насоса.
Каждый блок 9 управления обеспечивает независимое управление подачей соответствующей гидравлической машины. На фиг.6 показана возможность настройки нижнего блока 9 посредством дросселя, регулируемого за счет спускаемого по насосно-компрессорной трубе 2 кабельного инструмента 11. Этот инструмент 11 может представлять собой механический настроечный инструмент или инструмент с внутренним электрическим управлением. Остальные блоки 9 могут настраиваться аналогично или посредством других средств. В частности, регулирование блока может осуществляться посредством предварительно настроенного дросселя или изменения эксцентриситета машины, если используются гидромашины с эксцентричным расположением вала по отношению к корпусу или тому подобными средствами.
Насос 7 оборудован датчиком (далее - датчик насоса), который одновременно предоставляет информацию о составе, скорости и объеме добываемой нефти.
Заявленная скважинная система работает следующим образом. После установки в скважине соответствующей изобретению скважинной системы начинается процесс одновременной добычи нефти из нескольких пластов. На начальном этапе добыча нефти осуществляется в режиме фонтанной эксплуатации. Нефть под действием естественного давления в пласте нагнетается в насос 7 через всасывающее отверстие и, проходя через него, поступает в насосно-компрессорную трубу 2. Проходящая через насос 7 нефть заставляет его приводить в действие мотор 8, поскольку насос 7 и мотор 8 установлены в данном варианте осуществления на одном валу. Мотор 8 начинает работать в режиме насоса, т.е. всасывает через вспомогательную линию с поверхности дегазированную нефть и нагнетает ее в гидравлическую линию 10. В гидравлической линии 10 расположен дроссель, который может быть регулируемым или постоянным. За счет дросселирования дегазированной нефти осуществляется торможение мотора 8 и соответственно насоса 7. Вследствие такого регулирования устанавливается предварительно заданная продуктивность пласта. По мере падения давления пласта уменьшается давление нагнетания нефти в насос 7. По определенной датчиком насоса скорости потока, поступающего в насос, судят о необходимости дополнительного привода насоса 7. Когда подобная необходимость выявлена, с поверхности через гидравлическую линию 10 в мотор 8 осуществляют нагнетание дегазированной нефти. Мотор 8 приводит насос 7, который начинает всасывать нефть из продуктивного пласта и нагнетать ее в насосно-компрессорную трубу 2. Поскольку потребность в дополнительном приводе насоса 7 в каждом продуктивном пласте различается, то уровень подачи дегазированной нефти из единой гидравлической линии 10 в каждый мотор 8 настраивается блоком 9 управления каждого мотора 8. На фиг.6 в качестве одного из вариантов осуществления изобретения блок 9 управления верхнего мотора включает в себя предварительно настроенный на заданную величину дроссель, а блок 9 управления нижнего мотора 9 включает в себя регулируемый дроссель, который регулируется при помощи кабельного инструмента 11. Для специалиста очевидно, что в одной системе могут использоваться как одновременно оба варианта дросселей, так и только один из них.
Часть подаваемой в мотор 8 дегазированной нефти направляется в насос 7, чтобы обеспечить его полное заполнение и устранить образование в насосе мертвых объемов вследствие выделения из нефти пузырьков растворенного в ней газа.
Хотя приведенное выше описание относится к скважинной системе для добычи нефти, тем не менее, применение этой скважинной системы также возможно для добычи других текучих сред (жидкостей или газов). Какого-либо изменения скважинной системы для добычи других газов и жидкостей не требуется, поскольку заявленная система, использующая независимо регулируемые объемные роторные насосы, является универсальной.
Очевидно, что описанные выше варианты осуществления не должны рассматриваться в качестве ограничения объема патентных притязаний изобретения. Для любого специалиста в данной области техники понятно, что есть возможность внести множество изменений в описанные выше скважинную систему и соответственно погружную гидромашину без отхода от принципов изобретения, заявленного в формуле изобретения.
1. Скважинная система для добычи текучих сред, включающая в себя обсадную трубу и проходящую в ней насосно-компрессорную трубу, между которыми образованы отдельные изолированные полости, каждая из которых сообщена посредством перфораций с соответствующим продуктивным пластом, причем в каждой изолированной полости предусмотрена по меньше мере одна содержащая мотор и насос гидромашина, насос которой присоединен к насосно-компрессорной трубе и сообщен с соответствующей изолированной полостью, а мотор присоединен к питающей гидравлической линии, при этом гидромашины в различных изолированных полостях выполнены с возможностью независимого регулирования, причем как мотор, так и насос по меньшей мере одной гидромашины выполнены с возможностью эксплуатации в режиме гидромотора для привода насоса или соответственно мотора для эксплуатации в режиме насоса этой гидромашины и направления добываемой среды насосом в насосно-компрессорную трубу в независимости от режима его эксплуатации.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она имеет возможность независимого регулирования соответствующей гидромашины отдельным блоком управления, который выполнен с возможностью регулирования питания или производительности мотора этой гидромашины.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что блок управления выполнен с возможностью регулирования частоты вращения вала мотора гидромашины, который представляет собой гидромотор.
4. Система по п.2, отличающаяся тем, что блок управления выполнен с возможностью регулирования величины эксцентриситета между корпусом и валом мотора гидромашины, который представляет собой гидромотор.
5. Система по п.3, отличающаяся тем, что блок управления включает в себя расположенный в гидравлической линии гидромотора регулируемый или постоянный дроссель.
6. Система по п.4, отличающаяся тем, что блок управления включает в себя узел шток-гидроцилиндр, узел зубчатой передачи или тому подобное средство, выполненное с возможностью воздействия на вал гидромотора для изменения эксцентриситета.
7. Система по п.2, отличающаяся тем, что она имеет возможность питания мотора каждой гидромашины от единой питающей линии.
8. Система по п.2, отличающаяся тем, что она имеет возможность питания мотора каждой гидромашины от отдельной питающей линии.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что насос выполнен в виде роторного объемного агрегата.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что роторный объемный агрегат представляет собой лопастной-пластинчатый насос, или винтовой насос, или лабиринтный насос, или его модификацию.
11. Система по п.3 или 4, отличающаяся тем, что гидромотор представляет собой объемный роторный агрегат.
12. Система по п.11, отличающаяся тем, что роторный объемный агрегат представляет собой лопастной-пластинчатый насос, или винтовой насос, или лабиринтный насос, или его модификацию.
13. Система по п.11, отличающаяся тем, что гидромотор выполнен с возможностью торможения насоса в режиме фонтанной эксплуатации скважины.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что она имеет возможность торможения посредством дросселя в питающей линии гидромотора.
15. Система по п.11, отличающаяся тем, что гидромотор выполнен с возможностью подачи по меньшей мере части рабочей жидкости в насос.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый насос снабжен датчиком, выполненным с возможностью определения скорости, и/или объема, и/или состава добываемой среды.
17. Погружная гидромашина для добычи текучих сред, содержащая
первый рабочий агрегат, выполненный в виде роторного объемного агрегата, имеющего отверстие всасывания для сообщения с окружающей средой и отверстие нагнетания для сообщения с насосно-компрессорной трубой; и
второй рабочий агрегат, соединенный с первым рабочим агрегатом и имеющий входное и выходное отверстия для подсоединения питающей гидравлической линии рабочей жидкости этого агрегата;
каждый указанный агрегат выполнен с возможностью эксплуатации в режиме гидромотора для привода соответствующего другого указанного агрегата для его эксплуатации в режиме насоса,
причем первый агрегат выполнен с возможностью направления потока добываемой среды от отверстия всасывания к отверстию нагнетания вне зависимости от режима его эксплуатации.
