RU95756U1 - Borehole PUMP PUMP UNIT FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OIL PRODUCTION FROM TWO LAYERS - Google Patents

Abstract

Скважинная штанговая насосная установка для одновременно-раздельной добычи нефти и газа из двух пластов, включающая пакер, разобщающий верхний и нижний пласты, два последовательно соединенных насоса, верхний и нижний, каждый из которых содержит плунжер и цилиндр, при этом плунжер нижнего насоса выполнен диаметром, меньшим, чем диаметр плунжера верхнего насоса, цилиндр нижнего насоса выполнен диаметром, меньшим диаметра цилиндра верхнего насоса, каждый из насосов снабжен всасывающим и нагнетательным клапанами, при этом всасывающий клапан для отбора жидкости из верхнего пласта расположен сбоку в нижней части цилиндра большего диаметра, отличающаяся тем, что в плунжере нижнего насоса непосредственно под нагнетательным клапаном установлен двухпозиционный переключатель, взаимодействующий со штоком, расположенным в нижней части цилиндра нижнего насоса над всасывающим клапаном. A well sucker-rod pumping unit for simultaneous and separate oil and gas production from two layers, including a packer separating the upper and lower layers, two pumps connected in series, upper and lower, each of which contains a plunger and a cylinder, while the lower pump plunger is made in diameter, smaller than the diameter of the plunger of the upper pump, the cylinder of the lower pump is made with a diameter smaller than the diameter of the cylinder of the upper pump, each of the pumps is equipped with suction and discharge valves, while the suction valve n for fluid production from an upper reservoir side located in the lower part of larger diameter of the cylinder, characterized in that the lower pump plunger directly below the traveling valve installed on-off switch, which interacts with the rod disposed at the bottom of the lower cylinder above the pump suction valve.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к техническим средствам одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов с помощью штанговых глубинных насосных установок.The proposed utility model relates to technical means for simultaneous and separate oil production from two reservoirs using sucker rod pumping units.

Известна скважинная штанговая насосная установка для одновременно-раздельной добычи нефти из двух пластов, содержащая пакер, разобщающий верхний и нижний пласты два последовательно соединенных штанговых насоса (верхний и нижний), каждый из которых содержит плунжер и цилиндр, при этом плунжер и цилиндр нижнего насоса выполнен с диаметром, меньшим, чем диаметры плунжера и цилиндра верхнего насоса, каждый из насосов снабжен всасывающим и нагнетательным клапанами, при этом всасывающий клапан для отбора жидкости из верхнего пласта расположен сбоку цилиндра большего диаметра. Патент №2321771, приоритет 2006.08.24.A well-known sucker-rod pumping unit for simultaneous and separate oil production from two layers, containing a packer, separating the upper and lower layers of two serially connected rod pumps (upper and lower), each of which contains a plunger and a cylinder, while the plunger and cylinder of the lower pump is made with a diameter smaller than the diameters of the plunger and cylinder of the upper pump, each of the pumps is equipped with suction and discharge valves, while the suction valve for the selection of fluid from the upper reservoir is located n larger diameter side of the cylinder. Patent No. 2321177, priority 2006.08.24.

Однако, известное устройство имеет существенный недостаток, так как не позволяет производить раздельный замер продукции пластов (дебита жидкости и ее обводненность) а согласно требованиям Ростехнадзора возможность периодического замера дебита каждого из пластов в отдельности является обязательным условием при их раздельной эксплуатации в рамках одной скважины. Совместный замер допускается лишь при временной непродолжительной по времени эксплуатации скважин.However, the known device has a significant drawback, since it does not allow separate measurements of the formation products (fluid flow rate and water cut), and according to the requirements of Rostekhnadzor, the possibility of periodically measuring the flow rate of each of the layers separately is a prerequisite for their separate operation within the same well. Joint metering is allowed only for temporary short-time wells.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является возможность через необходимый период производить количественный учет продукции каждого пласта при эксплуатации скважины.The technical result of the proposed utility model is the ability to quantify the production of each formation during the operation of the well after the required period.

