[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2536521C1 - Unit for operation of water supply wells - Google Patents

Unit for operation of water supply wells Download PDF

Info

Publication number
RU2536521C1
RU2536521C1 RU2013144307/03A RU2013144307A RU2536521C1 RU 2536521 C1 RU2536521 C1 RU 2536521C1 RU 2013144307/03 A RU2013144307/03 A RU 2013144307/03A RU 2013144307 A RU2013144307 A RU 2013144307A RU 2536521 C1 RU2536521 C1 RU 2536521C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
oil
well
pump
inlet
Prior art date
Application number
RU2013144307/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Айрат Рафкатович Рахманов
Евгений Витальевич Ожередов
Равиль Нурович Ахмадиев
Данис Нафисович Даутов
Мирзахан Атакиши оглы Джафаров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2013144307/03A priority Critical patent/RU2536521C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536521C1 publication Critical patent/RU2536521C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: unit includes the wellhead equipment, concentrically located tubing strings of two diameters with electrocentrifugal and jet pumps in the production casing of the well. There is a separating camera located in the bottom part of the well bore under the centrifugal pump, equipped with the sealing housing. The unit has the channel for passing of the separated oil connecting the annular space above the pump with the separating camera, and inlet holes for entering the separated water. The sealing housing of the electric centrifugal pump from below in the interval of the separating camera is equipped with the inlet device made as the liner damped from below. The liner is divided into sections with the inlet holes. At the level of each inlet hole the liner is equipped with a glass used as a hydraulic lock for petroleum drips and inlet of water from the separating camera. The inlet holes are located in a single row along the liner and are made with the diameters diminishing in each subsequent section upwards. The gap between the housing and production casing of the well is used as a channel for passing of petroleum drips. The tubing string of the greater diameter in the wellhead equipment is connected to the water line, and tubing string with the smaller diameter - with the oil line. The bottom of the string with the smaller diameter is tightly installed in the upper cylindrical camera of the commutator installed in the tubing string with the greater diameter at the depth below the working level of fluid in the well. The commutator has vertical peripheral channels for passing through them of the upward flow of water and bottom cylindrical camera for placement of plug-in jet pump, the output of which is interconnected with the upper cylindrical camera. Meanwhile the possibility of supply of working fluid into the jet pump from the centrifugal pump, and pumped off fluid - along the side channel of the commutator from the annular space of the well through the check valve located from the external party of the commutator is provisioned.
EFFECT: downhole separation of oil from extracted product of the well and separate lifting of oil and water to the surface during inter-well pumping-over of water for maintaining of formation pressure.
2 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации водозаборных скважин с содержанием попутной нефти в продукции, а также высокообводненных нефтяных скважин, используемых в качестве скважин-доноров (водозаборных) при межскважинной перекачке воды с целью поддержания пластового давления.The present invention relates to the oil industry and can be used for the operation of water wells with associated oil content in the product, as well as highly water-borne oil wells used as donor wells (water wells) for cross-pumping water in order to maintain reservoir pressure.

Известна «Установка для эксплуатации скважины» (патент RU №2335625, Е21В 43/14, опубл. Бюл. №28 от 10.10.208 г), предназначенная для перекачки части добываемой воды из водяного пласта через выкидную линию в нагнетательные скважины, а другой части воды - в вышележащий нефтяной пласт. Установка содержит пакер в промежутке между пластами, колонну насосно-компрессорных труб с радиальными отверстиями для сообщения с затрубным пространством, электроцентробежный насос, снабженный наружным герметизирующим кожухом, приемная часть которого сообщена с подпакерным пластом, а нагнетательная - с полостью колонны насосно-компрессорных труб.The well-known "Installation for the operation of the well" (patent RU №2335625, ЕВВ 43/14, publ. Bull. 28 from 10.10.208 g), designed to pump part of the produced water from the reservoir through the flow line into the injection wells, and the other part water - into the overlying oil reservoir. The installation comprises a packer between the layers, a column of tubing with radial holes for communication with the annulus, an electric centrifugal pump equipped with an external sealing casing, the receiving part of which is in communication with the under-packer formation, and the discharge part with the cavity of the tubing string.

Недостатком установки является то, что при использовании ее для эксплуатации водозаборных скважин с нефтесодержащей продукцией или высокообводненных нефтяных скважин в качестве скважин-доноров может происходить попадание нефти в нагнетательные скважины и принимавший пласт, поскольку в установке не предусмотрена сепарация воды и нефти.The disadvantage of the installation is that when it is used for the operation of water wells with oil-containing products or highly flooded oil wells as donor wells, oil can enter the injection wells and the receiving reservoir, since the installation does not provide for the separation of water and oil.

