Піднасосний відсічний пристрій для занурювального електровідцентрового насоса

Піднасосний відсічний пристрій для занурювального електровідцентрового насоса, який встановлений на розміщеній в експлуатаційній колоні підвісній трубі і містить закріплений на ній корпус з встановленими в ньому запірним елементом, його посадковим прохідним гніздом і навантажувальною пружиною, і в корпусі виконані канали, які гідравлічно сполучають надклапанну порожнину підйомної труби з підклапанною порожниною свердловини через порожнину корпуса і проточний канал посадкового прохідного гнізда, який відрізняється тим, що підвісна труба разом з піднасосним відсічним пристроєм встановлені в експлуатаційній колоні нижче електровідцентрового насоса і не зв'язані з ним, причому підвісна труба гідравлічно-щільно заякорена в експлуатаційній колоні, а запірний елемент навантажений пружиною зусиллям, яке принаймні є рівним або меншим від зусилля, що створюється тиском гідростатичного стовпа рідини в підйомній колоні труб. В.Ш. (13) 40879 (11) UA перепад тисків на боковому і зливному каналах забезпечує створення в порожнині меншої ступені поршня тиску, який є меншим від тиску зі сторони більшої ступені поршня на величину, яка забезпечує створення на більшу ступінь поршня зусилля, яке є не меншим сили стиснення пружини (Рилов Б.М. і ін.: «Устройство для слива жидкости из колонны насоснокомпрессорных труб», а.с. № 2014438, пріоритетом від 15.06.1991 р., СРСР). Недоліком відомого П є те, що він не закриває прохідного каналу НКТ і його пропускна здатність є багатократно меншою від продуктивності ЕВН. В зв'язку з вказаними конструктивно-технологічними ознаками П не може бути застосований в якості піднасосного відсічного пристрою для ЕВН. Суттю винаходу є те, щоби створити такий ВП, в якому введення нових конструктивних елементів і їх взаємне розміщення забезпечило б суттєве зменшення експлуатаційних витрат коштів. Суть винаходу полягає в тому, що ВП, який встановлений на розміщеній в експлуатаційній колоні підвісній трубі і містить закріплений на ній корпус з встановленими в ньому запірним елементом, його посадковим прохідним гніздом і навантажувальною пружиною, і в корпусі виконані канали, які гідравлічно сполучають надклапанну порожни (19) Винахід відноситься до нафтовидобувної промисловості і призначений для підвищення ефективності експлуатації нафтових свердловин з допомогою занурювальних електровідцентрових насосів (ЕВН). Найбільш близьким по технічній суті до заявленого піднасосного відсічний пристрою для занурювального електровідцентрового насоса (ВП) є пристрій (П) для зливання рідини із колони насосно-компресорних труб (НКТ), який встановлений над ЕВН і містить закріплений за допомогою фланця на НКТ перфорований циліндр, порожнина якого гідравлічно сполучена з затрубним простором (ЗП) свердловини через канал у фланці, в якому встановлені диференціальний поршень з більшою і меншою ступенями і пружина, причому менша ступінь поршня знаходиться зі сторони фланця, а поршень зі сторони меншої ступені підпружинений встановленою в циліндрі пружиною, при цьому один із бокових каналів виконаний зі сторони більшої ступені співвісно з нею, а другий канал виконаний в стінці циліндра без можливості його закриття більшою ступінню поршня при його переміщенні на закриття зливного канала, причому пропускна здатність зливного канала є багатократно меншою від продуктивності насоса і є більшою від пропускної здатності бокового канала в стінці циліндра, а А ____________________ 40879 ну підйомної труби з підклапанною порожниною свердловини через порожнину корпуса і проточний канал посадкового прохідного гнізда, який відрізняється тим, що підвісна труба разом з ВП встановлені в експлуатаційній колоні нижче ЕВН і не зв'язані з ним, причому підвісна труба гідравлічнощільно заякорена в експлуатаційній колоні, а запірний елемент навантажений пружиною зусиллям, яке принаймні є рівним або меншим від зусилля, яке створюється тиском гідростатичного стовпа рідини в підйомній колоні труб. На рисунку представлена