Внутрискважинная дозирующая установка для борьбы с любыми типами отложений на погружном оборудовании

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для борьбы с любыми типами отложений на погружном оборудовании скважины.
При добыче нефти в призабойной зоне пласта, погружном оборудовании, лифтовых трубах, сборном трубопроводе, резервуарах неизбежно отложение парафина, асфальтенов, смол как и образованиесолеотложений, газогидратов. Не редко встречается и коррозия оборудования. Наиболее интенсивно асфальтосмолопарафинистые отложения (АСПО) откладываются в лифтовых трубах спущенного в скважину оборудования. Основные проблемы, возникающие вследствие отложения парафина, и решение которых требует огромных затрат, это полная или частичная потеря циркуляции, отказ подземного оборудования и проявление сифонов при подземных ремонтах скважин.
Существует несколько наиболее известных и активно применяемых в нефтедобывающей промышленности методов борьбы с АСПО. Но многообразие условий разработки месторождений и различие характеристик добываемой продукции часто требует индивидуального подхода и даже разработки новых технологий.
Наибольший интерес представляют методы, основанные на химическом воздействии, то есть дозировании в добываемую продукцию химических соединений, уменьшающих, а иногда и полностью предотвращающих образование отложений. В основе действия ингибиторов лежат адсорбционные процессы, происходящие на границе раздела между жидкой фазой и поверхностью оборудования. Химические реагенты подразделяются на смачивающие, модификаторы, депрессаторы и диспергаторы.
Эффективность применения технологии ингибирования зависит не только от качественного  подбора ингибитора к конкретной группе осложнений, но и от способов доставки его в скважины. В  последнее время наибольшее распространение приобрели методы закачивания ингибиторов как через систему поддержания пластового давления, так и через затрубное пространство скважины с применением наземных дозировочных установок, а также подача ингибитора посредством скважинных контейнеров, подвешиваемых под погружной электродвигатель (ПЭД) электроцентробежного насоса. Скважинные контейнеры особо востребованы на отдаленных месторождениях, большим преимуществом является их автономность работы, иными словами исключается человеческий фактор.
Известен контейнер-дозатор, состоящий из трубы-корпуса, обтянутый сеткой, тарелок и трубы сердечника, причем химический реагент помещен в пространство между трубой-сердечником и стенками корпуса. Контейнер-дозатор крепится к низу погружного оборудования (насоса) и опускается в скважину совместно с этим насосом (Предупреждение солеобразования при добыче нефти. М; Недра, 1985, с.192).
Недостатком такого устройства является то, что по мере растворения химического реагента уменьшается площадь смывания этого реагента скважинной жидкостью и, таким образом, снижение концентрации реагента в жидкости приводит к неэффективности устройства.
Известен погружной скважинный контейнер для доставки и дозирования реагента [RU № 47944, опубл.10.09.2005]. Погружной скважинный контейнер для доставки и дозирования реагента, выполненный в виде, по крайней мере, двух перфорированных полых вытянутых секций для размещения в них реагента, при этом секции соединены между собой последовательно по торцам посредством соединительного узла и сообщены друг с другом через отверстия в перфорированном дне, перфорационные отверстия стенок полых вытянутых секций выполнены неравномерно по высоте секций. Количество перфорированных полых вытянутых секций определяется необходимой концентрацией реагента, в зависимости от дебита и обводненности продукции скважины. Площадь перфорационных отверстий в верхней части полых вытянутых секций больше площади перфорационных отверстий в нижней части полых вытянутых секций. Участок верхней перфорации полой вытянутой секции отделен от участка нижней перфорации полой вытянутой секции неперфорированным участком полой вытянутой секции. Погружной скважинный контейнер оснащен шарнирным устройством крепления подвесного оборудования.
Недостатком такого устройства является малая точность дозации химического реагента, как и невозможность контролировать расход.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является дозатор погружной интеллектуальный [RU № 115468, опубл. 27.04.2012].
Дозатор погружной интеллектуальный, содержащий контейнер с поршнем и неподвижной мембраной, заполненный составом для дозирования, расположенный в корпусе в форме трубы, с одной стороны которого установлены концевая деталь и герметичный модуль с электронным блоком, соединенный электрическим проводником в изоляционной оболочке, находящимся в герметичной трубе, и расположенным с другой стороны управляемый 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, а управляемый клапан имеет шток с поршнем, в которых обеспечивается уплотнение по месту их взаимного сопряжения силой тяжести штока, выходное отверстие расположено радиально в основании и сообщается с буферной полостью управляемого клапана, при этом компенсация давления внутри контейнера происходит, по крайней мере, через одно дыхательное отверстие в его крышке корпусе дозатора.
Основным недостатком такого устройства является механизм дозации (клапан)  сложность его конструкции при малой эффективности, невозможность контролировать реальный расход также является минусом в конструкции устройства.
