Видобування нафти та газу з відділенням і зворотним закачуванням газу в свердловині

1. Підземна сепараторно-компресорна система для обробки і зворотного закачування газу, пристосована для розміщення у зоні вибою у стовбурі продуктивної свердловини з утворенням кільцевого простору між системою і стовбуром свердловини, виконана з можливістю відділення і стискання щонайменше частини газу зі змішаного газонафтового потоку, який добувається, що складається з рідини, газу і частинок, при проходженні потоку вгору по стовбуру свердловини, яка містить передню за рухом потоку сепараторну секцію, призначену для відділення щонайменше частини потоку, що добувається, від іншої частини потоку, турбокомпресорну секцію, яка розташована за рухом потоку за сепараторною секцією і містить турбіну, що має вхідний і вихідний канали і пристосована для приведення її у дію іншою частиною потоку, компресор, що має вхідний і вихідний канали і пристосований для приведення його у дію за допомогою турбіни, засіб для запобігання пульсації у турбіні під час запуску системи і задню за рухом потоку сепараторну секцію, розташовану за турбокомпресорною секцією. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що засіб для запобігання пульсації у турбіні містить щонайменше один обхідний канал, що проходить навколо турбіни і компресора, і перепускний клапан турбіни, призначений для направлення відділеної частини потоку та іншої частини потоку в обхідний канал, коли перепускний клапан турбіни знаходиться у відкритому положенні, і для направлення відділеної частини потоку по обхідному каналу та іншій частині потоку через турбіну, коли 2 (19) 1 3 77316 4 14. Система за п. 13, яка відрізняється тим, що і приєднаний до них, який має обхідний і вхідний канали турбіни, що проходять через нього, сідло рециркуляційний клапан компресора має пружину, клапана на одному кінці корпусу, поршень, встанощо підтискає поршень у відкритому стані у вказане влений з можливістю ковзання всередині корпусу і перше положення. 15. Система за п. 14, яка відрізняється тим, що виконаний з можливістю переміщення між першим положенням і другим положенням, клапанний засіб для переміщення поршня передбачає застоелемент, що утримується поршнем і пристосовасування перепаду тисків на поршні, що являє соний для направлення потоку по обхідному каналу бою різницю тисків на виході компресора і на виу корпусі, коли поршень знаходиться у першому ході турбіни. положенні і перепускний клапан турбіни знахо16. Спосіб відділення і стискання щонайменше диться у відкритому положенні, і пристосований частини газу у змішаному газонафтовому потоці, для направлення потоку у вхідний канал турбіни, який добувається, що складається з рідини, газу і коли поршень знаходиться у другому положенні і більш важких компонентів, при проходженні потоку перепускний клапан турбіни знаходиться у закривгору по стовбуру свердловини, що включає встатому положенні, засіб для переміщення поршня новлення підземної сепараторно-компресорної між першим і другим положеннями, щоб тим сасистеми для обробки і зворотного закачування мим відкривати і закривати перепускний клапан газу у свердловині у зоні вибою з утворенням кільтурбіни. цевого простору між системою і стовбуром сверд9. Система за п. 8, яка відрізняється тим, що ловини, причому система має передню за рухом перепускний клапан турбіни має пружину, що підпотоку сепараторну секцію, турбокомпресорну тискає поршень у перше положення. секцію і задню за рухом потоку сепараторну сек10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що цію, відкривання стовбура свердловини на поверперепускний клапан турбіни має фіксатор для фікхні для забезпечення можливості проходження сування поршня відповідно у першому і другому потоку, що добувається, у передню за рухом потоположеннях з можливістю розблокування. ку сепараторну секцію системи, пропускання всьо11. Система за п. 10, яка відрізняється тим, що го потоку, що добувається, з передньої за рухом фіксатор містить цангу, що має множину фіксуюпотоку сепараторної секції в обхід і навколо турбочих пальців, і виступ, виконаний на кожному з компресорної секції до ослаблення пульсації у множини фіксуючих пальців і пристосований для потоку, що добувається, підвищення швидкості взаємодії з першою і другою обводовими перифевитікання потоку, що добувається, по стовбуру рійними канавками на поршні для фіксування посвердловини, відділення щонайменше частини ршня відповідно у першому і другому положеннях більш важких компонентів потоці, що добувається, з можливістю розблокування. при його проходженні через передню по ходу се12. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що параторну секцію, направлення відділеної частини засіб для переміщення вказаного поршня передбільш важких компонентів навколо турбокомпребачає застосування перепаду тисків на поршні, сорної секції та направлення іншої частини потоку, який являє собою різницю тиску на виході турбіни і що добувається, через турбокомпресорну секцію тиску у кільцевому просторі. для приведення у дію турбіни у даній секції, по13. Система за п. 4, яка відрізняється тим, що вторне з'єднання відділеної частини потоку, що рециркуляційний клапан компресора містить кордобувається, з іншою частиною потоку після пропус, що приєднаний за турбокомпресорною секціходження іншої частини потоку через турбіну, проєю і має перший канал, з'єднаний по текучому сепускання об'єднаного потоку через задню за рухом редовищу з вихідним каналом турбіни, і другий потоку сепараторну секцію для відділення щонайканал, з'єднаний по текучому середовищу з вихідменше частини газу від іншої частини потоку, проним каналом вказаного компресора, поршень, пускання відділеного газу до компресора у турбовстановлений з можливістю ковзання всередині компресорній секції для забезпечення стискання корпусу і виконаний з можливістю переміщення газу, пропускання стиснутого газу з компресора у між першим і другим положеннями, утримуваний кільцевий простір. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що поршнем і пристосований для направлення потоку з вихідного каналу компресора по першому канавключає направлення потоку з вихідного каналу лу, коли поршень відкритий у першому положенні, компресора у задню за рухом сепараторну секцію і пристосований для направлення потоку з вихіддо ослаблення пульсації у потоку, що добуваєтьного каналу компресора по другому каналу, коли ся, і подальше направлення потоку з компресора у поршень закритий у другому положенні, клапанний кільцевий простір. 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що елемент і засіб для переміщення поршня між першим і другим положеннями, щоб тим самим відквключає блокування зворотного потоку у вихідний ривати і закривати перепускний клапан турбіни. канал компресора. Даний винахід відноситься до відділення, стискання і зворотного закачування свердловини частини газу з потоку, що добувається з підземної зони, і відповідно до одного аспекту відноситься до способу і підповерхневої системи для відділення газу від потоку, що добувається, в якій відділений газ стискається і закачується зворотно за допомогою свердловинного турбокомпресорного 5 77316 6 пристрою системи, який включає керуючі пристрої, клад, у газову шапку) поряд зі стовбуром свердлощо створюють можливість того, що весь потік, що вини або поданий до поверхні по окремому шляху добувається, спочатку обходить турбокомпресорпотоку для подальшої обробки. Приклади подібних ний пристрій системи під час початку добування. систем і те, як кожна з них працює, можна побачиДобре відомо, що багато вуглеводневих пласти [у патентах США 5 794 697, 6 026 901, 6 035 934 тів дають надзвичайно великі об'єми газу нарівні з і 6 189 614]. пластовою нафтою та іншими пластовими флюїНа жаль, турбокомпресорний пристрій вказадами, наприклад, водою. При такому добуванні не ної системи зазнає "пульсації" під час періоду зає незвичайною наявність значень газового фактопуску продуктивної свердловини. Тобто, типовий ра (числа кубічних футів (м3) добутого газу, що потік, що добувається, майже завжди містить скуприпадає на один барель (м3) добутої нафти), які пчення рідини, коли починають добування зі сверскладають цілих 700м3 на барель (25000 стандардловини у перший раз або при введенні її в екстних кубічних футів на барель) або більше. В реплуатацію, або після того, як свердловина була зультаті великі об'єми газу повинні бути відділені закрита протягом деякого періоду. Ці скупчення від рідин до того, як рідини будуть переміщені далі рідини викликають коливання турбіни/компресора і для продажу або зберігання. У тих випадках, коли їх роботу при критичних значеннях частоти обермісця видобутку зручні для кінцевих користувачів, тання валів протягом тривалих періодів, що, у цей газ являє собою цінний актив, коли потреби у свою чергу, може викликати серйозні пошкодженгазі високі. Проте, коли потреби низькі, або коли ня турбокомпресора і привести до істотного скоропродуктивний пласт розташований у віддаленій чення терміну служби системи. Відповідно, бажано зоні, великі об'єми добутого газу можуть створюзабезпечити обхід турбіни/компресора під час повати значні проблеми, якщо відсутня можливість чаткового періоду роботи свердловини доти, доки звільнення від добутого газу своєчасно і належним пульсація у потоку, що добувається, не послабчином. шає, і склад потоку, що добувається, не стабілізуТам, де відсутня потреба у добутому газі, звиється. чайною практикою є "зворотне закачування" газу у Відповідно до даного винаходу, створена підвідповідний підземний пласт. Наприклад, газ може поверхнева система для подачі змішаного газобути закачаний зворотно у "газову шапку" продукнафтового потоку до поверхні з підземної зони тивної зони для підтримання тиску у пласті і, тим через стовбур свердловини, в якій, щонайменше, самим, збільшення сумарного добування рідини з