Гидропакерный автоматический поршень

В Краснодарском филиале ВНИИ разработана несколько иная конструкция плунжерного подъемника, названная установкой гидро-пакерного автоматического поршня. Оборудование скважины при этом состоит из следующих частей: устьевой арматуры; аппаратуры для

Рис. 93. Общий вид установки гидропакерного автоматического поршня,

управления работой установки; колонны подъемных труб с нижним амортизатором на конце; поршня.

На рис. 93 представлена общая схема наземного оборудования установки гидропакерного автоматического поршня. Это оборудо­вание состоит из крестовика 1, переходной катушки 2, на которой подвешены подъемные трубы, центральной задвижки 3 и елки 4 с выкидной линией, пружинным амортизатором в ее верхней части, ловителем поршня и собач­кой отсекателя автомата регулятора циклов. На выкиде елки помещен регулируемый шту­цер 5. Этот штуцер предназначен для регулиро­вания режима работы скважины.

Арматура для управления работой установки помещена во влагонепроницаемом шкафу. 6. Она состоит из блока осушки газа и регулятора цик­лов. Здесь же находится самопишущий манометр с двумя стрелками, регистрирующий изменения затрубного и буферного давления.

Отличительной особенностью гидропакерного поршня от плунжерного подъемника, помимо аппаратуры для управления работой установкой, является то, что здесь плунжер не имеет клапана (рис. 94). При подъеме плунжера вместе с жид­костью под плунжером будет находиться и также двигаться вверх столб негазированной жидкости, которая называется хвостовой. Эта жидкость пре­пятствует прорыву затрубного газа непосред­ственно к плунжеру и тем самым пакерует плун­жер. Поэтому такая установка для эксплуата­ции скважин и названа гидропакерным- автома­тическим поршнем.

Рассмотрим механизм подъема жидкости на поверхность. В начальный момент времени (рис. 95} на выкидной линии клапан закрыт. За счет пере­пада давлений (между пластовым и забойным) происходит накопление жидкости и газа в скважине. Основная масса газа поступает из пласта в кольцевое пространство, так как сечение кольцевого пространства больше сечения трубы. Кроме того, по­ступление газа в центральную трубу затрудняется из-за наличия поршня (плунжера). В результате этого давление в кольцевом про­странстве возрастает интенсивнее, чем в центральной трубе, и пла­стовая жидкость поступает преимущественно в насосно-компрессор-ные трубы. Через некоторый промежуток времени клапан выкидной линии автоматически открывается, поэтому давление в трубах снижает­ся. Под действием разности давлений (в кольцевом пространстве и в подъемных трубах) жидкость выдавливается из кольцевого простран­ства в центральную трубу и через некоторое время поршень начинает подниматься, выталкивая перед собой накопившуюся жидкость,

Чтобы предотвратить попадание газа из кольцевого пространства в центральную трубу, в нижней ее части крепят одну-две трубы (хвостовик). Таким образом, жидкость между нижним амортизатором и башмаком труб (хвостовика) препятствует попаданию газа из кольцевого пространства в центральную трубу. После того как поршень поднялся под действием напора газа в крайнее верхнее положение и ударился об амортизатор, давление в трубах резко снижается; поршень под действием силы тяжести падает и занимает прежнее положение.

Рис. 95. Схема цикла гидропакерного автоматического поршня.

1 — поршень; 2 — нижний и з — верхний амортизаторы.

Гидропакерный поршень может работать как на одном пластовом газе, так и с добавкой газа с поверхности. Он успешно применяется на скважинах с минимальным пластовым давлением р_пд = 30-Ю⁶ Па (30 кгс/см²) и дебитом жидкости до 20 т/сут.

Минимальное значение удельного расхода газа, необходимое для четкой работы поршня, установленное опытным путем, опреде­ляется соотношением

Р_в = 0,2Я, (145)

где Н — глубина спуска подъемных труб, м.