Улучшенная скважинная система подачи

Авторы патента:


Улучшенная скважинная система подачи
Улучшенная скважинная система подачи
Улучшенная скважинная система подачи
Улучшенная скважинная система подачи

 


Владельцы патента RU 2515585:

ХЕРРИЕР ТЕКНОЛОДЖИЗ, ИНК. (US)

Изобретение относится к области добычи нефти с помощью электрических погружных насосов. Система подачи для перекачивания текучей среды из продуктивной зоны на поверхность скважины содержит обсадную трубу скважины. Труба оснащена насосом Р, расположенным в продуктивной зоне скважины, приводной головкой, расположенной на поверхности скважины, и колонной насосных штанг, соединяющей насос Р и приводную головку. Между насосом Р и приводной головкой на колонне насосных штанг включена передача Т. Текучая среда, перекачиваемая из продуктивной зоны, подается через трубопровод 32, проходящий продольно и изолированно через передачу Т. Изобретение направлено на обеспечение оптимального использования доступного пространства внутри скважины при создании насосом Р давления, достаточного для подъема содержимого залежи на поверхность. 2 н. и 14 з. п. ф-лы, 5 ил.

 

[001] Изобретение относится, в общем, к конструкции скважинной насосной установки и, в частности, к системе, с помощью которой произведенная текучая среда направляется от насоса на поверхность.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область изобретения

[002] Во многих нефтяных скважинах произведенная текучая среда не может течь на поверхность естественным путем. Соответственно, скважина должна быть оборудована каким-либо видом установки, расположенной в скважине, для подъема текучих сред на поверхность. Существует несколько различных типов систем искусственного подъема, хорошо известных специалистам в данной области. От всех типов подъемных установок требуется быть относительно малого диаметра, так как большинство нефтяных скважин оснащены цилиндрическими обсадными трубами внутри буровой скважины, которые обычно имеют внутренний диаметр от 5 до 8 дюймов, хотя в некоторых случаях диаметр может быть больше.

[003] Многие нефтяные скважины, либо из-за большой глубины, либо из-за высокого потенциала дебита текучей среды, либо из-за того и другого требуют насосные установки, которые могут предоставлять значительную мощность для обеспечения давления и интенсивности потока, необходимые для поднятия произведенной текучей среды на поверхность. Свойством механических устройств является то, что высокая мощность требует увеличенных габаритов, а высокомощные насосные установки не являются исключением и обычно имеют габариты, обеспечивающие работу в пределах диаметра обсадной трубы скважины настолько, насколько это возможно.

[004] Примером насосной установки для нефтяной скважины, приспособленной для маленького диаметра обсадной трубы нефтяной скважины, но ограниченной им же, является электрический погружной насос или ЭПН. Обычный агрегат ЭПН состоит из многоступенчатого центробежного насоса, приводимого в действие скважинным электродвигателем. Как насос, так и электродвигатель присоединены к колонне насосно-компрессорных колонн, которая идет от электродвигателя для привода насоса, расположенного в скважине, на поверхность. Электричество подается к электродвигателю по кабелю, закрепленному на внешней стороне насосно-компрессорной колонны, идущей от поверхности к электродвигателю, расположенному в скважине. Давление текучей среды, добываемой из геологической формации, увеличивается многоступенчатым насосом до уровня, позволяющего данной среде течь по насосно-компрессорной колонне на поверхность.

[005] Самой очевидной конструкцией данной насосной установки будет установка электродвигателя в конце насосно-компрессорной колонны, при этом электрические кабели протянуты непосредственно к электродвигателю. Многоступенчатый насос может быть присоединен к электродвигателю и расположен под электродвигателем, так что входное отверстие насоса, расположенное на нижней части насоса, будет располагаться как можно ниже в скважине. Проблема данной конструкции заключается в направлении текучей среды, находящейся под высоким давлением, от выходного отверстия насоса в насосно-компрессорную колонну для ее вывода на поверхность. От электродвигателя часто требуется высокая мощность и, следовательно, он должен быть большого диаметра и заполнять большую часть доступного внутреннего диаметра обсадной трубы, не оставляя пространства для прохождения текучей среды. В данном случае единственным вариантом, и существуют ЭПН, сконструированные таким образом, является использование электродвигателя малого диаметра для того, чтобы позволить текучей среде течь за пределами электродвигателя. Проблема данной конструкции заключается не только в низкой мощности, доступной электродвигателям малого диаметра, но и в направлении произведенной текучей среды, находящейся под высоким давлением, в насосно-компрессорную колонну, что требует наличия гидравлических манжет и уплотнений, которые являются дорогостоящими и ненадежными. В качестве альтернативы можно было бы окружить электродвигатель малого диаметра герметичной обшивкой, соединенной с выходным отверстием насоса и насосно-компрессорной колонной, что позволило бы текучей среде, находящейся под высоким давлением, течь от насоса мимо электродвигателя внутрь насосно-компрессорной колонны. Данная конструкция имеет подобный недостаток, заключающийся в необходимости использования меньшего диаметра и, следовательно, электродвигателя меньшей мощности для размещения внутри герметичной обшивки, которая, в свою очередь, должна размещаться внутри обсадной трубы скважины.

