Пристрій для теплової ізоляції колони насосно-компресорних труб у свердловині

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и м.б. использовано для повышения эффективности тепловой изоляции скважин. Цель повышение эффективности и надежности теплоизоляции при механизированной бесштанговой глубинонасоспой эксплу атации. Устр-во для тепловой изоляции колонны нясосно-компрессорных труб (НКТ) в скважине включает коаксиально расположенные внутренние и наружные НКТ I, 2, вакуумный насос, содержащий цилиндры 5 с плунжерами 6 и клапанами 7, 8, и силовую пару (СП). Последняя выполнена в виде цилиндра 13 с плунжером 14, Цилиндр 13 жестко связан с НКТ 2, а плунжер 1 4 - е НКТ 1, Надплунжерная полость 15 СП гидравлически связана с полостью НКТ 1 э а подплунжерная полость СП связана с затрубным пространством посредством клапана 17, причем НКТ 2 жестко и герметично соединена с выкидом бесштангового глубинного насоса 18. В устр-ве СП м.б. выполнена многоступенчатой. Путем периодического изменения давления во внутренней полости НКТ 1 осуществляют работу вакуумного скважинного насоса, откачку жидкости из межтрубного пространства и его вакуумирование. 2 з,п. ф-лы, 5 ил. 00 00 СО 4 2-88 1 1438296 Изобретение относится к нефтегаС ЦЄЛЬР упрощения монтажно-демонзодобывающей промышленности и может тажных работ (фиг. 2) внутренняя, кобыть использовано для повышения эфлонна НКТ снабжена в низшей части над фективности тепловой изоляции сквас вакуумным насосом подвижным уплотнижин. тельным соединением, например парой Целью изобретения является повыцилиндр-плунжер 19, 20. Цилиндр 5 шение эффективности и надежности жестко и герметично соединен с плунтеплоизоляции при механизированной жером 6 вакуумного насоса и монтирубесштанговой глубинонасосной эксплу- Ю ется одновременно со спуском бесштанатации. гового глубинного насоса 18, силовой пары (13, 14), вакуумного насоса па На фиг. 1 изображено устройство колонне НКТ 1, Плунжер 20 спускается для тепловой изоляции колонны насосодновременно с внутренней колонной но-компрессорных труб в скважине; на 15 НКТ 1, после спуска колонна НКТ 1 фиг. 2 - вариант исполнения установразгружается посредством плунжера ки, облегчающий ее монтаж-демонтаж; 20 в ступень между цилиндром 12 и на фиг. 3-5 - варианты исполнения стволом 21 » устьевого и скважитюго оборудования В варианте исполнения устьевого 20 оборудования (фиг. 3) наружная коУстройство для тепловой изоляции лонна НКТ 2 жестко и герметично соеколонны насосно-комдрессорных труб динена с цилиндром 22 посредством ус(НКТ) в скважине включает коаксиальтьевой арматуры 23 і єжтрубного проно расположенные внутреннюю 1 я настранства и с эксплуатационной колонружную 2 колонны труб с центраторами 25 ной 24 посредством арматуры 25 за3 на одной из них, образующие кольцетрубного пространства, а внутренняя вое пространство 4, и расположенный колонна ИКТ 1 жестко и герметично в нижней части кольцевого пространсоединена с плунжером 26, который ства 4 вакуумный насос, содержащий . образует с цилиндром 22 герметичную цилиндры 5 с плунжерами 6 и клапанами 30 п а р у и обеспечивает осевое" возврат7, 8, причем внутренняя колонна труб но-доступательное движение внутрен1 жестко связана с двумя последованей колонны НКТ 1 относительно наружтельно соединенными между собой плунной. Между наружным рядом НКТ 2 и цижерами 6, 9» а наружная колонна труб линдром 22 образован канал 27 для 2 жестко связана с двумя последова- 35 сообщения кольцевого пространства 4 тельно соединенными между собой ци- • с устьевой арматурой 23. Диаметр линдрами 5, 10 с образованием рабочей верхней сопрягаемой пары (22, 26) камеры 1I, полость которой сообщаетможет быть как больше, так и равный ся с КОЛЬЦЄЕЬІМ пространством 4 и каи меньше диаметра большей ступени ваналом для выкида откачиваемой среды куумного насоса. Для облегчения мон12 посредством клапанов 7, 8, один из тажа-демонтажа устройства оптималькоторых расположен в верхнем плунженым является вариант, когда диаметр ре 6, а другой - в-канале для выкида пары (22S 26) больше или равен диаоткачиваемой среды, силовую