Глибинонасосна установка для експлуатації свердловини з високим газовим фактором

Глибинонасосна установка для експлуатації свердловин з високим газовим фактором, яка містить встановлений на колоні насоснокомпресорних труб глибинний насос, клапан для перепускання газу із закритого затрубного простору в колону насосно-компресорних труб, яка відрізняється тим, що глибинний насос обладнаний газовим сепаратором, газовий сепаратор обладнаний колоною труб піднасосного хвостовика, а глибину встановлення клапана для перепускання газу визначають з умови перевищення величин тиску газу у затрубному просторі над тиском стовпа рідини в колоні насосно-компресорних труб. (19) (21) u200902792 (22) 25.03.2009 (24) 10.03.2010 (46) 10.03.2010, Бюл.№ 5, 2010 р. (72) КОПАДЗЕ СЕРГІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, РОСТКОВИЧ ОЛЕГ БОГДАНОВИЧ, КАЧУР ВАСИЛЬ РОМАНОВИЧ, ДИРІВ ІВАН ПЕТРОВИЧ, БАРАБАШ АНДРІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, АДАМОВИЧ ЯРОСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, КАСАТКІН СЕРГІЙ ВІТАЛІЙОВИЧ (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "УКРНАФТА" 3 48035 коефіцієнт його подачі, а в умовах закритого затрубного простору унеможливити "проривання" газу через глибинний насос. Суть корисної моделі полягає в тому, що у глибинонасосній установці для експлуатації свердловин з високим газовим фактором, яка містить встановлений на колоні насосно-компресорних труб глибинний насос, клапан для перепускання газу із закритого затрубного простору в колону насосно-компресорних труб, глибинний насос обладнано газовим сепаратором, газовий сепаратор обладнано колоною труб піднасосного хвостовика, а глибину встановлення клапана для перепускання газу визначають з умови перевищення величин тиску газу у затрубному просторі над тиском стовпа рідини в колоні насосно-компресорних труб. На кресленні показано схему компонування обладнання глибинонасосної установки для експлуатації свердловини з високим газовим фактором. Глибинонасосна установка для експлуатації свердловини з високим газовим фактором містить спущений у свердловину 1, на колоні насоснокомпресорних труб (НКТ) 2 глибинний насос З, прийом якого обладнано газовим сепаратором 4 і колоною труб піднасосного хвостовика 5, а на розрахунковій глибині на колоні НКТ 2 встановлено клапан 6 для перепускання газу, який з'єднує внутрішню порожнину колони НКТ 2 з затрубним простором 7. Глибинонасосна установка для експлуатації свердловини з високим газовим фактором працює наступним чином. Під час роботи глибинного насоса 3 газорідинна суміш, по колоні труб піднасосного хвостовика 5 потрапляє в газовий сепаратор 4, звідки очищена від попутного газу рідина поступає в глибинний насос 3 і далі в колону НКТ 2. Відсепарований у газовому сепараторі 4 газ накопичується в закритому затрубному просторі 7 свердловини 1. При цьому його тиск поступово зростає і при перевищенні розрахункової величини тиску в колоні НКТ 2 на глибині встановлення клапана 6 для перепускання газу, відбувається перепускання газу з затрубного простору 7 у внутрішню порожнину колони НКТ 2 через клапан 6. Під час перепускання газу в колону НКТ 2, густина газорідинної суміші, в інтервалі "гирло свердловини - глибина встановлення клапана для перепускання газу" зменшується, а також зменшуються тиски на глибині встановлення клапана для перепускання газу, у затрубному просторі і на викиді насоса. При цьому 4 величина перепаду тиску на клапані 6 для перепускання газу встановлюється на рівні, який забезпечує перепуск усього відсепарованого газу із затрубного простору 7 свердловини. Застосування колони труб піднасосного хвостовика 5 дозволяє підвищити ефективність сепарації газу у газовому сепараторі 4 за рахунок досягнення достатнього перепаду тисків внаслідок різної структури (густини) газорідинної суміші в колоні труб піднасосного хвостовика 5 і затрубному просторі 7 між колоною труб піднасосного хвостовика 5 і свердловиною 1 в інтервалі "прийом піднасосного хвостовика прийом насоса". Приклад визначення глибини встановлення клапана глибинонасосної установки для експлуатації свердловини з високим газовим фактором. Розрахунок глибини встановлення клапана 6 для перепускання газу на колоні НКТ 2 виконуємо для наступних умов: тиск газу у затрубному просторі свердловини - 5,0МПа, густина газу 0,75кг/м3, коефіцієнт надстисливості газу - 0,8, температура на глибині розміщення клапана (очікувана) - 310К, густина рідини - 850кг/м3, прискорення вільного падіння - 9,81м/с2, газова постійна повітря - 287,2Дж/(кг К), тиск на гирлі свердловини - 1,0МПа, величина експоненти - 2,718. Глибину розміщення клапана 6 для перепускання газу визначають з розрахунку перевищення величини тиску газу в затрубному просторі 7 над величиною тиску рідини в колоні НКТ 2: Рзат > -РНКТ або p L g г, 10 6 де Рзат - тиск у затрубному просторі, МПа; е - експонента; L - глибина спуску клапана для перепускання газу, м (задамо значення глибини, наприклад, від 400 до 600м з кроком 50м); г, р - густини, відповідно, газу в затрубному просторі і рідини в інтервалі: клапан для перепус3 кання газу-гирло свердловини, кг/м ; g - прискорення вільного падіння, м/с2. Rп - газова постійна повітря, Дж/(кг К); z - коефіцієнт надстисливості газу; Т- температура на глибині встановлення клапана, К; Рг - тиск на гирлі свердловини, МПа Результати розрахунків наведено в таблиці. зат e L r g Rп z Таблиця Результати розрахунку глибини встановлення клапана для перепускання газу при тиску у затрубному просторі 5,0 МПа L, м 600 550 500 450 400 Рзат, МПа 5,32 5,29 5,26 5,24 5,21 РНКТ, МПа 6,00 5,58 5,19 4,75 4,33 5 48035 При тиску газу у затрубному просторі, рівному 5,0МПа, глибина встановлення клапана 6 для перепускання газу повинна бути не більше 500м. Аналогічно визначають глибину встановлення клапана 6 для перепускання газу для інших значень тиску у затрубному просторі 7 свердловини 1. Чим більший тиск газу у затрубному просторі свердловини, тим більшою може бути глибина встановлення клапана для перепускання газу. Застосування глибинонасосної установки для експлуатації свердловини з високим газовим фактором дозволяє зменшити тиск на викиді насоса, Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 зменшити навантаження на глибинне обладнання (клапани насоса, колону штанг), чим покращуються умови їх роботи, а для свердловини, що працює із закритим затрубним простором, збільшується коефіцієнт подачі штангового насоса і запобігається "проривання" газу через глибинний насос. Технічний результат від використання глибинонасосної установки для експлуатації свердловин з високим газовим фактором полягає в ефективному використанні енергії вільного газу для підйому рідини на поверхню і покращанні умов роботи глибинного обладнання. Підписне 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