ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ ДВУХ РАЗОБЩЕННЫХ ПЛАСТОВ. УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ НАСОСОВ И ГАЗОПЕСОЧНОГО ЯКОРЯ. Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

5 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ

5.1 Описание конструкции и принципа действия установки для
одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов

Установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов предназначена для поднятия пластовой жидкости на дневную поверхность из разобщенных пластов. Весь комплекс подземного оборудования можно разделить на пять функциональных групп:
- установка электроцентробежного насоса с узлом гидрозащиты;
- устройство сопряжения двух насосов и газопесочного якоря;
- штанговый насос с колонной насосных штанг;
- колонна лифтовых труб;
- разобщающий пакер с кабельным вводом.
Все элементы комплекса подземного оборудования установки для ОРЭ на сегодняшний день выпускаются серийно, кроме устройства сопряжения. Устройство сопряжения является оригинальной сборочной единицей. Данное устройство изготавливается из труб стальных бесшовных горячедеформированных по ГОСТ 8732-78 из материала Ст40Х, и листа стального горячекатаного в соответствии с ГОСТ 19903-74 из материала Ст40Х. Составные части устройства сопряжения насосов и газопесочного якоря соединяются между собой при помощи фланцевых соединений, сварки и прессовых посадок. Для обеспечения герметичности устройства сопряжения двух насосов и газопесочного якоря на торцах фланцевых соединений предусмотрены канавки для уплотняющих колец из резины.

В соответствии с рисунком 20 работу установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов можно описать следующим образом.

1 – нижний продуктивный пласт; 2 – верхний продуктивный пласт; 3 – пакер с кабельным вводом; 4 – электроцентробежный насос в сборе; 5 – устройство сопряжения двух насосов и газопесочного якоря; 6 – кольцевое пространство для потока жидкости от ЭЦН; 7 – элементы устройства сопряжения; 8 – штанговый глубинный насос; 9 – полость колонны лифтовых труб; 10 – пескосборник; 11 – каналы для отвода свободного газа.
Рисунок 20 − Конструкция комплекса подземного
оборудования установки для ОРЭ двух пластов

Продуктивные пласты 1 и 2 изолированы друг от друга с помощью специального пакера с кабельным вводом 3. Откачка пластовой жидкости из нижнего пласта 1 ведется электроцентробежным насосом 4. Пластовая жидкость от электроцентробежного насоса поднимается по колонне лифтовых труб и попадает в устройство сопряжения насоса и газопесочного якоря 5. В устройстве сопряжения по кольцевому пространству 6 пластовая жидкость продолжает подъем, обтекая элементы устройства сопряжения 7 и плунжерный насос 8, и попадает в полость колонны лифтовых труб 9, где смешивается с жидкостью от плунжерного насоса. После смешения пластовых жидкостей подъем на дневную поверхность продолжается по колонне лифтовых труб 9 вплоть до выкидной линии.
Пластовая жидкость из верхнего пласта 2 попадает в устройство сопряжения насосов и газопесочного якоря 5. В этом устройстве под воздействием сил инерции и в условиях пониженного давления происходит отделение от пластовой жидкости механических примесей и свободного газа. Механические примеси оседают на дне специального пескосборника 10, а свободный газ отводится в затрубное пространство через каналы 11. Далее очищенная и дегазированная пластовая жидкость попадает на прием штангового насоса, плунжер штангового насоса 8 вытесняет ее в полость лифтовых труб 9, где, как описывалось выше, происходит смешение жидкостей и продолжается подъем на дневную поверхность.

5.2 Краткая техническая характеристика установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов

Максимальный диаметр комплекса подземного оборудования 267 мм
Длинна комплекса подземного оборудования 35 м
Производительность установки 89 м3/сут
Глубина спуска: штанговго/центробежного 655/1263 м
Штанговый насос  60-НВ1Б-27-3500-1333
Центробежный насос ЭЦНМ5-50
Максимальное содержание механических примесей для верхнего пласта 30 г/л
Максимальный газовый фактор для верхнего пласта 250 м3/ м3
Масса комплекса подземного оборудования 7570 кг
Материал устройства сопряжения Ст 40Х ГОСТ 4543-71

7 ПАТЕНТОСПОСОБНОСТЬ И ПАТЕНТНАЯ ЧИСТОТА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ

Приступая к разработке проекта любого объекта конструктору необходимо узнать какие решения уже были приняты раннее в данном направлении разработок. Для этого конструктор своими силами или при помощи специализированных организаций осуществляет патентные исследования.
Патентные исследования необходимы при разработке и коммерческом продвижении промышленных продуктов и инновационных технологий. Результатом патентных исследований является заключение о патентоспособности и патентной чистоте инновационного продукта (объекта техники или художественно-конструкторского решения). Для решения этих задач используется патентная и другая научно-техническая информация.
Патентная чистота обеспечивает возможность использования инновационного продукта, без нарушения действующих патентов. Исследование патентной чистоты позволяет:
- определить возможность беспрепятственного производства, реализации, экспорта или импорта инновационного продукта или технического решения;
- выявить патентообладателей, исключительные права которых будут нарушены при производстве, применении, реализации, экспорта или импорта инновационного продукта или технического решения.
Патентоспособность определяется как сумма признаков технического и художественно-конструкторского решения необходимых для признания его новизны и возможности промышленного применения. В дипломном проекте мною был проведен патентный поиск по тематике установок для одновременно- раздельной эксплуатации двух пластов. Результаты патентного поиска
представлены в приложении Г
В результате патентных исследований проведенных по РФ, по базе данных ФГУ ФИПС в Интернете за период 1996-2010гг. Предмет поиска – насосная установка для одновременно раздельной добычи нефти из двух пластов. Класс международной патентной классификации, который соответствует данному предмету поиска — F04B47/02 и E21B43/14. Для рассмотрения были отобраны следующие документы Патент РФ № 2346184 от 07.08.2007 МПК F04B47/02, Патент РФ № 2351801 от 02.11.2007 МПК F04B47/02, Патент РФ № 2221136 от 06.05.2002 МПК E21B43/14, Патент РФ № 2339798 от 09.01.2007 МПК E21B43/14.
Отобранные в результате поиска изобретения относятся к области нефтедобывающей промышленности. Изобретения, представленные в таблице [Приложение Г], позволяют вести одновременно-раздельную добычу пластовой жидкости из двух разобщенных пластов одной скважины. Данное оборудование позволяет приобщить к уже имеющемуся объекту разработки другие объекты. Установки для одновременно-раздельной эксплуатации позволяют увеличивать суточную добычу нефти при малых капиталовложениях. Ознакомившись с описанием, изобретений мною была выбрана конструкция установки в соответствии с патентом РФ № 2339798 от 09.01.2007 МПК E21B43/14 как прототип для дальнейшей разработки.