Установка подъема продукции из двухустьевой скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено, в частности, для добычи высоковязких нефтей и битумов. Обеспечивает упрощение и удешевление устройства, снижение его металлоемкости, повышение производительности, возможность отбора продукции из наиболее эффективного участка скважины, увеличение ресурса работы. Сущность изобретения: установка подъема продукции из двухустьевой скважины обсажена перфорированной в зоне продуктивного пласта эксплуатационной колонной, включает приводной узел с возможностью реверсивного перемещения, силовые тяги с поршневыми элементами, расположенными в скважине, и герметизаторы устьев, снабженные выкидными линиями. Поршневые элементы выполнены с возможностью непосредственного взаимодействия с эксплуатационной колонной, а приводной узел выполнен в виде двух расположенных у каждого устья тяговых устройств с возможностью их работы с регулируемым ходом синхронно в противофазе при помощи блока управления. Герметизаторы устьев выполнены с возможностью усиления обжима силовых тяг при их подъеме из скважины и снижения усилия поджима при ходе тяг в скважину. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено, в частности, для добычи вязких нефтей и битумов.

Известна «Насосная установка для откачки жидкости из скважины свабированием» (патент RU №2151916, F04B 47/02, опубл. бюлл. №18 от 27.06.2000 г.), включающая смонтированные на основании лебедку с гибким тяговым элементом и мачту, устьевое оборудование, сваб с грузами, соединенный с гибким тяговым элементом, эхолот для измерения уровня жидкости в скважине, размещенный в устьевом оборудовании, датчик перемещения и скорости сваба и приборную панель контроля технологических параметров откачки, отличающаяся тем, что приборная панель насосной установки включает индикаторы высоты захваченного и поднятого столбов жидкости, индикатор суммарного объема поднятой жидкости и регистратор направления движения сваба, связанный с датчиком перемещения и скорости сваба, причем индикатор высоты захваченного столба жидкости связан через алгебраический сумматор с датчиком перемещения и скорости сваба, эхолотом и регистратором направления движения сваба, индикатор высоты поднятого столба жидкости связан с датчиком перемещения и скорости сваба и с установленным на устье скважины датчиком устьевого давления, а индикатор суммарного объема поднятой жидкости связан через арифметический сумматор с индикатором высоты поднятого столба жидкости и с датчиком перемещения и скорости сваба.

Основным недостатком данного устройства является невозможность работы в двухустьевых скважинах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Способ разработки залежей вязких нефтей и битумов» (патент RU №2246001, E21B 43/24, опубл. бюлл. №15 от 26.05.2003 г.), содержащий установку подъема продукции скважины из двухустьевой скважины, которая обсажена перфорированной в зоне продуктивного пласта замкнутой на устье эксплуатационной колонной с перфорированными насосно-компрессорными трубами (НКТ) внутри, включающая приводной узел, силовые тяги с поршневыми элементами, располагаемые в НКТ и перемещаемые с возможностью реверсивного движения в ней приводным узлом, герметизаторы устьев, один из которых снабжен выкидной линией.

Недостатками устройства являются высокая сложность его конструкции, высокая металлоемкость как скважинного, так и наземного оборудования, низкая производительность работы и невозможность работы в определенном, наиболее эффективном участке скважины.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление конструкции устройства, снижение его металлоемкости, повышение производительности работы, обеспечение возможности отбора продукции из наиболее эффективного участка скважины и увеличение времени между обслуживаниями герметизаторов за счет увеличения ресурса их работы.

Техническая задача решается установкой подъема продукции из двухустьевой скважины, которая обсажена перфорированной в зоне продуктивного пласта эксплуатационной колонной, включающей приводной узел, силовые тяги с поршневыми элементами, располагаемые в скважине и реверсивно перемещаемые в ней приводным узлом, герметизаторы устьев, один из которых снабжен выкидной линией.

Новым является то, что поршневые элементы выполнены с возможностью непосредственного взаимодействия с эксплуатационной колонной, а приводной узел выполнен в виде двух расположенных у каждого устья тяговых устройств, работающих с регулируемым ходом синхронно в противофазе при помощи блока управления, при этом оба герметизатора устьев снабжены выкидными линиями и выполнены с возможностью увеличения усилия обжима силовых тяг при их подъеме из скважины и снижения усилия обжима при ходе тяг в скважину.

Новым является также то, что блок управления выполнен с возможностью контроля максимального усилия натяжения силовых тяг и снабжен установленным в дополнительном корпусе валом, соединенным напрямую или через редуктор с одним из тяговых устройств и снабженным меткой, перемещаемой в дополнительном корпусе блока управления линейно, пропорционально перемещению силовых тяг, и реверсивно в зависимости от направления перемещения силовых тяг, причем в дополнительном корпусе установлены концевые переключатели, выполненные с возможностью переключения направления перемещения силовых тяг под действием метки.