Наиболее близкой по сущности и достигаемому результату является «Скважинная установка для разделения нефти и воды» (Патент RU №2290505, Е21В 43/14, опубл. 27.12.2006 г.), включающая разделительную камеру со статическим сепаратором и выпускные отверстия для нефти и воды. В качестве разделительной камеры использована нижняя часть скважины, ограниченная обсадной колонной и разделительной манжетой, которая установлена на хвостовике, прикрепленном к погружному электродвигателю центробежного насоса, подвешенного в скважине на колонне насосно-компрессорных труб с промывочно-обратным клапаном над насосом. Хвостовик снабжен кожухом в виде стакана, который предохраняет разделительную манжету при спуске установки в скважину. Освобождение разделительной манжеты от кожуха осуществляется при движении установки вверх за счет контакта подпружиненных сухариков с внутренней поверхностью стенки обсадной колонны. Хвостовик также в верхней части над разделительной манжетой снабжен выпускным отверстием для воды, а в качестве выпускного канала для нефти использована отводящая трубка с окнами и патрубками для сообщения пространства под разделительной манжетой и пространства выше приема электроцентробежного насоса. В нижней части хвостовик снабжен сепаратором, который выполнен из внешней и внутренней концентрично расположенных труб, закрытых снизу, с кольцевым пространством между ними, разделенным перегородками с горизонтальными отверстиями на сектора. Внешняя труба в верхней части в секторах снабжена отверстиями для поступления отделившейся нефти в подманжетную зону и по всей длине имеет радиальные отверстия для выхода жидкости в половину секторов через один. Внутренняя труба по всей длине в оставшихся секторах имеет радиальные отверстия для поступления воды в нее и далее в хвостовик, а также на прием насоса. При этом суммарная площадь входных, а также выходных отверстий не менее площади поперечного сечения эксплуатационной колонны скважины.The closest in essence and the achieved result is “Downhole installation for the separation of oil and water” (Patent RU No. 2290505, ЕВВ 43/14, published on December 27, 2006), including a separation chamber with a static separator and outlet openings for oil and water . The lower part of the well bounded by a casing string and a separation cuff, which is mounted on a liner attached to a submersible electric motor of a centrifugal pump suspended in a borehole on a tubing string with a flushing and non-return valve above the pump, is used as a separation chamber. The shank is equipped with a casing in the form of a glass, which protects the separation cuff when lowering the installation into the well. The release of the cuff from the casing is carried out when the installation is moving up due to the contact of the spring loaded crackers with the inner surface of the casing wall. The shank in the upper part above the separation cuff is equipped with an outlet for water, and a drain pipe with windows and nozzles is used as an oil outlet for communicating the space under the separation cuff and the space above the reception of the electric centrifugal pump. In the lower part, the shank is equipped with a separator, which is made of external and internal concentrically arranged pipes, closed from below, with an annular space between them, divided by partitions with horizontal holes into sectors. The outer pipe in the upper part in the sectors is equipped with openings for the separated oil to enter the cuff zone and along the entire length has radial openings for fluid to exit into half of the sectors through one. The inner pipe along the entire length in the remaining sectors has radial openings for water to enter it and further into the liner, as well as to receive the pump. Moreover, the total area of the inlet as well as the outlet openings is not less than the cross-sectional area of the production casing of the well.

Известное устройство имеет сложную конструкцию внутрискважинного оборудования, и при спуске установки в скважину происходит самопроизвольное раскрытие манжеты, усложняющее процесс спуска оборудования в скважину. Трубка для отвода разделившейся нефти выше приема насоса увеличивает поперечный размер установки, что ограничивает ее применение. Для подъема накопленной нефти на поверхность требуется дополнительно насосный агрегат и резервная вода, а при низких пластовых давлениях вовсе не позволяет поднимать на поверхность накопленной нефти из затрубного пространства из-за поглощения пласта. Кроме этого, для промывки накопленной нефти из затрубного пространства приходится остановить электропогружной насос, что приводит к простою скважины.The known device has a complex design of downhole equipment, and when lowering the installation into the well, the cuff opens spontaneously, complicating the process of lowering the equipment into the well. The tube for diverting the separated oil above the intake of the pump increases the transverse size of the installation, which limits its use. To raise the accumulated oil to the surface, an additional pumping unit and reserve water are required, and at low reservoir pressures it does not at all allow raising the accumulated oil from the annulus to the surface due to the absorption of the formation. In addition, to flush the accumulated oil from the annulus, it is necessary to stop the electric submersible pump, which leads to a shutdown of the well.

В предложенном изобретении решается задача повышения надежности внутрискважинного оборудования за счет упрощения конструкции разделительной камеры и сепарационного узла установки с обеспечением подъема накопленной нефти к устью скважины при низком пластовом давлении без остановки эксплуатации водозаборной скважины.The proposed invention solves the problem of improving the reliability of downhole equipment by simplifying the design of the separation chamber and the separation unit of the installation to ensure that the accumulated oil rises to the wellhead at low reservoir pressure without stopping the operation of the water well.

