Скважинная насосная установка



Скважинная насосная установка
Скважинная насосная установка
Скважинная насосная установка
Скважинная насосная установка

 


Владельцы патента RU 2506456:

Габдуллин Ривенер Мусавирович (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти из глубоких скважин при одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов при большом содержании твердых частиц в откачиваемой жидкости, ее высокой вязкости, наличии агрессивных сред и большой кривизне скважин. Насосная установка содержит колонну лифтовых труб, пакер и два последовательно установленных насоса с соответствующими корпусами, всасывающими и нагнетательными клапанами и рабочими органами. Прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством. Насосы выполнены гидроприводными, приводная жидкость размещена в рабочих трубах, связанных с обводным гидроканалом для ее подачи силовым агрегатом. Рабочие органы выполнены в виде тяжелой буферной жидкости, размещенной в нижних частях корпусов насосов ниже всасывающих клапанов с образованием гидрозатвора, с возможностью взаимодействия с перекачиваемой жидкостью в насосных камерах и приводной жидкостью в рабочих трубах. В рабочих трубах насосов, на границе раздела сред тяжелой буферной жидкости и приводной жидкости установлены клапаны с седлами, имеющие положительную плавучесть в тяжелой буферной жидкости, при этом седла установлены в нижних частях рабочих труб. Повышается надежность, долговечность, а также снижается стоимость установки и повышается эффективность ее эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти из глубоких скважин при одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов при большом содержании твердых частиц в откачиваемой жидкости, ее высокой вязкости, наличия агрессивных сред и большой кривизне скважин.

Известна скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации скважинными насосами нескольких пластов, включающая колонну лифтовых труб, колонну штанг, пакер и два последовательно установленных штанговых насоса с соответствующими всасывающими и нагнетательными клапанам, плунжеры которых, имеющие внутренние каналы, соосно соединены между собой полым штоком, причем цилиндр верхнего насоса в нижней части герметично отделен от цилиндра нижнего насоса, а в верхней части он также герметично отделен от полости лифтовых труб узлами герметизации, при этом выкид добываемой жидкости из нижнего пласта осуществляется через сквозной канал, сообщающийся с полым плунжером нижнего цилиндра, полый полированный шток, полый плунжер верхнего насоса и внутренний канал колонны полых штанг, а выкид добываемой жидкости из верхнего пласта осуществляется через боковой дополнительный канал (байпас), расположенный вдоль цилиндра верхнего насоса, в полость лифтовых труб (RU 49573 U, 27.11.2005).

Недостатком этой установки является то, что наличие четырех узлов герметизации усложняет конструкцию погружного оборудования и снижает ее надежность при эксплуатации, одновременно усложняя проведение технологических операций.

Известна скважинная насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины, содержащая колонну лифтовых труб, пакер и два последовательно установленных насоса с соответствующими корпусами, всасывающими и нагнетательными клапанами и рабочими органами, прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством (RU 59138 U, 13.03.2006).

В этой установке полые плунжеры обоих насосов соединены соосно полым штоком с возможностью сквозного прохождения потока жидкости из нижнего пласта через общий канал в полость колонны полых штанг и далее на поверхность с расположенным на ней оборудованием подачи реагентов, причем вокруг полого штока установка имеет межплунжерную полость переменного сечения, ограниченную сверху нижним торцом плунжера верхнего насоса, снизу - верхним торцом плунжера нижнего насоса, внутренней поверхностью соединительного патрубка и внутренними поверхностями цилиндров верхнего и нижнего насосов, которая сообщается через приемный клапан с затрубным надпакерным пространством, а через байпас с расположенным в нем нагнетательным клапаном сообщается с лифтовой полостью колонны НКТ, при этом межплунжерная полость, изменяясь в объеме за счет ввода-вывода в нее плунжеров с разным диаметром, в случае применения верхнего насоса меньшего диаметра, чем нижний, является полостью нагнетания и всасывания одновременно, а в случае применения верхнего насоса большего диаметра является только полостью всасывания, а полостью нагнетания является лифтовая полость колонны НКТ.

Недостатком этой установки является то, что остается гидравлическая связь верхнего пласта с нижним за счет зазора между плунжером и цилиндром нижнего насоса, заклинивание одного плунжера выведет из строя всю установку, а наличие «карманов» над верхним и нижним плунжерами будет способствовать накоплению там твердых частиц и их попаданию в трущиеся пары «плунжер-цилиндр», что приведет к ускоренному износу последних в обоих насосах.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности, долговечности, а также снижение стоимости и повышение эффективности эксплуатации.