частина газу, що міститься, відділяється від вказанього. В інших застосуваннях газ може бути заканого змішаного газонафтового потоку у зоні забою чаний у продуктивний пласт через нагнітальну свердловини і стискається для одержання стиснусвердловину для витіснення вуглеводнів до протого газу, який закачується зворотно у пласт поряд дуктивної свердловини. Крім того, добутий газ мозі стовбуром свердловини. Як очевидно у даній же бути закачаний і "запасений" у відповідному галузі техніки, потік, що добувається, скоріше пласті, з якого він може бути добутий пізніше, коли всього також буде включати деяку кількість води і ситуація зміниться. деякі тверді частинки (наприклад, пісок, уламки Для відділення і зворотного закачування газу породи і т.д.), які будуть добуватися разом з нафзвичайно потрібна велика кількість обладнання на тою і газом, так що передбачається, що у викорисповерхні на місці добування або поряд з місцем товуваному тут значенні вираз "змішаний газонадобування. Це обладнання є дорогим частково фтовий потік" охоплює такі потоки, що внаслідок ряду(-ів) послідовно розташованих газодобуваються. вих компресорів великої потужності, необхідних Більш точно, дана система для добування для обробки, стискання і закачування великих змішаного газонафтового потоку складається з об'ємів газу. З цього випливає, що істотна еконоколони насосно-компресорних труб, що проходить мія витрат може бути забезпечена, якщо дані вивід продуктивної зони до поверхні, яка має турбомоги до потужності компресорів можуть бути зникомпресорну систему, розташовану у зоні забою жені. свердловини. Система складається з передньої по Нещодавно були запропоновані способи істотходу сепараторної секції, турбокомпресорної секного зменшення кількостей газу, які необхідно обції, задньої по ходу сепараторної секції і засобу робити на поверхні. Ряд цих способів передбачає для запобігання пульсації у турбокомпресорній використання підповерхневого компресорного секції під час запуску системи. По суті, засіб для пристрою для обробки і зворотного закачування запобігання пульсації складається з перепускного газу, який розташований у зоні забою свердловини (обхідного) клапана турбіни, призначеного для у стовбурі свердловини для відділення, щонаймезабезпечення обходу турбіни під час запуску, і нше, частини газу до того, як потік, що добуваєтьрециркуляційного клапана компресора, призначеся, буде поданий до поверхні. Типова система ного для забезпечення рециркуляції потоку, що складається зі шнекового сепаратора і компресорвиходить з компресора, доти, доки не послабшає ного пристрою з турбоприводом. Газ відділяється пульсація у потоку, що добувається. від потоку, що добувається, у міру того, як потік При роботі свердловину вводять в експлуатапроходить через шнек, і подається у компресор, цію шляхом відкривання повітряного клапана або який, у свою чергу, приводиться у дію турбіною, т.п. на поверхні. Як слід мати на увазі, у даній гапричому сама турбіна приводиться у дію потоком, лузі техніки звичайно буде мати місце "пульсація" що добувається. у потоку, що добувається, під час запуску свердПісля цього стиснутий газ може бути або закаловини внаслідок таких, що чергуються, скупчень чаний безпосередньо у визначений пласт (напригазу і рідини у потоку. Якщо її не контролювати і не 7 77316 8 зупиняти, дана пульсація може викликати значні знаходиться у другому або закритому положенні; пошкодження турбіни і/або компресора, тим самим Фіг.5 представляє збільшений переріз рецирприводячи до скорочення їх термінів служби. куляційного клапана компресора системи за Фіг.1, Як і у відомих системах даного типу, щонайколи рециркуляційний клапан знаходиться у перменше, частина більш важких компонентів, напришому або відкритому положенні; клад, піску і т.д., відділяється Від іншої частини Фіг.6 представляє додатково збільшений пепотоку, що добувається, коли потік проходить череріз, що показує зону всередині кола 6-6 на Фіг.5; рез передню по ходу сепараторну секцію, наприФіг.7 представляє збільшений переріз рецирклад, через шнековий сепаратор. Ці відділені комкуляційного клапана компресора за Фіг.5, коли поненти обходять турбіну, щоб тим самим рециркуляційний клапан знаходиться у другому запобігти руйнуванню всередині турбіни. Проте, у або закритому положенні; даному винаході перепускний клапан турбіни, буФіг.8 представляє додатково збільшений педучи відкритим, створює можливість повторного реріз, що показує зону всередині кола 8-8 на Фіг.7; з'єднання відділеної частини потоку з іншою часФіг.9 представляє поперечний переріз запірнотиною потоку, внаслідок чого весь потік буде обго клапанного вузла системи за Фіг.1; ходити турбіну доти, доки пульсація у потоку не Фіг.10 представляє збільшений переріз запірпослабшає. ного клапанного вузла, виконаний по лінії 10-10 на У міру збільшення швидкості витікання потоку, Фіг.9; що добувається, зміна перепаду тисків (тобто різФіг.11 представляє