Поставленная задача решается тем, что в установке для эксплуатации водозаборных скважин, включающей устьевую арматуру, концентрично расположенные колонны насосно-компрессорных труб двух диаметров с электроцентробежным и струйным насосами, спущенных в эксплуатационную колонну скважины, разделительную камеру, расположенную в нижней части ствола скважины под электроцентробежным насосом, снабженным герметизирующим кожухом, канал для прохода отделившейся нефти, сообщающий затрубное пространство над насосом с разделительной камерой, впускные отверстия для поступления разделенной воды, согласно изобретению герметизирующий кожух электроцентробежного насоса снизу в интервале разделительной камеры снабжен входным устройством в виде заглушенного снизу хвостовика, который поделен на секции с впускными отверстиями и на уровне каждого впускного отверстия снабжен стаканом, выполняющим функции гидрозатвора для нефтяных капель и впуска воды из разделительной камеры, причем впускные отверстия располагаются в один ряд вдоль хвостовика и выполнены с уменьшающимся диаметром в каждой последующей секции по направлению вверх, а в качестве канала для прохождения нефтяных капель служит зазор между кожухом и эксплуатационной колонной скважины. Для подъема отсепарированной нефти из затрубного пространства скважины на поверхность колонна насосно-компрессорных труб большего диаметра в устьевой арматуре соединена с водяной линией, а колонна насосно-компрессорных труб меньшего диаметра - с нефтяной линией, причем нижняя часть колонны меньшего диаметра герметично установлена в верхней цилиндрической камере коммутатора, установленного в колонне насосно-компрессорных труб большего диаметра на глубине ниже динамического уровня жидкости в скважине, при этом коммутатор снабжен вертикальными периферийными каналами для прохождения через него восходящего потока воды и нижней цилиндрической камерой для размещения вставного струйного насоса, выход которого сообщен с верхней цилиндрической камерой, причем рабочая жидкость в струйный насос поступает от электроцентробежного насоса, а откачиваемая жидкость - по боковому каналу коммутатора из затрубного пространства скважины через обратный клапан, расположенный с наружной стороны коммутатора. Для герметизации вставного струйного насоса в нижней цилиндрической камере его корпус с наружной стороны снабжен уплотнительными манжетами и зафиксирован прижимным полым цилиндрическим винтом, при этом корпус струйного насоса под входом камеры смешения имеет радиальные отверстии, а с наружной стороны - круговую проточку.The problem is solved in that in the installation for the operation of water wells, including wellhead fittings, concentrically arranged tubing strings of two diameters with electric centrifugal and jet pumps, lowered into the production casing of the well, a separation chamber located in the lower part of the well bore under the electric centrifugal pump equipped with a sealing casing, a channel for passage of separated oil, communicating the annulus above the pump with a separation chamber, in quick openings for the supply of divided water, according to the invention, the sealing casing of the electric centrifugal pump at the bottom in the interval of the separation chamber is provided with an input device in the form of a shank which is muffled from below, which is divided into sections with inlets and at the level of each inlet is equipped with a nozzle that performs the function of a water seal for oil drops and water inlet from the separation chamber, and the inlet openings are arranged in a row along the shank and are made with decreasing diameter in each subsequent section upward, and as a channel for the passage of oil droplets, there is a gap between the casing and the production casing of the well. To lift the separated oil from the annulus of the borehole to the surface, a larger diameter tubing string in the wellhead fittings is connected to the water line, and a smaller diameter tubing string is connected to the oil line, and the lower part of the smaller diameter tubing is sealed in the upper cylindrical chamber a switch installed in a tubing string of a larger diameter at a depth below the dynamic level of the fluid in the well, while the switch is equipped with a with peripheral channels for the passage of an upward flow of water and a lower cylindrical chamber for accommodating an insert jet pump, the outlet of which is in communication with the upper cylindrical chamber, the working fluid being supplied to the jet pump from the electric centrifugal pump, and the pumped liquid through the side channel of the switch from the annulus wells through a check valve located on the outside of the switch. To seal the plug-in jet pump in the lower cylindrical chamber, its casing is provided with sealing lips on the outside and fixed with a clamping hollow cylindrical screw, while the casing of the jet pump has radial openings under the inlet of the mixing chamber and a circular groove on the outside.

На фиг.1 схематично представлен общий вид установки для эксплуатации водозаборных скважин с нефтесодержащей продукцией; на фиг.2 - коммутатор с вставным струйным насосом в продольном разрезе; на фиг.3 - поперечный разрез А-А на фиг.2.Figure 1 schematically shows a General view of the installation for the operation of water wells with oil-containing products; figure 2 is a switch with a plug-in jet pump in longitudinal section; figure 3 is a cross section aa in figure 2.

Установка для эксплуатации водозаборных скважин с нефтесодержащей продукцией содержит подвеску колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) большого диаметра 1 с электроцентробежным насосом 2, которые спущены в эксплуатационную колонну скважины 3. Погружной электродвигатель (ПЭД) 4 и приемная часть (входной модуль) 5 электроцентробежного насоса 2 с наружной стороны от затрубного пространства 6 и разделительной камеры 7 герметизированы кожухом 8. В колонне НКТ большего диаметра 1 концентрично размещена колонна НКТ меньшего диаметра 9. Верхняя часть НКТ 9 в устьевой арматуре жестко соединена с нефтяной линией 10, а нижняя часть (башмак) манжетным креплением герметично установлена в верхней цилиндрической камере 11 коммутатора 12, установленного в колонне НКТ большего диаметра 1 на глубине ниже динамического уровня жидкости в скважине. Коммутатор 12 также снабжен нижней цилиндрической камерой 13 для размещения вставного струйного насоса 14 и боковым каналом 15, гидравлически сообщающим струйный насос 14 с затрубным пространством 6 через обратный клапан 16, расположенный с наружной стороны коммутатора 12. Последний имеет вертикальные периферийные каналы 17 для прохождения прокачиваемой воды электроцентробежным насосом 2 в колонну НКТ большего диаметра 1. Вставной струйный насос 14, содержащий сопло 18, камеру смешения 19 и диффузор 20 в нижней цилиндрической камере 13, герметизирован манжетами (не обозначен) и фиксирован прижимным винтом 21 с внутренними гранями под ключ, а под входом камеры смешения 29 имеет радиальные отверстия 22 с наружной круговой проточкой 23.Installation for the operation of water wells with oil-containing products contains a suspension string of tubing (tubing) of large diameter 1 with an electric centrifugal pump 2, which are lowered into the production string of the well 3. Submersible motor (PEM) 4 and the receiving part (input module) 5 of the electric centrifugal pump 2 on the outside of the annular space 6 and the separation chamber 7 are sealed with a casing 8. In the tubing string of a larger diameter 1, the tubing string of a smaller diameter 9 is concentrically placed st tubing in the wellhead fixture 9 is fixedly connected to the oil line 10, and the lower portion (shoe) fastening lip sealingly mounted in the upper cylinder chamber 11, a switch 12 installed in a larger diameter tubing at a depth of 1 below the dynamic fluid level in the well. The switch 12 is also provided with a lower cylindrical chamber 13 for accommodating the plug-in jet pump 14 and a side channel 15 that hydraulically communicates the jet pump 14 with the annulus 6 through a check valve 16 located on the outside of the switch 12. The latter has vertical peripheral channels 17 for the passage of pumped water by an electric centrifugal pump 2 into a tubing string of a larger diameter 1. A plug-in jet pump 14 containing a nozzle 18, a mixing chamber 19 and a diffuser 20 in the lower cylindrical chamber 13, cuffs (not marked) and fixed with a clamping screw 21 with internal faces on a turn-key basis, and under the entrance of the mixing chamber 29 has radial holes 22 with an outer circular groove 23.

К патрубку кожуха 8 подсоединен хвостовик 24 входного устройства, расположенного в разделительной камере 8, образованной из кольцевого пространства, заключенного между эксплуатационной колонной 3 и корпусом входного устройства. Зазор между кожухом 8 и эксплуатационной колонной 3 обеспечивает впуск нефтяных капель и накопление их в верхней части затрубного пространства 6. Заглушенный с нижним концом хвостовик 24 снабжен по всей длине вдоль корпуса одним рядом впускных отверстий 25 и стаканами 26, выполняющими функцию гидрозатвора для нефтяных капель. Входное устройство состоит из нескольких секций с уменьшающимся диаметром впускных отверстий 25 в каждой последующей секции по направлению вверх. В устьевой арматуре скважины колонна НКТ большого диаметра 1 обвязана выкидной линией 27 с задвижкой 28 и водопроводом (не обозначено).A shank 24 of the input device located in the separation chamber 8 formed from the annular space enclosed between the production casing 3 and the input device housing is connected to the nozzle of the casing 8. The gap between the casing 8 and the production casing 3 provides the inlet of oil droplets and their accumulation in the upper part of the annular space 6. The shank 24, which is muffled with the lower end, is provided along the entire length along the body with one row of inlet openings 25 and cups 26 that perform the function of a water seal for oil drops. The input device consists of several sections with a decreasing diameter of the inlet openings 25 in each subsequent section in an upward direction. In the wellhead reinforcement of the well, the tubing string of large diameter 1 is tied by a flow line 27 with a valve 28 and a water supply (not indicated).

Геометрические размеры входного устройства по предлагаемой установке выбираются исходя из ожидаемого дебита или производительности электроцентробежного насоса 2. Длина входного устройства выбирается исходя из количества и диаметра впускных отверстий 25 для обеспечения порционного распределения потока добываемой жидкости таким образом, что скорость нисходящего потока воды в каждой порции, поступающей в стакан 27 входного устройства, меньше, чем скорость всплытия капель нефти в воде. Количество и диаметр впускных отверстий 26 определяются следующим образом.The geometric dimensions of the inlet device for the proposed installation are selected based on the expected flow rate or performance of the electric centrifugal pump 2. The length of the inlet device is selected based on the number and diameter of the inlet openings 25 to provide a portioned distribution of the produced fluid stream in such a way that the speed of the downward flow of water in each portion entering in the glass 27 of the input device, less than the rate of ascent of oil droplets in water. The number and diameter of the inlets 26 are determined as follows.

Определяется количество отверстий на хвостовике n≥Q/q,The number of holes on the shank n≥Q / q,

где Q - прогнозный дебит водозаборной скважины или производительности УЭЦН, м3/сут (м3/с); q - порционный (долевой) расход воды по впускным отверстиям в м3/сут (м3/с) и определяется следующим образом:where Q is the predicted flow rate of the water well or ESP capacity, m 3 / day (m 3 / s); q is the portioned (fractional) water flow through the inlets in m 3 / day (m 3 / s) and is determined as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Uнк - скорость всплытия нефтяных капель в воде, принимается, в среднем 0,015 м/с; f - площадь кольцевого пространства между хвостовиком 16 и стаканом 18, м2; D - внутренний диаметр стакана; d - наружный диаметр хвостовика.where U nk - the rate of ascent of oil droplets in water is taken, on average, 0.015 m / s; f is the area of the annular space between the shank 16 and the glass 18, m 2 ; D is the inner diameter of the glass; d is the outer diameter of the shank.

Средний диаметр впускных отверстий определяется по формуле истечения жидкости через малые отверстияThe average diameter of the inlets is determined by the formula for the flow of fluid through small holes

Figure 00000002
Figure 00000002

где µ - коэффициент расхода для круглого отверстия, при низком значении скорости истечения принимается 0,65; ΔH - разность напора (давлений) в отверстии, под действием которой происходит истечение.where µ is the flow coefficient for a round hole, with a low value of the flow rate is adopted 0.65; ΔH is the pressure difference (pressure) in the hole, under the action of which the outflow occurs.