Технический результат - отсутствие колонны штанг в насосно-компрессорных трубах, разделение приводной рабочей жидкости от перекачиваемой, увеличение межремонтного периода насоса, упрощение конструкции установки без снижения ее надежности в работе, возможность контроля и регулирования процесса отбора жидкости с каждого объекта.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в скважинной насосной установке для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины, содержащей колонну лифтовых труб, пакер и два последовательно установленных насоса с соответствующими корпусами, всасывающими и нагнетательными клапанами и рабочими органами, в которой прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством, согласно изобретению насосы выполнены гидроприводными, приводная жидкость которых размещена в рабочих трубах, связанных с приводным гидроканалом для ее подачи силовым агрегатом, а рабочие органы выполнены в виде тяжелой буферной жидкости, размещенной в нижних частях корпусов насосов ниже всасывающих клапанов с образованием гидрозатвора, с возможностью взаимодействия с перекачиваемой жидкостью в насосных камерах и приводной жидкостью в рабочих трубах, причем в рабочих трубах насосов на границе раздела сред тяжелой буферной жидкости и приводной жидкости установлены клапаны с седлами, имеющие положительную плавучесть в тяжелой буферной жидкости, при этом седла установлены в нижних частях рабочих труб насосов.

Кроме того, насосная установка содержит дополнительный приводной гидроканал для подачи приводной жидкости.

На фиг.1 изображена принципиальная схема скважинной насосной установки, на фиг.2 - установка при движении тяжелой буферной жидкости, выполняющей роль плунжера, по рабочей трубе вниз (нагнетание), а на фиг.3 - установка при движении тяжелой буферной жидкости, выполняющей роль плунжера, по рабочей трубе вверх (всасывание) и три возможных варианта (А, В, С) расположения тяжелой буферной жидкости в гидрозатворе, на фиг.4 - установка с двумя приводными гидроканалами.

Скважинная насосная установка включает нижний глубинный насос 1 и верхний глубинный насос 2, соединенные вместе через пакер 3. Верхний глубинный насос 2 соединен с лифтовой колонной 4, а нагнетательная часть насоса 2 соединена с лифтовой колонной 5, находящейся внутри лифтовой колонны 4. Нагнетательная часть насоса 1 соединена с лифтовой колонной 4 посредством обводного канала 6, имеющего входное окно 7 из нагнетательной части глубинного насоса 1 и выходное окно 8 в кольцевое пространство 9 между внутренней поверхностью лифтовой колонны 4 и наружной поверхностью лифтовой колонны 5. Глубинная часть насосной установки находится в скважине 10, имеющей нижний пласт 11, содержащий откачиваемую пластовую жидкость 12 и верхний пласт 13, содержащий пластовую жидкость 14. Нижний глубинный насос 1 содержит корпус 15, насосную камеру 16, в которой находятся всасывающий клапан 17 и нагнетательный клапан 18. Внутри корпуса 15 находится рабочая труба 19 насоса, которая образует своей наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса 15 кольцевое пространство 20, которое своей верхней частью гидравлически соединено с насосной камерой 16. Нижняя часть корпуса 15 заглушена. Рабочая труба 19 своим нижним концом не доходит до заглушенного конца корпуса 15 для создания свободного перетока жидкости между внутренним пространством рабочей трубы 19 и кольцевым пространством 20 с образованием гидрозатвора 21, заполненного тяжелой буферной жидкостью 22, например ртутью, выполняющей роль плунжера внутри рабочей трубы 19. Для подачи в насосную камеру 16 откачиваемой пластовой жидкости 12 из пласта 11, находящейся в затрубном пространстве 23 под пакером 3, в корпусе 15 имеется боковое окно 24, гидравлически соединяющее через всасывающий канал 25 и всасывающий клапан 17 затрубное пространство 23 с насосной камерой 16. Рабочая труба 19 в своей верхней части гидравлически соединена с приводным гидроканалом 26 посредством окна 27. Внутри рабочей трубы 19 находится клапан 28, например, в виде шара, имеющего положительную плавучесть в тяжелой буферной жидкости 22 и отрицательную плавучесть в приводной жидкости 29, находящейся в рабочей трубе 19, что заставляет клапан 28 всегда находиться на границе раздела тяжелой буферной жидкости 22 и приводной жидкости 29. На нижнем конце внутри рабочей трубы 19 находится седло 30 под клапан 28, а на верхнем конце внутри рабочей трубы 19 находится седло 31 под клапан 28. Седла 30 и 31 повернуты друг к другу посадочными местами под клапан 28, который находится внутри рабочей трубы 19 между седлами 30 и 31. Места установки седел 30 и 31 расчитаны так, чтобы сохранить свойства гидрозатвора 21, образованного тяжелой буферной жидкостью 29 между рабочей трубой 19 и насосной камерой 16, при посадке клапана 28 на седло 30 или 31. Насосная камера 16 гидравлически соединена через нагнетательный клапан 18, входное окно 7, обводной канал 6 и выходное окно 8 с кольцевым пространством 9 лифтовой колонны 4.

