RU216466U1 - Installation of a borehole rod pump - Google Patents

Abstract

Полезная модель предназначена для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности в скважинных насосных установках для эксплуатации в условиях, осложненных образованием стойкой водонефтяной эмульсии в скважинах. Техническими задачами предлагаемой полезной модели являются повышение надежности и продолжительности работы установки скважинного штангового насоса в условиях эксплуатации с осложнением образования стойкой водонефтяной эмульсии за счет обеспечения работоспособности и поддержания значения коэффициентов наполнения и подачи вставного штангового насоса при исключении потерь нефти. Установка скважинного штангового насоса включает вставной штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг, колонну эксплуатационных насосно-компрессорных труб, внутри которых расположен вставной штанговый насос с колонной насосных штанг, входное устройство, размещаемое под вставным штанговым насосом, соединенное посредством приемного патрубка с колонной эксплуатационных насосно-компрессорных труб и состоящее из последовательно соединенных между собой сверху вниз переключателя потоков, хвостовика, якоря нефти и газа, и отверстия приема для воды и нефти, разнесенные по вертикали между собой, при этом отверстие приема воды выполнено в верхней части якоря нефти и газа, а приемное отверстие нефти выполнено в верхней части переключателя потоков. Вставной штанговый насос выполнен с нижним креплением замковой опоры, а между вставным штанговым насосом и входным устройством последовательно установлены боковой подпружиненный клапан, мембранный и обратный клапаны. Предлагаемая полезная модель повышает надежность и продолжительность работы установки скважинного штангового насоса в условиях эксплуатации с осложнением образования стойкой водонефтяной эмульсии за счет обеспечения работоспособности и поддержания значения коэффициентов наполнения и подачи вставного штангового насоса при исключении потерь нефти. 3 ил.

The utility model is intended for use in the oil industry, in particular in downhole pumping units for operation under conditions complicated by the formation of a stable water-oil emulsion in wells. The technical objectives of the proposed utility model are to increase the reliability and duration of operation of the downhole rod pump installation under operating conditions with the complication of the formation of a stable water-oil emulsion by ensuring the operability and maintaining the value of the filling and delivery ratios of the plug-in rod pump while eliminating oil losses. The installation of a downhole rod pump includes a plug-in rod pump driven by a drive through a string of sucker rods, a string of production tubing, inside which there is a plug-in rod pump with a string of sucker rods, an inlet device located under the plug-in rod pump, connected by means of a suction pipe to a column of production tubing and consisting of a flow switch, a liner, an oil and gas anchor, and an intake hole for water and oil, vertically spaced apart from each other, connected in series from top to bottom, while the water intake hole is made in the upper part of the oil anchor and gas, and the oil inlet is made in the upper part of the flow switch. The plug-in rod pump is made with a lower fastening of the lock support, and between the plug-in rod pump and the inlet device, a side spring-loaded valve, diaphragm and check valves are installed in series. The proposed utility model improves the reliability and duration of operation of a downhole rod pump installation under operating conditions with the complication of the formation of a stable oil-water emulsion by ensuring the operability and maintaining the value of the filling and delivery ratios of the plug-in rod pump while eliminating oil losses. 3 ill.

Description

Полезная модель предназначена для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности в скважинных насосных установках для эксплуатации в условиях, осложненных образованием стойкой водонефтяной эмульсии в скважинах.The utility model is intended for use in the oil industry, in particular in downhole pumping units for operation under conditions complicated by the formation of a stable water-oil emulsion in wells.

Известна штанговая насосная установка (В.И. Щуров «Технология и техника добычи нефти», М.: «Недра», 1983, с.350), состоящая из штангового скважинного насоса, приводимого в действие приводом через колонну насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб, хвостовика на приеме насоса.Known rod pumping unit (V.I. Shchurov "Technology and technology of oil production", M.: "Nedra", 1983, p. compressor pipes, shank at the pump intake.

Недостатком данной установки является низкая надежность работы в условиях, осложненных образованием стойкой водонефтяной эмульсии, что приводит к росту амплитуды нагрузок на штанговую колонну, риску аварийных ситуаций, затратам на подземный ремонт.The disadvantage of this installation is the low reliability of operation in conditions complicated by the formation of a stable water-oil emulsion, which leads to an increase in the amplitude of loads on the rod string, the risk of accidents, and the cost of underground repairs.

