Входное устройство скважинного насоса

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 нефтедобывающей промышленности, в частности может быть использовано для поочередной подачи на прием скважинного насоса нефти и воды при эксплуатации обводненных, высокодебитных скважин с высоковязкой нефтью, осложненных образованием высоковязкой водонефтяной эмульсии в колонне насосно-компрессорных труб.

Известно входное устройство скважинного насоса (патент РФ №2300666, МПК F04B 47/00, опубл. 10.06.2007 г., бюл. №16), содержащее соединенную с переводником приемной части скважинного насоса отстойную камеру, в которой частично размещен U-образный подводящий патрубок, входной конец которого выведен за отстойную камеру, расположенный ниже отстойной камеры стакан с отверстиями в верхней части, который соединен с отстойной камерой входным каналом, выполненным в виде трубки, при этом между отстойной камерой и стаканом размещена дополнительная камера, оснащенная верхней и нижней крышками, а входной канал выполнен составным из верхнего и нижнего патрубков, заглушенных соответственно сверху и снизу, снабженных соответственно верхними и нижними боковыми отверстиями, причем верхний патрубок жестко соединен с верхней крышкой дополнительной камеры и негерметично с переводником скважинного насоса, а нижний патрубок жестко соединен с нижней крышкой и с днищем стакана, при этом дополнительная камера сообщается при помощи верхнего и нижнего патрубков через верхние и нижние боковые отверстия соответственно с внутренними пространствами отстойной камеры и стакана, причем входной конец U-образного подводящего патрубка выполнен в виде боковых отверстий в отстойной камере, расположенных на одном уровне с верхними боковыми отверстиями верхнего патрубка, а U-образный подводящий патрубок образован герметично вставленной между верхней крышкой дополнительной камеры и переводником приемной части скважинного насоса трубой, размещенной между отстойной камерой и верхним патрубком и выполненной с боковыми отверстиями, расположенными ниже боковых отверстий отстойной камеры.

Недостатками этого устройства являются возможность попадания в него нефти в высокодебитных скважинах во время отбора воды через нижний патрубок входного канала, поскольку скорость воды при движении вниз по внутреннему пространству стакана кратно превышает скорость всплытия нефти в воде, что приводит к уменьшению разности плотностей жидкостей, поступающих в устройство, нарушению расчетного гравитационного гидростатического взаимодействия столбов жидкостей в U-образном подводящем патрубке и во входном канале, приводящее к снижению стабильности переключения устройства с отбора воды на отбор нефти и обратно, а также его низкая надежность при эксплуатации скважин с высоковязкой нефтью, при откачке которой возрастают гидравлические потери в U-образном подводящем патрубке.

Более близким по технической сущности и достигаемому результату является входное устройство скважинного насоса (патент на полезную модель РФ №55893, МПК F04B 47/00, опубл. 27.08.2006 г., бюл. №24), содержащее соединенную с переводником приемной части скважинного насоса отстойную камеру, в которой размещен U-образный подводящий канал, один конец которого выведен за отстойную камеру, причем ниже отстойной камеры расположен стакан с отверстиями, который соединен с отстойной камерой входным каналом сечением, меньшим проходного сечения отстойной камеры, при этом нижний конец входного канала расположен ниже отверстий стакана, а верхний конец - в отстойной камере, при этом 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, а минимальный объем внутреннего пространства между входным каналом и стаканом должен быть не менее половины объема жидкости, поступающей в насос при всасывании, при этом отстойная камера и стакан расположены в едином корпусе, где они разделены перемычкой, а U-образный подводящий канал и входной канал образованы продольными перегородками внутри корпуса, причем верхний конец входного канала расположен на уровне конца U-образного подводящего канала, выведенного за отстойную камеру.

Недостатками этого устройства являются невозможность его использования в высокодебитных скважинах из-за попадания в устройство нефти во время отбора воды через нижний конец входного канала, поскольку скорость воды при движении вниз в стакане в несколько раз превышает скорость всплытия нефти в воде, что приводит к снижению плотности воды, вследствие чего снижается стабильность работы устройства, а также низкая надежность при работе с высоковязкой нефтью, при откачке которой возрастают гидравлические потери в U-образном подводящем канале, и давление столба воды во входном канале становится недостаточным для компенсации возросших гидравлических потерь.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет повышения стабильности работы в высокодебитных скважинах и надежности при работе с высоковязкой нефтью.

Указанная техническая задача решается входным устройством скважинного насоса, содержащим соединенную с переводником приемной части скважинного насоса отстойную камеру, в которой размещен U-образный подводящий канал, вход которого выведен за отстойную камеру, расположенный ниже отстойной камеры стакан с отверстиями в верхней части, который соединен с отстойной камерой входным каналом, при этом 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, а 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.

