ДОЗАТОР ПОГРУЖНОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к насосостроению и может быть использована в тандеме с погружными центробежными насосами для точного дозирования реагента непосредственно в зоне подвески погружной установки (УЭЦН). Предполагаемая полезная модель относится к области добычи нефти и газа и предназначена для защиты погружного скважинного оборудования, например, насосных установок от осложнений.
Известен контейнер-дозатор, состоящий из трубы-корпуса, обтянутый сеткой, тарелок и трубы сердечника, причем химреагент помещен в пространство между трубой-сердечником и стенками корпуса. Контейнер-дозатор крепится к низу погружного оборудования (насоса) и опускается в скважину совместно с указанным насосом (Предупреждение солеобразования при добыче нефти. М; Недра, 1985, с.192).
Недостатком устройства является невозможность создания ударной дозы химреагента на этапе вывода скважины на рабочий режим. По мере растворения химреагента уменьшается площадь смывания этого реагента скважинной жидкостью и, соответственно снижение реагента в жидкости. Другим недостатком является жесткое крепление контейнера-дозатора к погружному насосу, что увеличивает общую длину установки и повышает изгибающие нагрузки на погружное оборудование при его эксплуатации в искривленных скважинах.
Известно устройство, представляющее собой контейнер из равномерно перфорированных труб, заполненных смесью ингибитора и битума, отлитых в виде кусков или цилиндров (RU №2132451 U1, БД рефератов Российских патентных документов ФИПС). Через перфорацию в стенках труб добываемая жидкость взаимодействует с указанной битумно-ингибиторной смесью.
Недостатком устройства также является то, что оно не обеспечивает достаточное поступление реагента в скважинную жидкость на этапе вывода скважины на рабочий режим. При работе устройства длительное время подача химреагента снижается. Это снижает надежность защиты скважинного оборудования.
Известно устройство для подачи твердого реагента в скважину (RU №2227206 U1, БД рефератов Российских патентных документов ФИПС), выполненное в виде двух или более перфорированных секций для размещения в них твердого реагента, при этом секции соединены между собой последовательно по торцам посредством соединительного узла и сообщены друг с другом через отверстия в перфорированном основании, а перфорированные каналы в корпусе каждой секции выполнены равномерно и в зависимости от вида твердого реагента, дебита скважины и обводненности пластовой воды имеют определенный размер.
Недостатком устройства является невозможность создавать с его помощью начальное повышение концентрации химреагента при выводе скважины на режим, а также неуправляемое снижение концентрации в процессе длительной работы. Другим недостатком устройства является то, что жесткое крепление увеличивает общую длину установки и повышает изгибающие нагрузки на погружной насос в искривленных скважинах. Это вызывает деформацию погружной насосной установки, износ рабочих органов насоса, его вибрацию и сокращает срок службы.
Устройство не может быть использовано для хранения и транспортировки реагента. Недостатком устройства также является применение перфорированных труб с повышенной толщиной стенок для размещения резьбы на металле указанных труб. Это увеличивает вес устройства и сокращает долю полезной загрузки.
Также известно устройство (RU №47944 U1, БД рефератов Российских патентных документов ФИПС), выполненное в виде двух перфорированных полых секций для размещения в них реагента, при этом секции соединены между собой последовательно торцам соединительным узлом и сообщены друг с другом через отверстия в перфорированном дне.
Основными недостатками всех вышеуказанных устройств являются отсутствие управляемого процесса ингибирования реагентов при изменении процента содержания нефти и ее производных в пластовой жидкости, а также негативное влияние реагента на состояние погружного электропривода и увеличение риска обрыва по телу оборудования при опустошении контейнеров являясь источником дисбаланса в работе УЭЦН, т.к. высвободившиеся внутренние полости устройств могут способствовать созданию кавитационных и вибрационных процессов.
Наиболее близкий аналог заявленной полезной модели не найден. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности, безопасности, эффективности за счет полного контроля за дозированием реагента не только при выводе скважины на режимные параметры работы, но и длительное обеспечение защиты нефтепромыслового скважинного оборудования в процессе его эксплуатации. Также повышается удобство эксплуатации, сервисное обслуживание, надежность контейнера-дозатора.