пару, метру большей ступени вакуумного навыполненную в виде цилиндра 13 с 45 соса. плунжером 14, цилиндр 13 которого жестко связан с наружной колонной Вариант исполнения устройства с труб 2, а плунжер 14 - с внутренней несколькими силовыми парами (13, 14 колонной труб Ї, при этом надплунжери 28, 29). Внутренняя колонна НКТ Ї ная полость 15 силовой пары гидравли-,. (фиг. 4) жестко и герметично посредчески связана с полостью внутренней ством стволов 30, 31 соединена с колонны труб 1, а подплунжерная поплунжерами 14, 32, 28 силовых пар и лость 16 связана с затрубным простран- посредством стволов 33, 21 с плунже- ' ством посредством клапана 17, установрами 9, 6 вакуумного насоса. Наружленного между цилиндрами силовой паная колонна НКТ 2 жестко и герметич„ ры 13 и вакуумного насоса, причем но соединена с цилиндрами 5, 10, 29, наружная колонна 2 жестко и герметич 34, 13. Подплунжерные полости 16, но соединена с выкидом бесютангового 35 силовых пар гидравлически связаны глубинного насоса 18. с внутренней полостью колонны НКТ 1, 1438296 При повышении давления во внутриа надплунжерные полости 15, 36 с в я трубном пространстве (при перекрытии заны с затрубным пространством п о регулирующего вентиля) соответственсредством клапанов 17, 37, у с т а н о в но практически одновременно повыситленных между цилиндрами 13, 34 и 29, ся давление и в подплунжерной полос10 при ходе плунжеров вверх. Диаметти 16 силовой пары (13-14), тогда ры силовых пар ( 1 4 , 13 и 2 8 , 29) как давление на приеме бесштангового больше диаметров пар ( 3 4 , 32 и 1 0 , 9 ) . глубинного насоса 18 соответствует Б варианте исполнения ( ф и г . 5) давлению динамического столба жидкосскважинное оборудование состоит из 10 ти в затрубном пространстве скважипоследовательно установленных вакуумны. За счет возникающего перепада ных насосов. Внутренняя колонна ІЇКТ давлений, действующего на кольцевую 1 жестко и герметично посредством площадь плунжера 14, на плунжер, а стволов 2 1 , 3 8 , 39 соединена с плунзначит и на колонну НКТ 1, действует жерами 6 , 9, 4 0 , 4 I „ Наружная колон- 15 сила, направленная вверх. При превына НКТ 2 жестко и герметично соедишении этой силы^массы колонны ИКТ Ї, нена с цилиндрами 5 , 10, 4 2 , 43 с о б последняя перемещается вверх. Клапан разованием рабочие камер 11, 4 4 , и з 17 открывается и жидкость вытесняетменяющих свой объем при перемещении ся из надплунжериой полости 15 в заплунжеров. Отвод жидкости и г а з а из 20 трубное пространство скважины. Совкольцевого пространства 4 осуществляместно с колонной НКТ 1 перемещаетется через плунжер 6, клапан 7, к а ся и плунжер 6, клапан 8 при этом замеру И „ клапан 8, капал АЬ, клапан крыт, клапан 7 открыт. Газожидкост46, клапан 4 7 , камеру 4 4 , клапан 48 ная система из кольцевого пространств затрубное или внутритрубное прост- 25 ва 4 перетекает в рабочую камеру II. ранство (в зависимости от места у с В крайнем верхнем положении плунжер тановки клапана 4 8 ) . Диаметр сопря14 упирается в ступень между цилиндгаемой пары ( 5 , 6) меньше внутренрами 13, Ю , клапаны 17 и 7 закрыванего диаметре НКТ 2, больше диаметются, движение колонны НКТ 1 заканра пары ( 1 0 , 9 ) , а диаметр пары ( 1 0 , 30 чивается. 9) меньше диаметра пары ( 3 0 s 4 2 ) . Устройство работает следующим о б При снижении давления в колонне разом. НКТ 1 (открытием вентиля) сила, действующая вверх на плунжер 14 соотПо внутренней колонке НКТ \ осуществляют подъем сквашннай жидкос35 ветственно снижается. При ее снижении ниже массы колонны НКТ 1 плунжети на поверхность от бесштангоРого ры 14, 9, 6 с колонной НКТ I перемеглубинного насоса 18. Колонна НКТ Ї щаются вниз. Газожидкостная система разгружена на плунжер 6, упирающийся в рабочей камере 11 сжимается, давв ступень между цилиндрами 5 , 10. Мертвое пространство рабочей каме40 ление в пространстве для выкида откачиваемой среды 12 повышается и при ры И равно нулю (или близко к нулю). превышении его давления на уровне Для приведения вакуумного насоса вакуумного насоса в затрубном пров работу с целью откачки газожидкостстранстве или в колонне НКТ 