RU2418192C1 - Device for pumping gas-liquid mixture to productive formation - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: device for pumping gas-liquid mixture to productive formation includes internal pipe string 2 equipped with receiving chamber 3 of liquid and gas, and external pipe string 4 with sealing assembly 5 located from below between pipe strings 2 and 4; the above internal and external pipe strings are arranged in bore pit and concentrically inserted one into another. Receiving chamber 3 of liquid and gas is interconnected with tubing-casing annulus15 of the above sealing assembly 5 and equipped from below with submersible pump 6 the inlet of which is interconnected with space inside bore pit 9, to which liquid is supplied. Submersible pump 6 is of electric screw type, or rotary or centrifugal. Receiving chamber 3 of liquid and gas is made in the form of LP chamber of jet-type pump 10 the inlet of which is interconnected with outlet of submersible pump 6, and outlet 14 - with internal pipe string. Into tubing-casing annulus 15 under pressure there supplied is gas with possibility of its suction to low pressure chamber.

EFFECT: improving efficiency of device and improving mixing of gas and water.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в системе законтурного и внутриконтурного заводнения при разработке нефтяной залежи с поддержанием пластового давления.The invention relates to the oil industry and can be used in the system of side and side water flooding in the development of oil deposits while maintaining reservoir pressure.

Известна насосная установка для подъема жидкости из нефтяной скважины (патент RU №2112890, МПК 8 F04B 47/00, опубл. в бюл. №16 от 10.06.1998 г.), содержащая лифтовые трубы, цилиндр с нижним всасывающим клапаном, эксцентрично расположенный средний всасывающий клапан и приемную камеру низкого давления, при этом цилиндр дополнительно снабжен верхним всасывающим клапаном, расположенным выше и соосно со средним всасывающим клапаном и приемной камерой высокого давления, расположенной под камерой низкого давления, связанной с ней лифтовыми трубами, причем верхняя часть приемной камеры высокого давления соединена со скважиной через выпускной клапан.Known pumping unit for lifting liquid from an oil well (patent RU No. 2112890, IPC 8 F04B 47/00, published in Bulletin No. 16 of 06/10/1998), containing lift pipes, a cylinder with a lower suction valve, an eccentrically located middle the suction valve and the receiving chamber of low pressure, while the cylinder is additionally equipped with an upper suction valve located above and coaxially with the middle suction valve and the receiving chamber of high pressure located under the low pressure chamber connected to it by lift pipes, and NJ receiving part of the pressure chamber is connected to the bore through the outlet valve.

Недостатком данной насосной установки является ограниченность ее в применении, так как она работоспособна при условии, что давление газа на приеме всасывающего клапана должно быть больше, чем давление у входа жидкости в цилиндр, поэтому когда на прием насоса поступает газ с низким давлением, установка не работает.The disadvantage of this pump installation is its limited application, since it is operable provided that the gas pressure at the intake of the suction valve must be greater than the pressure at the inlet of the liquid into the cylinder, so when gas with low pressure arrives at the pump, the installation does not work .

Наиболее близким по техническому решению является устройство для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт (патент RU №2257491, МПК 8 F04B 47/00, опубл. в бюл. №21 от 27.07.2005 г.), содержащее неподвижный цилиндр с приемами для жидкости и газа, подвижное плунжерное устройство, включающее всасывающий и нагнетательный клапаны и два плунжера, соединенные между собой патрубком с фильтром, при этом устройство снабжено кожухом с герметизирующим узлом, образующим верхнюю и нижнюю камеры с индивидуальными приемами для газа и жидкости, причем каждая из них связана с полостью цилиндра посредством клапанов.The closest in technical solution is a device for pumping a gas-liquid mixture into a reservoir (patent RU No. 2257491, IPC 8 F04B 47/00, published in Bulletin No. 21 dated 07/27/2005), which contains a fixed cylinder with receptions for liquid and gas, a movable plunger device, including suction and discharge valves and two plungers connected to each other by a nozzle with a filter, while the device is equipped with a casing with a sealing assembly that forms the upper and lower chambers with individual receptions for gas and liquid, each of which they are connected to the cylinder cavity by means of valves.