блок-схему свердловини, ниці тиску на виході турбіни і тиску у кільцевому добування з якої здійснюється за допомогою сиспросторі свердловини) викликає закривання перетеми за Фіг.1. пускного клапана турбіни, так що тільки відділена Незважаючи на те, що винахід буде описаний частина потоку буде обходити турбіну. Інша часу зв'язку з переважними варіантами його здійснентина потоку, замість повторного з'єднання її з відня, потрібно розуміти, що даний винахід не обмеділеною частиною, тепер буде прямувати у турбіну жений ними. Навпаки, передбачено, що винахід для приведення її у дію. охоплює всі альтернативи, модифікації і еквівалеКрім того, під час періоду запуску відкритий нти, які можуть знаходитися у межах суті і об'єму рециркуляційний клапан компресора буде направвинаходу, що визначаються доданою формулою ляти потік з вихідного каналу компресора у задню винаходу. по ходу сепараторну секцію, яка, у свою чергу, На Фіг.1 показана розташована у зоні забою забезпечує відділення, щонайменше, частини газу частина продуктивної свердловини 10, що має від потоку і направлення цього газу у компресор. стовбур 11 свердловини, який проходить від повеРециркуляційний клапан залишається відкритим рхні в і/або через продуктивну зону (також не покадоти, доки зміна перепаду тисків між тиском на зану). Як проілюстровано на Фіг.1, стовбур 11 свевиході компресора і тиском на виході турбіни не рдловини обсаджений колоною 12 обсадних труб, викличе закривання рециркуляційного клапана яка перфорована або іншим чином закінчена (не компресора. Закритий рециркуляційний клапан показано) поряд з продуктивною зоною для ствотепер буде направляти потік з вихідного каналу рення можливості проходження потоку флюїдів з компресора (тобто стиснутий газ) у кільцевий пропродуктивної зони у стовбур свердловини, як буде стір свердловини, з якого він закачується у сусідповністю зрозуміло для фахівців у даній галузі ній пласт. Запірний клапан розташований по ходу техніки. Незважаючи на те, що свердловина 10 за компресором для запобігання зворотному потопроілюстрована на Фіг.1 як свердловина, що має ку у вихідний канал компресора під час періоду по суті вертикальний обсаджений стовбур свердзапуску. ловини, потрібно визнати, що даний винахід у рівФактична конструкція, функціонування і оченій мірі може бути використаний у свердловині, видні переваги даного винаходу будуть краще усзакінченій при необсадженому забої, і/або у свервідомлені за допомогою посилання на креслення, дловині, закінченій з розширенням стовбура сверякі необов'язково виконані у масштабі, і на яких дловини нижче башмака обсадної колони, а також аналогічні позиції відносяться до аналогічних часу похилих і/або горизонтальних стовбурах свердтин, і на яких зображено наступне: ловин. Фіг.1 представляє виконаний з місцевим розріКрім того, незважаючи на те, що підповерхнезом вертикальний вигляд підповерхневої сепарава компресорна система 13 для обробки і зворотторно-компресорної системи відповідно до даного ного закачування газу за даним винаходом була винаходу при її розташуванні у робочому полопроілюстрована як зібрана у колоні 14 насосноженні всередині стовбура продуктивної свердлокомпресорних труб і спущена разом з нею у стоввини; бур 11 свердловини у місце поряд з пластом 15 Фіг.2 представляє збільшений переріз турбо(наприклад, у зону газової подушки над продуктикомпресорної секції системи за Фіг.1; вним пластом), потрібно усвідомити, що система Фіг.3 представляє збільшений переріз перепу13 може бути зібрана як єдиний вузол і потім спускного клапана турбіни системи за Фіг.1, коли пещена через насосно-компресорну колону 14 за репускний клапан знаходиться у першому або віддопомогою дротяного каната, колони спірально критому положенні; згорнутих труб і т.д. після того, як насосноФіг.3А представляє переріз, виконаний по лінії компресорна колона буде спущена у стовбур 11 3А-3А на Фіг.3; свердловини. Фіг.4 представляє переріз перепускного клаЯк показано, система 13 по суті складається з пана турбіни за Фіг.2, коли перепускний клапан трьох основних компонентів: першої або передньої 9 77316 10 по ходу секції 16 зі шнековим сепаратором, турбодовищ і твердих частинок на лопатки турбіни. компресорної секції 17 і другої або задньої по ходу При типовому функціонуванні системи змішасекції 18 зі шнековим сепаратором. Пакери 19, 20 ний газонафтовий потік 40 з підземної продуктиврозташовані на відстані один від одного між сисної зони (непоказаної) проходить вгору до поверхтемою 13 і обсадною колонною 12 з метою, описані (непоказаної) по насосно-компресорній колоні ною нижче. 