1, кланой среды из кольцевого пространства 45 пан 8 открывается и жидкость вытес4 и его вакуумирования с целью созданяется из рабочей камеры П . В конце ния эффективной тепловой изоляции хода вниз плунжер 6 упирается в стусистем периодически изменяют давление пень между цилиндрами 5, 10. Клапан в полости внутренней колонны НКТ 1 17 при ходе вниз закрыт, в лодплунпутем перекрытия регулирующим или з а 50 жерной зоне 15 создается разряжение» порным вентилем выкидной линии. Далее циклы повторяются. Таким образом, путем і периодичесПосле запуска УЭЦН в работу с т а кого изменения давления во внутрентический уровень жидкости в скважине ней полости НКТ ! осуществляют рабопонизится и установится динамический . уровень, давлений на приеме бесштан- 5 5 ту вакуумного скважинного насоса, огкачху ШЩКОСТИ из межтрубного проговог.0 глубинного насоса 18 понизитстранства и его вакуумирование. с я , а давление на выкиде его в полости колонны НКТ 1 будет существенно Соотношение диаметров сопрягаемых выше, чем на приеме. пар цилиндр-плунжер и их количество 1438296 выбирают исходя из конкретных услопоследовательно соединенными между вий эксплуатации системы. собой цилиндрами с образованием рабоПериодичность изменения внутричей камеры, полость которой сообщетрубного давления и, таким образом, на с кольцевым пространством и капериодичность работы вакуумного наналом для выкида откачиваемой среды соса устанавливаются расчетным или посредством клапанов, один из котоопытным путем и определяются необхорых расположен в верхнем плунжере, димой глубиной вакуумирования межа другой в канале для выкида откачитрубного пространства системы, утеч- 10 ваемой среды, о т л и ч а ю щ е ками жидкости, спецификой условий еся тем, что, с целью повышения применения. эффективности и надежности теплоизоПосле монтажа устройства в скважиляции при механизированной бесштангоне перед запуском жидкость глушения вой глубинонасосыой эксплуатации, оно может быть вытеснена из межтрубного снабжено силовой парой, выполненной пространства сжатым воздухом или в виде цилиндра с плунжером, цилиндр инертным газом, который затем стравкоторой жестко связан с наружной коливается на устье. лонной труб, а плунжер - с внутренней Устройство позволяет дополнительколонной труб, при этом надплунжерно повысить эффективность других ме- 20 ная полость силовой пары гидравличестодов борьбы с парафином, например ки связана с полостью внутренней конакачкой теплоносителя в кольцевое лонны труб, а подплунжерная полость пространство. связана с затрубиым пространством, причем наружная колонна труб жестко и Формула и з о б р е т е н и я 25 герметично соединена с выкидом бесштангового глубинного насоса, а внут1. Устройство для тепловой изоляции ' ренняя колонна труб установлена с возколонны насосно-компрессорных труб можностью осевого перемещения и сообв скважине, включающее коаксиально щения с выкидом бесштангового глубинрасположенные внутреннюю и наружную 30 ного насоса. колонны труб с центраторами на одной из них, образующие кольцевое прост2. Устройство по п. 1, о т л и* ранство, канал для выхода откачиваеч а ю щ е е с я тем, что силовая памой среды и расположенный в нижней ра выполнена многоступенчатой. части кольцевого пространства вакуум3. Устройство по п, 1, о т л и 35 ный насос, содержащий цилиндры с ч а ю щ е е с я тем, что, с целью плунжерами и клапанами, причем внутповышения глубины вакуумирования, оно ренняя колонна труб жестко связана снабжено последовательно соединенными с двумя последовательномсоединенными и гидравлически связанными между сомежду собой плунжерами, а наружная 40 бой дополнительными вакуумными насоколонна труб жестко связана с двумя сами . 1438296 ттп 7777 ) 17 \ (риг 2 ,8 ?i -11 5 S3 15 14 Iff № 10 ы 12 17 Ів ізфигі 24 1438296 І U 21 115219 Ю38 9 37. зє~ 31 30171516 Фиг. k Редактор В.Трубченко 13 Составитель Б.Борискина Техред М.Ходанич . 5 Корректор Г.Решетник Заказ І296/ДСП Тираж 411 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35В Раушская на£., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г."Ужгород, ул. Проектная, 4