Способ байпасирования насосной установки и система байпасирования для его реализации

Способ байпасирования насосной установки и система байпасирования для его реализации

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи жидких или газообразных углеводородов и проведения работ в скважине без извлечения насосного оборудования.

Ближайшим аналогом заявленного способа является способ мониторинга скважины и устройство для его осуществления (патент РФ №2387830, Е21В 43/14, 27.04.2010), способ включает в себя спуск и установку геофизических приборов под насосной установкой и передачу от них информации по геофизическому кабелю в регистрирующий и записывающий комплекс на поверхности. Опускают подготовленное устройство в скважину с расположением приборов напротив продуктивных пластов. При необходимости проводят исследования скважины без перемещения кабеля или с его перемещением вверх-вниз; после спуска кабеля и проведения исследований кабель закрепляют на устье и опускают в скважину добычной насос; включают насос и проводят исследования приборами с перемещением вверх-вниз или без перемещения кабеля в течение нескольких часов, суток или недель до появления установившегося режима показателей технологического процесса; при необходимости извлечения кабеля исследования прекращают, якорь с оборудованием устанавливают в расчетной точке, кабель натягивают лебедкой, обрывают и извлекают на поверхность, оставив якорь с подвешенными приборами в скважине; после извлечения добычного насоса на ремонт извлекают и якорь с приборами; извлекают из приборов, в том числе из автономных, записанную в них информацию и исследуют ее, сравнивая с информацией, полученной по кабелю до его обрыва; по данным исследований нарабатывают статистический опыт для определения величины статистически значимого времени проведения исследования до обрыва кабеля или до прекращения исследований.

Недостатком изобретения является способ спуска измерительных приборов в скважину, которые возможно установить в скважине только перед спуском насосной установки. Также недостатком является невозможность получать информацию с измерительных приборов в реальном времени, и измерения могут проводиться только в одной или нескольких точках.

Ближайшим аналогом заявленного устройства является устройство мониторинга параметров скважинной жидкости (US Patent 5,213,159, May 25, 1993, Е21В 34/14, Е21В 43/128, Е21В 47/06), которое спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, состоящее из y-переходника, к которому крепятся насосная установка и колонна байпасных труб, а также из вертлюга, седла и протектолайзеров. При этом устройство позволяет измерительному прибору беспрепятственно проходить вдоль насосной установки по байпасной трубе и проводить геофизические исследования скважины в области под насосной установкой.

Недостатком данного аналога является сложность извлечения установки при аварийной ситуации, когда установку прихватывает внутри скважины.

Задача изобретения - обеспечить беспрепятственное прохождение оборудования вдоль насосной установки с целью проведения геофизических исследований в условиях промышленной эксплуатации скважины и проведения сервисных работ в области скважины под насосом без демонтажа насосной установки и поднятия ее на устье скважины, а также обеспечить легкость извлечения насосной установки и системы байпасирования насосной установки из скважины в аварийных ситуациях.

Поставленная задача решается тем, что в способе байпасирования насосной установки, по которому спускают на колонне насосно-компрессорных труб и устанавливают, по меньшей мере, в одной скважине, по меньшей мере, одну систему байпасирования насосной установки, состоящую из y-блока, вертлюга, байпасной колонны и воронки, прикрепленную к насосной установке, согласно изобретению измерительное или сервисное оборудование спускают в скважину по колонне насосно-компрессорных труб через ниппель, y-блок, вертлюг, байпасную колонну, и воронку в пространство скважины под насосом, и проводят геофизические исследования скважины или сервисные операции, при этом колонна байпасных труб соединена с y-блоком с помощью разрывной муфты и прикреплена к насосной колонне с помощью протектолайзеров с возможностью их разъединения и седла с возможностью его разъединения.

Кроме того, при необходимости перфорации скважины в скважину спускают оборудование для перфорации скважины.

Кроме того, при необходимости проведения работ по закачке жидкости в скважину по байпасной системе в скважину спускают оборудование для закачки жидкости.

Кроме того, при необходимости проведения геофизических испытаний с помощью оптоволоконного кабеля по байпасной системе в скважину спускают оптоволоконный кабель.

Кроме того, при необходимости проведения работ с помощью гибкого трубопровода по байпасной системе в скважину спускают гибкий трубопровод.

Кроме того, при необходимости проведения работ по управлению скважинными камерами в системах одновременно-раздельной эксплуатации по байпасной системе в скважину спускают оборудование для управления скважинными камерами.

Поставленная задача решается также тем, что в системе байпасирования насосной установки, состоящей из y-переходника, к которому крепятся насосная установка и колонна байпасных труб, а также из вертлюга, седла и протектолайзеров, согласно изобретению насосная колонна содержит уравновешивающий клапан, а колонна байпасных труб содержит воронку, при этом насосная колонна и колонна байпасных труб закреплены между собой протектолайзерами с возможностью их разъединения и седлом с возможностью его разъединения и прикреплены к y-блоку с помощью разрывных муфт.