Наиболее близкой является установка скважинного штангового насоса (Валовский В.М., Валовский К.В., Басос Г.Ю., Ибрагимов Н.Г., Фадеев В.Г., Артюхов А.В. Эксплуатация скважин установками штанговых насосов на поздней стадии разработки нефтяных месторождений. М.: «Нефтяное хозяйство», 2016, с. 209), содержащая вставной штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг, колонну эксплуатационных насосно-компрессорных труб, входное устройство, размещаемое под вставным штанговым насосом и состоящее из переключателя потоков, хвостовика, якоря нефти и газа, приемного патрубка вставного штангового насоса и отверстия приема для воды и нефти.The closest is the installation of a borehole rod pump (Valovsky V.M., Valovsky K.V., Basos G.Yu., Ibragimov N.G., Fadeev V.G., Artyukhov A.V. stages of development of oil fields. M.: "Neftyanoe khozyaystvo", 2016, p. 209), containing a plug-in rod pump driven by a drive through a string of sucker rods, a string of production tubing, an inlet device located under the plug-in rod pump and consisting of a flow switch, a liner, an oil and gas anchor, an inlet pipe of a plug-in rod pump and an inlet for water and oil.

При этом, как показала практика, при применении установок такого типа на части высокодебитных скважин в процессе эксплуатации получены осложнения в результате образования асфальтосмолопарафинных отложений или солей во входном устройстве из-за малого проходного сечения внутренних трубок, штуцирования, изменения давлений и направления движения потоков жидкости. Это приводит к снижению коэффициентов наполнения и подачи вставного штангового насоса из-за засорения приема, что приводит к потерям нефти или необходимости проведения ремонта, так как проведение профилактических промывок скважин с данными установками малоэффективно.At the same time, as practice has shown, when using installations of this type on some high-rate wells during operation, complications were obtained as a result of the formation of asphalt-resin-paraffin deposits or salts in the inlet due to the small flow area of the inner tubes, choke, changes in pressure and direction of movement of fluid flows. This leads to a decrease in the filling and delivery ratios of the plug-in rod pump due to intake clogging, which leads to oil losses or the need for repairs, since preventive well flushing with these units is ineffective.

Техническими задачами предлагаемой полезной модели являются повышение надежности и продолжительности работы установки скважинного штангового насоса в условиях эксплуатации с осложнением образования стойкой водонефтяной эмульсии за счет обеспечения работоспособности и поддержания значения коэффициентов наполнения и подачи вставного штангового насоса при исключении потерь нефти.The technical objectives of the proposed utility model are to increase the reliability and duration of operation of the downhole rod pump installation under operating conditions with the complication of the formation of a stable water-oil emulsion by ensuring the operability and maintaining the value of the filling and delivery ratios of the plug-in rod pump while eliminating oil losses.

Технические задачи решаются установкой скважинного штангового насоса, включающей вставной штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг, колонну эксплуатационных насосно-компрессорных труб, внутри которых расположен вставной штанговый насос с колонной насосных штанг, входное устройство, размещаемое под вставным штанговым насосом, соединенное посредством приемного патрубка с колонной эксплуатационных насосно-компрессорных труб, и состоящее из последовательно соединенных между собой сверху вниз переключателя потоков, хвостовика, якоря нефти и газа, и отверстия приема для воды и нефти, разнесенные по вертикали между собой, при этом отверстие приема воды выполнено в верхней части якоря нефти и газа, а приемное отверстие нефти выполнено в верхней части переключателя потоков.Technical problems are solved by installing a downhole rod pump, including a plug-in rod pump driven by a drive through a string of sucker rods, a string of production tubing, inside which there is a plug-in rod pump with a string of sucker rods, an inlet device located under the plug-in rod pump, connected by means of an inlet pipe with a column of production tubing, and consisting of a flow switch connected in series from top to bottom, a liner, an oil and gas anchor, and an inlet for water and oil, vertically spaced apart from each other, while the water inlet is made in the upper part of the oil and gas anchor, and the oil inlet is made in the upper part of the flow switch.

Новым является то, что вставной штанговый насос выполнен с нижним креплением замковой опоры, а между вставным штанговым насосом и входным устройством последовательно установлены боковой подпружиненный клапан, мембранный и обратный клапаны.What is new is that the plug-in rod pump is made with a lower fastening of the lock support, and between the plug-in rod pump and the inlet device, a side spring-loaded valve, a diaphragm and a check valve are installed in series.