Верхний глубинный насос 2 аналогичен насосу 1 и содержит корпус 32, насосную камеру 33, в которой находятся всасывающий клапан 34 и нагнетательный клапан 35. Внутри корпуса 32 находится рабочая труба 36, которые образуют наружной поверхностью рабочей трубы 36 и внутренней поверхностью корпуса 32 кольцевое пространство 37, которое своей верхней частью гидравлически соединено с насосной камерой 33. Нижняя часть корпуса 32 заглушена. Рабочая труба 36 своим нижним концом не доходит до заглушенного конца корпуса 32 для создания свободного перетока жидкости между внутренним пространством рабочей трубы 36 и кольцевым пространством 37 с образованием гидрозатвора 38 заполненного тяжелой буферной жидкостью 39, например ртутью, выполняющей роль плунжера внутри рабочей трубы 36. Для подачи в насосную камеру 33 откачиваемой пластовой жидкости 14 из пласта 13, находящейся в затрубном пространстве 40 над пакером 3, в корпусе 32 имеется боковое окно 41, гидравлически соединяющее через всасывающий канал 42 и всасывающий клапан 34 затрубное пространство 40 с насосной камерой 33. Рабочая труба 36 в своей верхней части гидравлически соединена с приводным гидроканалом 26 посредством окна 43. Внутри рабочей трубы находится клапан 44, например в виде шара, имеющего положительную плавучесть в тяжелой буферной жидкости 39 и отрицательную плавучесть в приводной жидкости 29, находящейся в рабочей трубе 36, что заставляет клапан 44 всегда находиться на границе раздела тяжелой буферной жидкости 39 и приводной жидкости 29. На нижнем конце внутри рабочей трубы 36 находится седло 45 под клапан 44, а на верхнем конце внутри рабочей трубы 36 находится седло 46 под клапан 44. Седла 45 и 46 повернуты друг к другу посадочными местами под клапан 44, который находится внутри рабочей трубы 36 между седлами 45 и 46. Места установки седел 45 и 46 расчитаны так, чтобы сохранить свойства гидрозатвора 38, образованного тяжелой буферной жидкостью 39 между рабочей трубой 36 и насосной камерой 33, при посадке клапана 44 на седло 45 или 46. Насосная камера 33 гидравлически соединена через нагнетательный клапан 35, с лифтовой колонной 5.

Устьевой силовой агрегат состоит из силового насоса 47, соединенного через запорное устройство 48 с емкостью 49 для приводной жидкости 29, например, минерального или синтетического масла. Нагнетательная линия 50 силового насоса 47 соединена через запорный орган 51 с приводным гидроканалом 26, который может быть выполнен в виде гибкой трубы. Приводной гидроканал 26 через запорный орган 52 соединен с возвратной линией 53, подведенной к емкости 49 с приводной жидкостью 29. Вместо запорных органов 51 и 52 может быть применен трехходовой кран (не показан). Откачиваемая пластовая жидкость 12 поднятая по лифтовой колонне 4, на поверхности поступает через запорный орган 54 в трубопровод 55 для раздельного учета. Откачиваемая пластовая жидкость 14 поднятая по лифтовой колонне 5, на поверхности поступает через запорный орган 56 в трубопровод 57 для раздельного учета. Расчетный объем тяжелой буферной жидкости 22 и 39 заливается в насосы 1 и 2 на устье скважины перед их спуском в скважину 10. Приводной гидроканал 26 изначально заполнен приводной жидкостью 29 и имеет в месте входа в насосы 1 и 2 запорные устройства в виде электроклапана, разрывной диафрагмы (не показано) и т.д. для сохранения приводной жидкости внутри приводного гидроканала 26 во время ее спуска вместе с насосами 1 и 2 в скважину 10. Для управления работой устьевого силового агрегата схема снабжена блоком автоматики (не показана). Для обеспечения непрерывной работы привода силового агрегата и смягчения условий его работы, в гидроприводном силовом агрегате дополнительно может быть установлен пневмогидроаккумулятор (не показан). Приводной гидроканал 26 может быть размещен как снаружи лифтовой колонны 4, так и внутри нее. Лифтовая колонна 4 может собираться из нососно-компрессорных труб или использоваться гибкая колонна. Лифтовая колонна 5 может собираться из нососно-компрессорных труб, полых штанг, или может использоваться гибкая колонна. При наличии большой разницы в степенях отбора пластовых жидкостей погружными насосами 1 и 2, параллельно с приводным гидроканалом 26 можно расположить дополнительный приводной гидроканал 58 (Фиг.4). В этом случае один приводной гидроканал, например, 26 будет задействован только на один погружной насос, например, нижний 1, а другой приводной гидроканал 58, будет задействован на верхний погружной насос 2. Силовой насос 47 дополнительно соединен нагнетательной линией 50 к второму гидроканалу 58 через запорный орган 59, причем второй приводной гидроканал 58 соединен с возвратной линией 53 через запорный орган 60. Насосы 1 и 2 могут работать асинхронно друг с другом или каждый по отдельному режиму. Приводной гидроканал 26 может иметь внутри электропровода или кабели, а сам приводной гидроканал 26 может крепится к лифтовой колонне 4, например клямсами, аналогично креплению электрокабеля при спуске ЭЦН. Наличие в приводном гидроканале 26 электрических проводников дает возможность устанавливать датчики температуры, давления, влажности и т.д. (не показаны). В зависимости от расположения пластов 11 и 13 относительно друг друга и их реального местонахождения в скважине 10, верхний 2 и нижний 1 погружные насосы могут быть соединены непосредственно друг с другом, а пакер 3 может быть расположен выше или ниже спарки погружных насосов.