Данный технический результат достигается решением технической задачи, направленной на возможность осуществления раздельного замера продукции пластов.This technical result is achieved by solving a technical problem aimed at the possibility of a separate measurement of formation products.

Данная техническая задача решается за счет того, что в известной скважинной насосной установке для одновременно-раздельной добычи нефти и газа из двух пластов, содержащей пакер, разобщающий верхний и нижний пласты, два последовательно соединенных насоса верхний и нижний, каждый из которых содержит плунжер и цилиндр, при этом плунжер нижнего насоса выполнен с диаметром, меньшим, чем диаметр плунжера верхнего насоса, цилиндр нижнего насоса выполнен с диаметром, меньшим диаметра цилиндра верхнего насоса, каждый из насосов снабжен всасывающим и нагнетательным клапанами, при этом всасывающий клапан для отбора жидкости из верхнего пласта, расположен сбоку в нижней части цилиндра большего диаметра в плунжере нижнего насоса, непосредственно под нагнетательным клапаном установлен двухпозиционный переключатель, взаимодействующий со штоком, расположенным в нижней части цилиндра нижнего насоса над всасывающим клапаном.This technical problem is solved due to the fact that in the well-known downhole pumping unit for simultaneous and separate oil and gas production from two reservoirs, containing a packer separating the upper and lower reservoirs, two pumps connected in series upper and lower, each of which contains a plunger and a cylinder wherein the plunger of the lower pump is made with a diameter smaller than the diameter of the plunger of the upper pump, the cylinder of the lower pump is made with a diameter smaller than the diameter of the cylinder of the upper pump, each of the pumps is equipped with a suction it and discharge valves, while the suction valve for withdrawing fluid from the upper reservoir is located on the side in the lower part of the larger diameter cylinder in the plunger of the lower pump, immediately below the discharge valve there is a two-position switch that interacts with the rod located in the lower part of the lower pump cylinder above the suction valve.

Сущность предполагаемой полезной модели заключается в том, что устройство снабжено двухпозиционным переключателем, где в одном из положений переключателя работает один насос, а в другом положении работают оба насоса установки.The essence of the proposed utility model is that the device is equipped with a two-position switch, where one pump operates in one of the switch positions, and both installation pumps operate in the other position.

Предлагаемое устройство поясняется следующими чертежами:The proposed device is illustrated by the following drawings:

На фиг.1 изображена схема устройства в момент работы обоих насосов установки при ходе вверх.Figure 1 shows a diagram of the device at the time of operation of both pumps of the installation during the upward stroke.

На фиг.2 изображена схема устройства в момент отключения нижнего насоса установки.Figure 2 shows a diagram of the device at the time of shutdown of the lower pump of the installation.

На фиг.3 изображена схема переключателя в положении, обеспечивающем работу обоих насосов установки.Figure 3 shows a diagram of a switch in a position that ensures the operation of both pumps of the installation.

На фиг.4 изображена схема переключателя в положении, отключающего работу нижнего насоса установки.Figure 4 shows a diagram of a switch in a position that disables the operation of the lower pump of the installation.