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- во-первых, низкая производительность плунжерного устройства, что не позволяет производить газожидкостную смесь для закачки сразу в несколько нагнетательных скважин;- firstly, the low productivity of the plunger device, which does not allow producing a gas-liquid mixture for injection into several injection wells at once;

- во-вторых, низкая эффективность смешивания газа и воды в камере приема жидкости и газа в связи с тем, что вода подается снизу, а газ сверху, поэтому частично газ уходит в межколонное пространство;- secondly, the low efficiency of mixing gas and water in the chamber for receiving liquid and gas due to the fact that water is supplied from below and gas from above, so partially the gas goes into the annular space;

- в-третьих, для смешивания газа и жидкости газ должен подаваться в камеру для приема жидкости и газа под большим давлением, что требует дополнительных затрат на установку компрессора на устье скважины.- thirdly, for mixing gas and liquid, gas must be supplied to the chamber for receiving liquid and gas under high pressure, which requires additional costs for installing the compressor at the wellhead.

Технической задачей изобретения является увеличение производительности устройства, позволяющего производить газированную жидкость для закачки в продуктивные пласты сразу нескольких скважин, а также повышение эффективности смешивания газа и воды с возможностью подачи газа в камеру приема жидкости и газа под низким давлением.An object of the invention is to increase the productivity of a device that allows producing aerated liquid for injection of several wells at once into the reservoir, as well as increasing the efficiency of mixing gas and water with the possibility of supplying gas to the chamber for receiving liquid and gas under low pressure.

Поставленная техническая задача решается устройством для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт, содержащим размещенные в шурфе концентрично вставленные друг в друга внутреннюю колонну труб, оборудованную камерой для приема жидкости и газа, и наружную колонну труб с герметизирующим узлом, расположенным снизу между колоннами труб, причем камера для приема жидкости и газа сообщена с межколонным пространством выше узла герметизации и снабжена снизу погружным насосом, вход которого сообщен с внутришурфным пространством, в которое осуществляется подача жидкости.The stated technical problem is solved by a device for injecting a gas-liquid mixture into the reservoir, containing an inner pipe string, arranged in a pit, concentrically inserted into each other, equipped with a chamber for receiving liquid and gas, and an external pipe string with a sealing assembly located below between the pipe columns, the chamber for receiving liquid and gas, it is communicated with the annular space above the sealing unit and is equipped with a submersible pump at the bottom, the input of which is connected with the in-hole space, into the cat Another is the fluid supply.

Новым является то, что погружной насос выполнен электрическим винтовым, роторным или центробежным, а камера для приема жидкости и газа выполнена в виде камеры низкого давления струйного насоса, вход которого сообщен с выходом погружного насоса, а выход - с внутренней колонной труб, при этом в межколонное пространство под давлением осуществляется подача газа с возможностью его всасывания в камеру низкого давления.What is new is that the submersible pump is made of an electric screw, rotary or centrifugal pump, and the chamber for receiving liquid and gas is made in the form of a low-pressure chamber of the jet pump, the inlet of which is in communication with the outlet of the submersible pump, and the outlet is connected to the inner pipe string, while the annular space under pressure gas is supplied with the possibility of its absorption in the low-pressure chamber.

На чертеже представлена схема устройства для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт.The drawing shows a diagram of a device for pumping a gas-liquid mixture into the reservoir.

Устройство содержит шурф 1, в котором размещены концентрично вставленные друг в друга внутренняя колонна труб 2, оборудованная камерой 3 для приема жидкости и газа, и наружная колонна труб 4 с герметизирующим узлом (узел герметизации) 5, расположенным снизу между внутренней 2 и наружной 4 колоннами труб.The device comprises a pit 1, in which an inner pipe string 2, equipped with a chamber 3 for receiving liquid and gas, and an outer pipe string 4 with a sealing assembly (sealing assembly) 5 located at the bottom between the inner 2 and outer 4 columns are placed concentrically inserted into each other pipes.