На фиг. 1, 2, 3 представлены схемы предлагаемой установки скважинного штангового насоса, где колонна эксплуатационных насосно-компрессорных труб (НКТ) - 1, колонна насосных штанг - 2, вставной штанговый насос - 3, замковая опора - 4, мембранный клапан - 5, обратный клапан - 6, боковой подпружиненный клапан - 7, переключатель потоков - 8, хвостовик - 9, якорь нефти и газа - 10, приемный патрубок - 11 и отверстия приема для нефти и воды - 12, 13 соответственно.In FIG. 1, 2, 3 shows diagrams of the proposed installation of a downhole rod pump, where the string of production tubing (tubing) - 1, the string of sucker rods - 2, the plug-in rod pump - 3, the locking support - 4, the membrane valve - 5, the check valve - 6, side spring-loaded valve - 7, flow switch - 8, shank - 9, oil and gas anchor - 10, inlet pipe - 11 and intake holes for oil and water - 12, 13, respectively.

Сущность полезной модели.The essence of the utility model.

Установка скважинного штангового насоса включает вставной штанговый насос 3, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг 2, колонну эксплуатационных НКТ 1, внутри которых расположен вставной штанговый насос 3 с колонной насосных штанг, входное устройство (на фиг. 1-3 не обозначено), размещаемое под вставным штанговым насосом 3, соединенное посредством приемного патрубка 11 с колонной эксплуатационных насосно-компрессорных труб 1, и состоящее из последовательно соединенных между собой сверху вниз переключателя потоков 8, хвостовика 9, якоря нефти и газа 10, и отверстия приема для воды и нефти 13, 12, разнесенные по вертикали между собой, при этом отверстие приема воды 13 выполнено в верхней части якоря нефти и газа 10, а приемное отверстие нефти 12 выполнено в верхней части переключателя потоков 8.The installation of a downhole rod pump includes an insert rod pump 3 driven by a drive through a string of sucker rods 2, a string of production tubing 1, inside which an insert rod pump 3 with a string of sucker rods is located, an inlet device (not indicated in Fig. 1-3), located under the plug-in rod pump 3, connected by means of the inlet pipe 11 to the column of production tubing 1, and consisting of a flow switch 8, a shank 9, an oil and gas anchor 10, and a receiving hole for water and oil, connected in series from top to bottom 13, 12, spaced vertically from each other, while the water intake hole 13 is made in the upper part of the oil and gas anchor 10, and the oil intake hole 12 is made in the upper part of the flow switch 8.

Между вставным штанговым насосом 3 и входным устройством последовательно установлены боковой подпружиненный клапан 7, мембранный 5 и обратный 6 клапаны.Between the plug-in rod pump 3 and the inlet device, a side spring-loaded valve 7, a membrane valve 5 and a check valve 6 are installed in series.

Применение клапанов 5, 6, 7 обеспечивает ступенчатую компенсацию уменьшения проходного сечения входного устройства для поддерживания значения коэффициентов наполнения и подачи штангового насоса.The use of valves 5, 6, 7 provides stepwise compensation for the decrease in the flow area of the inlet device to maintain the value of the filling ratios and the supply of the rod pump.

Предлагаемая установка работает следующим образом. The proposed installation works as follows.

В обводненных скважинах поступающая смесь пластовых жидкостей по мере подъема от пласта до установки скважинного штангового насоса (ШГН) под действием гравитационных сил разделяется на газ, нефть и воду, причем граница водонефтяного раздела (ВНР) находится у приема ШГН. Над ВНР в межтрубном пространстве выше насоса находится газированная нефть, ниже ВНР - преимущественно водонефтяная смесь.In flooded wells, the incoming mixture of reservoir fluids as it rises from the reservoir to the installation of a downhole rod pump (SRP) under the action of gravitational forces is divided into gas, oil and water, and the water-oil interface (WOR) is located at the SRP intake. Above the VNR in the annulus above the pump is carbonated oil, below the VNR is mainly a water-oil mixture.

Размещаемое под вставным штанговым насосом 3 входное устройство имеет разнесенные по вертикали приемы для воды и нефти и переключатель потоков 8 жидкости обеспечивает откачку либо нефти через верхнее отверстие приема 12, либо воды через нижнее отверстие приема 13. Принцип работы сифонного переключателя потоков основан на периодическом изменении баланса гидростатического давления столбов воды и нефти и гидродинамического перепада давления при движении нефти в каналах устройстваPlaced under the plug-in pump 3, the inlet device has vertically spaced intakes for water and oil, and a fluid flow switch 8 ensures pumping of either oil through the upper intake opening 12 or water through the lower intake opening 13. The principle of operation of the siphon flow switch is based on a periodic change in balance hydrostatic pressure of water and oil columns and hydrodynamic pressure drop during oil movement in the channels of the device

Далее порции воды и нефти через вставной штанговый насос 3 по колонне НКТ 1 поднимаются к устью скважины, что исключает образование водонефтяной эмульсии из-за перемешивания воды и нефти.Further, portions of water and oil through the plug-in rod pump 3 along the tubing string 1 rise to the wellhead, which eliminates the formation of an oil-water emulsion due to mixing of water and oil.