конструктивно-технологічна схема заявленого ВП, де на фіг.1 показана його схема у вихідному (статичному) стані, на фіг.2 - при запуску і роботі ЕВН і на фіг.3 - при підніманні ЕВН із свердловини. ВП містить корпус 1, який закріплений на підвісній трубі 2. Труба 2 гідравлічно-щільно заякорена пакеруючим елементом 3 в експлуатаційній колоні 4. В корпусі 1 встановлені запірний елемент 5 (ЗЕ), його посадкове гніздо 6 і навантажувальна пружина 7 з направляючою втулкою 8. Пружина 7 попередньо стиснута зусиллям, яке по крайній мірі є рівним або меншим зусилля, яке діє на ЗЕ знизу пристрою і виникає в результаті зменшення тиску рідини над пристроєм за рахунок пониження рівня рідини в свердловині в процесі роботи ЕВН. Корпус 1 закріплений на підвісній трубі 2 через клітку 9, яка перфорована каналами 10. ВП встановлений нижче ЕВН 11, який закріплений на підйомній колоні труб 12. Надклапанна порожнина (НП) підйомної труби 2 гідравлічно сполучена з підклапанною порожниною (ПП) свердловини через канал 10, внутрішню порожнину корпуса 1 і прохідний канал гнізда 6, причому пропускна здатність каналів 10 і прохідного каналу гнізда 6 є не меншою продуктивності ЕВН. Робота ВП здійснюється слідуючим чином: у вихідному (статичному) стані (фіг.1), після його першого спуску в свердловину, ЗЕ 5 притиснутий до гнізда 6, внаслідок чого НП підйомної труби 12 є герметично відділена від ПП свердловини. Над ВП на підйомній колоні труб 12 встановлено ЕВН 11. Свердловина повністю заповнена рідиною з питомою вагою gс і глибина спуску пристрою становить Нс. На ЗЕ 5 зверху і знизу діє гідростатичний тиск Рс. При запуску ЕВН 11 в роботу (фіг.2) проходить відкачування рідини із НП свердловини і її рівень знижується на величину hв. При цьому тиск на ЗЕ 5 зі сторони НП зменшується на величину, яка в результаті дії на нього створює силу, по крайній мірі рівну або більшу від сили стиснення пружини 7. Наприклад, при стисненні пружини 7 силою 100 кГс і площі F прохідного каналу гнізда 6, рівного 10 см2, необхідна величина hв становить 10F 10 × 10 = = 111 м. В результаті подальшої hв = lc 0,9 роботи ЕВН 11 рівень стовпа рідини додатково знижується на величину Dhd, за рахунок чого порушується рівновага сил, які діють на ЗЕ 5 зі сторін ПП і НП, причому, величина сили зі сторони ПП стає більшою від сили зі сторони НП, яка складається із гідростатичного тиску і сили стиснення пружини. В результаті ЗЕ 5 відходить від гнізда 6 вверх, забезпечуюючи прохід рідини із ПП в НП, і далі на прийом ЕВН 11. Кінцева величина hd визначається рядом практичних технологічних умов, як то, пластовий тиск у свердловині, її продуктивність і глибина ЕВН і ін., і від неї залежить дебіт свердловини. При цьому на ЗЕ 5 зі сторони ПП діє поточний динамічний тиск Рд, а зі сторони НП поточний динамічний тиск Рд, який є менший на величину гідравлічних динамічних втрат DРд в проточному гнізді 6 і каналі 10, тобто він рівний величині Рд - DРд. Згадана конструктивно-технологічна схема функціонування ВП зберігається протягом всього часу роботи ЕВН. Для підйому ЕВН його робота попередньо зупиняється. При цьому за рахунок безперервного притоку рідини із продуктивного пласта, а також самовиливання її із порожнини підйомної труби 12 зворотньо в свердловину, рівень стовпа рідини збільшується на величину Dhn (фіг.3), завдяки чому тиск Рд на ЗЕ 5 зі сторони НП, а також і ПП, відповідно збільшується на величину DРn, яка визначається величиною Dhn. При певній величині тиску Рд + DРn і силі стискання пружини, сила тиску на ЗЕ 5 зі сторони НП стає більшою сили тиску Рд на ЗЕ 5 зі сторони НП, а також і ПП, відповідно збільшується на зі сторони ПП, внаслідок чого ЗЕ 5 опускається на прохідне гніздо 6 і закриває його прохідний канал, внаслідок чого вилучається можливість поступлення рідини із ПП в НП. Це дає змогу піднімати ЕВН із свердловини без її глушіння спеціальною сторонньою рідиною з використанням спеціальної техніки і обумовлює суттєве зменшення експлуатаційних витрат коштів. 2 40879 Фіг. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3 Фіг. 3