[006] ЭПН избегают данной проблемы, размещая электродвигатель в самой нижней точке установки, при этом насос размещается над электродвигателем и прикреплен к насосно-компрессорной колонне. Входное отверстие насоса находится в нижней части насоса, но над электродвигателем, и выходное отверстие насоса присоединено к насосно-компрессорной колонне, так что перекачиваемая под высоким давлением текучая среда течет внутрь насосно-компрессорной колонны и вверх на поверхность. Существует несколько недостатков при расположении насоса над электродвигателем, но удобство направления потока перевешивает несколько данных недостатков.

[007] Другим типом насосных установок для нефтяных скважин, приспособленным к небольшим размерам обычных обсадных труб нефтяных скважин, является зубчатый центробежный насос, или ЗЦН, как описано в патенте США №5,573,063. В ЗЦН применяется многоступенчатый центробежный насос, подобный тому, который применяется в ЭПН, но вместо того, чтобы приводиться в действие с помощью скважинного электродвигателя, ЭПН приводится в действие с помощью вращающейся приводной колонны насосных штанг, идущей от первичного привода на поверхности к многоступенчатому центробежному насосу в скважине, с промежуточной повышающей скорость передачей, включенной в приводную колонну непосредственно над насосом, которая увеличивает скорость вращения приводной колонны, обычно составляющую менее 1000 об/мин, до скорости более 3000 об/мин, требуемой центробежным насосом (фиг.1).

[008] Подобно ЭПН, компоненты ЗЦН имеют относительно большой диаметр для обеспечения требуемой мощности и заполнения большей части доступного внутреннего диаметра обсадной трубы, оставляя, подобно ЭПН, недостаточный кольцевой зазор для перекачивания текучей среды на поверхность. В отличие от ЭПН, насос не может напрямую присоединяться к насосно-компрессорной колонне с помощью приводной передачи, так как вращающаяся колонна приводных насосных штанг напрямую соединена с передачей и должна проходить через многоступенчатый центробежный насос. Принцип направления текучей среды, находящейся под высоким давлением, осуществляемого в ЗЦН, составляет основу данного изобретения.

Обзор известного уровня техники

[009] Сегодня специалисты в данной области хорошо разбираются в общем типе конструкции скважинных насосов. Автор изобретения, известный эксперт в области нефтеносных участков, создал несколько инноваций, относящихся к бурению и продуктивности нефтяных скважин, одна из которых раскрыта в патенте США №5,573,063 и относится к глубинной насосной установке. Указанная система является одной из нескольких систем, идеально подходящих для адаптации к настоящему изобретению.

[010] Автору изобретения неизвестна какая-либо система, которая направляет произведенную текучую среду, как раскрыто в описании данного патента, и поиск среди существующих патентов также не выявил подобных систем. Патент, выданный Thomas et al. №6,645,010, не раскрывает размещения нескольких трубопроводов различных конструкций внутри обсадной трубы скважины, но никоим образом не рассматривает или непреднамеренно решает проблему оптимальной эксплуатации доступного пространства для подачи продукта, для которого предназначено настоящее изобретение.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[011] Настоящее изобретение предоставляет собой новаторское решение оптимального использования доступного пространства внутри скважины, где насос, приводимый с поверхности скважины посредством передачи, погружен в залежь энергоносителя, например сырую нефть, и сконструирован для создания давления, достаточного для поднятия содержимого залежи на поверхность.

[012] Так как обсадная труба скважины имеет минимальный диаметр, а передача и многоступенчатый центробежный насос занимают значительную часть данного пространства, рассматриваемая проблема заключается в обеспечении эффективного прохода на поверхность текучих продуктов, которые перекачиваются из продуктивной зоны.

[013] Таким образом, основной, но не единственной целью является эксплуатация доступного пространства в тесной обсадной трубе скважины при помощи предоставления стратегически расположенных маршрутов оптимальных размеров, идущих между насосом в продуктивной зоне скважины к ее поверхности для обеспечения непрерывного потока продукта из залежи.

[014] Другой целью настоящего изобретения, связанной с предыдущей, является использование пространства между зубчатым механизмом передачи и связанной с ним обсадной трубой путем создания маршрута потока текучей среды сквозь него. Еще одной целью настоящего изобретения является изоляция маршрута текучей среды для избежания загрязнения смазки передачи и соответствующих комплектов зубчатых колес.

