Устройство для последовательного отбора нефти и воды из скважин

Устройство для последовательного отбора нефти и воды из скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промети , в частности к технике добычи обводненной нефти из скважин и предупреждения образования стойких эмульсий в подземном оборудовании, Цель изобретения - повышение надежности работы устройства в условиях высоких скоростей откачки жидкости насосом и предотвращение возможности поступления в него.совместно воды и нефти. Устройство содержит полый цилиндрический хвостовик, который установлен на пак ере, спущен до забоя и заглушен снизу, Параллельно хвостовику установлена перфорированная труба с поплавком. Внутри трубы имеются седла для посадки на них поплавка . Устройство снабжено переключателем потока. Последний выполнен с .центральным каналом и двумя пересекающимися под углом 80-82° наклонными цилиндрическими каналами. Переключатель имеет сферический подпружиненный запорный элемент. При откачке одной из фаз в перфорированной трубе перемещается вместе с уровнем раздела фаз и поплавок промежуточной плотности. По достижении им верхнего и нижнего положения происходит переключение потока возникающим перепадом давления. 4 ил, сл с

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 2 i В 43/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4818717/03 (22) 23.04.90 (46) 07.03.92. Бюл. ЬЬ 9 (71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) М, Д. Валеев, В. И. Чудин, Я. 3. Лугаманов, А. М, Валеев, Р, 3. Ахмадишин и А. Ш.

Янтурин;, (53) 622.276(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

М 161014, кл. Е 21 В 43/00, 1964.

Авторское свидетельство СССР

М 1335677, кл. Е 21 B 43/00, 1985, Авторское свидетельство СССР

М 1483042, кл.- Е 21 В 43/00, 1987.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬ.-.

НОГО ОТБОРА НЕФТИ И ВОДЪ| ИЗ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к горной промсти, в частности к технике добычи обводненной нефти из скважин и предупреждения образования стойких эмульсий в подземном

Изобретение относится к насосной до-. быче обводной нефти и может быть ис-; пользовано для предупреждения образования стойких высоковязких эмульсий в установках электроцентробежных насосов (УЭЦН)..

Добыча обводненной нефти с помощье

УЭЦН сопровождается образованием стойких высокодисперсных эмульсий в рабочих органах насосов. Подъем таких эмульсий на поверхность, транспорт по внутрипромысловой системе сбора и разрушение в пунктах подготовки нефти сопровождается

„„SU,, 1717799 А1 оборудовании, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. в условиях высоких скоростей откачки жидкости насосом и предотвращение возможности поступления в него. совместно воды и нефти.

Устройство содержит полый цилиндрический хвостовик, который установлен на пакере, спущен до забоя и заглушен снизу, Параллельно хвостовику установлена перфорированная труба с поплавком. Внутри трубы имеются седла для посадки на них поплавка, Устройство снабжено переключателем по-.ока. Последний выполнен с центральным каналом и двумя пересекающимися подуглом 80-82 наклонными цилиндрическими каналами. Переключатель имеет сферический подпружиненный запорный элемент. При откачке одной из фаз в перфорированной трубе перемещается вместе с уровнем раздела фаз и поплавок промежуточной плотности, По достижении им верхнего и нижнего положения происходит переключение потока возникающим перепадом давления. 4 ил, значительными технологическими осложнениями. Известен способ предупреждения образования стойких эмульсий в УЭЦН, основанный на последовательной откачке насоссм водной и нефтяной фаз, расслоившихся в период временной остановки скважины.

Последовательная откачка насосом воды и нефти предупреждает их смещение в насосе и эмульгирование.

Способ обладает низкой надежностью вследствие быстрого выхода из строя по1717799

30

55 гружного электродвигателя из-за частых включений установки в работу при повышенных пусковых нагрузках, Кроме того, при остановках теряется подача насоса, которая после запуска не компенсируется, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для периодического раздельного отбора нефти и воды иэ скважины без остановки насосного агрегата, которое позволяет последовательно отбирать нефть и воду, а переключание потоков осуществ-. ляется при помощи поплавков, плотность которых меньше плотности воды и больше плотности нефти. Перекрывая проходное, сечение, поплавки создают перепад давления, который воздействует на переключающийся золотник. Недостаток устройства заключается в низкой надежности работы поплавков промежуточной плотности и золотникового элемента. При высоких скоростях откачки жидкости насосом в камерах поплавков промежуточной плотности наступает сильная турбулизация, которая может увлечь поплавки еще.до того, как границы раздела фаэ подойдут к своим крайним верхнему и нйжнему положениям. Кроме того,, не исключена возможность в процессе переключения потока занятия золотником промежуточного положения, при котором в насосе будут поступать совместно вода и нефть.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства в условиях высоких скоростей откачки жидкости насосом и предотвращения возможности поступления в него совместно воды и нефти.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем пакер и полый цилиндрический хвостовик, опущенный до забоя и заглубленный снизу, переключатель потока, поплавок из материала с промежуточной плотностью, устройство снабжено установленной параллельно хвостовику перфорированной трубой с посадочными седлами в верхнем и нижнем .сечении для поплавка промежуточной полости, размещенного внутри нее, а переключатель потока выполнен s виде скошенного с двух сторон цилиндра с центральным и двумя пересекающимися под углом 80-82 цилиндрическими каналами с посадочными седлами в нижних сечениях и подпружиненным сферическим запорным элементом, причем один из наклонных каналов переключателя сообщен с перфорированной трубой, а другой — с полостью хвостовика.