В случае образования асфальтосмолопарафинных отложений или солей внутри узлов входного устройства из-за перепада давления (2-3 атм) боковой подпружиненный клапан 7 начинает открываться и компенсировать отбор жидкости.In the event of the formation of asphalt, resin and paraffin deposits or salts inside the nodes of the inlet due to a pressure drop (2-3 atm), the side spring-loaded valve 7 begins to open and compensate for the withdrawal of fluid.

Далее в процессе эксплуатации при значительном количестве асфальтосмолопарафинных отложений или солей, когда боковой подпружиненный клапан 7 не может в полной мере компенсировать падение дебита жидкости, фиксируемое по снижению замеров и коэффициента подачи ШГН ниже 0,5 с формой динамограммы, характерной для засорения приема вставного штангового насоса 3 («пистолет»), производят остановку скважины, срыв вставного штангового насоса 3 из замковой опоры 4. Создают избыточное давление внутри колонны НКТ 1 прямой промывкой для срыва мембранного клапана 5, производят посадку вставного штангового насоса 3 в замковую опору 4, запуск в работу и дальнейшую эксплуатация через открывшееся отверстие мембранного клапана 5. Further in the process of operation with a significant amount of asphalt, resin and paraffin deposits or salts, when the side spring-loaded valve 7 cannot fully compensate for the drop in fluid flow rate, fixed by the decrease in measurements and the feed rate of the SRP below 0.5 with the shape of a dynamometer chart characteristic of clogging the intake of a plug-in sucker rod pump 3 (“gun”), the well is stopped, the plug-in rod pump 3 is disengaged from the lock support 4. Excessive pressure is created inside the tubing string 1 by direct flushing to disrupt the membrane valve 5, the plug-in rod pump 3 is seated in the lock support 4, put into operation and further operation through the opening of the membrane valve 5.

Предлагаемая полезная модель повышает надежность и продолжительность работы установки скважинного штангового насоса в условиях эксплуатации с осложнением образования стойкой водонефтяной эмульсии за счет обеспечения работоспособности и поддержания значения коэффициентов наполнения и подачи вставного штангового насоса при исключении потерь нефти.The proposed utility model improves the reliability and duration of operation of a downhole rod pump installation under operating conditions with the complication of the formation of a stable oil-water emulsion by ensuring the operability and maintaining the value of the filling and delivery ratios of the plug-in rod pump while eliminating oil losses.

Claims (1)

Установка скважинного штангового насоса, включающая вставной штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг, колонну эксплуатационных насосно-компрессорных труб, внутри которых расположен вставной штанговый насос с колонной насосных штанг, входное устройство, размещаемое под вставным штанговым насосом, соединенное посредством приемного патрубка с колонной эксплуатационных насосно-компрессорных труб и состоящее из последовательно соединенных между собой сверху вниз переключателя потоков, хвостовика, якоря нефти и газа, и отверстия приема для воды и нефти, разнесенные по вертикали между собой, при этом отверстие приема воды выполнено в верхней части якоря нефти и газа, а приемное отверстие нефти выполнено в верхней части переключателя потоков, отличающаяся тем, что вставной штанговый насос выполнен с нижним креплением замковой опоры, а между вставным штанговым насосом и входным устройством последовательно установлены боковой подпружиненный клапан, мембранный и обратный клапаны.Downhole rod pump installation, including a plug-in rod pump driven by a drive through a string of sucker rods, a string of production tubing, inside of which a plug-in rod pump with a string of sucker rods is located, an inlet device located under the plug-in rod pump, connected by means of a suction pipe with a column of production tubing and consisting of a flow switch connected in series from top to bottom, a liner, an oil and gas anchor, and a receiving hole for water and oil, spaced vertically from each other, while the water receiving hole is made in the upper part of the anchor oil and gas, and the oil inlet is made in the upper part of the flow switch, characterized in that the plug-in rod pump is made with the lower fastening of the lock support, and between the plug-in rod pump and the inlet device, a side spring-loaded valve, a membrane and check valves.

Images