В скважину на колонне насосно-компрессорных труб 1 (фиг.1) спущена насосная установка, состоящая из верхнего и нижнего насосов, включающая последовательно соединенные верхний цилиндр 2 и нижний цилиндр 3 меньшего диаметра, верхний плунжер 4 и нижний плунжер 5 меньшего диаметра. Плунжеры 4 и 5 спущены на штангах 6. Насосная установка имеет всасывающий 7 и нагнетательный 8 клапаны нижнего насоса, боковой всасывающий клапан 9 и нагнетательный клапан 10 верхнего насоса. Установка снабжена патрубком 11 с пакером 12, разобщающим пласты «А» и «В». Плунжер 5 меньшего диаметра снабжен двухпозиционным переключателем 13, установленным непосредственно под нагнетательным клапаном 8. Переключатель 13 представляет собой полый корпус 14 (фиг.3, 4) с выполненным в своей верхней части фигурным пазом 15, имеющим верхние 16 и нижние 17, упоры, при этом нижние упоры чередуются по высоте. Внутри полого корпуса размещен толкатель 18 с боковым выступом 19, выполненным с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси и со ступенчатым поворотом вокруг собственной оси за счет перемещения бокового выступа 19 по фигурному пазу 15 и взаимодействующий с пружиной 20. Над фигурным пазом 15 размещен клапан 21 (фиг.1, 2) с запорным элементом в виде шара 22 (фиг.3, 4) и посадочным седлом 23. Под переключателем находится шток 24 (фиг.1, 2) для взаимодействия с толкателем 18 (фиг.3, 4).A pumping unit consisting of an upper and a lower pump, including a series-connected upper cylinder 2 and a lower cylinder 3 of a smaller diameter, an upper plunger 4 and a lower plunger 5 of a smaller diameter, was lowered into a well on a string of tubing 1 (Fig. 1). Plungers 4 and 5 are lowered on the rods 6. The pump installation has a suction 7 and a discharge 8 valves of the lower pump, a side suction valve 9 and a discharge valve 10 of the upper pump. The installation is equipped with a pipe 11 with a packer 12, separating the layers "A" and "B". The smaller diameter plunger 5 is equipped with a two-position switch 13 mounted directly below the discharge valve 8. The switch 13 is a hollow body 14 (Figs. 3, 4) with a curly groove 15 made in its upper part having upper 16 and lower 17 stops, with this lower stops alternate in height. A pusher 18 with a lateral protrusion 19 is placed inside the hollow body, made with the possibility of movement along the vertical axis and with stepwise rotation around its own axis by moving the lateral protrusion 19 along the figured groove 15 and interacting with the spring 20. A valve 21 is placed above the figured groove 15 (Fig .1, 2) with a locking element in the form of a ball 22 (Fig. 3, 4) and a seat saddle 23. Under the switch is a rod 24 (Fig. 1, 2) for interaction with the plunger 18 (Fig. 3, 4).

Установка работает следующим образом:Installation works as follows:

При ходе штанг 6 вверх пластовая жидкость из нижнего пласта «Б» всасывается через клапан 7 и нагнетается через клапан 8 и внутреннюю полость плунжера 5 в колонну насосно-компрессорных труб 1. При ходе плунжеров вверх возрастет объем полости, образованной плунжером 5 и цилиндром 2. Поэтому в эту полость будет всасываться жидкость из пласта «А» через боковой клапан 9. При ходе плунжеров вниз, объем указанной полости уменьшается, и пластовая жидкость из нее вытесняется в колонну насосно-компрессорных труб 1 через нагнетательный клапан 10. Нижняя точка движения плунжера 5 при работе установки должна находиться не менее чем на 10-15 см выше верхнего торца штока 24.During the upward stroke of the rods 6, the formation fluid from the lower reservoir “B” is sucked through the valve 7 and is pumped through the valve 8 and the internal cavity of the plunger 5 into the tubing string 1. When the plungers move upward, the volume of the cavity formed by the plunger 5 and cylinder 2 will increase. Therefore, fluid from reservoir “A” will be sucked into this cavity through the side valve 9. When the plungers move down, the volume of this cavity decreases, and the reservoir fluid is forced out of it into the tubing string 1 through the discharge valve 10. Lower t ovary movement of the plunger 5 when the plant must be at least 10-15 cm above the upper end of the rod 24.

Изменением соотношения диаметров плунжеров 4 и 5 насосной установки достигается необходимое соотношение отборов жидкостей из пластов «А» и «В». Для замера продукции верхнего пласта штангу 6 с плунжерами 4 и 5 опускают до упора в торец штока 24 (на 10-15 см). При этом шток 24, воздействуя на толкатель 18 переключателя 13, приподнимает его до верхнего упора 16 фигурного паза 15. Запорный элемент - шар 22 под действием толкателя 18 также приподнимается, открывая клапан 21. После этого штанга 6 приподнимается на ту же высоту (10-15 см). Толкатель 18 под действием пружины 20 опускается и боковым выступом 19 упирается в нижний упор 17. При этом толкатель 18 остается выше посадочного седла клапана 23 и клапан 21 остается открытым. Запускают станок качалку. В том положении переключателя работает лишь верхний насос, а поскольку клапан 21 во время работы остается открытым, жидкость из нижнего пласта не поступает. Таким образом, производится замер продукции только верхнего пласта. Для того, чтобы вернуться в исходное положение, для работы всей установки, штангу 6 снова опускают, а затем приподнимают в исходное положение и оставляют в этом положении до следующего срабатывания переключателя. В этом случае толкатель 18 устанавливается в исходное положение, запорный элемент - шар 22 опускается и садится в седло 23 клапана 21. Установка готова к работе. При пуске станка качалки работают оба насоса, жидкость подается с обоих пластов. Разница между общим дебитом и дебитом верхнего пласта дает величину дебита нижнего пласта.By changing the ratio of the diameters of the plungers 4 and 5 of the pumping unit, the required ratio of liquid withdrawals from formations “A” and “B” is achieved. To measure the production of the upper layer, the rod 6 with plungers 4 and 5 is lowered all the way into the end of the rod 24 (10-15 cm). In this case, the rod 24, acting on the pusher 18 of the switch 13, raises it to the upper stop 16 of the figured groove 15. The locking element - the ball 22 under the action of the pusher 18 also rises, opening the valve 21. After this, the rod 6 is raised to the same height (10- 15 cm). The pusher 18 is lowered by the action of the spring 20 and the side protrusion 19 abuts against the lower stop 17. The pusher 18 remains above the seat of the valve 23 and the valve 21 remains open. Start the machine rocking chair. In that switch position, only the upper pump works, and since valve 21 remains open during operation, no fluid flows from the lower reservoir. Thus, only products of the upper layer are measured. In order to return to its original position, for the operation of the entire installation, the rod 6 is again lowered, and then raised to its original position and left in this position until the next switch operation. In this case, the pusher 18 is set to its original position, the locking element - the ball 22 is lowered and sits in the seat 23 of the valve 21. The installation is ready for operation. When starting the rocking machine, both pumps work, the fluid is supplied from both layers. The difference between the total production rate and the production rate of the upper reservoir gives the value of the production rate of the lower reservoir.

Техническим преимуществом предполагаемой полезной модели является возможность периодически производить количественный учет продукции каждого пласта.The technical advantage of the proposed utility model is the ability to periodically quantify the production of each formation.

Claims (1)

Скважинная штанговая насосная установка для одновременно-раздельной добычи нефти и газа из двух пластов, включающая пакер, разобщающий верхний и нижний пласты, два последовательно соединенных насоса, верхний и нижний, каждый из которых содержит плунжер и цилиндр, при этом плунжер нижнего насоса выполнен диаметром, меньшим, чем диаметр плунжера верхнего насоса, цилиндр нижнего насоса выполнен диаметром, меньшим диаметра цилиндра верхнего насоса, каждый из насосов снабжен всасывающим и нагнетательным клапанами, при этом всасывающий клапан для отбора жидкости из верхнего пласта расположен сбоку в нижней части цилиндра большего диаметра, отличающаяся тем, что в плунжере нижнего насоса непосредственно под нагнетательным клапаном установлен двухпозиционный переключатель, взаимодействующий со штоком, расположенным в нижней части цилиндра нижнего насоса над всасывающим клапаном.

A well sucker-rod pumping unit for simultaneous and separate oil and gas production from two layers, including a packer, separating the upper and lower layers, two pumps connected in series, upper and lower, each of which contains a plunger and a cylinder, while the lower pump plunger is made in diameter, smaller than the diameter of the plunger of the upper pump, the cylinder of the lower pump is made with a diameter smaller than the diameter of the cylinder of the upper pump, each of the pumps is equipped with suction and discharge valves, while the suction valve n for fluid production from an upper reservoir side located in the lower part of larger diameter of the cylinder, characterized in that the lower pump plunger directly below the traveling valve installed on-off switch, which interacts with the rod disposed at the bottom of the lower cylinder above the pump suction valve.