Целью предлагаемой полезной модели является разработка дозирующей установки для борьбы с любыми типами отложений на погружном оборудовании, а именно универсального устройства по дозации любого ингибитора в зависимости от осложнений соль, гидраты, коррозия оборудования, причем подачу и воздействие необходимо осуществлять непосредственно на прием насоса, в затрубное пространство скважины. Использование дозирующей установки повышает эффективность  очистки, предотвращает образования любых осложнений на стенках НКТ, что в свою очередь защищает поверхность и узлы оборудования, спущенного в скважину.
Новизна и новаторство состоит в конструкции установки дозирующей, позволяющей осуществлять подконтрольную, не зависимую от дебита дозацию химического реагента, так же точно знать и определять объем расхода химического реагента,  который в свою очередь исключает большинство негативных факторов воздействия на работоспособность самого устройства, а также повышает наработку на отказ всего погружного оборудования скважины.
Сущность предлагаемой полезной модели представлена на чертежах (фиг. 1 и 2). На фиг. 1 представлен чертеж установки (нижняя часть), на фиг. 2 - чертеж установки (верхняя часть).
Установка (фиг. 1 и 2) включает планетарный мотор редуктор 1, винтовую пару 2, шарнирный узел 3, штифты 4, карданный вал 5, шарнирный узел 6, приводной вал 7, кулачковую муфту 8, крышку привода 9, корпус привода 10, шток 11, поршень 12, заглушку коническую 13, переходник 14, трубу НКТ 15 с перфорацией, трубу НКТ 16 с безмуфтовым соединением, корпус насоса 17, камеру смешивания 18, крышку камеры 19, кольцо уплотнительное 20, шпонку 21, кожух 22, манжету армированную 23, подшипник шариковый 24, кольцо уплотнительное 25, винт 26, уплотнение для поршня 27, уплотнение для штока 28 и кольцо стопорное 29.
Установка дозирующая собирается следующим образом.
Первоначально осуществляется сборка винтовой пары 2. Винт 26 необходимо изготавливать из нержавеющей стали 12Х18Н10Т (материал обоймы EPDM (этилен пропилен-диеновый каучук). Это позволит увеличить устойчивость к растворам с концентрацией кислоты или щелочи до 10%, а также к наличию абразивных частиц в перекачиваемой жидкости. Температура эксплуатации -40…+13°С.
К винтовой паре 2 устанавливается карданная передача, состоящая из шарнирного узла 3, карданного вала 5, шарнирного узда 6, к ней крепится и приводной вал 7.
В корпус подшипников 24 устанавливается манжета армированная 23, далее устанавливается собранный узел винтовой пары 2. После установки осуществляется запрессовка подшипников 24 в приводной вал 7. На одной из сторон корпуса подшипников должна быть выполнена резьба, идентичная применяемым трубам НКТ диаметром 73 мм (или 89 мм) с безмуфтовым соединением.
Далее к насосу  присоединяется планетарный мотор редуктор 1, после крепления которого устанавливается корпус 10, который, в свою очередь, крепится к корпусу подшипников 24 через резьбу НКТ. Корпус 10 закрывается крышкой привода 9, которая имеет прорези для пропуска химического реагента. Также в корпус устанавливаются уплотнительные кольца 25. После этого присоединяется камера смешивания 18.
Собранный узел с мотором устанавливается в корпус 17. Присоединяется кабель к мотору 1. Схема подключения должна согласовываться с производителем привода.
Шток 11 является сборным, состоящий из сборных частей, длиной  соответствующих длине труб НКТ, внутри штока имеется отверстие для прокладки кабеля. Шток 11 имеет на одном конце наружную коническую герметичную резьбу К3/8,  на другом отверстие с такой же резьбой. Первая часть протаскивается через кабель и присоединяется к крыше привода 9. На шток 11 устанавливается поршень 12, на котором установлены наружное и внутренние резиновые уплотнения.
Далее присоединяется первый комплект штоков и первую трубу НКТ, опускается установка, заливается химический реагент в контейнер из НКТ, затем поршень надевается на внутренний шток (кабель канал), таким образом центруя его во внутренней полости контейнера. В процессе работы погружного электропривода, по питающему кабелю УЭЦН, с наземного блока станции управления, передается сигнал на запуск электродвигателя установки. Реагент в процессе работы устройства поступает на прием насоса дозатора, который в свою очередь дозирует определенный объем реагента в камеру смешивания, далее по средству газожидкостного потока растворяется и попадает на прием насоса УЭЦН. По мере расхода реагента, под действием отрицательного давления, поршень перемещается вниз. В верхней части установки расположено дыхательное отверстие, через которое по мере смещения поршня свободный объема контейнера заполняется пластовой жидкостью.