Задача решается размещением заявленной полезной модели под электроприводом УЭЦН, при этом вывод реагента из контейнера осуществляется в затрубное пространство через внутренний канал приемного устройства, которое сообщается с буферной полостью управляемого клапана, имеющей как минимум одно отверстие, расположенное радиально в основании предлагаемой модели.
Поставленная задача решается тем, что интеллектуальный погружной дозатор выполнен в виде контейнера с поршнем и неподвижной мембраной, заполненный концентрированным составом реагента для дозирования, расположенный в корпусе в форме полой трубы, с одной стороны которого установлены концевая деталь и герметичный модуль с электронным блоком, соединенный электрическим проводником в изоляционной оболочке, находящимся в герметичной трубе, с другой стороны расположен управляющий электромагнитный клапан, который установлен в основании и соединен внутренними каналами с приемным устройством, имеющим пробойник неподвижной мембраны.
Электронный блок получает питание и управляющий сигнал по нулевому проводу трехфазного электрического привода погружного насоса.
Управляемый клапан имеет внутренние элементы в виде штока с поршнем, в которых обеспечивается уплотнение по месту их взаимного сопряжения силой тяжести штока.
В основании дозатора радиально расположено как минимум одно выходное отверстие, которое сообщается с буферной полостью управляемого клапана. Компенсация давления внутри контейнера происходит по крайне мере через одно дыхательное отверстие в его крышке и корпусе предлагаемой модели за счет заполнения пластовой жидкостью освободившегося от реагента объема.
Конструкция дозатора погружного интеллектуального поясняется чертежом. На фигуре показан общий вид полезной модели, содержащий контейнер 6, внутри которого соосно установлены неподвижная мембрана 8 и поршень 4, а пространство между ними заполнено реагентом 7, первый размещен в корпусе 5, на котором с одной стороны установлены концевая деталь 1 и герметичный модуль 3 с электронным блоком 2, соединенный электрическим проводником 13 в изоляционной оболочке, находящемся в герметичной трубе 12, а с другой стороны - основание 11, в котором выполнено по крайней мере одно радиальное отверстие, сообщающееся с буферной полостью управляемого клапана 10, который соединен внутренними каналами с приемным устройством, имеющим пробойник 9 неподвижной мембраны 8. Герметичность полостей с электрооборудованием обеспечивается уплотнениями 14 и зазорами образованными стенками трубы 12, основания 11 и герметичного модуля 3, сообщающегося с внутренним объемом маслонаполненного электропривода. Компенсация давления внутри контейнера происходит через дыхательные отверстия в верхней крышке контейнера 6 и корпусе 5.
Дозатор погружной интеллектуальный работает таким образом. При сборке, в составе УЭЦН, предлагаемая модель соединяется электронным блоком 2 с нулевым проводом трехфазной обмотки погружного электропривода и крепится к последнему концевой деталью 1. В сборе дозатор с электроприводом прокачивается маслом для удаления воздушных пробок.
В вертикальном положении под действием сил тяжести реагент 7, через пробойник 9 неподвижной мембраны 8 и по внутренним каналам основания 11, поступает в буферную полость управляемого клапана 10, при этом шток с поршнем 4 под действием сил тяжести обеспечивают его герметичность.
В процессе работы погружного электропривода, по жилам питающего кабеля УЭЦН, с наземного блока, например станции управления, передается высокочастотный управляющий сигнал, который преобразуется электронным блоком 2 в импульсы различной полярности, с заданной скважностью и длительностью. При подаче на управляемый клапан 10 импульса прямой полярности, под действием электромагнитной силы он открывается, обеспечивая наполнение рабочего объема реагентом 7. При смене полярности импульса управляемый клапан 10 нагнетает набранный объем реагента 7 в выходные отверстия, радиально расположенные в основании 11. По мере расхода реагента, под действием отрицательного давления, поршень 4 перемещается вниз, оставаясь на верхней границе зеркала реагента 7. По мере смещения поршня 4 свободный объем контейнера 6 заполняется пластовой жидкостью через дыхательное отверстие в его крышке. Количество разнополярных импульсов может многократно повторяться во времени, обеспечивая необходимый объем и режим дозирования реагента.