Способ добычи нефти с большим содержанием песка и устройство для его осуществления

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ жидкости из скважины на поверхность с помощью насосной установки повышенной производительности, часть поднятой жидкость подводят и закачивают в межтрубное пространство,чем создают искусственное увеличение дебита скважины,сопровождающееся повышенным выносом песка из скважины. При этом чистую от песка жидкость поднимают на поверхность по колонне полых штанг, которую размещают по оси подъемной трубы выше рабочего органа насоса, при этом нижний торец колонны полых штанг оснащают фильтрующей приемной сеткой, содержащую песок жидкость поднимают на поверхность по подъемной трубе, очищают от песка гидроциклонированием и очищенную закачивают в межтрубное пространство. Предложено устройство для добычи нефти с большим содержанием песка,включающее подъемную НКТ трубу, скважинный насос с заглубленным на уровень забоя скважины рабочим органом,поверхностный привод насосной установки, поверхностное средство для подвода и закачивания жидкости в межтрубное пространство,комплекс трубопроводных коммуникаций. При этом устройство содержит колонну полых штанг,размещенную по оси подъемной НКТ трубы,кинематически соединенную с поверхностным приводом и оснащенную вертлюгом на верхнем торце для соединения с линией выхода очищенной жидкости, а на нижнем торце выше рабочего органа насоса оснащенную фильтровальной приемной сеткой, гидроциклон, входом соединенный с верхним концом подъемной НКТ трубы, а выходом с межтрубным пространством, контейнер для сбора песка, соединенный с песковым штуцером гидроциклона.(76) Чердабаев Магауия Тажигараевичрекешев Серк СрсенлыСултанов Байрак Закиевич(56) Пирвердян Защита скважинного насоса от газа и песка. - Москва. Недра, 1986, с. 70-7257764 , 03 7/00, 20061640357 А 1, 1421 В 21/14, 19911382993 А 1, 04 В 43/06, 04 47/02, 19881650956 ,04 47/02, 1991(54) СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПЕСКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к технологии нефтедобычи, в частности, к техническим средствам эксплуатации нефтяных буровых скважин, а именно скважинных насосных устройств с объемным вытеснением жидкости, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при добыче нефти с большим содержанием песка. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения,исключение периодических остановок скважины для промывной очистки,уменьшение количества ремонтов скважины и,тем самым,повышение производительности и эффективности эксплуатации скважины. Предложен способ добычи нефти с большим содержанием песка, в соответствии с которым заглубляют рабочий орган насоса насосной установки на уровень забоя скважины, рабочим органом насоса осуществляют объемное вытеснение жидкости из забоя в подъемную трубу и подъем 22841 Изобретение относится к технологии нефтедобычи, в частности, к техническим средствам эксплуатации нефтяных буровых скважин, а именно скважинных насосных устройств с объемным вытеснением жидкости, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при добыче нефти с большим содержанием песка. Известен способ добычи нефти, включающий заглубление рабочего органа - винтовой насосной пары на уровень забоя скважины, объемное вытеснение жидкости в подъемную трубу и подъем жидкости из скважины на поверхность с помощью винтовой насосный установки /Жулаев В.П.,Султанов Б.З. Винтовые насосные установки для добычи нефти. Уфа, 1997, с.42/. Винтовая насосная установка, осуществляющая известный способ, включает поверхностный привод для вращения штанговой колонны и передачи механической энергии на винтовую насосную пару,рабочий орган которой состоит из ротора-винта и статоры-упруго деформируемой резиновой обкладки. Недостатком известных способа и устройства является то, что из-за малой скорости потока жидкости по подъемным трубам, большая часть механических примесей - песка в жидкости оседает на забой скважины, что приводит к образованию песчаных пробок. Это влечет за собой необходимость периодической чистки скважины промывкой. При этом удаление песка из скважины промывкой не позволяет отделять его непосредственно на устье скважины. Известен способ добычи нефти с большим содержанием песка, заключающийся в том, что заглубляют рабочий орган насоса насосной установки на уровень забоя скважины, рабочим органом насоса осуществляют объемное вытеснение жидкости из забоя в подъемную трубу и подъем жидкости из скважины на поверхность с помощью плунжерной насосной установки повышенной производительности, часть поднятой жидкость подводят и закачивают в межтрубное пространство,чем создают искусственное увеличение дебита скважины, сопровождающееся повышенным выносом песка из скважины. Устройство для добычи нефти, реализующее известный способ,включает скважинный плунжерный насос с заглубленным на уровень забоя скважины рабочим органом-плунжером,поверхностный привод насосной установки,комплекс поверхностных насосов для подвода и закачивания жидкости в межтрубное пространство,комплекс трубопроводных коммуникаций/Пирвердян Защита скважинного насоса от газа и песка. М., Недра, 1986, с. 120/. Недостаток известных способа и устройства в необходимости подвода и закачивания жидкости в межтрубное пространство, связанная с этим необходимость дополнительного оборудования поверхностных насосов, и невозможность отделения песка непосредственно в устье скважины без применения дополнительных насосов и пескоотделителей для их дальнейшего 2 транспортирования и утилизации без загрязнения окружающей среды. Задача изобретения - разработка способа и устройства для добычи нефти с большим содержанием песка для практически полного удаления песка из скважины и предотвращения образования песчаных пробок на забое скважины. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения,исключение периодических остановок скважины для промывной очистки,уменьшение количества ремонтов скважины и,тем самым,повышение производительности и эффективности эксплуатации скважины. Технический результат достигается тем, что так же, как в известном способе, заглубляют рабочий орган насоса насосной установки на уровень забоя скважины, рабочим органом насоса осуществляют объемное вытеснение жидкости из забоя в подъемную трубу и подъем жидкости из скважины на поверхность с помощью насосной установки повышенной производительности, часть поднятой жидкость подводят и закачивают в межтрубное пространство,чем создают искусственное увеличение дебита скважины, сопровождающееся повышенным выносом песка из скважины. Однако, в отличие от известного способа,чистую от песка жидкость поднимают на поверхность по колонне полых штанг, которую размещают по оси подъемной трубы выше рабочего органа насоса, при этом нижний торец колонны полых штанг оснащают фильтрующей приемной сеткой, содержащую песок жидкость поднимают на поверхность по подъемной трубе, очищают от песка гидроциклонированием и очищенную закачивают в межтрубное пространство. Технический результат достигается тем, что так же, как известное устройство, предлагаемое устройство включает подъемную трубу,скважинный насос с заглубленным на уровень забоя скважины рабочим органом, поверхностный привод насосной установки, поверхностное устройство для подвода и закачивания жидкости в межтрубное пространство,комплекс трубопроводных коммуникаций. Однако, в отличие от известного, предлагаемое устройство содержит колонну полых штанг,размещенную по оси подъемной НКТ трубы,кинематически соединенную с поверхностным приводом и оснащенную вертлюгом на верхнем торце для соединения с линией выхода очищенной жидкости, а на нижнем торце выше рабочего органа оснащенную фильтровальной приемной сеткой,гидроциклон, входом соединенный с верхним концом подъемной трубы, а выходом с межтрубным пространством, контейнер для сбора песка,соединенный с песковым штуцером гидроциклона. При этом в качестве рабочего органа насоса использована винтовая пара из центрального винта ротора и периферийной упруго деформируемой обкладки - статора. Кроме того, для контроля и поддержания оптимального рабочего режима устройство имеет 22841 регулируемые вентили на линии выхода очищенной жидкости, на входной линии гидроциклона, на сливном выходе гидроциклона, а также выкидную линию межтрубного пространства с регулируемым вентилем. Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг.1, где изображена принципиальная схема насосной установки,предназначенной для осуществления предлагаемого способа добычи нефти с большим содержанием песка. Насосная установка включает поверхностный привод 1 и устьевой сальник-превентор 2. Поверхностный привод кинематически соединен с колонной полых штанг 3, размещнной по оси внутри колонны подъмных насоснокомпрессорных труб (НКТ) 4. Колонна штанг 3 связана с рабочим органом насоса с винтом 5,который размещн внутри статора 6 винтового насоса. Колонна полых штанг 3 с нижнего торца оснащена фильтрующей примной сеткой 7,служащей для заполнения полых штанг жидкостью. Верхний конец полых штанг (полированный шток) снабжн вертлюгом 8 для подачи жидкости от вращающейся колонны полых штанг к не вращающейся линии выхода 9 (к примному коллектору) насосной установки. Линии подачи жидкости через полые штанги и НКТ снабжены задвижками 10 и 11 соответственно для регулирования количества жидкости, подаваемой из скважины на тот или другой коллектор. На линии подачи НКТ установлен гидроциклон 12, линия выхода жидкости которого гидравлически связана с межтрубным пространством скважины. Штуцер гидроциклона 13 связан с герметичным контейнером 14 для сбора отделнного от скважинной жидкости песка. Для проведения замеров уровня жидкости в межтрубном пространстве имеется выкидная линия межтрубного пространства 15. Направление движения жидкости в примный коллектор обозначено буквой 1 а часть жидкости, подаваемая в межтрубное пространство,обозначена буквой 2. Устройство, осуществляющее предлагаемый способ добычи нефти работает следующим образом. При вращении полой штанговой колонны с помощью поверхностного привода рабочий орган насоса -винт подат скважинную жидкость в подъмные трубы. Жидкость заполняет внутреннюю полость как подъмных труб, так и полых штанг. При достижении поверхности часть жидкости по выкидной линии из полых штанг поступает в примный коллектор с подачей 1. Жидкость из подъмных труб НКТ поступает в гидроциклон. При этом ввиду тангенциального положения линии подвода жидкости к гидроциклону поток внутри гидроциклона приобретает вращательное движение. В результате этого песок, обладающий большей плотностью, чем жидкость, прижимается к стенкам гидроциклона и через штуцер выносится в герметичный контейнер, по мере заполнения которого транспортируется для утилизации. Очищенная жидкость по трубам податся в межтрубное пространство с интенсивностью 2. Для управления динамическим уровнем скважины служат регулирующие вентили (дроссели). При увеличении отбора и подачи жидкости из скважины 1 динамический уровень снижается. Эффективность эксплуатации песочных скважин предлагаемым способом достигается за счт создания повышенной скорости восходящего потока жидкости в подъмных трубах и полых штангах скважины, что достигается с помощью винтового насоса, используемого в насосной установке. Этот восходящий поток жидкости обладает заведомо большим расходом по сравнению с дебитом скважины. В соответствии с законом Стокса движение песка вверх в потоке жидкости тем выше,чем больше величина, на которую скорость этого потока превышает скорость оседания песка в жидкости с одинаковыми свойствами. Поэтому для осуществления этого способа добычи нефти насосная установка оснащена винтовым насосом с производительностью,обеспечивающей большую скорость восходящего потока в трубах и штангах, по которым откачивается жидкость из скважины. Поэтому для эксплуатации скважины необходим такой винтовой насос, который способен подавать жидкость на поверхность в значительно большем объме по сравнению с дебитом скважины. При этом необходимо обеспечить такой динамический уровень в стволе, при котором столб жидкости в межтрубном пространстве позволяет сохранять нормальный режим эксплуатации скважины. Отделение поднятого по подъмным трубам песка от сбрасываемой жидкости производится с помощью гидроциклона. Песчаный шлам собирают в специальном герметичном контейнере, поэтому экологическая обстановка в районе устья скважины сохраняется без нарушений. В необходимых случаях газ из контейнера может быть отобран с помощью газового компрессора и отправлен для использования на вторичном уровне. Использование предлагаемого способа эксплуатации скважин, продуцирующих жидкость с большим содержанием песка, позволяет за счт максимального выноса песка из скважины уменьшить количество ремонтов скважин. Этот способ добычи нефти особенно актуален при разработке новых нефтяных месторождений,продуктивные пласты которых сложены слабосцементированными песками и песчаниками. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ добычи нефти с большим содержанием песка, в соответствии с которым заглубляют рабочий орган насоса насосной установки на уровень забоя скважины, рабочим органом насоса осуществляют объемное вытеснение жидкости из забоя в подъемную трубу и подъем жидкости из скважины на поверхность с помощью насосной установки повышенной производительности, часть поднятой жидкости подводят и закачивают в межтрубное пространство,чем создают искусственное увеличение дебита 3 22841 скважины,сопровождающееся повышенным выносом песка из скважины, отличающийся тем,что чистую от песка жидкость поднимают на поверхность по колонне полых штанг, которую размещают по оси подъемной трубы выше рабочего органа насоса, при этом нижний торец колонны полых штанг оснащают фильтрующей приемной сеткой, содержащую песок жидкость поднимают на поверхность по подъемной трубе, очищают от песка гидроциклонированием и очищенную закачивают в межтрубное пространство. 2. Устройство для добычи нефти с большим содержанием песка, включающее подъемную насосно-компрессорную трубу, скважинный насос с заглубленным на уровень забоя скважины рабочим органом,поверхностный привод насосной установки, поверхностное средство для подвода и закачивания жидкости в межтрубное пространство,комплекс трубопроводных коммуникаций,отличающееся тем, что содержит колонну полых штанг, размещенную по оси подъемной насоснокомпрессорной трубы, кинематически соединенную с поверхностным приводом и оснащенную вертлюгом на верхнем торце для соединения с линией выхода очищенной жидкости, а на нижнем торце выше рабочего органа насоса оснащенную фильтровальной приемной сеткой,гидроциклон,входом соединенный с верхним концом подъемной насосно-компрессорной трубы, а выходом с межтрубным пространством, контейнер для сбора песка, соединенный с песковым штуцером гидроциклона. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве рабочего органа насоса использована винтовая пара из центрального винта - ротора и периферийной упруго деформируемой обкладки статора. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для контроля и поддержания оптимального рабочего режима устройство имеет регулируемые вентили на линии выхода очищенной жидкости, на входной линии гидроциклона,на сливном выходе гидроциклона,а также выкидную линию межтрубного пространства с регулируемым вентилем.