Глубиннонасосная установка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i <>977718

Союз Советск и к

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 08.12.80 (2t) 3223747/22-03 (5l)N. Кл. с нрнсоединениеет заявки Рв

{23) Приоритет

E 21 В 43/00

В 04 B 47/00

9юуаарствнпвй кенятет

CCCP во алан кзебретевня н еткрытнв

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень М44

Дата опубликования описания 30.11.82 (53) УДК622, .276Л32 (088 8) . И. И. Хангильдин и И. Г. Хангильдин 3:. .

1".:: С

4 (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

«. 1 . ° (54) ГЛУБИННОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к технике. подьема газированной жидкости и может быть использовано, в частности, в нефтедобывакяцей промьпилейностй где необходимо поднимать жидкость из глубоких скважин с низкими статическими и динамическими уровнями, а также с большим углОм Наклона скважин.

Известна глубиннонасосная установка, содержащая ступенчатый поршневой насос, установленный на пакере и связанный то через колонну подъемных труб с поверхностным источником давления периоди. ческого действия (1) .

Недостатком. установки является КПД при добыче жидкости с содержанием сво бодного газа. Наличие свободного газа в откачиваемой продукпии снижает в тру бах гцдродинамическую жесткость этой

20 жидкости, которая в данной установке является силовой. Другим недостатком является ограниченная производительность и высота подъема жидкости, которые

2 зависят от жесткости габаритных размеров пружины и длины хода поршня силового насоса. Кроме того, огрантотепа технологическая возможность установки, связанная с проведением подземного ремонта скважины.

Наиболее близкой к предлагаемой является глубиннонасосная установка, со(держашая ступенчатый поршневой насос, пнкер, поверхностный источник давления периодического действия, аккумулятор энергии сжатого газа, колонну подъемных труб с обратным клапаном, сообщающим полость подъемных труб с затрубным пространством ), 2) .

Недостатком известной установки является низкий КПД при добыче газоводонефтяной смеси из скважины, так как наличие упругих компонентов (газ, неть) откачиваемой смеси снижает гидродннамическую жесткость силовой жидкости в подъемных трубах. Расположение обратного клапана в подъемных трубах осложня977718 ет констру;лию и ограничивает технологические возможности, связанные с проведением подземного ремонта скважины.

Кроме того, исполнение обратного клапана, который сообщает полость труб с затрубным пространством при повышении давления в трубах, .не может обеспечить возможность принудительного воздействия на поршневую грутпту, что снижает надежность работы установки в наклон-, 10 ных скважинах, когда вес поршневой группы недостаточен для движения ее вниз °

Uemь изобретения - повышение КПД

Насоса путем повышения гидродинамичес- 15 кой жесткости силовой жидкости в подъемных трубах»

Указанная цель достигается тем, что в глубиннонасосной установке, содержащей ступенчатый поршневой насос, пакер, 2р поверхностный источник давления периодического действия, аккумулятор энергии сжатого газа, колонну подъемных труб с обратным клапаном, сообщающим полость подъемных труб с затрубным пространст- 2s вом, поршень размещен в колонне подъемных труб, причем аккумулятор энергии сжатого газа расположен под поршнем, а обратный клапан расположен в верхней части подъемных труб и сообщает затруб-, jy ное пространство с полостью подъемных трубф

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка содержит ступенчатый порш невой насос 1, установленный на пакере

2 выше перфорации в обсадной колонне 3 и связанный с колонной труб 4, с поверх ностным источником 5 давления д тия газа, находящегося в подпоршневой полости цилиндра верхней ступени насоса, На устье скважины имеется обратный клапан 6, который периодически сообшает надцакерное затрубное пространство с

1$ верхней полостью труб при работе уста новки. Поршень 7 верхней ступени насо са установлен в трубах, выполнен непро ходным, снабжен манжетами 8 и соединен при помощи штанги 9 со штоком 10 рабочего насоса. Упомянутый поршень снабжен для повышения герметичности самоуплотняющимися манжетами двустороннего действия и установлен в трубах с возможностью сохранения под ним (при нижнем его положении) емкости для аккумулирующего энергию свободного газа. В качестве",цилиндра верхней ступени насоса может быть использована. нижняя часть колонны насосно-компрессорных труб расчетного проходного сечения.