14. Як слід мати на увазі, у даній галузі техніки Перша або передня по ходу секція 16 зі шнебільшість змішаних газонафтових потоків будуть ковим сепаратором складається з корпусу 21 шневключати деяку кількість добутої води, так що пекового сепаратора, який, у свою чергу, з'єднаний редбачено, що у використовуваному тут значенні по текучому середовищу на його нижньому кінці з вираз "змішаний газонафтовий потік" охоплює поколонною 14 насосно-компресорних труб для токи, в яких є деяка кількість добутої води. Крім приймання потоку, що добувається, коли він протого, більшість потоків, що добуваються, нерідко ходить вгору по насосно-компресорних трубах. також включають в себе істотні кількості матеріалу Шнековий сепаратор 22 розташований всередині у вигляді твердих частинок (наприклад, піску, докорпусу 21 і пристосований для надання швидкого бутого з пласта, продуктів корозії та іншого сміття і обертання потоку, що добувається, коли він прот.д.). ходить через нього, з метою, що буде описана Коли змішаний газонафтовий потік проходить нижче. Як показано, шнековий сепаратор 22 склавгору через сепараторну секцію 16, шнекові пласдається з центрального стрижня або опори 23, що тини 24 шнекового сепаратора 22 будуть надавати має спірально намотану, подібну до шнека пласшвидкого обертання або завихрення потоку, при тину 24, прикріплену до нього. Шнекова пластина цьому більш важкі компоненти потоку (наприклад, 24 пристосована для надання завихрення потоку, нафта, вода і тверді частинки) у потоці будуть що добувається, для відділення важких рідин і примусово зміщуватися до зовнішньої сторони матеріалу у вигляді макрочастинок від потоку, що шнека за рахунок відцентрової сили, у той час як добувається, коли потік проходить вгору через інша частина потоку залишиться поряд зі стінкою шнековий сепаратор 24. Корпус 21 переднього по центрального стрижня 23. У міру того, як потік ходу шнека має прорізи 25 або т.п. у його стінці з проходить до верхнього кінця корпуса 21 сепараметою, що буде описана нижче. тора, більш важкі компоненти 40а (тобто рідини і Шнекові сепаратори даного типу відомі у даній частинки) будуть виходити через відвідні прорізи галузі техніки і розкриті та повністю розглянуті [у 25, розташовані поряд з верхньою частиною шнепатенті США 5 431 228, який виданий 11 липня ка 24, і будуть проходити вгору по обхідних кана1995] і який повністю включений у дану заявку лах 31, тим самим обходячи лопатки 33 турбіни. шляхом посилання. Крім того, для додаткового Інша частина газонафтового потоку 40 буде розгляду конструкції і роботи таких сепараторів продовжувати проходити вгору через першу або [див. "New Design for Compact-Liquid Gas Partial передню по ходу сепараторну секцію 16 і входити Separation: Down Hole and Surface Installations for у вхідний канал (канали) 32 турбіни 17Т для приArtificial Lift Applications", Jean S. Weingarten та ін., ведення в обертання лопаток 33, вала 38 і лопаток SPE 30637 (Society of Petroleum Engineers - Суспі36 у компресорі 17С. Цей потік (тобто газ-рідина) льство інженерів-нафтовиків Американського інпроходить потім по вихідному каналу (каналах) 34 ституту гірських інженерів), представлене 22-25 турбіни 17Т, де він знову з'єднується з насиченим жовтня 1995р. у Далласі, Техас]. частинками потоком 40а в обхідних каналах 31. Як показано на Фіг.2, прорізи 25 (Фіг.1) відкриЗнову з'єднаний потік, який тепер являє собою ваються в обхідні канали 31, які проходять навкопо суті вихідний потік, що добувається, проходить ло турбокомпресорної секції 17. Турбокомпресорчерез другу або задню по ходу сепараторну секцію на секція 17 може відрізнятися за конструкцією, 18 (Фіг.1), яка, у свою чергу, складається з центраале, як проілюстровано на фіг.2, секція 17 складальної порожнистої труби 51 для впускання газу, на ється з турбіни 17Т і компресора 17С. Турбіна 17Т якій є шнекова пластина 52. Коли об'єднаний потік складається з вхідного каналу (каналів) 32, оберпроходить вгору через другий сепаратор 18, йому тових лопаток 33, змонтованих на валу 38, нерузнову буде надане швидке обертання для примухомих лопаток 33а і вихідного каналу 34. Компресового зміщення більш важких компонентів, тобто сор 17С складається з вхідного каналу 35 для газу, рідин і матеріалу у вигляді макрочастинок, назовні обертових лопаток 36, змонтованих на іншому за рахунок відцентрової сили, у той час як частина кінці вала 38 і вихідного каналу (каналів) 55 для газу 50 буде відділятися і залишатися всередині газу. біля зовнішньої стінки центральної труби 51. Коли Як слід мати на увазі, у міру того як напірний газ 50 досягне верхнього кінця труби 51 для впусфлюїд буде проходити через турбінну секцію 17Т, кання газу, він буде проходити у трубу через впусвін буде приводити в обертання лопатки 33, які кний отвір (отвори) 53 на її верхньому кінці або прикріплені до вала 38, що, у свою чергу, викличе через її відкритий верхній кінець (непоказаний). приведення в обертання лопаток 36 у компресорПісля цього газ проходить вниз по трубі 51 у ній секції 17С, щоб тим самим забезпечити стисвхідний канал 35 компресора 17С, де він стискакання газу, коли він проходить через компресорну ється перед його виходом по вихідному каналу секцію. Обхідний канал 31 проходить навколо тур(каналах) 55 компресора. Потім