[015] Дальнейшей целью и дополнительным преимуществом системы согласно настоящему изобретению является обеспечение эффективного теплообмена между зубчатыми колесами передачи и текучей средой, текущей рядом с зубчатым механизмом по каналам текучей среды, созданным на протяжении передачи.

[016] Дополнительные и дальнейшие преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области благодаря следующему подробному описанию предпочтительного варианта осуществления при прочтении вместе с описанием графических материалов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[017] Фиг.1 является изображением зубчатой центробежной насосной системы, как описано в патенте США 5,573,063, расположенной в обычной буровой скважине с размещенной обсадной трубой скважины; имеется приводная колонна для приведения в действие насоса, расположенного в продуктивной зоне, посредством передачи;

[018] Фиг.2А является видом сбоку верхней части обшивки передачи, изображающей относительное расположение передачи по фиг.1;

[019] Фиг.2В является видом сбоку нижней части обсадной трубы скважины, выделяющей взаимодействие передачи и насоса;

[020] Фиг.3 является увеличенным изображением в частичном разрезе трубчатой обшивки, содержащей часть передачи, компенсатор давления и приводную колонну системы подачи согласно настоящему изобретению; и,

[021] Фиг.4 является видом поперечного сечения, выполненного вдоль линий 4-4 на фиг.3, изображающим взаимосвязь между зубчатыми колесами передачи и трубопроводом, через который проходит текучая среда из продуктивной зоны.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[022] Сначала необходимо определить среду, в которой настоящее изобретение особенно полезно. Буровая скважина была пробурена через различные слои до продуктивной зоны Z. Обсадная труба 10 скважины погружена в буровую скважину для укрепления боковых стенок от воздействия эрозии и/или потенциального обрушения.

[023] Для того, чтобы извлечь на поверхность залежь текучей среды, расположенную в продуктивной зоне, насос Р расположен вблизи продуктивной зоны [фиг.1] с помощью колонны 12 насосно-компрессорных труб. Насосная установка состоит из многоступенчатого центробежного насоса Р и повышающей передачи Т, как описано в патенте США №5,573,063, с дополнительным шлицевым гнездом или гнездом, снабженным ключом, что позволяет приводить передачу Т с помощью колонны приводных насосных штанг 13, оснащенной шлицевым валом или валом, снабженным ключом, входящим в зацепление с передачей Т. Приводная колонна насосных штанг 13 опускается в трубу колонны 12, и шлицевой вал или вал, снабженный ключом, вставляется в гнездо, который позволяет передавать вращение приводной колонны 12 передаче Т. Передача Т увеличивает частоту вращения ведущего вала колонны приводных насосных штанг 13 до оптимальной скорости центробежного насоса Р, как описано в '063. Колонна насосных штанг 13 соединена с приводной головкой 14, расположенной на поверхности скважины. Разумеется, приводная головка 14 обеспечивает необходимую энергию для привода насоса Р посредством колонны приводных насосных штанг 13 и передачи Т.

[024] Основной проблемой, рассматриваемой в настоящем изобретении, является наилучший способ подачи залежи текучей среды из продуктивной зоны на поверхность скважины в условиях глубокой скважины. При рассмотрении данной проблемы нужно учитывать, что внутренний диаметр обсадной трубы 10 скважины сравнительно мал, а установки передачи Т и многоступенчатого центробежного насоса Р сравнительно велики. Таким образом, доступное пространство для прохождения текучих сред, которые перекачиваются на поверхность, определенно ограничено.

[025] Система подачи согласно настоящему изобретению предлагает решение путем оптимального использования доступного пространства благодаря предоставлению маршрута, который размещается в не использующемся до этого доступном пространстве.

[026] В соответствии с целями изобретения и как изначально изображено на фиг.2А и 2В, пример насоса Р представлен содержащим несколько элементов 16 центробежного насоса Р, установленных на центральном вале 18. Вал 18 соединен с выходным валом повышающей передачи Т. Входной вал 20 передачи Т соединен и вращается колонной насосных штанг 13 посредством приводной головки 14.

[027] Имеется капсула в виде трубчатой обшивки 23, которая включает относительно жесткую обсадную трубу 24, расположенную продольно в скважине, где она окружает часть колонны насосных штанг 13, которая включает передачу Т. Нижним концом трубчатая обшивка 23 соединена, с помощью уплотнения 22, с насосом Р, так что текучая среда перекачивается под давлением вверх из продуктивной зоны Z по направлению к трубчатой обшивке 23, обычно, по маршруту, обозначенному стрелками, и без каких-либо утечек.

[028] Передача Т может быть любого из нескольких типов, подходящих для диаметра и глубины буровой скважины, превосходный пример которого представлен в вышеупомянутом патенте '063. В изображенной форме передача Т содержит многоступенчатый комплект 25 зубчатых колес с параллельными валами, который способен передавать относительно большие нагрузки и/или скорости в относительно небольшом пространстве. Несколько комплектов 25 зубчатых колес расположены последовательно, в виде колонны, в трубчатой обшивке 23, боковые стенки которой выполнены из относительно жесткого коррозионностойкого материала.

