Установка для периодической газлифтнойэксплуатации скважины

 

Союз Советскнн

Соцмалнстическик

Республик

ОПИСАНИЕ„„

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.09.79 (21) 2818549/22-03 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Е 21 В 43/00

Гоо1гднрственный комитет

СССР

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 03.07.81 по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.276. .52 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. A. Бурштейн и В. К. Шарапинский (71 ) ЗаявитеJ!b

Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ГАЗЛИФТНОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных месторождений периодическим газлифтом.

Известны установки для периодической газлифтной эксплуатации скважин, отличающиеся друг от друга технологией, в которых выброс жидкости на устье скважин осуществляется циклически (1).

Недостатком их является то, что увеличение частоты циклов установки с целью повышения ее производительности, ограничено временем движения поршня по колонне лифтовых труб, причем с увеличением глубины скважины этот недостаток проявляется сильнее. Кроме того, по окончании фазы выброса жидкости и перехода скважины в фазу накопления, часть жидкости остается в отводных линиях.

В зимнее время года она успевает замерзнуть в перерывах между выбросами, так как в добываемой продукции почти всегда содержится вода, в результате чего часты случаи аварии трубопроводов. Устранить этот недостаток можно увеличением частоты циклов или переводом скважины на режим непрерывного газлифта. Однако увеличение частоты циклов ограничено скоростью и величиной пути движения плунжера, а при переводе скважины на непрерывный газлифт значительно снижается эффективность установок, уменьшается дебит жидкости и сильно растет удельный расход газа j . В результате уменьшается коэффициент полезного действия, увеличивается себестоимость добываемой нефти.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является установка периодической гаЗлифтной эксплуатации скважин, содержащая колонну подъемных труб с размещенным в ее нижней части рабочим клапаном, поршень с узлом его фиксации в нижнем положении и наземное регулирующее оборудование, осуществляю1$ щее раздельное регулирование потоков газожидкостной смеси и газа в колонну лифтовых труб (2) .

Недостатком данной установки является большая длина лифтовых труб, что ограни2О чивает частотм выбросов нефти из скгажины.

Цель изобретения — повышение эффективности работы установки за счет сокра

840305

1О

15 щения времени между циклами выброса жидкости из скважины.

Поставленная цель достигается тем, что колонна, подьемных труб выполнена в виде отсеков, последовательно соединенных и гидравлически связанных между собой обратными клапанами, в каждом из которых установлен поршень с узлом его фиксации в нижнем положении и клапан для ввода рабочего агента, причем поршень, размещенный в нижней части колонны труб, имеет узел фиксации в верхнем положении, установленный с возможностью взаимодействия с узлом фиксации вышележащего поршня, а каждый нижележащий поршень установлен с возможностью взаимодействия с узлом фиксации вышележащего поршня, при этом узел фиксации каждого поршня, расположенного над поршнем, размещенным в нижней части колонны труб, установлен с возможностью взаимодействия с клапаном для ввода рабочего агента.

В установке длина третьего отсека, считая от низа колонны подьемных труб, выполнена равной или меньше суммы длин первых двух отсеков, а длина каждого последующего отсека, начиная с четвертого, равна или меньше предыдущего. Кроме того, в каждом отсеке, начиная со второго снизу, поршень имеет диаметр меньше, чем в предыдущем.

На чертеже изображена схема установки.

Схема включает наземное регулирующее оборудование 1 и колонну подьемных труб 2.

Колонна подъемных труб составлена из последовательно соединенных отсеков 3 — 5 и ряда других, из которых показан только один — — 6. Нижняя часть первого отсека 3 (низ колонны подьемных труб) оборудована рабочим клапаном 7, служащим для ввода газожидкостной смеси и газа, и открывающимся от воздействия на него поршня 8, оборудованного узлом 9 фиксации и расфиксации его, которое работает по действию перепада давлений рабочей среды. На стыке первого 3 и второго 4 отсеков установлены обратный клапан 10, клапан 11, служащий для ввода рабочего агента (газа), узел 12 фиксации с фиксатором 13 для фиксации поршня 14 второго отсека, который работает от воздействия на него поршня 8 первого отсека, а узел 15 фиисации с фиксатором

16 для фиксации поршня 8 в верхней части отсека 3, который работает от воздействия на него поршня 14. На стыке второго 4 и третьего 5 отсеков установлены обратны и клапан 17, клапан 18 и узел 19 фиксации с фиксатором 20 для фиксации поршня 21 третьего отсека. На стыках всех последующих отсеков установлены аналогичные этим клапаны и механизмы. Фиксация поршней

8, 13 и 21 осуществляется автоматически.