стиснутий газ бокомпресорної секції 17 і створює можливість зрештою проходить по вихідних каналах 55Ь для того, що насичені твердими частинками текучі сегазу у простір, ізольований між пакерами 19, 20 у редовища будуть обходити турбіну 17Т, тим самим кільцевому просторі свердловини і закачується у зменшуючи ерозійний вплив таких текучих серепласт 15 через отвори 56 (наприклад, перфора 11 77316 12 ційні отвори) в обсадній колоні 12 (Фіг.1). Рідини і відкривання каналу 70а з одночасним встановленневідділений газ разом з частинками потім прохоням ("посадкою") клапанного елемента 70 на пердять вгору у насосно-компресорну колону 14, по ше сідло 65а клапана, щоб тим самим блокувати якій вони потім подаються до поверхні. Додаткопотік по каналу 65с. Дана операція буде більш вий опис системи даного типу і її роботи можна повно роз'яснена нижче. знайти у переданій заявнику за даною заявкою і Цанга 72, на якій є множина фіксуючих пальців одночасно розгляданій [заявці на патент США з 73, встановлена у верхньому кінці порожнистого порядковим номером №10/025 444, яка подана 19 осердя 67. Кожний палець 73 має фіксуючий елегрудня 2001] і яка повністю включена у даний опис мент або виступ 74, який пристосований для вхошляхом посилання. дження або в обводову периферійну канавку 75 Незважаючи на те, що вважається, що систе(Фіг.3), або у канавку 76 (Фіг.4), які обидві утворені ми даного загального типу добре функціонують навколо верхнього кінця поршня 69 і розташовані при відділенні і стисканні газів у свердловині, турна відстані одна від одної на верхньому кінці порбокомпресорний пристрій 17 може стикатися з шня 69. Взаємодія між виступами 74 і відповіднипроблемами під час початку добування (або при ми канавками служить для фіксації клапанного початковому добуванні, або після того, як сверделемента 70 в його відповідному відкритому або ловина була закрита) внаслідок пульсації потоку, закритому положенні. Пружина 77 стискання розщо добувається, яка, у свою чергу, викликана скуташована між поршнем 69 і внутрішньою нижньою пченнями рідини і газу, що чергуються, у потоці. Як частиною осердя 67, щоб у звичайному стані підслід мати на увазі, дана пульсація, якщо її не зутискати поршень 69 вгору у відкрите положення, пинити і не контролювати, може серйозно вплинупоказане на Фіг.3. ти на термін служби турбіни. При експлуатації система 13 розташована Дана пульсація намагається слабшати у міру всередині насосно-компресорної колони М, при того, як темп добування збільшується і потік стає цьому перепускний клапан 60 турбіни знаходиться більш постійною сумішшю рідини і газу. Відповідв його відкритому положенні (Фіг.3). Пружина 77 но, бажано забезпечити обхід турбокомпресорного підтискає поршень 69 вгору,так що клапан 70 спипристрою 17 під час цього періоду запуску з тим, рається на конусоподібний нижній кінець 71 поршщоб пульсація у потоку, що добувається, не здійсня 69, внаслідок чого канал 65Ь буде відкритий нила негативного впливу на турбіну. для потоку, у той час як канал 70а буде закритий. Відповідно до даного винаходу, система 13 Виступи 74 цанги 72 взаємодіють з канавкою 75 на включає засоби для захисту турбокомпресорного поршні 69, щоб сприяти утриманню клапана в його пристрою 17 під час запуску. По суті, система 13 відкритому положенні. Крім того, тиск потоку 40, включає перепускний клапанний вузол 60 турбіни, що добувається, який фактично також являє сорециркуляційний клапанний вузол 61 компресора і бою тиск "на усті свердловини", тобто тиск, коли запірний клапанний вузол 62 (Фіг.1 і 11), кожний з повітряний клапан 80 закритий або тільки частково яких здійснює внесок у захист системи під час завідкритий (Фіг.11), неминуче буде прикладений до пуску. нижньої сторони клапана 70 через зворотний потік Як показано на Фіг.3, 3А і 4, перепускний клапо вхідному каналу 32 турбіни і каналах 67а в осепанний вузол 60 турбіни складається з корпусу 65, рді 67. Під час запуску комбінація цього тиску, що який виконаний з можливістю вбудовування його діє на нижню сторону поршня 69, підтискання з (тобто пригвинчування) у систему 13 між переднім боку пружини 77 і утримувальної здатності цанги по ходу шнековим сепаратором 16 і турбокомпре72 "перевищує" тиск газової шапки 15, який приксорним пристроєм 17. Корпус 65 несе елемент 65а ладений до верхньої частини поршня 69 як за дона своєму нижньому кінці, який, у свою чергу, помогою отворів 78 у корпусі 65, так і за допомовключає перше сідло 65а клапана і канал 65b, що гою каналу 79 в осерді 67, внаслідок чого клапан проходить через нього, який відкривається в обхіутримується в його відкритому положенні. дний канал 31. Труба 66 розташована концентричКоли свердловину 10 вводять в експлуатацію но всередині корпуса 65, при цьому обхідні канали шляхом поступового відкривання клапана 80 на 31 утворюються кільцевим простором між ними; поверхні (Фіг.11), потік 40, що добувається, буде при цьому канали 31 сполучаються по текучому проходити вгору через передню по ходу шнекову середовищу з обхідними каналами 31, які прохосекцію 16. Більш важкі компоненти (наприклад, дять навколо турбокомпресорного пристрою 17 частинки) будуть відділятися і будуть проходити (Фіг.2). вгору по каналах 31а. Інша частина потоку 40 буде Порожнисте осердя 67 розташоване і утримупроходити по каналу 65b і в обхідні канали 31а і ється всередині труби 66 зіркоподібними центрабуде знову з'єднуватися з відділеним потоком зі торами 68 або т.