Новым является то, что ниже стакана последовательно установлены аналогичные дополнительные стаканы, количество которых находится в прямой зависимости от производительности скважинного насоса, при этом входной канал сообщен с нижней частью каждого стакана входным калиброванным отверстием, выше которого установлен фильтр, а между отстойной камерой и стаканом входной канал снабжен дополнительной камерой, при этом калиброванные отверстия выполнены с возможностью поддержания одинаковой скорости перетекания воды из соответствующего стакана во входной канал.

На чертеже изображена схема входного устройства в разрезе.

Входное устройство содержит соединенную с переводником 1 приемной части скважинного насоса (на чертеже не показан) отстойную камеру 2, в которой размещен U-образный подводящий канал 3. Конец 4 U-образного подводящего канала 3 сообщен с межтрубным пространством скважины (на чертеже не показана). Ниже отстойной камеры 2 расположен стакан 5, который снизу соединен последовательно с дополнительными стаканами 5'. Стакан 5 и дополнительные стаканы 5' имеют входные отверстия 6 и 6'. Калиброванные отверстия 7 и 7', выполненные в нижней части 8' входного канала 8, расположены в нижней части стакана 5 и каждого дополнительного стакана 5'. Между входными отверстиями 6 и 6' и калиброванными отверстиями 7 и 7' установлены фильтры 9 и 9'. Между отстойной камерой 2 и стаканом 5 размещена дополнительная камера 10 для удлинения входного канала 8. U-образный подводящий канал 3 имеет полость 11, сообщенную с переводником 1, и полость 12, сообщенную через конец 4 с межтрубным пространством скважины.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается в скважине непосредственно под скважинным насосом с помощью переводника 1. Скважинный насос пускают в работу. Поступающая в скважину при работе скважинного насоса смесь пластовых жидкостей по мере подъема от пласта (на чертеже не показан) до скважинного насоса под действием гравитационных сил разделяется на нефть и воду с образованием границы ВПК. Над границей ВНК в межтрубном пространстве скважины выше скважинного насоса находится нефть, ниже границы ВНК- вода. Граница ВНК перемещается между концом 4 U-образного подводящего канала 3 и отверстием 6 стакана 5, поскольку происходит переключение устройства на отбор либо воды, либо нефти за счет нарушения равновесия столбов жидкости в каналах устройства.

Нефть поступает в устройство через конец 4 U-образного подводящего канала 3 по полости 12, движется вниз, поступает в отстойную камеру 2, далее вверх по полости 11 U-образного подводящего канала 3 в переводник 1, который соединен с приемным патрубком скважинного насоса, затем скважинным насосом поднимается на поверхность.

По мере отбора нефти из скважины граница ВНК поднимается, равновесие столбов жидкостей в U-образном подводящем канале 3 и входном канале 8 нарушается, и устройство переключается на отбор воды.

Вода поступает в стакан 5 и дополнительные стаканы 5' через отверстия 6 и попадает в нижнюю часть 8' входного канала 8 через калиброванные отверстия 7 и 7' и далее через дополнительную камеру 10, входной канал 8 и переводник 1, в приемный патрубок скважинного насоса.

Для поддержания одинаковой скорости воды из стакана 5 и дополнительных стаканов 5' в нижнюю часть 8' входного канала 8 выполнены калиброванные отверстия 7 и 7' в нижних частях стаканов 5 и 5'.

По мере отбора воды из скважины граница ВНК снижается, равновесие столбов жидкости в U-образном подводящем канале 3 и входном канале 8 нарушается и происходит переключение устройства на отбор нефти. Далее циклы повторяются.

С целью снижения скорости движения воды вниз в стакане 5 до скоростей, соразмерных скоростям всплытия нефти в воде, ниже стакана 5 последовательно установлены аналогичные дополнительные стаканы 5'. Нефть, поступающая с водой в стакан 5 и дополнительные стаканы 5' в цикле всасывания скважинного насоса, не попадает во входной канал 8, поскольку объем стаканов 5 и 5' превышает объем скважинного насоса. Количество стаканов 5 и 5' находится в прямой зависимости от производительности скважинного насоса. Для предотвращения засорения калиброванных отверстий 7 и 7' непосредственно над ними в каждой секции установлены фильтры 9 и 9'. Дополнительная камера 10 предназначена для увеличения длины входного канала 8, что позволяет переключать поток воды на поток нефти при добыче высоковязкой нефти, когда вследствие увеличения сил гидродинамического сопротивления в полостях 11, 12 для переключения требуется увеличение высоты столба воды во входном канале 8.

Скорость движения нефти при выходе из полости 12 снижается, так как площадь поперечного сечения отстойной камеры 2 кратно превышает площадь поперечного сечения полости 12, а направление потока нефти при поступлении ее в полость 11 меняется на противоположное. За счет этого происходит отделение от нефти механических примесей и оседание их на дне отстойной камеры 2.

Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность работы за счет повышения стабильности работы в высокодебитных скважинах и надежности при работе с высоковязкой нефтью.

Входное устройство скважинного насоса, содержащее соединенную с переводником приемной части скважинного насоса отстойную камеру, в которой размещен U-образный подводящий канал, вход которого выведен за отстойную камеру, расположенный ниже отстойной камеры стакан с отверстиями в верхней части, который соединен с отстойной камерой входным каналом, при этом 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, а 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, отличающееся тем, что ниже стакана последовательно установлены аналогичные дополнительные стаканы, количество которых находится в прямой зависимости от производительности скважинного насоса, при этом входной канал сообщен с нижней частью каждого стакана входным калиброванным отверстием, выше которого установлен фильтр, а между отстойной камерой и стаканом входной канал снабжен дополнительной камерой, при этом калиброванные отверстия выполнены с возможностью поддержания одинаковой скорости перетекания воды из соответствующего стакана во входной канал.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти погружными насосами из скважин, продукция которых содержит твердые частицы - механические примеси.

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.

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.

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.

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

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче текучих сред из глубоких скважин с применением глубинных насосов типа электроцентробежных насосов - ЭЦН.

Изобретение предназначено для использования в области машиностроения и нефтедобычи для перекачивания газожидкостной среды. Поршневой насос содержит корпус 1, внутри которого с образованием рабочей камеры 2 установлен поршень 3 с поршневым кольцом 4 или щелевым уплотнением 5.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и служит для повышения эффективности эксплуатации глубинных плунжерных насосов. В полость насоса и на приеме насоса помещают датчики измерения давления.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Устройство для подъема нефти при тепловом воздействия на пласт содержит камеру вытеснения, колонны труб для прохода поднимаемой жидкости и подачи рабочего агента, приемный клапан, сообщенный с внутрискважинным пространством, и нагнетательный клапан, сообщенный с колонной труб для прохода поднимаемой жидкости.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным насосным установкам, эксплуатирующим одновременно несколько объектов. Насосная установка для эксплуатации пластов в скважине содержит колонну лифтовых труб, хвостовик, пакер, установленный снаружи хвостовика между пластами, погружной насос с кожухом для откачки продукции пластов с производительностью, превышающей общий дебит пластов, между насосом и хвостовиком установлен модуль для последовательной эксплуатации пластов, в состав которого входит корпус с отверстиями, которые имеют возможность сообщать корпус с входом в насос и с каждым из пластов.

Группа изобретений относится к добыче нефти и может быть применена независимо от геолого-технических характеристик добывающих скважин, а также физико-химических показателей добываемой нефти.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в штанговых глубинных насосах. .

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей отрасли и может быть использовано для перекачки любой жидкости в трубопроводах, насосно-компрессорных трубах с различными техническими характеристиками.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации высокообводненных нефтяных скважин. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин с высоким содержанием механических примесей и песка. .

Группа изобретений относится к области добычи нефти и может быть использована для эксплуатации скважин, оборудованных электронасосами, в частности погружными центробежными электронасосами. Обеспечивает повышение эффективности способа и надежности работы устройства как в малодебитных, так и в высокопродуктивных скважинах. Сущность изобретений: способ заключается в периодическом повторении циклов, включающих откачку, поиск частоты прекращения подачи и накопление. При этом для обеспечения отбора такого количества жидкости из скважины, которое равно ее притоку, выбирают насосную установку с более высокой производительностью по сравнению с притоком жидкости из пласта в скважину. В процессе выполнения циклов производят коррекцию соотношения времени откачки-накопления в зависимости от результатов работы в предыдущих циклах до тех пор, пока соотношение откачки-накопления не перестанет изменяться. Момент наступления прекращения подачи определяют по равенству значений текущего момента на валу погружного электродвигателя и контрольного момента, который определяют предварительно по скачкообразному падению значения момента на валу двигателя в точке наступления прекращения подачи при снижении частоты питающего напряжения. Устройство содержит размещенную в колонне эксплуатационных труб скважины насосную установку, состоящую из центробежного насоса и погружного электродвигателя, подвешенную на колонне подземных труб. При этом погружной электродвигатель токопроводящим кабелем связан с находящимися на поверхности преобразователем частоты и управляющим устройством. Устройство содержит также согласующий трансформатор, блок определения частоты, тока, момента, мощности, блок связи, блок индикации и управления. При этом токопроводящий кабель связан с первым входом-выходом согласующего трансформатора, который вторым входом-выходом связан со входом-выходом преобразователя частоты. Преобразователь частоты своим вторым входом-выходом связан с блоком питания, а третьим входом-выходом - с первым входом-выходом блока определения частоты, тока, момента, мощности, который своим вторым входом-выходом связан с первым входом-выходом блока связи, второй вход-выход которого связан с четвертым входом-выходом преобразователя частоты, а третьим входом-выходом связан с первым входом-выходом контроллера управления, второй вход-выход которого связан с блоком индикации и управления. При этом обеспечена возможность поступления всех сигналов на блоки, находящиеся на поверхности, через токопроводящий кабель непосредственно с вала погружного электродвигателя. 2 н.п. ф-лы, 3 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.

Наверх