ПОГРУЖНОЙ КОНТЕЙНЕР

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти из скважин, осложненных отложением неорганических солей и асфальтосмолистых парафиновых веществ на насосном оборудовании.
Из уровня техники известны разные конструкции контейнеров с твердым ингибитором, назначение которых состоит в предотвращении опасного воздействия осложняющих факторов на погружное оборудование.
Известен погружной контейнер, состоящий из наполненного твердым ингибитором цилиндрического корпуса с отверстиями вверху, верхней заглушки с центральным отверстием, перекрытым снаружи дозатором, а изнутри рукавным фильтром, и соединительной муфты с отверстиями (Пат. №2502860 РФ, Е21В 37/06, 2013). Известен также погружной контейнер, включающий наполненный твердым ингибитором цилиндрический корпус, снабженный крышкой с двумя отверстиями, одно из которых перекрыто снаружи дозатором, а через другое внутрь корпуса пропущена центральная трубка с отверстиями на нижнем конце, и соединительную муфту с входными и выходными отверстиями (Пат. на ПМ №141232 РФ, Е21В 37/06, 2014). Кроме того, известен погружной контейнер, содержащий цилиндрический корпус с верхним и нижним отверстиями, в которые вмонтированы концы протянутой в корпусе перфорированной трубки, твердый ингибитор и соединительные муфты (Пат. на ПМ №167230 РФ, Е21В 37/06, 2016). Помимо этого, известен погружной контейнер, включающий цилиндрический корпус с твердым ингибитором, продольную проницаемую перегородку, примыкающую к корпусу и образующую с ним камеру смешения, которая сообщается со скважиной через нижнее и верхнее отверстия в стенке корпуса, и соединительные муфты (Пат. №2584710 РФ, Е21В 37/06, 2016). И, наконец, известен погружной контейнер, включающий полый цилиндрический корпус с расположенными по концам камерами смешения, гидравлически соединенными со скважиной посредством отверстий в стенке корпуса и отделенными от твердого ингибитора фильтрами из пластмассовой или металлической сетки, и соединительные муфты (Пат. 2386791 РФ, Е21В 37/06, 2010).
Общим недостатком представленных погружных контейнеров является большой вес их металлического корпуса. Это ограничивает число подвешиваемых к насосной установке контейнеров и тем самым снижает продолжительность ее защищенности, например, от солеотложения.
Вес погружного контейнера можно уменьшить за счет применения корпуса из стеклопластика.
Известен погружной контейнер, включающий стеклопластиковый корпус с твердым ингибитором, металлические муфты с поперечной перегородкой, в которой выполнено периферийное отверстие и центральное отверстие шестигранной формы, цепь, оснащенную шестигранными наконечниками с резьбовыми участками на конце, вставленными в центральные отверстия перегородок, и полимерную трубку с отверстиями в стенке, сообщающую периферийные отверстия (Пат. на ПМ №187390 РФ, Е21В 37/06, 2019). Известен также погружной контейнер с твердым ингибитором, включающий стеклопластиковый корпус, металлические муфты по концам корпуса, снабженные поперечной перегородкой с центральным отверстием, и вал с резьбовыми концами, вставленными в центральные отверстия, снабженный осевым и радиальными отверстиями вверху (Пат. №2490427 РФ, Е21В 37/06, 2013).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является погружной контейнер, содержащий стеклопластиковый корпус, твердый ингибитор, заглушки с резьбой по торцам корпуса, в которых выполнены центральные отверстия, вал с дозирующими отверстиями в виде совокупности сквозного осевого отверстия и разнесенных по длине радиальных отверстий, резьбовые концы которого вставлены в центральные отверстия заглушек (Пат. на ПМ №169781 РФ, Е21В 37/06, 2017).
Недостатком принятого за прототип погружного контейнера, также как и остальных контейнеров со стеклопластиковым корпусом, является возможность закупоривания длинных и узких дозирующих отверстий частицами механических примесей, находящимися в пластовой жидкости. Кроме того, высокое гидравлическое сопротивление дозирующих отверстий ограничивает массообмен между погружным контейнером и скважиной, и для поступления в скважину нужного количества растворенного ингибитора погружной контейнер заполняют исключительно мелкодисперсным твердым ингибитором с высокой растворимостью, который не в состоянии предотвратить все возможные виды осложнений, возникающих в скважине.