Камера 3 для приема жидкости и газа снабжена снизу погружным насосом 6 с электродвигателем 7, который выполнен электрическим винтовым, роторным или центробежным. Вход погружного центробежного насоса 6 выполнен в виде радиальных отверстий 8 во внутренней колонне труб 2 и сообщен с внутришурфным пространством 9.The chamber 3 for receiving liquid and gas is equipped with a submersible pump 6 with an electric motor 7, which is made of an electric screw, rotary or centrifugal. The inlet of the submersible centrifugal pump 6 is made in the form of radial holes 8 in the inner pipe string 2 and is in communication with the pit space 9.

Камера 3 для приема жидкости и газа выполнена в виде камеры низкого давления струйного насоса 10. Вход 11 струйного насоса 10 сообщен с выходом 12 погружного насоса 6 с помощью эжектора 13, а выход 14 струйного насоса 10 сообщен с внутренней колонной труб 2. Камера 3 для приема жидкости и газа сообщена с межколонным пространством 15 выше узла герметизации 5.The chamber 3 for receiving liquid and gas is made in the form of a low-pressure chamber of the jet pump 10. The inlet 11 of the jet pump 10 is in communication with the output 12 of the submersible pump 6 using an ejector 13, and the outlet 14 of the jet pump 10 is in communication with the inner pipe string 2. Chamber 3 for receiving liquid and gas communicated with the annular space 15 above the sealing unit 5.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство, как показано на чертеже, монтируют в шурфе 1. После чего подают жидкость (например, сточную воду) во внутришурфное пространство 9 шурфа 1, а в межколонное пространство 15 между внутренней 2 и наружной 4 колоннами труб под давлением осуществляют подачу газа. Запускают в работу погружной насос 6.The device, as shown in the drawing, is mounted in the pit 1. Then, liquid (for example, wastewater) is fed into the pit space 9 of the pit 1, and gas is supplied into the annular space 15 between the inner 2 and outer 4 pipe columns under pressure. Submersible pump 6 is launched.

Смешение жидкости и газа происходит в камере низкого давления 3 струйного насоса 10, при этом жидкость поступает из внутришурфного пространства 9 шурфа 1 через радиальные отверстия 8 во внутреннюю колонну труб 2 и далее на прием погружного насоса 6, который под давлением через эжектор 13 подает жидкость на вход 11 струйного насоса 10 в камеру низкого давления 3.The mixture of liquid and gas takes place in the low-pressure chamber 3 of the jet pump 10, while the liquid enters from the pit space 9 of the pit 1 through the radial holes 8 into the inner pipe string 2 and then to receive the submersible pump 6, which supplies liquid through the ejector 13 to the input 11 of the jet pump 10 into the low pressure chamber 3.

В результате в камере низкого давления 3 создается пониженное давление за счет высокой скорости потока жидкости в эжекторе 13, а поскольку камера низкого давления 3 через сквозные отверстия 16 сообщена с межколонным пространством 15, куда под низким давлением подается газ, то из-за пониженного давления в камере низкого давления 3 струйного насоса 10 туда из межколонного пространства 15 через сквозные отверстия 16 засасывается газ. Благодаря этому в камере низкого давления 3 струйного насоса 10 обеспечивается интенсивное всасывание газа из межколонного пространства 15 и его последующее смешивание с жидкостью в струйном насосе 10, при этом образуется газированная жидкость, которая поступает на выход 13 струйного насоса 10, и по внутренней колонне труб 2 попадает в напорный трубопровод 17, с помощью которого газированная жидкость распределяется по скважинам, в продуктивные пласты которых закачивается.As a result, a low pressure is created in the low-pressure chamber 3 due to the high flow rate of the liquid in the ejector 13, and since the low-pressure chamber 3 through the through holes 16 is in communication with the annular space 15, where gas is supplied under low pressure, because of the reduced pressure in Gas is sucked into the low-pressure chamber 3 of the jet pump 10 there from the annular space 15 through the through holes 16. Due to this, in the low-pressure chamber 3 of the jet pump 10, intensive absorption of gas from the annular space 15 and its subsequent mixing with the liquid in the jet pump 10 is provided, while a carbonated liquid is formed, which enters the outlet 13 of the jet pump 10, and through the inner pipe string 2 enters the pressure pipe 17, with the help of which carbonated liquid is distributed through the wells, into the reservoir of which is pumped.