Кроме того, при эксплуатации скважины в нормальном режиме в y-блоке может быть установлена глухая пробка для изоляции колонны НКТ от затрубного пространства и предотвращения циркуляции флюида.

Кроме того, при проведении геофизических исследований скважины с помощью геофизического прибора, прикрепленного к геофизическому кабелю, в y-переходнике может быть установлена каротажная пробка.

Кроме того, при проведении геофизических исследований скважины с помощью оптоволоконного кабеля в y-переходнике может быть установлена пробка для оптоволоконного кабеля.

Кроме того, при проведении геофизических исследований скважины или иных работ с помощью гибкого трубопровода в y-переходнике может быть установлена пробка для гибкого трубопровода.

Кроме того, при необходимости проведения опрессовки колонны насосно-компрессорных труб между колонной насосно-компрессорных труб и y-блоком может быть установлен ниппель для установки в него опрессовочной пробки.

Система байпасирования насосной установки обеспечивает возможность исследования параметров флюида в скважине с помощью измерительных приборов, а также проведение скважинных работ без извлечения насосной установки из скважины.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид системы байпасирования насосной установки.

Система байпасирования насосной установки содержит ниппель 1, соединяющий колонну насосно-компрессорных труб 2 и y-блок 3. К y-блоку 3 присоединены вертлюг 4 и стягивающая муфта (не показана), которые служат для упрощения сборки устройства. Колонна байпасных труб 5 прикреплена к y-блоку 3 с помощью вертлюга 4, насосная колонна 6 прикреплена к y-блоку 3 при помощи стягивающей муфты (не показана), причем колонна байпасных труб 5 и насосная колонна 6 соединены с помощью протектолайзеров с возможностью их разъединения 7 и седла с возможностью его разъединения 8 таким образом, что колонна байпасных труб 5 имеет возможность вертикально перемещаться относительно насосной колонны 6, для удобства монтажа системы. В верхней части насосной колонны 6 установлен уравновешивающий клапан 9. К нижней части байпасной колонны 5 прикреплена воронка 10. Кабель питания погружного электродвигателя 11 проходит вдоль труб НКТ 2, через паз на внешней стороне y-блока 3 и зафиксирован в пазу y-блока 3 при помощи пластин 12, проходит вдоль всей системы байпасирования насосной установки, через пазы в протектолайзерах с возможностью их разъединения 7. В соединениях между насосно-компрессорными трубами 2 и y-блоком 3, между y-блоком 3 и байпасной колонной 5, а также между y-блоком 3 и насосной колонной 6 установлены разрывные муфты (не показаны), которые позволяют извлечь всю компоновку по частям в случае аварийной ситуации.

Система байпасирования насосной установки работает следующим образом. Система байпасирования, состоящая из ниппеля 1, y-блока 3, вертлюга 4, стягивающей муфты (не показана), колонны байпасных труб 5, воронки 10, кабеля питания погружного электродвигателя 11, пластин и разъединяющихся протектолайзеров с возможностью их разъединения 7, опускается вместе с насосной колонной 6 в скважину и фиксируется там. Протектолайзеры с возможностью их разъединения 7 и седло с возможностью его разъединения 8 служат для того, чтобы в случае прихвата отделить насосную колонну от байпасной и эвакуировать их из скважины поочередно.

В случае необходимости опрессовки колонны насосно-компрессорных труб с помощью ловильного инструмента в ниппель 1 устанавливается глухая пробка (не показана), которая изолирует колонну насосно-компрессорных труб относительной системы байпасирования и предотвращает движение флюида по всей установке. После проведения опрессовки колонны насосно-компрессорных труб пробка удаляется из ниппеля 1 с помощью ловильного инструмента (не показан).

Во время регулярного эксплуатирования скважины в y-блок 3 при помощи ловильного инструмента устанавливается глухая пробка (не показана), которая предотвращает циркуляцию флюида по колонне байпасных труб 5.

В случае проведения измерений геофизических параметров скважины из y-блока 3 при помощи ловильного инструмента удаляется глухая пробка. При этом для беспрепятственного выхода пробки уравновешивающий клапан 9 исключает разность давлений в пространствах выше пробки и ниже нее. После этого на место глухой пробки устанавливается каротажная пробка (не показана) со сквозным отверстием для предотвращения циркуляции флюида по байпасной колонне и свободного прохождения кабеля 13, на котором закреплен геофизический прибор 14, после этого проводят исследования в любой точке скважины под работающей насосной установкой.

В случае выполнения скважинных операций при помощи гибкого трубопровода из y-блока 3 удаляется глухая пробка и на ее место устанавливается пробка для гибкого трубопровода (не показана), после чего производятся скважинные операции.

В случае выполнения измерений геофизических параметров скважины при помощи оптоволоконного кабеля из y-блока 3 удаляется глухая пробка и на ее место устанавливается пробка для оптоволоконного кабеля (не показана), после чего проводятся геофизические исследования скважины с помощью оптоволоконного кабеля.