Скважинная насосная установка работает следующим образом. На устье собирают глубинную часть установки с верхним 2 и нижним 1 насосами с установкой пакера 3, например, между ними. До начала спуска глубинной части установки в скважину 10 на устье скважины заливают в насосные камеры 16 и 33 расчетное количество тяжелой буферной жидкости 22 и 39 с образованием гидрозатворов 21 и 38 и заливают в рабочие трубы 19 и 36 через окна 27 и 43 приводную жидкость 29 до полного состояния, и соединяют приводной гидроканал 26, уже заполненный приводной жидкостью 29, с окном 27 нижнего насоса 1 и с окном 43 верхнего насоса 2. Если приводной гидроканал 26 выполнен в виде шлангокабеля, то его электроразъемы соединяют с соответствующими ответными разъемами в корпусах насосов 1 и 2. Затем погружную часть скважинной насосной установки спускают на лифтовой колонне 4 с присоединенными к ней приводным гидроканалом 26, который прикрепляют к лифтовой колонне 4 фиксирующими элементами, например, клямсами, и после достижения расчетной глубины устанавливают пакер 3 в скважине 10 для разделения и изоляции друг от друга пластов 11 и 13. Лифтовая колонна 5 может спускаться одновременно с лифтовой колонной 4 или спускаться отдельно после полного спуска погружной части скважинной насосной установки и соединяться с нагнетательной частью верхнего насоса 2 при помощи автосцепа. На устье лифтовые колонны 4 и 5 герметизируются друг от друга и подсоединяются к отдельным трубопроводам 55 и 57 соответственно, а приводной гидравлический канал 26 подсоединяется к нагнетательной линии 50 и к возвратной линии 53.

В начале цикла работы установки тяжелая буферная жидкость 22 и 39 находится в транспортном состоянии (Фиг.1), и для того, чтобы привести насосы 1 и 2 в рабочее состояние, открывают нагнетательный запорный орган 51, закрывают возвратный запорный орган 52 и силовым насосом 47 закачивают под давлением приводную жидкость 29 из емкости 49 в приводной гидроканал 26. Приводная жидкость 29 начинает поступать в рабочие трубы 19 и 36 через окна 27 и 43, заставляя двигаться тяжелую буферную жидкость 22 и 39 вместе с плавающими в них шаровыми клапанами 28 и 44 вниз. Это будет происходить параллельно при равенстве противодавлении в обоих насосах, а при отсутствии равенства противодавлении в обоих насосах последовательно, начиная с насоса, у которого наименьшее противодавление.

Тяжелая буферная жидкость 22 и 39 под воздействием давления приводной жидкости 29 через гидрозатворы 21 и 38 будет поступать в кольцевые пространства 20 и 37. После достижения шаровыми клапанами 28 и 44 (одновременно или друг за другом) нижних седел 30 и 45 соответственно произойдет гидравлическое закрытие рабочих труб 19 и 36, повышение давления в системах «рабочая труба-гидроканал» и срабатывание автоматики, которая закроет нагнетательный запорный орган 51 и откроет возвратный запорный орган 52. В момент открытия запорного органа 51 перепад уровней тяжелой буферной жидкости 22 и 39 в рабочих трубах 19 и 36 и кольцевых пространствах 20 и 37 будет максимальным. После открытия возвратного запорного органа 52 давление в системе «рабочая труба-гидроканал» начнет снижаться и на приводную жидкость 29 находящуюся на границе раздела с тяжелой буферной жидкостью 22 и 39 в рабочих трубах 19 и 36 будет действовать давление столба приводной жидкости 29 с усилием направленным вниз, и пластовое давление откачиваемых жидкостей 12 и 14 из пластов 11 и 13 с усилием, направленным вверх, и давление разницы уровней столбов тяжелой буферной жидкости 22 и 39 с усилием, направленным вверх. На приводную жидкость 29, находящуюся на границе раздела с тяжелой буферной жидкостью 22 и 39 в рабочих трубах 19 и 36 будут действовать давление столба приводной жидкости 29 с усилием направленным вниз и давление столбов откачиваемых жидкостей 12 и 14 в затрубных пространствах 23 и 40 с усилием, направленным вверх, и давление разницы уровней столбов тяжелой буферной жидкости 22 и 39 с усилием, направленным вверх. Перепады уровней тяжелой буферной жидкости 22 и 39 в рабочих трубах 19 и 36 и за ними рассчитываются на каждый пласт так, чтобы на границе раздела приводной жидкости 29 и тяжелой буферной жидкости 22 и 39 в рабочих трубах 19 и 36 сумма усилий, направленных вверх, была больше, чем сумма усилий, направленных вниз. Это в основном происходит за счет подбора перепада уровней столбов тяжелой буферной жидкости 22 и 39. Тяжелая буферная жидкость 22 и 39 за счет того, что суммарный вектор всех усилий направлен вверх, входит в рабочие трубы 19 и 36 выталкивает из них приводную жидкость в систему «рабочая труба-гидроканал» и далее в емкость 49. За счет снижения уровня тяжелой жидкости в кольцевых пространствах 20 и 37, в них и в насосных камерах 16 и 33 будет уменьшаться давление, что приведет к открытию всасывающих клапанов 17 и 34 и поступлению в насосную камеру 16 пластовой жидкости 12 и в насосную камеру 33 пластовой жидкости 14 т.е. начинается процесс всасывания в обоих насосах 1 и 2 (Фиг.2). Когда в каждом насосе 1 и 2 сумма усилий, направленных вверх, станет равной сумме усилий, направленных вниз, поступление пластовой жидкости в насосные камеры прекратится, что будет видно по прекращению потока в возвратной линии 53 и приведет к срабатыванию автоматики, которая закроет возвратный запорный орган 52 и откроет нагнетательный запорный орган 51, чтобы силовой насос 47 начал закачку под давлением приводную жидкость 29 из емкости 49 в гидроканал 26. Приводная жидкость 29 начинает поступать в рабочие трубы 19 и 36 заставляя двигаться тяжелую буферную жидкость 22 и 39 вместе с плавающими в них шаровыми клапанами 28 и 44 вниз (Фиг.3). Тяжелая буферная жидкость 22 и 36 под давлением поступающего в рабочие трубы 19 и 36 приводной жидкости 29 будет перетекать через гидрозатворы 21 и 38 в кольцевые пространства 20 и 37, одновременно повышая давление в насосных камерах 16 и 33, что вызовет в свою очередь к закрытию всасывающих клапанов 17 и 34 и открытию избыточным давлением нагнетательных клапанов 18 и 35. Пластовая жидкость 12 через открытый нагнетательный клапан 18, входное окно 7, обводной канал 6 и выходное окно 8 перекачивается в кольцевое пространство 9 лифтовой колонны 4 и далее на поверхность и через запорный орган 54 в трубопровод 55 для раздельного учета пластовой жидкости 12. Пластовая жидкость 14 через открытый нагнетательный клапан 34 поступает в лифтовую колонну 5 и далее на поверхность и через запорный орган 56 в трубопровод 57 для раздельного учета пластовой жидкости 14. После достижения шаровыми клапанами 28 и 44 (одновременно или друг за другом) нижних седел 30 и 45 соответственно произойдет гидравлическое закрытие рабочих труб 19 и 36, повышение давления в системе «рабочая труба-гидроканал» и срабатывание автоматики, которая закроет нагнетательный запорный орган 51 и откроет возвратный запорный орган 52. Один цикл работы заканчивается и начинается другой. При использовании двух гидроканалов каждый насос будет работать по своему отдельному режиму. В этом случае, из насосов можно убрать клапаны 28 и 44, а переключение устьевых клапанов вести по объемному признаку. Можно не дожидаясь достижения баланса усилий при всасывании в системе «рабочая труба-гидроканал» переключать насосы на нагнетание, основываясь на разнице давлений в системе.