Пример расчетаCalculation Example

Ожидаемый дебит водозаборной скважины составляет Q=80 м3/сут=0,000926 м3/с. Внутренний диаметр стакана D=73 мм=0,073 м (труба 3′′), а наружный диаметр хвостовика d=48 мм=0,048 м (труба 1,5′′); ΔH - разность давлений (напора) в отверстии принимаем 0,01 МПа или 1 м.The expected flow rate of the water well is Q = 80 m 3 / day = 0,000926 m 3 / s. The inner diameter of the cup D = 73 mm = 0.073 m (pipe 3 ″), and the outer diameter of the shank d = 48 mm = 0.048 m (pipe 1.5 ″); ΔH is the pressure difference (pressure) in the hole taken 0.01 MPa or 1 m

Долевой расход воды, поступающей в каждое впускное отверстие через стакан, будет q=U*π*(0,0762-0,0482)/4=0,015*3,140,003452/4=0,00004065 м3/с=3,5 м3/сут.The fractional flow rate of water entering each inlet through the glass will be q = U * π * (0.076 2 -0.048 2 ) / 4 = 0.015 * 3.140.003452 / 4 = 0.00004065 m 3 / s = 3.5 m 3 / day

Количество отверстий N≥Q/q≥80/3,5=23 шт.The number of holes N≥Q / q≥80 / 3,5 = 23 pcs.

Осредненный диаметр отверстия определятся по формуле (2)The average hole diameter is determined by the formula (2)

Figure 00000003
Figure 00000003

Полученные значения n и d округляются в большую сторону. Определяется суммарная площадь впускных отверстий, если она состоит только из отверстий с диаметром 4,5 ммThe obtained values of n and d are rounded up. The total area of the inlets is determined if it consists only of holes with a diameter of 4.5 mm

∑f=n*πd2/4=23*3,14*4,52/4=366 мм2 Σf = n * πd 2/4 = 23 * 3.14 * 4.5 2/4 = 366 mm 2

Распределяем расположение диаметров отверстий по величине и количеству на три секции:We distribute the location of the diameters of the holes in size and quantity into three sections:

1-я секция с диаметром 5 мм в количестве 12;1st section with a diameter of 5 mm in the amount of 12;

2-я секция с диаметром 4 мм в количестве 8;2nd section with a diameter of 4 mm in an amount of 8;

3-я секция с диаметром 3 мм в количестве 5.3rd section with a diameter of 3 mm in an amount of 5.

Далее определяем суммарную эквивалентную площадь отверстий всех секций:Next, we determine the total equivalent hole area of all sections:

Figure 00000004
Figure 00000004

Окончательное количество отверстий принимаем 25 штук с распределением по диаметру/количеству в секциях, будут 5/12+4/8+3/5. Расстояние между отверстиями 17 выбираем 1 м, а высоту стакана 18 принимаем 0,2 м. Таким образом, длина входного устройства составляет 27 м.The final number of holes we accept 25 pieces with a distribution of diameter / number in sections, will be 5/12 + 4/8 + 3/5. The distance between the holes 17 is chosen 1 m, and the height of the glass 18 is taken 0.2 m. Thus, the length of the input device is 27 m.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При спуске глубинного оборудования установки в скважину в нижнюю цилиндрическую камеру 13 коммутатора 12 предварительно устанавливают вставной струйный насос 14 и фиксируют прижимным винтом 21. При этом интервал подвески колонны НКТ под коммутатором 12 не обязательно спустить большего диаметра, достаточен стандартный диаметр НКТ. Конструктивные параметры, такие как диаметр сопла 18 и камеры смешения 19, а также расстояние от сопла до камеры смешения определяются расчетным путем согласно режимам работы струйного насоса исходя из производительности добываемой (рабочей) жидкости и требуемого давления рабочей и откачиваемой жидкостей.When the downhole equipment of the installation is lowered into the well, a plug-in jet pump 14 is pre-installed in the lower cylindrical chamber 13 of the switch 12 and fixed with a clamping screw 21. In this case, the suspension interval of the tubing string under the switch 12 is not necessary to lower the larger diameter, the standard tubing diameter is sufficient. Design parameters, such as the diameter of the nozzle 18 and the mixing chamber 19, as well as the distance from the nozzle to the mixing chamber are determined by calculation according to the operating modes of the jet pump based on the productivity of the produced (working) fluid and the required pressure of the working and pumped fluids.

В процессе работы электроцентробежного насоса 2 восходящий поток воды с нефтяными каплями, поступающими из пласта, в кольцевом пространстве разделительной камеры 7, образованном между хвостовиком 24 и эксплуатационной колонной 3, движется вдоль входного устройства и перераспределяется по впускным отверстиям 25. Восходящий поток жидкости в разделительной камере 7 на пути между стаканами 26 резко снижает скорость из-за большой площади поперечного сечения кольцевого пространства, создавая условия гравитационного разделения воды от общего потока. При этом каждая разделенная порция нисходящего потока воды без захвата нефтяных капель из верхней открытой части стакана 26 и далее по впускным отверстиям 25 поступают в хвостовик 24. Скорость каждой отдельной порции нисходящего потока имеет величину меньше, чем скорость всплытия нефтяных капель в воде, а скорость основного (восходящего) потока, движущегося дальше вдоль стакана 26, достаточно высока и обеспечивает вынос нефтяных капель, минуя стаканы 26. Этому еще способствует совпадение векторов направления всплытия нефтяных капель и продолжающаяся порция восходящего потока жидкости. При этом скорость восходящего потока по мере подъема вдоль входного устройства постепенно снижается из-за порционного отбора воды в предыдущих отверстиях, а внутри хвостовика за счет поочередного поступления воды постепенно увеличивается, поэтому диаметр впускных отверстий 25 верхней последней секции входного устройства соответственно меньше, чем нижних секций. Это позволяет иметь скорость нисходящего потока воды, поступающего в стаканы 26 на верхней секции входного устройства, также меньше, чем скорость всплытия нефтяных капель в воде, что обеспечивает дальнейшее всплытие их вверх. Очищенная от нефти добываемая вода через хвостовик 24 попадает на прием 5 электроцентробежного насоса 2, а нефть через зазор между кожухом 8 и эксплуатационной колонной 3 поднимается и далее накапливается в затрубном пространстве 6 скважины.During operation of the electric centrifugal pump 2, an upward flow of water with oil droplets coming from the formation in the annular space of the separation chamber 7 formed between the liner 24 and production casing 3 moves along the inlet device and redistributes along the inlet openings 25. The upward flow of liquid in the separation chamber 7 on the path between the glasses 26 dramatically reduces the speed due to the large cross-sectional area of the annular space, creating conditions for gravitational separation of water from the total current. Moreover, each divided portion of the downward flow of water without trapping oil droplets from the upper open part of the cup 26 and then through the inlet holes 25 enters the shank 24. The speed of each individual portion of the downward flow is less than the rate of ascent of the oil droplets in water, and the speed of the main (upward) flow, moving further along the glass 26, is quite high and ensures the removal of oil droplets, bypassing the glasses 26. This is further facilitated by the coincidence of the direction vectors of the ascent of the oil droplets and food zhayuschayasya portion ascending fluid stream. In this case, the speed of the upward flow as it rises along the inlet device gradually decreases due to portioned water withdrawal in the previous openings, and gradually increases inside the shank due to the successive water intake, therefore the diameter of the inlet openings 25 of the upper last section of the inlet device is correspondingly smaller than that of the lower sections . This allows you to have the speed of the downward flow of water entering the glasses 26 on the upper section of the inlet device, also lower than the rate of ascent of the oil droplets in the water, which ensures their further ascent. The produced water purified from oil through the liner 24 is received at the intake 5 of the electric centrifugal pump 2, and the oil rises and then accumulates in the annulus 6 of the well through the gap between the casing 8 and the production casing 3.

В процессе работы установки добываемая вода по колонне НКТ поднимается на поверхность и в коммутаторе 12 поступает как на колонны НКТ 1 большого диаметра по периферийным каналам 17, так и колонны НКТ 9 меньшего диаметр через вставной струйный насос 14. Поскольку задвижка (не обозначена) на нефтяной линии 10 закрыта, а задвижка 28 на выкидной линии 27 открыта, то отсутствует движение жидкости в струйном насосе 14, соответственно обратный клапан 16 закрыт, и вся добываемая вода по водопроводной линии закачивается в нагнетательные скважины. При этом одновременно происходит процесс накопления нефти в затрубном пространстве 6 скважины и со временем водонефтяной раздел опускается ниже коммутатора 12. При заполнении затрубного пространства 6 достаточным количеством нефти открывается задвижка (не обозначена) на нефтяной линии 10, а закрывается задвижка 28. При этом вся добываемая вода поступает в корпус струйного насоса 14 и, проходя сопло 18, попадает в камеру смешения 19 со значительной кинетической энергией, благодаря чему в зоне напротив радиальных отверстий 22 создается разрежение, приводящеей к открыванию обратного клапана 16. Накопленная нефть с определенным давлением из затрубного пространства 6 по боковому каналу 15 поступает в радиальные отверстия 22, потом в камеру смешения 19 и увлекается струей рабочей жидкости в горловину диффузора 20. Далее смешенный поток жидкости (нефть и вода) с определенным давлением согласно рабочей характеристике струйного насоса поступает в колонну НКТ 9 и перекачивается в нефтепровод 10. Длительность эксплуатации струйного насоса 14 зависит от количества нефти, накопленной в затрубном пространстве 6 скважины, и определяется экспериментально путем последовательного отбора проб жидкости из нефтяной линии. После того как образцы проб жидкости в нефтяной линии 10 состоят в основном из воды, установку переключают в режим закачки воды в нагнетательные скважины путем открытия задвижки 28 и закрытия задвижки на нефтяной линии 10. При наличии высокопроизводительного и высоконапорного электроцентробежного насоса 2 нет необходимости для обеспечения работы струйного насоса останавливать закачку воды, т.е. закрывать задвижки 28, поскольку количество и давление рабочей жидкости являются достаточными для работы струйного насоса с одновременной закачкой воды в нагнетательные скважины.During the operation of the installation, the produced water rises to the surface through the tubing string and in the switch 12 it flows both to the tubing string 1 of large diameter through the peripheral channels 17 and the tubing string 9 of smaller diameter through the plug-in jet pump 14. Since the valve (not marked) on the oil line 10 is closed, and the valve 28 on the flow line 27 is open, there is no movement of fluid in the jet pump 14, respectively, the check valve 16 is closed, and all produced water is pumped into the injection wells through the water line. At the same time, the process of accumulation of oil occurs in the annulus 6 of the well and over time, the oil-water section falls below the switch 12. When filling the annulus 6 with a sufficient amount of oil, the valve (not marked) opens on the oil line 10, and the valve 28 closes. water enters the housing of the jet pump 14 and, passing the nozzle 18, enters the mixing chamber 19 with significant kinetic energy, due to which rarefaction is created in the area opposite the radial holes 22 e, leading to the opening of the non-return valve 16. The accumulated oil with a certain pressure from the annulus 6 through the lateral channel 15 enters the radial holes 22, then into the mixing chamber 19 and is carried away by the jet of working fluid into the throat of the diffuser 20. Next, the mixed fluid flow (oil and water) with a certain pressure according to the operating characteristics of the jet pump enters the tubing string 9 and is pumped into the oil pipeline 10. The duration of operation of the jet pump 14 depends on the amount of oil accumulated in the annulus space 6 of the well, and is determined experimentally by successive sampling fluid samples from an oil line. After the samples of liquid samples in the oil line 10 consist mainly of water, the installation is switched to the mode of pumping water into the injection wells by opening the valve 28 and closing the valve on the oil line 10. If there is a high-performance and high-pressure electric centrifugal pump 2, it is not necessary to ensure operation jet pump to stop the injection of water, i.e. close the valves 28, because the quantity and pressure of the working fluid are sufficient for the operation of the jet pump while pumping water into the injection wells.

Предлагаемая установка обеспечивает реализацию разделения нефти от воды практически при любом количестве добываемой жидкости из водозаборных скважин за счет возможности использования входного устройства без ограничения его рациональной длины. Применение установки позволяет сохранить приемистость нагнетательных скважин за счет исключения попадания нефти с закачиваемой водой в пласт и добыть дополнительный объем нефти из водозаборных скважин. Установка также позволяет экономически целесообразно использовать в качестве скважин-доноров (водозаборных) широкий набор высокообводненых нефтяных скважин по степени обводненности 95-99% с учетом их территориально-рационального расположения в зоне нефтяных залежей, на которых требуется поддержание пластового давления путем межскважинной перекачки воды.The proposed installation provides the implementation of the separation of oil from water with almost any amount of produced fluid from water wells due to the possibility of using an input device without limiting its rational length. The use of the installation allows preserving the injectivity of injection wells by eliminating the ingress of oil with injected water into the reservoir and extracting an additional volume of oil from water wells. The installation also allows it to be economically feasible to use as a donor well (water intake) a wide range of highly watered oil wells with a water cut of 95-99%, taking into account their territorial and rational location in the zone of oil deposits, which require maintaining reservoir pressure by cross-pumping water.

Claims (2)

1. Установка для эксплуатации водозаборных скважин, включающая устьевую арматуру, концентрично расположенные колонны насосно-компрессорных труб двух диаметров с электроцентробежным и струйным насосами, спущенных в эксплуатационную колонну скважины, разделительную камеру, расположенную в нижней части ствола скважины под электроцентробежным насосом, снабженным герметизирующим кожухом, канал для прохода отделившейся нефти, сообщающий затрубное пространство над насосом с разделительной камерой, впускные отверстия для поступления разделенной воды, отличающаяся тем, что герметизирующий кожух электроцентробежного насоса снизу в интервале разделительной камеры снабжен входным устройством в виде заглушенного снизу хвостовика, который поделен на секции с впускными отверстиями и на уровне каждого впускного отверстия снабжен стаканом, выполняющим функции гидрозатвора для нефтяных капель и впуска воды из разделительной камеры, причем впускные отверстия располагаются в один ряд вдоль хвостовика и выполнены с уменьшающимся диаметром в каждой последующей секции по направлению вверх, а в качестве канала для прохождения нефтяных капель служит зазор между кожухом и эксплуатационной колонной скважины, колонна насосно-компрессорных труб большего диаметра в устьевой арматуре соединена с водяной линией, а колонна насосно-компрессорных труб меньшего диаметра - с нефтяной линией, причем нижняя часть колонны меньшего диаметра герметично установлена в верхней цилиндрической камере коммутатора, установленного в колонне насосно-компрессорных труб большего диаметра на глубине ниже динамического уровня жидкости в скважине, при этом коммутатор снабжен вертикальными периферийными каналами для прохождения через него восходящего потока воды и нижней цилиндрической камерой для размещения вставного струйного насоса, выход которого сообщен с верхней цилиндрической камерой, причем обеспечена возможность поступления рабочей жидкости в струйный насос от электроцентробежного насоса, а откачиваемой жидкости - по боковому каналу коммутатора из затрубного пространства скважины через обратный клапан, расположенный с наружной стороны коммутатора.1. Installation for the operation of water wells, including wellhead fittings, concentrically arranged tubing strings of two diameters with electric centrifugal and jet pumps, lowered into the production casing of the well, a separation chamber located in the lower part of the well bore under the electric centrifugal pump, equipped with a sealing casing, a channel for the passage of separated oil, communicating the annulus above the pump with a separation chamber, inlet openings for times green water, characterized in that the sealing casing of the electric centrifugal pump at the bottom in the interval of the separation chamber is equipped with an input device in the form of a shank that is plugged at the bottom, which is divided into sections with inlet openings and at the level of each inlet is equipped with a glass that performs the functions of a water seal for oil drops and water inlet from the separation chamber, and the inlet openings are arranged in one row along the shank and are made with a decreasing diameter in each subsequent section in the direction upward, and as a channel for the passage of oil droplets, there is a gap between the casing and the production casing of the well, the string of tubing of larger diameter in the wellhead is connected to the water line, and the string of tubing of smaller diameter is connected to the oil line, with the bottom part of the column of smaller diameter is hermetically installed in the upper cylindrical chamber of the switch installed in the column of tubing of larger diameter at a depth below the dynamic liquid level in this case, the switch is equipped with vertical peripheral channels for passing an upward flow of water through it and a lower cylindrical chamber for accommodating an plug-in jet pump, the outlet of which is in communication with the upper cylindrical chamber, and it is possible for the working fluid to enter the jet pump from the electric centrifugal pump, and the pumped liquid - along the side channel of the switch from the annulus of the well through a check valve located on the outside of the switch. 2. Установка для эксплуатации водозаборных скважин по п.1 отличающаяся тем, что корпус вставного струйного насоса с наружной стороны снабжен уплотнительными манжетами для герметизации его в нижней цилиндрической камере коммутатора и зафиксирован прижимным полым цилиндрическим винтом, при этом корпус струйного насоса под входом камеры смешения имеет радиальные отверстия, а с наружной стороны - круговую проточку. 2. Installation for the operation of water wells according to claim 1, characterized in that the housing of the plug-in jet pump on the outside is equipped with sealing cuffs for sealing it in the lower cylindrical chamber of the switch and is fixed with a clamping hollow cylindrical screw, while the housing of the jet pump under the input of the mixing chamber has radial holes, and from the outside - a circular groove.
RU2013144307/03A 2013-10-02 2013-10-02 Unit for operation of water supply wells RU2536521C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013144307/03A RU2536521C1 (en) 2013-10-02 2013-10-02 Unit for operation of water supply wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013144307/03A RU2536521C1 (en) 2013-10-02 2013-10-02 Unit for operation of water supply wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2536521C1 true RU2536521C1 (en) 2014-12-27