На фиг.1 изображена схема установки.

На фиг.2 изображена схема дополнительного корпуса.

Установка подъема продукции из двухустьевой скважины 1 (см. фиг.1), которая обсажена перфорированной в зоне продуктивного пласта эксплуатационной колонной 2, включающая приводной узел 3, силовые тяги 4 и 5 с поршневыми элементами 6, располагаемые в скважине 1 и реверсивно перемещаемые в ней приводным узлом 3, герметизаторы устьев 7 и 8, снабженные выкидными линиями 9 и 10. Поршневые элементы 6 выполнены с возможностью непосредственного взаимодействия с эксплуатационной колонной 2. Приводной узел 3 выполнен в виде двух расположенных у каждого устья скважины 1 тяговых устройств 3' и 3”, работающих с регулируемым ходом синхронно в противофазе при помощи блока управления 11. Герметизаторы устьев 7 и 8 выполнены с возможностью увеличения усилия обжима силовых тяг 4 и 5 при их подъеме из скважины 1 и снижения усилия поджима при ходе тяг 4 и 5 в скважину 1. Блок управления 11 выполнен с возможностью контроля при помощи датчиков 12 максимального усилия натяжения силовых тяг 4 и 5 и снабжен установленным в дополнительном корпусе 13 (см. фиг.2) валом 14, соединенным напрямую или через редуктор (на фиг. не показан) с одним из тяговых устройств, например с тяговым устройством 3” (см. фиг.1), и снабженным меткой 15 (см. фиг.2), перемещаемой в дополнительном корпусе 13 блока управления 11 линейно, пропорционально перемещению силовых тяг 4 и 5 (см. фиг.1), и реверсивно в зависимости от направления их перемещения. В дополнительном корпусе 13 (см. фиг.1) установлены концевые переключатели 16 и 17 (см. фиг.2), выполненные с возможностью изменения направления перемещения силовых тяг 4 и 5 (см. фиг.1) под действием метки 15 (см. фиг.2).

Установка работает следующим образом.

В двухустьевую добывающую скважину 1 (см. фиг.1), обсаженную эксплуатационной колонной 2 с перфорированным участком, расположенным в продуктивном пласте 18, устанавливают поршневые элементы 6 с возможностью непосредственного взаимодействия их с эксплуатационной колонной 2 и реверсивного перемещения в ее пределах с присоединенными к ним силовыми тягами 4 и 5. Силовые тяги 4 и 5 подсоединены соответственно к тяговым устройствам 3' и 3”.

В процессе эксплуатации продуктивного пласта 18 помещенные в скважину 1 поршневые элементы 6 (например, свабы) при помощи силовых тяг 4 и 5 (например, стального каната) перемещаются между устьями скважины 1. При перемещении силовой тяги 4 к тяговому устройству 3' жидкость, находящаяся в полости эксплуатационной колонны 2 перед поршневыми элементами 6, перемещается ими к устью с герметизатором 7, откуда жидкость поступает в выкидную линию 9, что приводит к образованию в ней избыточного давления. В это время в герметизаторе 7 происходит увеличение усилия обжима силовой тяги 4, что исключает утечку продукции из герметизатора 7 по поверхности силовой тяги 4 под действием избыточного давления в выкидной линии 9, из которой жидкость через обратный клапан 19 поступает в систему сбора 20. При движении поршневых элементов 6 в сторону устья с устьевым герметизатором 7 полость эксплуатационной колонны 2 за поршневыми элементами 6 заполняется жидкостью, поступающей из продуктивного пласта 18. При этом в герметизаторе 8, через который в данный момент производится ход силовой тяги 5 с тягового устройства 3” в скважину 1, происходит снижение усилия обжима силовой тяги 5, поскольку в данный момент времени в выкидной линии 10 отсутствует избыточное давление, и герметизация устья скважины обеспечивается меньшим усилием обжима.

Управление тяговыми устройствами 3' и 3” осуществляется автоматически блоком управления 11, получающим управляющие сигналы по линии связи 21 с концевых переключателей 16 (см. фиг.2) и 17 для изменения перемещения поршневых элементов 6 (см. фиг.1) на противоположное (реверс). Концевые переключатели 16 и 17 (например, магнитные реле) (см. фиг.2) вырабатывают управляющие сигналы под действием метки 15 (например, магнит), которая установлена на валу 14, соединенном напрямую или через редуктор (на фиг. не показан) с одним из тяговых устройств, например с тяговым устройством 3” (см. фиг.1). Вал 14 (см. фиг.2) с меткой 15 и концевые переключатели 16 и 17 расположены в дополнительном корпусе 13. Метка 15 перемещается по валу 14 (например, винтовому) пропорционально и согласованно перемещению силовых тяг 4 и 5 (см. фиг.1), в том числе и реверсивно, а концевые переключатели 16 (см. фиг.2) и 17 установлены на линейке 22 с возможностью перемещения и фиксации, что позволяет регулировать ход и интервал перемещения поршневых элементов 6 (см. фиг.1) в скважине 1. Наличие датчиков максимального натяжения силовых тяг 4 и 5 позволяет контролировать скорость их наматывания и сматывания на тяговых устройствах 3' и 3” исключая аварийные ситуации.