[029] Для обеспечения разделения перекачиваемой текучей среды и смазочных веществ передачи и для изоляции и защиты комплектов 25 зубчатых колес от коррозионных элементов, которые часто присутствуют в перекачиваемой текучей среде, спереди и сзади передачи имеются уплотнения 29F и 29А текучей среды любой из хорошо известных конструкций. Тем не менее, уплотнения и, в частности, уплотнение 29F, расположенное непосредственно вверх по потоку от насоса Р, подвержены и должны выдерживать значительное давление для того, чтобы внутренний механизм передачи Т избегал загрязнения и попадания коррозионных элементов, содержащихся в перекачиваемой текучей среде.

[030] Для управления разностью давления между трубчатой обшивкой 23 и перекачиваемой текучей средой, которое в ином случае будет воздействовать на уплотнения 29F и 29А, изобретение предполагает наличие компенсатора 36 давления. Компенсатор 36 давления может быть любой из нескольких хорошо известных конструкций, если только она способна справляться с необходимыми разностями давления, которые будут воздействовать на уплотнения. Компенсатор 36 давления находится в жидкостной связи с внутренней частью трубчатой обшивки 23, а также подвергается воздействию давления текучей среды, создаваемого насосом Р, и его конфигурация позволяет, в разумных пределах, обеспечивать максимально возможную эффективность уплотнений в разделении перекачиваемой текучей среды и смазки передачи.

[031] Как видно на графических материалах, диаметр передачи Т, определяемый комплектами 25 зубчатых колес, является максимально возможным в разумных пределах для того, чтобы обеспечить максимально возможный диаметр колонны комплектов 25 зубчатых колес и, в изображенном примере, довольно плотно прилегает к внутренней стороне трубчатой обшивки 23. Как упоминалось ранее, материал, из которого выполнена трубчатая обшивка 23, обладает достаточной прочностью для обеспечения стабилизации зубчатых колес колонны.

[032] Тем не менее, как изображено на фиг.4, обсадная труба 10 оптимального размера удачно оставляет пригодное для использования внутреннее пространство между зубчатыми колесами каждого комплекта и трубчатой обшивкой, окружающей их. Поскольку это пространство занимают смазочные вещества, настоящее изобретение предусматривает еще одно эффективное использование, которое будет описано далее.

[033] Для достижения целей настоящего изобретения система подачи оптимально использует пространство между зубчатым механизмом и трубчатой обшивкой 23 путем предоставления неограниченных маршрутов для прохождения перекачиваемой текучей среды через передачу. Для осуществления этого предусмотрен трубопровод 32, который определяет маршрут внутри трубчатой обшивки 23, идущий продольно сквозь нее с минимальным отклонением.

[034] В изображенном случае трубопровод 32 обычно имеет поперечное сечение в форме буквы "D" для достижения оптимальной объемной вместимости внутри пространства, доступного между комплектами 25 зубчатых колес и стенкой трубчатой обшивки 23. Специалисты в данной области учтут тот факт, что другая форма и поперечное сечение могут быть более эффективными в зависимости от конструкции передачи Т, оптимально используя доступное пространство внутри трубчатой обшивки 23.

[035] Как изображено на фиг.2А и 2В, для завершения соединения через передачу Т с поверхностью каждая из труб, или трубопроводов, 32 направлена через уплотнения 29F и 29А и открывается в поток текучей среды, который перекачивается из залежи. Каждая труба 32 имеет впускное отверстие 34 текучей среды, в которое перекачиваемая текучая среда попадает из насоса Р. Текучая среда, перемещающаяся внутри D-образных труб, беспрепятственно пересекает комплекты зубчатых колес передачи и выходит в точке 38, таким образом, перемещаясь под давлением на поверхность скважины, где ее собирают.

[036] Следует учитывать, что улучшенная система подачи согласно настоящему изобретению использует доступное пространство для обеспечения максимальной подачи текучих сред в продуктивной зоне на поверхность скважины для последующего использования. Вместе с тем, передача может иметь больший размер и, таким образом, способна подавать больше энергии насосу.