Установка работает следующим образом. жидкость, поступившая в скважину, продавливается через рабочий клапан 7 в тру25 зо

SS бы. Все это время поршень 8 удерживается фиксатором 9. После вытеснения всей жидкости в трубы прорывается газ и поднимает столб жидкости над поршнем. В этот момент происходит расфиксация поршня 8, он поднимается и дает возможность закрыться клапану 7. Подойдя к верхней части отсека, поршень выталкивает всю жидкость в следующий отсек 4. При этом поршень 14- не сдвигается с места и жидкость про ходит мимо него. По приходу поршня 8 в верхнюю часть отсека 3 он воздействует на кулачок механизма 12, открывая при этом клапан

11 и производят расфиксацию поршня 14.

Через клапан 11 начинает поступать газ из колцевого пространства, совершая при этом работу по подъему жидкости и поршня 14.

Одновременно срабатывает обратный клапан 10 и первый отсек отключается. Поршень 8 «отпадает» от ограничителя и зависает на фиксаторе 16 узла 15. При этом кулачок узла 12 фиксации освобождается, клапан 11 закрывается и кратковременная подача рабочего агента (газа) в отсек

4 прекращается.

Поршень второго отсека 14 подойдя к верхнему ограничителю воздействует на узел фиксации 19, тем самым открывает клапан 18 и производит расфиксацию поршня

21. Он (поршень 21) начинает двигаться вверх, одновременно обратный клапан ) 7 отключает отсек 4, а поршень 14 начинает возвращаться (падать под собственным весом) . При посадке на низ отсека 4 поршень

14 автоматически фиксируется фиксатором 13 и одновременно прозводит расфиксацию поршня 8, воздействуя на узел 15 фиксации. Поршень 8 освобождается и начинает возвращаться вниз. При посадке поршень 8 автоматически фиксируется фиксатором 9 и одновременно открывается рабочий клапан 7. Начинается продавка следующей накопленной порции жидкости в первый отсек лифта и цикл работы первой ступени повторяется. А тем временем первая порция жидкости подается в следующий отсек, «передача», которой из третьего отсека 5, в четвертый 6 и т. д. осуществляется аналогично тому, как из отсека 4 в отсек 5.

Таким образом, установка обеспечивает подъем каждой порции жидкости одновременно в нескольких отееках по всей длине лифта. При этом, время между циклами выброса порций жидкости ограничено только суммарным временем движения поршней первого и второго отсеков, что позволяет получить на устье скважин практически постоянный (пульсирующий) поток добываемой жидкости.

Использование предлагаемой установки позволяет увеличить производительность периодического газлифта до уровня непрерывного газлифта.

840305

Формула изобретения

Составитель А. Шехель

Редактор Т. Киселева Техред А. Войкас Корректор В. Синицкая

Заказ 4698/43 Тираж 627 Подписное

Ф ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Установка для периодической газлифтной эксплуатации скважины, содержащая колонну подъемных труб с размещенным в ее нижней части рабочим клапаном, поршнем с узлом его фиксации в нижнем положении и наземное регулирующее оборудование, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы установки за счет сокращения времен между циклами выброса жидкости из скважины, колонна подъемных труб выполнена в виде отсеков, последовательно соединенных и гидравлически связанных между собой обратными клапанами, в каждом из которых установлены поршень с узлом его фиксации в нижнем положении и клапан для ввода рабочего агента, причем поршень, размещенный в нижней части колонны труб, имеет узел фиксации в верхнем положении, установленный с возможностью взаимодействия с узлом фиксации вышележащего поршня, а каждый нижележащий поршень установлен с возможностью взаимодействия с узГ 1 лом фиксации вышележащего поршня, при этом узел фиксации каждого поршня, расположенного над поршнем, размещенным в нижней части колонны трубу, установлен с возможностью взаимодействия с клапаном для ввода рабочего агента.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина третьего отсека от низа колонны подъемных труб, выполнена равной или меньше суммы длин первых двух отсеков, а длина каждого последующего отсека, начиная с четвертого, равна или меньше пре дыдущего.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в каждом отсеке, начиная со второго снизу, поршень имеет диаметр меньше, чем в предыдущем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Белов И. Г. Теория и практика периодического газлифта. М., «Недра», 1975, с. 12 —,15.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ко 2565099/03, кл. Е 21 В 43/00, 1978 (прототип).