Перемещение поршневых элементов 6 в направлении к устью с герметизатором 7 продолжается до тех пор, пока метка 15 не подойдет к концевому выключателю 16. При получении блоком управления 11 управляющего сигнала с концевого выключателя 16 тяговое устройство 3' выключается, движение силовых тяг 4 и 5 и поршневых элементов 6 прекращается. Затем включается тяговое устройство 3”, на которое производится намотка силовой тяги 5. При намотке силовой тяги 5 на тяговое устройство 3” жидкость, находящаяся в полости эксплуатационной колонны 2 перед поршневыми элементами 6 перемещается ими к устью с герметизатором 8, откуда жидкость поступает в выкидную линию 10, что приводит к образованию в ней избыточного давления. В это время в герметизаторе 8 происходит увеличение усилия обжима силовой тяги 5, что исключает утечку продукции из герметизатора 8 по поверхности силовой тяги 5 под действием избыточного давления в выкидной линии 11, из которой жидкость через обратный клапан 23 поступает в систему сбора 20. При движении поршневых элементов 6 в сторону устья с устьевым герметизатором 8 полость эксплуатационной колонны 2 за поршневыми элементами 6 заполняется жидкостью, поступающей из продуктивного пласта 18. При этом в герметизаторе 7, через который в данный момент производится ход силовой тяги 4 с тягового устройства 3' в скважину 1, происходит снижение усилия обжима силовой тяги 4, поскольку в данный момент времени в выкидной линии 9 отсутствует избыточное давление, и герметизация устья скважины обеспечивается меньшим усилием обжима.

Далее циклы работы повторяются.

Выполнение поршневых элементов 6 с возможностью непосредственного взаимодействия с эксплуатационной колонной 2 позволяет кратно увеличить производительность установки, поскольку площадь проходного сечения эксплуатационной колонны 2 в несколько раз превышает площадь проходного сечения колонны НКТ (см. прототип), а отсутствие в установке колонны НКТ значительно снижает ее металлоемкость.

Возможно размещение глубинных приборов 24 (см. фиг.1) на силовых тягах 4 и 5 с обеих сторон от поршневых элементов 6, что позволит осуществлять контроль параметров температуры и давления жидкости по длине ствола скважины 1 перед и за поршневыми элементами 6 в процессе отбора продукции из скважины 1 и корректировать скорость и интервал перемещения поршневых элементов 6 в скважине 1.

Снижение усилия обжима герметизаторами 7 и 8 силовых тяг 4 и 5 при ходе их в скважину позволяет снизить износ герметизаторов 7 и 8 и повысить их долговечность.

Предлагаемая конструкция установки подъема продукции из двухустьевой скважины простая и дешевая в изготовлении и использовании, имеет высокую производительность и низкую металлоемкость, при этом позволяет работать поршневым элементам в наиболее эффективном интервале скважины с увеличенными периодами между обслуживаниями за счет увеличения ресурса работы герметизаторов устья.

1. Установка подъема продукции из двухустьевой скважины, которая обсажена перфорированной в зоне продуктивного пласта эксплуатационной колонной, включающая приводной узел, силовые тяги с поршневыми элементами, расположенными в скважине с возможностью реверсивного перемещения в ней приводным узлом, герметизаторы устьев, один из которых снабжен выкидной линией, отличающаяся тем, что поршневые элементы выполнены с возможностью непосредственного взаимодействия с эксплуатационной колонной, а приводной узел выполнен в виде двух расположенных у каждого устья тяговых устройств с возможностью их работы с регулируемым ходом синхронно в противофазе при помощи блока управления, при этом оба герметизатора устьев снабжены выкидными линиями и выполнены с возможностью усиления обжима силовых тяг при их подъеме из скважины и снижения усилия поджима при ходе тяг в скважину.

2. Установка подъема продукции из двухустьевой скважины по п.1, отличающаяся тем, что блок управления выполнен с возможностью контроля максимального усилия натяжения силовых тяг и снабжен установленным в дополнительном корпусе валом, соединенным напрямую или через редуктор с одним из тяговых устройств и снабженным меткой, перемещаемой в дополнительном корпусе блока управления линейно, пропорционально перемещению силовых тяг, и реверсивно в зависимости от направления их перемещения, причем в дополнительном корпусе установлены концевые переключатели, выполненные с возможностью переключения направления перемещения силовых тяг под действием метки.