[037] Хотя в варианте осуществления изобретения, описанном выше, в качестве примера насосной системы, идеально подходящей для данного применения, использовался зубчатый центробежный насос, следует учитывать, что специалисты в данной области могут предусмотреть некоторые варианты применения данного изобретения. Например, существует глубинно-насосная система, которая называется электрический погружной винтовой насос кавитационного типа, или ЭПВНКТ, который состоит из скважинного электродвигателя, подобного тому, что используется в насосе ЭПН, который приводит винтовой насос посредством понижающей передачи, включенной между электродвигателем и насосом. Целью передачи является снижение высокой скорости электродвигателя, обычно составляющей 3500 об/мин, до скорости 350 об/мин, более подходящей для винтового насоса кавитационного типа. Как и в системе ЭПН, электродвигатель расположен в нижней части установки ЭПВНКТ, а понижающая передача расположена непосредственно над ним, и насос расположен над передачей, что позволяет текучей среде, находящейся под высоким давлением, течь от насоса непосредственно в эксплуатационную насосно-компрессорную колонну и далее на поверхность. В наиболее распространенном варианте осуществления данных систем ЭПВНКТ передача является передачей планетарного типа. Диаметр передачи должен быть достаточно малым, чтобы обеспечивать маршрут потока между внешней обшивкой передачи и внутренней стенкой обсадной трубы для того, чтобы произведенная текучая среда проходила от залежи, расположенной ниже электродвигателя, к входному отверстию насоса, расположенному выше передачи. Ограничение диаметра снижает энергию планетарной передачи и ограничивает пропускную способность всей насосной системы. Передача с многоступенчатым параллельным маршрутом, как применяется в ЗЦН, описанном выше, может применяться вместо передачи планетарного типа. Использование данного типа передачи позволит использование полного диаметра обсадной трубы передачей, одновременно обеспечивая маршруты потока D-образного типа для направления произведенной текучей среды во входное отверстие винтового насоса кавитационного типа. Данный вариант осуществления патента, описанный здесь и включающий ЭПВНКТ, решает подобную проблему, что и ЗЦН, но используется для направления произведенной текучей среды, не находящейся под давлением, во входное отверстие насоса, а не для направления текучей среды, находящейся под давлением, из выходного отверстия насоса. Основной целью конструкции, описанной в данном патенте, является оптимальное использование доступного пространства в небольшом диаметре обсадной трубы скважины, и она не ограничивается передачей текучих сред или под высоким, или под низким давлением, но всех текучих сред, которые нуждаются в доставке в среде с ограниченным диаметром.

[038] Хотя настоящее изобретение было детально описано, следует учесть, что специалисты в данной области могут предусмотреть некоторые варианты отдельных элементов изобретения. Следует понимать, что подобные варианты находятся в идеи изобретения, как описано в приведенной формуле изобретения.

1. Улучшенная система подачи текучей среды для глубокой скважины, в которой текучая среда, которую необходимо поднять на поверхность, находится в продуктивной зоне ниже уровня поверхности;
при этом указанная система подачи включает колонну насосных штанг с насосом, расположенным в продуктивной зоне, и приводную головку на поверхности скважины; указанный насос и указанная приводная головка непосредственно соединены с тем, чтобы приводная головка вызывала вращение указанного насоса для подачи текучей среды под давлением вверх, на поверхность скважины;
при этом трубчатая обшивка окружает часть указанной колонны насосных штанг, передача находится в указанной трубчатой обшивке; указанная передача включена между указанной приводной головкой и указанным насосом на указанной колонне насосных штанг; указанная передача приспособлена для получения энергии от указанной приводной головки и подачи энергии указанному насосу с его оптимальным уровнем производительности; и по меньшей мере один маршрут, проходящий через указанную передачу, способный получать текучую среду, находящуюся под давлением, из указанного насоса и подавать ее к поверхности указанной скважины.

2. Улучшенная система подачи текучей среды по п.1, где указанная трубчатая обшивка включает относительно жесткую обсадную трубу, окружающую множество комплектов зубчатых колес и вмещающую смазку зубчатых колес внутри указанной обсадной трубы; указанная трубчатая обшивка изолирована от проникновения перекачиваемых текучих сред.

3. Улучшенная система подачи текучей среды по п.2, где указанный маршрут изолирован внутри указанной обсадной трубы для того, чтобы избежать утечек указанной текучей среды в указанную обсадную трубу.

4. Улучшенная система подачи текучей среды по п.1, где два маршрута проходят через указанную передачу.

5. Улучшенная система подачи текучей среды по п.1, где указанный маршрут определен трубопроводом, при этом указанный трубопровод открыт с одного конца для приема текучей среды, перекачиваемой из указанной продуктивной зоны; при этом указанная текучая среда доставляется в указанную обсадную трубу скважины над указанной трубчатой обшивкой.

6. Улучшенная система подачи текучей среды по п.1, где указанный трубопровод имеет форму поперечного сечения для оптимального использования преимущества доступного пространства между комплектами зубчатых колес и указанной обсадной трубой.

7. Улучшенная система подачи текучей среды по п.1, где два маршрута проходят через указанную передачу.

8. Улучшенная система подачи текучей среды по п.1, где указанный маршрут определен трубопроводом, при этом указанный трубопровод открыт с одного конца для приема текучей среды, перекачиваемой из указанной продуктивной зоны; указанная текучая среда подается в указанную обсадную трубу скважины над указанной внешней оболочкой.