Настоящая полезная модель направлена на повышение надежности погружного контейнера со стеклопластиковым корпусом и расширение его функциональных возможностей.
Поставленная задача решается тем, что в погружном контейнере, включающем стеклопластиковый корпус, резьбовые заглушки, снабженные центральным отверстием, вал с резьбовыми концами, вставленными в центральные отверстия, дозирующие отверстия и твердый ингибитор, согласно полезной модели, дозирующие отверстия сформированы в стенке стеклопластикового корпуса.
На фиг. схематично изображен заявляемый погружной контейнер.
Погружной контейнер включает стеклопластиковый корпус 1 с дозирующими отверстиями 2 в стенке, выполненными, например, в его верхней и нижней части, резьбовые заглушки 3 с центральным отверстием 4, вал 5 с резьбовыми концами 6 и твердый ингибитор 7. На резьбовые концы 6 вала 5, вставленные в центральные отверстия 4 заглушек 3 и выходящие за их пределы, накручены гайки 8. Помимо приведенной схемы расположения, дозирующие отверстия 2 могут быть также равномерно распределены по длине стеклопластикового корпуса. Дозирующие отверстия 2 могут быть сформированы на начальной стадии изготовления стеклопластикового корпуса 1 во время намотки пропитанных эпоксидной смолой стекловолокон на технологическую оправку. Возможно также сверление дозирующих отверстий 2 в готовом стеклопластиковом корпусе 1. Происходящее при сверлении локальное разрушение стекловолокон и разупрочнение стеклопластикового корпуса 1 не критично, поскольку в процессе эксплуатации погружного контейнера корпус 1 не подвергается растягивающим и сжимающим усилиям, которые воспринимаются металлическими валом 5, заглушками 3 и гайками 8. Размер дозирующих отверстий 2 и их расположение по длине стеклопластикового корпуса 1 зависят от фракционного состава и физико-химических свойств, например, растворимости применяемого твердого ингибитора. Твердый ингибитор может быть мелкодисперсным, например, порошкообразным, или крупнодисперсным, например, гранулированным, при этом у первого размер частиц существенно меньше диаметра дозирующих отверстий, а у второго превосходит их. Для предотвращения просыпания мелкодисперсного твердого ингибитора дозирующие отверстия 2 перекрываются проницаемым материалом, например, металлической сеткой 9. Дополнительной функцией проницаемого материала является регулирование поступления пластовой жидкости в стеклопластиковый корпус 1 и вытекания образующегося раствора ингибитора из корпуса 1 в скважину. Мелкодисперсный твердый ингибитор может быть распределен в объеме формообразующих элементов, например, в пористых гранулах из полимера (ГК «Миррико», www. mirrico. ru) или из керамики (Selle О. Downhole scale control on heidrun field using scale inhibitor impregnated gravel. SPE 130788, Aberdeen, UK, 2010). Гранулы с твердым ингибитором 7 имеют размер, превышающий размер дозирующих отверстий 6, благодаря чему исключается просыпание гранул при транспортировании контейнера и его спуске в скважину. Допускается отклонение размера гранул 7 в определенных пределах относительно номинального значения для обеспечения их максимально плотной укладки в стеклопластиковом корпусе 1. Формообразующим элементом может служить также битум или иное органическое связующее, в расплав которого вводят порошкообразный твердый ингибитор и осуществляют последующее охлаждение смеси в формах, имеющих изменяющиеся в широких пределах размеры и геометрическую конфигурацию (Пат. 2379478 РФ, Е21В 37/06, 2010). В предельном случае могут быть получены формообразующие элементы из битума в виде дисков с осевым отверстием, наружный диаметр которых близок к внутреннему диаметру стеклопластикового корпуса. Порошкообразный твердый ингибитор может быть представлен ингибитором солеотложения, асфальтено-смолистых и парафиновых отложений, а также их комбинацией, и подбирается под внутрискважинные условия - температуру, обводненность и химический состав пластовой жидкости.
Вал 5, заглушки 3 и гайки 8 выполнены из нержавеющей стали для устойчивости к действию химически агрессивной пластовой жидкости и твердого ингибитора. Специалисту понятно, что в предлагаемом погружном контейнере валом может служить продолговатый стержень произвольного сечения, обладающий достаточной прочностью на растяжение и кручение.
Погружной контейнер монтируют следующим образом. В стеклопластиковый корпус 1 с дозирующими отверстиями 2 пропускают вал 5. Нижний резьбовой конец 6 вала 5 вставляют в центральное отверстие 4 заглушки 3 и навертывают на него гайку 8. Затем в кольцевой зазор между стеклопластиковым корпусом 1 и валом 5 загружают гранулы с твердым ингибитором 7, размер которых превышает размер дозирующих отверстий 2. Действие твердого ингибитора направлено, например, на предотвращение солеотложения. Плотность укладки гранул 7 в стеклопластиковом корпусе 1 изменяется в диапазоне 0,64-0,74. После этого на верхний конец вала 5 надевают заглушку 3 и навертывают гайку 8, обеспечивая плотное примыкание обеих заглушек 3 к торцам стеклопластикового корпуса 1 для предотвращения нерегулируемого вытекания раствора ингибитора в скважине. При применении дисков из битума с твердым ингибитором возможно практически полное заполнение кольцевого зазора в стеклопластиковом корпусе 1 за счет насаживания дисков осевым отверстием на вал 5 (не показано).
Собранный погружной контейнер в составе насосной установки (не показана) размещают в скважине выше продуктивного пласта. При необходимости в скважину спускают несколько контейнеров, соединяя их между собой муфтами 10, накрученными на резьбовой участок заглушек 3. Металлические элементы погружного контейнера - вал 5, заглушки 3 и гайки 8 практически полностью разгружают стеклопластиковый корпус 1 от действия растягивающего и сжимающего усилия. Благодаря этому может быть уменьшена толщина стенки и снижен вес стеклопластикового корпуса 1 при сохранении его несущей способности. Во время эксплуатации пластовая жидкость в виде водонефтяной эмульсии омывает стеклопластиковый корпус 1 и за счет вихревых течений втекает в него через дозирующие отверстия 2, заполняя поровое пространство между гранулами с твердым ингибитором 7. Металлическая сетка 9 снижает скорость поступления пластовой жидкости в стеклопластиковый корпус 1 и скорость вытекания из него в скважину раствора ингибитора. Работа погружных контейнеров, в которых порошкообразный ингибитор введен в поровое пространство гранул из полимера или в битум, сопровождается одновременным растворением органического компонента нефтью, а твердого ингибитора - водой. Образовавшийся раствор ингибитора движется через дозирующие отверстия 2 в область его меньших концентраций за пределы стеклопластикового корпуса 1, то есть в скважину, где сливается с пластовой жидкостью, поднимающейся на прием насосной установки. Наличие ингибитора в пластовой жидкости предотвращает отложение солей на рабочих органах насосной установки. Вытекающий из стеклопластикового корпуса 1 раствор ингибитора замещается пластовой жидкостью из скважины и так продолжается вплоть до полного растворения гранул из полимера с твердым ингибитором 7 или битума с ингибитором. При работе погружного контейнера с пористыми керамическими гранулами 7, наполненными твердым ингибитором, происходит вымывание ингибитора из порового пространства последних при сохранении их структуры на протяжении всего периода эксплуатации контейнера.
В процессе внутрискважинной эксплуатации заявляемого погружного контейнера с дозирующими отверстиями, сформированными в стенке стеклопластикового корпуса, исключается закупоривание последних, поскольку они непосредственно сообщаются со скважиной, а их диаметр существенно превышает размер частиц механических примесей, присутствующих в пластовой жидкости, что повышает надежность контейнера. Введение твердого ингибитора в объем формообразующих элементов в виде пористых гранул из полимера или керамики или в битум, размер которых превышает размер дозирующих отверстий, позволяет увеличить продолжительность растворения твердого ингибитора и расширить функциональные возможности контейнеров в скважинах с различными условиями эксплуатации.