В случае ремонтных или технологических операций, таких как перфорация, закачка жидкости в скважину, управление скважинными камерами установок одновременно-раздельной эксплуатации скважин, работы проводятся без пробки при остановленной насосной установке.

Пример конкретной реализации способа

Пример 1. В скважине необходимо произвести измерения параметров в области под насосной установкой, в условиях промышленной эксплуатации скважины. Останавливается насосная установка и из y-блока с помощью ловильного инструмента удаляется глухая пробка, после этого в y-блок устанавливается каротажная пробка и по колонне байпасных труб спускается кабель с прикрепленным к нему геофизическим прибором. Далее запускают насосную установку и после выхода скважины на рабочий режим проводят измерения по всей длине скважины в области под насосной установкой. После того, как измерения завершены и результаты зафиксированы, насосную установку останавливают и извлекают кабель с геофизическим прибором и каротажную пробку с последующей установкой в y-блок глухой пробки. Преимущество данного способа заключается в актуальности полученных данных, так как измерения происходят во время работы насосной установки (в режиме промышленной эксплуатации скважины). Данные, полученные в результате таких исследований, характеризуются высокой степенью достоверности.

Пример 2. Необходимо произвести сервисную операцию по обработке призабойных зон добывающей скважины реагентом. Для этого останавливают насосную установку и извлекают глухую пробку из y-блока с помощью ловильного инструмента, после чего спускают через колонну насосно-компрессорных труб, y-блок и колонну байпасных труб оборудование для обработки реагентом призабойной зоны скважины. Выполняют требуемые операции по обработке реагентом, поднимают оборудование и устанавливают в y-блок глухую пробку, после чего запускают насосную установку. Преимущество данного способа заключается в том, что отсутствует необходимость в демонтаже всей скважинной установки, что сокращает временные и материальные затраты на проведение операции.

Итак, заявленное изобретение позволяет снизить аварийность при проведении различных операций в скважине и производить геофизические исследование скважины под действующей насосной установкой (в режиме промышленной эксплуатации), что позволяет получить максимально полные и точные данные по количеству и составу добываемого флюида. Изобретение позволяет оперативно проводить ремонтные или технологические операции, такие как перфорация, закачка жидкости в скважину, без демонтажа и подъема насосной установки на устье скважины. Также заявленное изобретение позволяет выполнить быстрый монтаж или демонтаж насосной и байпасной колонн в случае замены компонентов колонн и упрощает эвакуацию элементов системы байпасирования при возникновении аварийных ситуаций.

1. Способ байпасирования насосной установки, по которому проводят исследования скважины без перемещения кабеля или с его перемещением вверх-вниз в области скважины под насосной установкой, отличающийся тем, что на колонне насосно-компрессорных труб спускают и устанавливают, по меньшей мере, в одной скважине, по меньшей мере, одну систему байпасирования насосной установки, состоящую из y-блока, вертлюга, байпасной колонны и воронки, прикрепленную к насосной установке, а измерительное или сервисное оборудование спускают в скважину по колонне насосно-компрессорных труб через ниппель, y-блок, вертлюг, байпасную колонну и воронку в пространство скважины под насосом и проводят геофизические исследования скважины или сервисные операции, при этом колонна байпасных труб соединена с y-блоком с помощью разрывной муфты и прикреплена к насосной колонне с помощью протектолайзеров с возможностью их разъединения и седла с возможностью его разъединения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в скважину спускают оборудование для перфорации скважины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в скважину спускают оптоволоконный кабель.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в скважину спускают оборудование для закачки жидкости в скважину.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в скважину спускают гибкий трубопровод.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в скважину спускают оборудование для управления скважинными камерами.

7. Система байпасирования насосной установки, состоящая из y-переходника, к которому крепятся насосная установка и колонна байпасных труб, а также из вертлюга, седла и протектолайзеров, отличающаяся тем, что между y-блоком и колонной насосно-компрессорных труб установлена разрывная муфта, причем в y-блоке установлена пробка, кроме того, насосная колонна содержит уравновешивающий клапан, а колонна байпасных труб содержит воронку, при этом насосная колонна и колонна байпасных труб закреплены между собой протектолайзерами с возможностью их разъединения и седлом с возможностью его разъединения и прикреплены к y-блоку с помощью разрывных муфт.

8. Система байпасирования насосной установки по п.7, отличающаяся тем, что пробка в y-блоке выполнена глухой.

9. Система байпасирования насосной установки по п.7, отличающаяся тем, что пробка в y-блоке выполнена каротажной.

10. Система байпасирования насосной установки по п.7, отличающаяся тем, что пробка в y-блоке выполнена для оптоволоконного кабеля.

11. Система байпасирования насосной установки по п.7, отличающаяся тем, что пробка в y-блоке выполнена для гибкого трубопровода.

12. Система байпасирования насосной установки по п.7, отличающаяся тем, что между колонной насосно-компрессорных труб и y-блоком установлен ниппель.

13. Система байпасирования насосной установки по п.7, отличающаяся тем, что между колонной насосно-компрессорных труб и y-блоком установлен ниппель с опрессовочной пробкой.