9. Улучшенная система подачи текучей среды по п.1, где указанный трубопровод имеет форму поперечного сечения для оптимального использования преимущества доступного пространства между комплектами зубчатых колес и указанной обсадной трубой.

10. Улучшенная система подачи текучей среды для глубокой скважины, в которой текучая среда, которую необходимо поднять на поверхность, находится в продуктивной зоне ниже уровня поверхности;
при этом указанная система подачи включает колонну насосных штанг с насосом, расположенным в продуктивной зоне, и приводную головку на поверхности скважины; указанный насос и указанная приводная головка непосредственно соединены с тем, чтобы приводная головка вызывала вращение указанного насоса для подачи текучей среды под давлением вверх, на поверхность скважины;
при этом трубчатая обшивка окружает часть указанной колонны насосных штанг; указанная трубчатая обшивка изолирована от проникновения перекачиваемой текучей среды в указанную трубчатую обшивку; компенсатор давления находится в жидкостной связи с указанной трубчатой обшивкой и указанной перекачиваемой текучей средой для выравнивания разниц давления между указанной трубчатой обшивкой и указанной перекачиваемой текучей средой;
при этом передача находится в указанной трубчатой обшивке; указанная передача включена между указанной приводной головкой и указанным насосом на указанной колонне насосных штанг; указанная передача приспособлена для получения энергии от указанной приводной головки и подачи энергии указанному насосу с его оптимальным уровнем производительности; и по меньшей мере один маршрут, проходящий через указанную трубчатую обшивку, способный получать текучую среду, находящуюся под давлением, из указанного насоса и подавать ее к поверхности указанной скважины.

11. Улучшенная система подачи текучей среды по п.5, где указанный трубопровод имеет форму поперечного сечения для оптимального использования преимущества доступного пространства между комплектами зубчатых колес и указанной обсадной трубой.

12. Улучшенная система подачи текучей среды по п.10, где два маршрута проходят через указанную передачу.

13. Улучшенная система подачи текучей среды по п.10, где указанный маршрут определен трубопроводом, при этом указанный трубопровод открыт с одного конца для приема текучей среды, перекачиваемой из указанной продуктивной зоны; указанная текучая среда доставляется в указанную обсадную трубу скважины над указанной трубчатой обшивкой.

14. Улучшенная система подачи текучей среды по п.10, где указанный трубопровод имеет форму поперечного сечения для оптимального использования преимущества доступного пространства между комплектами зубчатых колес и указанной обсадной трубой.

15. Улучшенная система подачи текучей среды по п.10, где поперечное сечение указанного трубопровода обычно имеет форму буквы "D".

16. Улучшенная система подачи текучей среды по п.14, где поперечное сечение указанного трубопровода обычно имеет форму буквы "D".



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к центробежным многоступенчатым насосам и может быть использовано для подъема из скважин жидкости с высоким содержанием механических примесей.

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в насосных агрегатах, применяемых, например, в нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к погружным электроцентробежным насосам. Устройство для гидравлической защиты электродвигателя насоса выполнено в виде протектора, размещенного между электродвигателем и насосом, и содержит корпус, трубу, установленную коаксиально корпусу и валу привода, ниппели, кольцевой поршень, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения в кольцевой камере, образованной корпусом и трубой, и разделяющий камеру на два участка.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружному оборудованию для добычи нефти с высоким содержанием газа. Клапан содержит корпус 1, запорный элемент 10 в виде шара, неподвижно закрепленный внутри корпуса 1 полый шток 8 с седлом 11 в верхней части и сквозными радиальными каналами под седлом 11, ограничитель движения шара вверх, подпружиненный подвижный полый поршень 2, расположенный на внешней образующей полого штока 8 с возможностью перекрывать и открывать радиальные каналы 12 и 13 полого штока 8.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в многоступенчатых центробежных погружных насосах для откачки пластовой жидкости с высоким содержанием газа.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах управления погружными электродвигателями как асинхронными, так и вентильными, применяемых при нефтедобыче, а также в других областях народного хозяйства.