п. Поршень 69 встановлений з шнекової секції 16, внаслідок чого весь потік, що можливістю ковзання всередині осердя 67 і несе добувається, буде проходити в обхід турбіни 17Т клапанний елемент 70 на своєму зовнішньому протягом всього часу, доки клапан 60 буде заликінці. Коли клапанний засіб 60 знаходиться у відкшатися в його відкритому положенні. Свердловина ритому положенні (Фіг.3), проходження потоку по буде експлуатуватися при тільки частково відкриканалу 70а блокується за допомогою клапанного тому клапані 80 (наприклад, відкритому на 1/3) елемента 70 за допомогою поршня 69, який, у протягом часу, достатнього для того, щоб забезсвою чергу, спирається на сідло 71 клапана у клапечити можливість виходу будь-яких скупчень ріпанному елементі 70. Коли клапанний засіб 60 дини зі свердловини шляхом продування. знаходиться у закритому положенні (Фіг.4), порПісля виходу скупчень рідини зі свердловини шень 69 зміщує клапанний елемент 70 вниз для за рахунок продування клапан 80 потім плавно 13 77316 14 відкривають до його повністю відкритого положенцевий простір 31а турбіни, коли клапан 61 знахоня. У міру відкривання клапана 80 швидкість витідиться у відкритому положенні, і не суміщені з какання потоку 40, що добувається, буде зростати, налом 90 для блокування потоку з вихідного канащо, у свою чергу, приведе до зниження тиску на лу 55 компресора у кільцевий простір 31, коли усті свердловини. У міру зниження тиску на усті клапан 61 знаходиться у закритому положенні. свердловини (тобто тиску на вході турбіни) переПружина 91 стискання звичайно підтискає порпад тиску між вхідним каналом 32 турбіни і газошень 88 вгору (як видно на Фіг.5-8) в його відкрите вою шапкою 15 буде збільшуватися. Цього переположення, при якому потік з вихідного каналу 55 пад тиску вистачить для того, щоб звільнити компресора буде проходити в обхідний канал 31а, засувки 74 цанги з канавки 75 і підтиснути поршень так що буде забезпечена рециркуляція газу з тру69 вниз проти напряму підтискного зусилля пружиби 51 для впускання газу зворотно через задній по ни 77 для переміщення клапанного елемента 70 ходу сепаратор 18. У поршні 88 є канал 93, який на сідло 65а, щоб за допомогою цього закрити забезпечує можливість прикладення тиску від виканал 65b і відкрити канал 70а. Поршень 69 буде хідного каналу 31а турбіни до нижньої сторони утримуватися внизу з подоланням підтискного зуверхнього кінця 88а поршня 88, у той час як тиск силля пружини 77 за рахунок перепаду тисків і від вихідного каналу 55а компресора буде приклавиступів 74 цанги, які тепер взаємодіють з канавдений до його верхньої сторони. кою 76. Клапан 61 спочатку відкритий, коли свердлоПри закритому клапані 60 (Фіг.3) тільки віддівина 10 закрита, і закривається при відкриванні лені компоненти зі шнекової секції 16 будуть проклапана 80 (Фіг.11) на поверхні під час запуску ходити по обхідних каналах 31а, при цьому інша системи. Відкривання клапана 80 викликає збільчастина потоку 40 буде проходити через отвір 70а шення перепаду тисків між вихідним каналом 55а у клапанному елементі 70 та у вхідні живильні какомпресора і тиском на виході 31а турбіни, що, у нали 32 турбіни для приведення у дію турбіни 17Т. свою чергу, викликає переміщення поршня 88 вниз Турбіна 17Т і компресор 17С починають обертатипроти дії підтискного зусилля пружини 91 для зася і будуть прискорюватися до режиму експлуатакривання рециркуляційного клапана 61. Потік з ції свердловини. Перепускний клапан 60 турбіни вихідного каналу 55 компресора тепер буде пробуде залишатися закритим доти, доки свердловиходити по каналу 55а та у запірний клапанний вуна не буде закрита шляхом закривання клапана зол 62, який, у свою чергу, буде відкриватися, коли 80, при цьому протягом цього часу тиск на вході буде досягнутий заданий тиск, щоб забезпечити турбіни буде наближатися до тиску газової шапки. можливість проходження стиснутого газу по канаПідтискне зусилля пружини 77 разом зі збільшелах 55b (Фіг.1 і 10) і подальшого закачування його ним перепадом тисків тепер викличуть повернення у пласт 15. Клапан 61 залишається закритим доти, перепускного клапана 60 зворотно в його відкрите доки система 13 знаходиться у робочому режимі і положення, щоб знову створити можливість прозабезпечує закачування газу у газову шапку 15. ходження будь-якого потоку в обхід турбіни 17Т. Підтискне зусилля пружини 91 викличе поверненДля запобігання пульсації компресора 17С під ня поршня в