Преимущество изобретения состоит в том, что отсутствует износ плунжера из тяжелой буферной жидкости глубинного насоса и опасность его заклинивания в условиях большого содержания механических примесей в скважинной жидкости. Диаметр рабочей трубы и длина хода плунжера, частота двойных ходов могут быть увеличены по сравнению со стандартными глубинными плунжерными насосами. В насосе отсутствует дорогостоящий цилиндр. Процессы всасывания и нагнетания в цикле работы насоса можно сделать различными по продолжительности и энергообеспечению, что позволяет увеличить эффективность его работы. Один устьевой силовой агрегат может работать с несколькими скважинами, что удешевляет применение предлагаемой насосной установки.

При применении шлангокабеля можно устанавливать различные датчики, например, давления, температуры, влажности и т.д., что позволит в текущем режиме отслеживать взаимодействие системы «скважина-пласт», что, в свою очередь, упростит создание «интеллектуальных» скважин.

Кроме того, обеспечивается автоматическое установление откачки жидкости из скважины в точном соответствии с интенсивностью притока жидкости из пласта в скважину. Установка в приводном гидроканале еще дополнительных каналов, например, малого диаметра, позволит доставлять во всасывающую линию погружных насосов химреагенты, например, ингибиторы и т.д., а также отводить свободный газ из подпакерного пространства. За счет близкого расположения неподвижных всасывающего и нагнетательного клапанов в погружных насосах расширяется возможность откачки высоковязких жидкостей и уменьшается процесс газообразования в насосной камере, а образовавшийся газ легче удаляется из насосной камеры в лифтовую колонну в процессе нагнетания, причем сами клапана можно применять с большими диаметрами. Предлагаемая установка позволяет выполнять те же задачи, которые ставятся перед механизированными методами добычи жидкости из скважин: плунжерные насосы со штанговым приводом от станка-качалки, винтовые насосы с верхним и нижним приводами, мало- и среднедебитные погружные электроцентробежные насосы.

1. Скважинная насосная установка, содержащая колонны лифтовых труб, пакер и два последовательно установленных насоса с соответствующими корпусами, всасывающими и нагнетательными клапанами и рабочими органами, прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством, отличающаяся тем, что насосы выполнены гидроприводными, приводная жидкость которых размещена в рабочих трубах, связанных с приводным гидроканалом для ее подачи силовым агрегатом, а рабочие органы выполнены в виде тяжелой буферной жидкости, размещенной в нижних частях корпусов насосов ниже всасывающих клапанов с образованием гидрозатвора, с возможностью взаимодействия с перекачиваемой жидкостью в насосных камерах и приводной жидкостью в рабочих трубах, причем в рабочих трубах насосов, на границе раздела сред тяжелой буферной жидкости и приводной жидкости установлены клапаны, имеющие положительную плавучесть в тяжелой буферной жидкости, при этом седла под них установлены в нижних частях рабочих труб.

2. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный приводной гидроканал для подачи приводной жидкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в механизированном способе добычи нефти установками скважинного ШГН (штангового глубинного насоса).

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Наполнитель выполнен твердотельным, верхний конец которого прикреплен к грузоподъемному устройству, а нижний конец прикреплен к нижнему концу штока, возвратно-поступательные движения которого осуществляются за счет подъема и опускания наполнителя.

Устройство предназначено для использования в области нефтедобычи для подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара, реагента) в скважину для очистки скважины. Установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, скважинный штанговый насос 2, выпускное устройство 3, колонну штанг 4, 5, станок-качалку, узел 6 кинематической связи колонны штанг 4, 5 со станком-качалкой, промывочный вертлюг 7, шланг 8, устройство 9 подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара или реагента) для очистки скважины.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для добычи нефти установками скважинного штангового глубинного насоса. Станок-качалка содержит раму 3, двигатель 15, два параллельно установленных редуктора 9 привода звездочек цепных передач, расположенных на вертикальных направляющих 4.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной 3.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для закачки необходимых объемов воды в пласт. Установка скважинная штанговая насосная для закачки воды в пласт включает пакер, установленный выше пласта, колонну труб с нагнетательным и всасывающим клапанами, плунжерный насос с цилиндром, спускаемым на колонне труб и установленным выше клапанов.

Способ добычи пластовой газированной и негазированной жидкости относится к области нефтедобычи и может быть использован для добычи газированной и негазированной пластовой жидкости из глубоких скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи углеводородов и проведения исследований и скважинных операций в скважине без подъема насосного оборудования.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной, имеющую балансир с поворотной головкой, насос для установки в скважине, включающий цилиндр со всасывающими клапанами и плунжер с нагнетательными клапанами, установленный внутри цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для диагностирования работы глубинно-насосното оборудования скважин, оборудованных установками штанговых скважинных насосов.

Изобретение относится к области нефтедобычи, применяется для механизированного способа добычи нефти установками скважинного ШГН. Станок-качалка содержит раму, двигатель, зубчатую рейку с закрепленной к ней колонной штанг. Зубчатая рейка зацеплена с шестерней, закрепленной на выходном валу редуктора, состоящего из двухступенчатой коробки передач и простого трехзвенного планетарного механизма, работающего в суммирующем режиме с постоянным приводом на водило и переключаемым приводом на эпициклическое колесо, при этом обеспечивается реверс при переключении передач с близкими по величине передаточными числами. Противовесы имеют гибкую связь или с нижним концом зубчатой рейки или с барабаном, который закреплен на выходном валу. Возможно применение телескопического механизма, увеличивающего рабочий ход ШГН. Обеспечивается упрощение и совершенствование конструкции, приводящей к существенному снижению габаритов и массы станка-качалки. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано для добычи нефти из скважин штанговыми насосами. Привод содержит установленные на основной раме корпус с дополнительной рамой. На ней установлены двигатель и редуктор, помещенный в корпусе механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное и включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны. Ведомый шкив охвачен непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом. Противовес установлен в направляющих корпуса с размещением непрерывного гибкого звена и связан через гибкое звено с узлом подвески штанг. По бокам противовеса размещены колеса, установленные с возможностью взаимодействия с направляющими. На основной раме предусмотрены колеса для перемещения привода. Дополнительная рама установлена на направляющие и фиксаторы. Цилиндр направляющей закреплен на дополнительной раме, заполнен шариками. Другой цилиндр закреплен на основной раме, шарики обеспечивают трение качения между цилиндрами и перемещение дополнительной рамы без заеданий и перекосов. На дополнительной раме установлены гребенки, которые при перемещении дополнительной рамы закрепляются в фиксирующих элементах. Повышается надежность и долговечность работы привода за счет постоянного, автоматического, по мере появления провисания непрерывного гибкого звена. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство относится к области нефтедобывающей промышленности и может найти применение при добыче нефти механизированным способом, в частности в цепных приводах скважинных штанговых насосов. Цепной привод включает установленные на основании на единой раме корпус, двигатель и редуктор. В корпусе помещен механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное и включающий ведущую и ведомую звездочки, охваченные замкнутой тяговой цепью. Последняя связана с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса, соединенным через связывающий элемент с узлом подвески штанг. Содержит механизм для отката привода от устья скважины. Каретка снабжена коническими подшипниками, а две оси каретки из четырех выполнены с эксцентриком. Привод дополнительно содержит соединенную с кареткой скалку со скобой с щеками и зевом, большим величины отклонения по вертикали одной звездочки относительно другой, с шириной щеки, обеспечивающей стабильность скалки от искривления при контакте с цепью, с конусной штангой и коническим подшипником, ближайшим к скобе большего размера и дальним от скобы меньшего размера. Соотношение ширины зева к ширине щеки и к толщине скобы составляет соответственно 1:(0.48-0.50):(1.50-1.53). Ликвидируются осевые и изгибающие нагрузки на элементы конструкции. 5 ил.