Изобретение относится к системам управления добычей нефти и может использоваться для вывода скважин, оборудованных установкой электроцентробежного насоса, на стационарный режим работы, а также в процессе длительной эксплуатации скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружным электронасосным агрегатам, используемым для добычи нефти и откачки воды из скважин.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружным электронасосным агрегатам, используемым для добычи нефти и откачки воды из скважин.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в погружных центробежных насосах для добычи пластовой жидкости (нефти) из скважин. Модульная секция фильтра погружного насосного агрегата состоит из головки, основания, корпуса с отверстиями, фильтроэлемента, вала с подшипниками, каждый из которых содержит подвижную и неподвижную втулки, составляющие пару трения.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей. Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток. При этом верхний диск направляющего аппарата с осевой опорой выполнены монолитно со стаканом, причем стакан выполнен из перфорированного металлического цилиндра с покрытием из полимерного материала на его внутренней поверхности. Полимерный материал покрытия заполняет перфорации металлического цилиндра, а металлический цилиндр выполнен на одном конце с буртиком, внедренным внутрь материала верхнего диска направляющего аппарата. Изобретение направлено на уменьшение массы изделия и повышение надежности его работы. 23 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым осевым скважинным насосам для откачки пластовой жидкости высокой вязкости. Насос содержит множество последовательно расположенных в корпусе насосных ступеней. Рабочее колесо каждой ступени выполнено осевым в виде втулки со спиральными лопастями. Угол между касательной к скелетной линии лопастей и плоскостью, перпендикулярной оси вращения, выполнен постоянным либо монотонно увеличивающимся от входа к выходу. Начальное значение этого угла, являющееся входным углом лопасти, монотонно уменьшается от втулки к периферии. Лопасти направляющего аппарата каждой ступени изготовлены с двойной кривизной и направлением закрутки, противоположным направлению закрутки лопастей рабочего колеса. Отношение радиальной ширины проточного канала в рабочем колесе и направляющем аппарате к наружному радиусу канала лежит в интервале от 0.2 до 0.6. Изобретение направлено на обеспечение перекачки жидкости в широком диапазоне вязкостей без потери напора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти погружными насосами из скважин, продукция которых содержит твердые частицы - механические примеси. Обеспечивает повышение надежности эксплуатации насосной установки для добычи нефти из скважин с высокой концентрацией взвешенных твердых частиц. Погружная насосная установка для добычи нефти содержит спущенные в скважину насос с погружным электродвигателем, центробежный сепаратор твердых частиц и отстойник. Центробежный сепаратор твердых частиц расположен ниже погружного электродвигателя с возможностью передачи крутящего момента с вала погружного электродвигателя на вал центробежного сепаратора твердых частиц, при этом ротор центробежного сепаратора твердых частиц окружен неподвижной винтовой решеткой, ход нарезки лопаток которой противоположен направлению вращения ротора центробежного сепаратора твердых частиц. Внутри отстойника размещена труба, верхний конец которой расположен ниже центробежного сепаратора твердых частиц, а нижний конец сообщен с полостью скважины. Нижний конец трубы снабжен сужающимся соплом, при этом подача ротора центробежного сепаратора твердых частиц не менее чем на 20% превышает подачу насоса. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей. Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит рабочее колесо 2 с втулкой 3 и направляющий аппарат 7, состоящий из стакана 1, верхнего диска 9 с осевой опорой 13, нижнего диска 11 и лопаток 10. Верхний диск 9 с осевой опорой 13 выполнены монолитно со стаканом 1, причем стакан 1 выполнен из полимерного материала с расположенным внутри него металлическим каркасом 5, обеспечивающим жесткость стакана 1. Изобретение направлено на уменьшение массы изделия и повышение надежности его работы. 24 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в соединительных звеньях электрического погружного насоса. Электрическая погружная насосная система включает протектор и двигательную секцию, и уплотнители, препятствующие утечке из протектора и двигательной секции во время сборки. Уплотнители взаимодействуют с узлом муфты для соединения валов протектора и двигательной секции. Наружный диаметр узла муфты увеличивается на уступе, который окружает узел муфты. В одном примере, уплотнитель, препятствующий утечке из уплотнительного узла, образует герметизирующую границу раздела вокруг части с большим диаметром узла муфты, которая удаляется при сдвигании муфты так, что ее часть с меньшим диаметром граничит с уплотнительным узлом. Двигательная секция герметизируется другим уплотнительным узлом, включающим корпус, окружающий вал двигателя с образованием кольцевого пространства, которое выборочно заполняется уплотнительным диском. Уплотнительный диск также может быть сдвинут внутри корпуса при соединении валов посредством узла муфты. Технический результат заключается в повышении надежности соединения звеньев погружных электрических насосов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к протекторам для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя. Протектор содержит корпус 1, вал 4 с нижним и верхним торцовыми уплотнениями 6, опору 5 вала 4, ниппели, узел пяты, верхнюю и нижнюю головки 2 с фланцами 3 для соединения соответственно с насосом и электродвигателем. Протектор содержит рабочее колесо 7 центробежного насоса, смонтированное на валу 4 между торцовым уплотнением 6 и фланцем для соединения с насосом. Внутренний диаметр D диска 9 рабочего колеса 7, обращенного к торцовому уплотнению 6, выполнен больше диаметра d вала 4. Наружный диаметр D1 диска 9 выполнен меньше наружного диаметра D2 противоположно расположенного диска 8 рабочего колеса 7. Центрирование рабочего колеса 7 относительно вала 4 осуществляется по внутреннему диаметру d колеса 7. Изобретение направлено на упрощение конструкции протектора с уплотнительным устройством, а также обеспечение высокой степени защиты электродвигателя от пластовой жидкости. 2 ил.