Установка работает следующим обра= зом.

Глубинный рабочий насос 1, например вставного исполнения, соединяют при помоши штанги 9 со штоком 10 и с heпроходным поршнем 7 и опускают в колонну труб 4, нижняя часть которых используется в качестве цилиндра. Затем открывают обратный клапан 6 и источником давления нагнетают жидкость в трубы и затрубное пространство для сжатия газа, заключенного в подпоршневую полость цруб, и доставки насоса 1 к замковой опоре, размещенной на пакере 2. Резкое увеличение давления свидетельствует о посадке глубинного насоса на замковую опору и о нижнем положении поршневой группы. В дальнейшем обратный клапан

6 устанавливают при заданном расчетном сжатии его пружины на минимальное рабочее давление, которое должно обеспечивать движение поршневой группы вверх.

После этого поверхностный источник 5 давления переводят на периодическую работу. При нагнетании силовой жидкости в трубы газ в подпоршневой полости труб сжимается и аккумулирует энергию, а рабочий насос 1 подает жидкость в нгдпакерное и затрубное пространство.

При снижении давления в силовой линии энергия сжатого газа используется на преодоление веса столба жидкости в трубах 4 и в затрубном пространстве, а также силы пружины переливного обратного клапана 6. Тем самым обеспечивается движение поршневой группы вверх, всасывание рабочего насоса 1 и отбор продукции скважины. При этом тяжелый попутный компонент (пластовая вода) за счет гравитации осажцается в трубах 4, а легкий компонент (попутный свободный газ) улавливается емкостью аккумулятора энергии в подпоршневой кольцевой полости цилиндра верхней ступени насоса. Конструкция установки позволяет обеспечить ее быстродействие за счет увеличения гидродинами« ческой жесткости системы, имеющей значительную емкость в трубах при больших глубинах скважины.

Использование в трубах маловязкой попутной пластовой воды снижает г равлические потери.

Размещение емкости газового аккумулятора энергии непосредственно на выкиде рабочего насоса снижает ампли977718 б для наклонных скиикин, где вес поршневой группы не может играть решаюшую роль для обеспечения этого хода.

5 туду колебаний откачиваемой среды в затрубное пространство, что уменьшает инерционные потери. Расположение этой емкости для газа над выкидом рабочего насоса способствует постоянному накоплению его под поршнем верхней ступени насоса, что. повъппает надежность работы установки, так как отпадает необходимость пополнения аккумулятора энергии упругим рабочим агентом газом Щ в случаях возможных его утечек и растворения в жидкости.

Расположение на устье регулируемого обратного переливного клапана обеспеходимости изменения режима работы установки, а также расширяет технологические возможности, связанные с подъемом глубинного насоса на поверхность с пелью его ремонта, т.е. устраняется 2р барьер, препятствуюший подъему. Подъем может быть обеспечен нагнеты жм жид-, кости в затрубное пространство. Отсутствие обратного клапана на трубах, который сообщает полость последний с эатруб ру

1 ным пространством, повышает также надежность работы оборудования, так как появляется возможность принудительного воздействия давлением на поршневую группу насоса (дополнительно к его весу) 3О для обеспечения хода вниз. Это важно

Формула изобретения

Глубиннонасосная установка, включаюшая ступенчатый поршневой насос, пакер, поверхностный источник давления периодического действия, аккумулятор энергии сжатого газа, колонну подъемных труб с обратным клапаном, сообщающим полость подъемных труб с эатрубным пространством, о т л-и ч а ю m а я с o я тTеeмM, что с пелью повышения КПД насоса путем повышения гидродинамической жесткости силовой ж щкости в подъемных трубах, поршень размещен в колонне подъемных труб, причем аккумулятор энергии сжатого газа расположен под поршнем, а обратный клапан расположен в верхней исти подъемных труб и сообщает эатрубное пространство с Полостью подъемных труб. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 372372, кл. Е 21 B 43/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

K 629326, кл. Е 21 В 43/00, 1975.