При прокачке жидкости через эжектор 13 в камере низкого давления 3 создается пониженное давление, это происходит за счет высокой скорости потока жидкости, которая под давлением поступает в камеру низкого давления 3 благодаря напору, развиваемому погружным насосом 6 в эжекторе 13.When pumping liquid through the ejector 13 in the low pressure chamber 3, a reduced pressure is created, this is due to the high flow rate of the liquid, which under pressure enters the low pressure chamber 3 due to the pressure developed by the submersible pump 6 in the ejector 13.

Предложенное устройство снабжено погружным насосом, выполненным электрическим винтовым, роторным или центробежным, благодаря чему увеличивается производительность устройства, что позволяет производить газированную жидкость для закачки в продуктивные пласты сразу нескольких скважин. Кроме того, предложенное устройство имеет высокую эффективность смешивания газа и воды, так как камера для приема жидкости и газа выполнена в виде камеры низкого давления струйного насоса, поэтому подача газа в камеру смешивания с жидкостью происходит при низком давлении, а это исключает дополнительные затраты на установку компрессора.The proposed device is equipped with a submersible pump made of an electric screw, rotary or centrifugal pump, which increases the productivity of the device, which allows the production of carbonated liquid for injection into several reservoirs of several wells at once. In addition, the proposed device has a high efficiency of mixing gas and water, since the chamber for receiving liquid and gas is made in the form of a low-pressure chamber of the jet pump, therefore, the gas is supplied to the mixing chamber with the liquid at low pressure, and this eliminates additional installation costs compressor.

Claims (1)

Устройство для закачки газожидкостной смеси в продуктивный пласт, содержащее размещенные в шурфе концентрично вставленные друг в друга внутреннюю колонну труб, оборудованную камерой для приема жидкости и газа, и наружную колонну труб с герметизирующим узлом, расположенным снизу между колоннами труб, причем камера для приема жидкости и газа сообщена с межколонным пространством выше узла герметизации и снабжена снизу погружным насосом, вход которого сообщен с внутришурфным пространством, в которое осуществляется подача жидкости, отличающееся тем, что погружной насос выполнен электрическим винтовым, роторным или центробежным, а камера для приема жидкости и газа выполнена в виде камеры низкого давления струйного насоса, вход которого сообщен с выходом погружного насоса, а выход - с внутренней колонной труб, при этом в межколонное пространство под давлением осуществляется подача газа с возможностью его всасывания в камеру низкого давления. A device for pumping a gas-liquid mixture into a reservoir containing an inner pipe string arranged concentrically inserted into each other, equipped with a chamber for receiving liquid and gas, and an outer pipe string with a sealing assembly located below between the pipe columns, the chamber for receiving fluid and gas is in communication with the annular space above the sealing unit and is equipped with a submersible pump at the bottom, the inlet of which is connected to the in-hole space into which the fluid is supplied, which consists in the fact that the submersible pump is made of an electric screw, rotary or centrifugal pump, and the chamber for receiving liquid and gas is made in the form of a low-pressure chamber of the jet pump, the inlet of which is in communication with the outlet of the submersible pump, and the outlet is connected to the inner pipe string, and to the intercolumn the space under pressure is a gas supply with the possibility of its absorption into the low-pressure chamber.