його вихідне положення для повторчас чергувань запуску і тимчасової зупинки рецирного відкривання рециркуляційного клапана 61, куляційний клапан 61 компресора встановлений коли клапан 80 закривають для закриття свердловсередині системи 13 над турбокомпресорним вини. пристроєм 17. Як показано на фіг.5-8, рециркуляЗапірний клапанний вузол 62 передбачений ційний клапан 61 компресора складається із зовголовним чином для запобігання зворотному потонішнього корпусу 85, який виконаний з можливістю ку через систему під час запуску. Як видно з фіг.9 і вбудовування його (тобто пригвинчування) у сис10, запірний клапанний вузол 62 складається з тему 13 між турбокомпресорним пристроєм 17 і корпусу 95, який приєднаний до верхнього кінця запірним клапанним вузлом 62. Внутрішній корпус рециркуляційного клапана 61 компресора. Корпус 86 розташований концентрично всередині зовніш95 має, щонайменше, один канал 96, що прохонього корпусу 85 і утворює перший канал 31а між дить крізь нього (показано дванадцять), кожний з ними, який з'єднаний по текучому середовищу з яких має запірний клапан 97, встановлений у ньообхідним каналом 31 і, отже, з вихідним каналом му. Всі запірні клапани знаходяться у закритому 34 турбіни для приймання об'єднаного потоку з неї положенні (Фіг.10), коли свердловина закрита, щоб (Фіг.2). спочатку блокувати зворотний потік з вихідного Порожнистий циліндричний поршень 88 встаканалу 55 компресора по каналах 96, але відрегуновлений з можливістю ковзання всередині внутльовані так, що вони будуть відкриватися, коли рішнього корпусу 86 і може переміщуватися між тиск на виході 55 компресора перевищить тиск відкритим положенням (Фіг.5 і 6) і закритим пологазової шапки 15. Як тільки запірні клапани відкженням (Фіг.7 і 8). Поршень 88 розташований нариються, стиснутий газ з компресора 17 зможе вколо труби 51 для впускання газу, і між двома проходити по каналах 96 і виходити по вихідних даними елементами утворюється другий канал каналах 55b у кільцевий простір свердловини між 55а, який, у свою чергу, з'єднаний по текучому пакерами 19, 20, з якого він потім нагнітається у середовищу з вихідним каналом 55 компресора. газову шапку 15. Поршень 88 має один або декілька отворів 89, Як показано на блок-схемі на Фіг.11, коли сверозташованих поряд з його нижнім кінцем, які сурдловина закрита, клапан 80 закритий, і відсутній міщені з каналами 90 у внутрішньому корпусі 86 потік через свердловину, отже, відсутній потік чедля забезпечення можливості проходження потоку рез систему 13. Доки свердловина закрита, перез вихідного каналу 55 компресора у вихідний кільпускний клапан 60 турбіни і рециркуляційний кла 15 77316 16 пан компресора відкриті, як пояснюється вище. турбіну 17Т по магістралі 32. Коли потік 40 почне Клапан 80 поступово відкривають для введення приводити у дію турбіну 17Т, компресор 17С також свердловини в експлуатацію, внаслідок чого потік почне обертатися. Для запобігання роботі компре40, що добувається, починає проходити до поверсора 17С у режимі пульсації під час запуску сверхні через систему 13 і по насосно-компресорній дловини потік, що виходить з компресора, спочатколоні 14. ку пропускається через відкритий рециркуляційний Коли потік 40 проходить через передній по хоклапан 61 і з'єднується з відділеними компонентаду сепаратор 16, деякі більш важкі компоненти ми у магістралі 31 і будь-яким потоком, що вихо(наприклад, тверді частинки і т.д.) відділяються і дить з турбіни, у магістралі 34. У міру подальшого видаляються по обхідному каналу 31. Інша частивідкривання клапана 80 і збільшення темпу добуна потоку 40 проходить у відкритий перепускний вання рециркуляційний клапан 61 буде закриватиклапан 60 турбіни і виходить по вихідному каналу ся, внаслідок чого весь потік, що виходить з комп65с для повторного з'єднання її з відділеним поторесора (тобто стиснутий газ), буде направлятися ком у магістралі 31. Таким чином, весь потік 40, що через запірний клапанний вузол 62 та у газову добувається, проходить в обхід турбіни 17Т, доки шапку 15 по вихідних каналах 55с. перепускний клапан 60 відкритий, і тим самим заКоли свердловину закривають, описана вище побігає пульсації у турбіні під час початкових стапроцедура виконується у зворотному порядку. дій запуску свердловини. Тиск у газовій шапці 15, Тобто, у міру закривання клапана 80 і припинення який використовується при роботі перепускного добування рециркуляційний клапан 61 компресора клапана 60, передається клапану 60 за допомогою відкривається, і перепускний клапан турбіни відкмагістралі 78 і фільтра 78а. ривається для запобігання роботі турбіни і компУ міру подальшого відкривання клапана 80 ресора в умовах пульсації, коли свердловину зуперепускний клапан 60 турбіни закривається, так пиняють. що інша частина потоку 40 тепер буде проходити у 17 77316 18 19 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 77316 Підписне 20 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601