Family

ID=53287345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013144307/03A RU2536521C1 (en) 2013-10-02 2013-10-02 Unit for operation of water supply wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536521C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821075C1 (en) * 2023-12-26 2024-06-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы" (РУДН) Reservoir pressure maintenance system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4171016A (en) * 1977-12-19 1979-10-16 Kempton Edward A Water removal system for gas wells
RU2047542C1 (en) * 1994-02-04 1995-11-10 Анатолий Владимирович Скалин Method of gathering oil products from contaminated water-bearing beds and hydrogeodynamic trap for oil products
US6250384B1 (en) * 1997-01-31 2001-06-26 Elf Exploration Production Installation for pumping a liquid/gas two-phase effluent
RU2290505C1 (en) * 2005-12-06 2006-12-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well device for separation of oil and water
RU77341U1 (en) * 2008-04-28 2008-10-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Near mouth phase separator (gas, oil, water) for an injection well during interwell pumping
RU2395007C2 (en) * 2008-06-16 2010-07-20 Рауф Рахимович Сафаров Installation for alternate withdrawal of oil and water from oil well and procedure for measuring yield of well with installation (versions)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4171016A (en) * 1977-12-19 1979-10-16 Kempton Edward A Water removal system for gas wells
RU2047542C1 (en) * 1994-02-04 1995-11-10 Анатолий Владимирович Скалин Method of gathering oil products from contaminated water-bearing beds and hydrogeodynamic trap for oil products
US6250384B1 (en) * 1997-01-31 2001-06-26 Elf Exploration Production Installation for pumping a liquid/gas two-phase effluent
RU2290505C1 (en) * 2005-12-06 2006-12-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well device for separation of oil and water
RU77341U1 (en) * 2008-04-28 2008-10-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Near mouth phase separator (gas, oil, water) for an injection well during interwell pumping
RU2395007C2 (en) * 2008-06-16 2010-07-20 Рауф Рахимович Сафаров Installation for alternate withdrawal of oil and water from oil well and procedure for measuring yield of well with installation (versions)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821075C1 (en) * 2023-12-26 2024-06-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы" (РУДН) Reservoir pressure maintenance system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2344274C1 (en) Method of dual oil production from layers of one well with submersible pump set (versions)
RU2440513C1 (en) Bottom-hole oil pump
US10280728B2 (en) Connector and gas-liquid separator for combined electric submersible pumps and beam lift or progressing cavity pumps
RU2297521C1 (en) Device for simultaneous separate extraction of well product and for forcing water into formation
AU2010273768A1 (en) System and method for intermittent gas lift
RU2415253C1 (en) Immersed pump with cleaned in well filter
RU2531228C1 (en) Well operation installation
RU2395672C1 (en) Water oil well operation plant
RU2370641C1 (en) Installation for simultaneous-separate operation of two beds
RU2447269C1 (en) Method to develop deposit with forced product offtake and device for its realisation
RU2290505C1 (en) Well device for separation of oil and water
RU2513566C2 (en) Dual string production method in well with increased gas ratio and device for its implementation
RU2405924C1 (en) Pumping unit for simultaneous-separate operation of two reservoirs in well
RU2598948C1 (en) Landing for dual production and injection
RU2536521C1 (en) Unit for operation of water supply wells
RU133191U1 (en) INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION OF TWO STRAYS
RU2506456C1 (en) Borehole pump unit
RU2492320C1 (en) Electric centrifugal pump set for oil production and water injection
RU2671372C1 (en) Device for removing liquids that accumulate in the well
RU165961U1 (en) INSTALLATION FOR SEPARATE OIL AND WATER PRODUCTION FROM A HIGHLY WATERED OIL WELL
RU2531976C2 (en) Plant for in-well separation of oil from water
RU2290506C1 (en) Device for in-well gas separation
RU2481470C1 (en) Downhole separator for separating water and gas and oil mixture
RU2483211C1 (en) Plant for borehole separation of water-gas-oil mixture from water
RU2317443C1 (en) Sucker-rod pumping unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151003