Оборудование хвостовика дополнительной перфорированной трубой позволяет поплавку промежуточной плотности находиться на незначительных (десятки метров) удалениях от места входа жидкостей в хвостовик, тем самым предохраняя унос поплавка турбулентным вихрем. Этот вихрь появляется в результате изменения направления потока жидкости в районах ее входа из межтрубного пространства в хвоСТОВИК.

Поплавок в значительном диапазоне своего пути пребывает в спокойных, т.е. устойчивых условиях работы. Выполнение переключателя соответствующей формы заставляет подпружиненный сферический элемент находиться только в одном из крайних положений — левом или правом. Промежуточные его положения исключены.

На фиг. 1 и 2 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — зависимость силы трения пружины от угла между наклонными каналами.

Хвостовик 1, установленный на пакере

2, нижним концом опущен ниже интервала перфорации скважины. Параллельно с хвостовиком опущена труба 3, имеющая по всей длине перфорированные отверстия, связывающие межтрубное пространство с ее полостью. В верхнем и нижнем сечениях трубы размещены посадочные седла 4 и 5, между которыми плавает поплавок промежуточной плотности 6. В верхней части хвостовика размещен переключатель 7 потока с запорным элементом 8. В центральной части переключателя размещена пружина 9.

Работа устройства заключается s следующем.

На фиг. 1 показано положение, при котором происходит откачка водной фазы продукции пласта. Вода через седло 5 и правый канал переключателя 7 поступает к приему насоса. Запорный элемент 8 перекрывает при этом левый канал переключателя 7, т.е. канал для откачки нефти. Поплавок промежуточной плотности в перфорированной трубе 3 находится на уровне границы раздела нефть-вода в межтрубном пространстве, поскольку полости трубы 3 и межтрубного пространства гидравлически связаны по всей глубине, flo мере Откачки воды уровень нефть-вода опускается. Вместе с уровнем опускается и поплавок 6. Достигнув седла 5, поплавок

6 перекрывает его сечение. Возникший сразу же перепад давления между забоем и приемом. насоса заставляет сферический элемент 8 отжать пружину 9 и оторваться от крайнего левого положения и занять крайнее правое, Начинается откачка нефтяной фазы. Уровень раздела фаз поднимается, Вслед эа этим уровнем поднимается и по1717799 плавок 6. К этому моменту, когда вся нефтяная фаза откачается, поплавок 6 подойдет к седлу 4 и перекроет его сечение.:Возникший сразу же перепад давления заставит элемент

8 переключиться в крайнее левое положение. 5

Начнется откачка водной фазы и т.д, Установка пружины 9 позволяет компенсировать дополнительный перепад давлений, действующий на клапан 8 и возникающий вследствие разности плотностей нефти и во- 10 ды в трубах 3 и 1 в том случае, когда труба.3 полностью заполнена нефтью. Угол между пересекающимися каналами переключателя, лежащий в пределах 80-82О, является оптимальным с точки зрения надежности посадки 15 шарика 8 в седло. Этот угол определяется работоспособностью пружины 9. При достижении угла 80-82 сила трения пружины в каналах, возникающая из-за ее прогиба, становится столь значительной, что переключе-. 20 ние потока становится трудно осуществить. Из фиг. 4 видно, что в интервале угла 80-82О кривая круто уходит вверх. В этой связи угой 8О82 принимается за оптимальный..

Предложенное техническое решение:- об- 25 ладает простотой исполнения и экономит материальные и трудовые ресурсы на реализацию.

Формула изобретения

Устройство для последовательного. ат-. 30 бора нефти и воды из скважин, содержащее установленный на пакере полый цилиндрический хвостовик, опущенный до забоя и заглушенный снизу, переключатель потока, поплавок из материала с плотностью, промежуточной между плотностями нефти и воды, и посадочные седла для него, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства в условиях высоких скоростей откачки жидкости насосом и предотвращения возможности поступления в него совместно воды и нефти, оно снабжено установленной в скважине параллельно хвостовику перфорированной трубой, в верхней и нижней частях которой размещенй посадочные седла для поплавка из материала с промежуточной плотностью, расположенного в ней, а переключатель потока выполнен в виде скошенного с двух сторон цилиндра с центральным каналом, двумя сообщающимися с центральным каналом и пересекающимися между собой под углом 80-82 наклонными цилиндрическими каналами, посадочными седлами, установленными в нижних частях последних и с подпружиненным сферическим запорным элементом, причем один из наклонных каналов гидравлически сообщен с перфорированной трубой, а другой — с полостью хвостовика, а эапорный элемент установлен с воэможностью поочередного размещения на посадочных седлах наклонных каналов.

1717799

1717799

2, F р, ?, 70

Составитель A.Ñèìåöêýÿ

Техред М;Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор А.Мотыль

Заказ 861 Тирэа . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москм, Ж- 36; Раушская наб., 4/5

Производственнотиздательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101