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Привод скважинного штангового насоса содержит установленные на основании на раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. Включает ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг. Оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний (ведомый) шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма. Противоотворотный механизм выполнен в виде автоматического механизма. Винт винтовой пары снабжен барабаном с намотанным гибким звеном, конец которого через блок соединен с грузом, выполненным с возможностью вращения барабана для натяжения непрерывного гибкого звена винтовой парой при ослаблении непрерывного гибкого звена и перемещении каретки с противовесом вниз. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к насосным штангам, используемым в установках для добычи жидкости из скважин штанговыми скважинными насосами и штанговыми винтовыми насосами, и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин, скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей. Канатная штанга, передающая возвратно-поступательное движение и продольное усилие от поверхностного привода к рабочему органу скважинного штангового насоса, состоит из тела штанги и головки штанги с соединительной резьбой. При этом в качестве тела штанги используется канат закрытой конструкции с Z, X и О-образными проволоками, а в качестве головки штанги используется заделка, обеспечивающая равномерное нагружение всех проволок каната. Кроме того, канатная насосная штанга может быть выполнена с возможностью передачи вращательного движения от поверхностного привода к рабочему органу скважинного насоса, при этом заделки снабжены узлом, предотвращающем проворот каната в заделке. Технический результат заключается в повышении эффективности работы канатных штанг при эксплуатации нефтяных наклонно-направленных скважин и нефтяных скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ включает возвратно-поступательное перекатывание по обсадной трубе тора и перемещение тором полого штока. С нижнего конца обсадной трубы в обсадную трубу всасывается смесь воды и нефти, а на верхнем конце обсадной трубы смесь выдавливается из обсадной трубы, при этом в обсадной трубе смесь разделяют на нефть и воду, которые удаляют в соответствующие системы сбора. Тор и полый шток в обсадной трубе перемещают с разными скоростями. Способ осуществляют устройством, которое включает тор и полый шток, установленный в торе. Полый шток тросом соединен с приводным реверсивным барабаном. Тор установлен в обсадной трубе, которая имеет камеру, сообщенную с системами сбора нефти и воды. Тор в обсадной трубе образует две полости. Нижняя полость сообщена с затрубным пространством, а верхняя полость сообщена с системами сбора нефти и воды. Сокращается расход электричества и эксплутационные расходы. 2 н.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано для подъема жидкости из скважины. Установка включает скважинный насос, соединенный с заглушенным снизу цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце. Между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство. Скважинный насос соединен с кожухом, который выполнен и соединен с цилиндром с созданием проходных сечений от верхнего и от нижнего пластов до приема скважинного насоса. Цилиндр выполнен с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце. В цилиндре размещен сплошной плунжер с грузом с возможностью ограниченного осевого перемещения, обеспечивающего поочередное перекрытие проходного сечения от верхнего или от нижнего пласта до приема скважинного насоса. Упрощается конструкция установки и повышается эффективность работы. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти с помощью штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ), которые широко применяются при добыче нефти, а именно к приводу ШСНУ - балансирному станку-качалке. Включает электродвигатель и редуктор, приводящие в движение станок-качалку. В качестве передаточного устройства установлен кривошипно-кулисный механизм с поворачивающейся кулисой. Технический результат выражается в том, что отсутствуют сам балансир, головка балансира, канатная подвеска и др., при этом задний конец кулисы жестко закреплен в кулисном камне. Значительно уменьшатся ускорения движения точки подвеса штанг и плунжера и, соответственно, динамические и вибрационные нагрузки на все узлы установки. Достигается увеличение надежности, облегчение обслуживания и снижение металлоемкости. Появляется возможность использования на шельфе и на море. 1 ил.

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, в приводах запорной арматуры, в лебедках буровых установок, в колесных и/или бортовых редукторах тракторов, экскаваторов, роботах для пожаротушения. Соосный редуктор состоит из корпуса, приводного эксцентрикового вала (5), плоскоконической передачи, выходного вала. Колесо (2) плоскоконической передачи является двухвенцовым. Шестерня (1), соосная эксцентриковому валу, соединена с корпусом и сопряжена с венцом (2) двухвенцового колеса со стороны приводного эксцентрикового вала. Зубчатая муфта, обеспечивающая соосность приводного эксцентрикового вала (5) и выходного вала, соединена с выходным валом и сопряжена с венцом (3) двухвенцового колеса со стороны выходного вала. Начальные поверхности (плоскости) зубчатых венцов (2, 3) двухвенцового колеса расположены вдоль его оси на расстоянии, обеспечивающем совпадение вершины начального конуса зубчатой муфты с точкой пересечения оси эксцентрикового вала и оси соосного редуктора. Модуль и число зубьев зубчатой муфты принимаются равными, большими или меньшими модуля и числа зубьев колеса плоскоконической передачи. Изобретение обеспечивает высокую нагрузочную способность, долговечность и позволяет значительно снизить требуемую мощность двигателя без уменьшения крутящего момента на выходном валу редуктора. 3 ил.

Изобретение касается нефтедобывающего оборудования, а именно станков-качалок. Перед началом работы на промысле станок-качалку без изменения его конструкции дополнительно ориентируют в горизонтальной плоскости, поворачивая вокруг оси устьевого фланца промысловой скважины, и добиваются его оптимального расположения относительно всех действующих на него инерционных сил. Улучшаются экономические показатели станка-качалки при добыче пластовых жидкостей. 4 ил.
Наверх