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно к погружным многоступенчатым центробежным насосам, предназначенным для добычи нефти из скважин. Погружной многоступенчатый модульный насос содержит головку, основание и корпус, в котором установлены ступени. Каждая из ступеней содержит полимерное рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, включающий стакан с наружной втулкой, верхний диск и осевую опору, которые выполнены из металла, лопасти и нижний диск, которые выполнены из полимерного материала. В корпусе установлены радиальные промежуточные подшипники с двумя твердосплавными втулками, одна из которых установлена на валу насоса, а другая в корпусе подшипника. Направляющий аппарат содержит ступицу, выполненную из полимерного материала. Расстояние между промежуточными радиальными подшипниками с твердосплавными втулками составляет не более чем 0,5 метра. Изобретения направлены на повышение эксплуатационной надежности насоса, а также снижение его себестоимости. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Погружной электронный блок может быть использован для управления погружным электродвигателем. Он содержит корпус 1 цилиндрической формы, закрытый с торцов основанием 3 и обращенной к двигателю головкой 2, элементы электронной схемы, размещенные в герметичном отсеке, гермовводы, служащие для электрического соединения электронной схемы с цепями электродвигателя, и контактный электрический разъем из контактов 7, 9. Блок снабжен шасси 11, имеющим сегментообразное поперечное сечение и выполненным из материала с высокой тепло- и электропроводностью. Шасси 11 установлено с возможностью теплового контакта с внутренней поверхностью корпуса 1. Силовые элементы 12 электронной схемы, в особенности силовые электронные модули, установлены на плоской поверхности шасси 11 и электрически связаны с гермовводами. Узлы соединения корпуса 1 с основанием 3 и головкой 2 выполнены герметичными с возможностью выдерживать высокое давление, образуя с внутренним объемом корпуса 1, основанием 3 и головкой 2 герметичный отсек. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности для поочередной подачи на прием скважинного насоса нефти и воды при эксплуатации обводненных, высокодебитных скважин с высоковязкой нефтью, осложненных образованием высоковязкой водонефтяной эмульсии. Входное устройство содержит соединенную с переводником приемной части насоса отстойную камеру. В ней размещен U-образный подводящий канал, вход которого выведен за отстойную камеру. Ниже отстойной камеры расположен стакан с отверстиями в верхней части. Площадь внутреннего сечения между входным каналом и стаканом выбрана таким образом, что максимальная скорость течения воды вниз в этом сечении может превышать скорость всплытия нефти в воде не более чем в два раза. Минимальный объем внутреннего пространства между входным каналом и стаканом не менее половины объема жидкости, поступающей в насос при всасывании. Верхний конец входного канала расположен на уровне конца U-образного подводящего канала. Ниже стакана последовательно установлены аналогичные дополнительные стаканы, количество которых находится в прямой зависимости от производительности насоса. Входной канал сообщен с нижней частью каждого стакана входным калиброванным отверстием, который выполнен с возможностью поддержания одинаковой скорости из соответствующего стакана во входной канал. Над калиброванным отверстием установлен фильтр. Между отстойной камерой и стаканом входной канал снабжен дополнительной камерой для увеличения его длины. Повышается эффективность работы за счет повышения стабильности работы в высокодебитных скважинах и надежности при работе с высоковязкой нефтью. 1 ил.

Изобретение относится к конструкции погружных насосных установок с многосекционными агрегатами. Погружной насосный агрегат содержит расположенные на одной общей оси многоступенчатый центробежный насос 1, входной модуль 2, агрегат 3 гидрозащиты, электродвигатель 4 с теплообменником и с токовводным узлом 5 и погружной блок 6 телеметрии. Погружной насосный агрегат снабжен двумя компенсационными муфтами, выполненными с верхней и нижней полумуфтами с симметричными четырехкулачковыми рабочими поверхностями и с подпружиненными группами шариков, первая компенсационная муфта установлена во входном модуле с возможностью центрирования в нем посредством подшипника скольжения, выполненного на основе втулок из металлокерамических материалов, и соединяет вал насоса и вал агрегата гидрозащиты, при этом в первой компенсационной муфте полость сопряжения верхней и нижней полумуфт выполнена герметичной и заполнена смазкой, вторая компенсационная муфта соединяет вал агрегата гидрозащиты и вал электродвигателя и со стороны электродвигателя выполнена с резьбовым переходником для автоматического регулирования взаимного осевого перемещения полумуфт при пуске насосного агрегата. Изобретение направлено на повышение надежности и долговечности работы погружной части насосного агрегата в широком диапазоне эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх