Скважинная дозирующая насосная установка для предотвращения отложений
DOWNHOLE METERING PUMPING UNIT TO PREVENT DEPOSITS

Изобретение относится к способам и устройствам добычи нефти, в частности к скважинным установкам для дозированного ввода химического реагента в полость нефтегазовой скважины для предотвращения отложений солей, отложений асфальтосмолопарофиновых отложений, образования коррозии.
Известна скважинная дозирующая насосная установка, спускаемая в скважину на колонне насосных труб, содержащая  насос объемного принципа действия,  камеру всасывания, дозатор, дозировочный плунжер, контейнер с химическим реагентом, систему клапанов и патрубков. Химический реагент, которым предварительно заполняют контейнер,  через систему клапанов и патрубков поступает на прием объемного насоса, где смешивается с добываемой жидкостью. В процессе работы плунжер дозатора  приводится в действие за счет разрежения в нижней полости объемного насоса. При перемещении плунжера вниз избыточное давление закрывает клапан, тем самым препятствуя проникновению добываемой жидкости в контейнер с химическим реагентом. Рабочий цикл повторяется (А. с. СССР № 1617198, 1990 г.).
Недостатком известной конструкции является невозможность ее использования при эксплуатации скважин с использованием насосных установок динамического принципа действия (электропогружной центробежный насос), поскольку цикл нагнетания химического реагента периодический. Химический реагент без дополнительного подогрева. Объем химического реагента ограничен.
Известна насосно-эжекторная система, содержащая электропогружной центробежный насос с газосепаратором и струйный аппарат, расположенный на нагнетательной линии электропогружного центробежного насоса. Газожидкостная смесь (ГЖС) поступает из скважины на прием газосепаратора, далее, после сепарации в  электропогружной центробежный насос, затем в выкидную линию и далее в сопло струйного аппарата. В данной конструкции эжектор, играя роль дополнительного насоса, перекачивает ГЖС на поверхность и поэтому система условно названа "Тандем" (Дроздов А.Н., Андриянов А.В. Опытно-промышленное внедрение погружных насосно-эжекторных систем в НГДУ "Федоровскнефть" // Нефтяное хозяйство. 1997. N 1. С. 51-54).
Известна установка для дозирования реагента при добыче нефти из скважины, способная обеспечить непрерывную подачу жидкого химического реагента в предусмотренной регламентом дозе и по назначению,  содержащая технологическую емкость, соединенную через запорное устройство с насосом дозатором, установленным на линии подачи реагента, выкидная линия которого соединена с технологической линией, оснащенной фильтром тонкой очистки, обратным клапаном, расходомером, линией заправки технологической емкости, указателем уровня и манометром. В технологической емкости  установлен электрический нагреватель. (Патент РФ № 2242586, 2004 г.).
Хотя установка и оснащена необходимой системой подогрева химического реагента с помощью электрического нагревателя, но повышенное энергопотребление значительно снижает ее эффективность и является недостатком известной установки. Недостатком также является несовершенство системы дозирования из-за поступающего с реагентом в контейнер шлама, забивающего малое проходное сечение дросселя и приводящее всю установку в неработоспособное состояние.
Наиболее близкой к изобретению является скважинная дозирующая насосная установка с дозированной подачей реагентов на прием насоса, содержащая насос динамического принципа действия с контейнером заполненным химическим реагентом, выполненным по типу "труба в трубе" и струйным аппаратом в качестве дозатора, размещенными под насосом и оснащены обратными клапанами типа "шарик-пружина". Химреагент поддавливается снизу жидкостью. Дозировка осуществляется подбором диаметров сопла и горловины (Патент РФ № 2135743С1, 1999 г.).
Известная наиболее близкая к изобретению установка может быть принята в качестве прототипа. В ней недостатки аналогичных установок частично устранены, однако прототип не лишен недостатков. Недостатком близкой к изобретению конструкции является необходимость заполнения контейнера с  подпорной жидкостью (жидкость глушения) и контейнера с химическим реагентом перед спуском установки в скважину, при чем, объем подпорной жидкости и химического реагента  в контейнере ограничено. Необходим контроль за перепадами давления. Нет подогрева химического реагента.
Наземные установки для дозирования реагента как самостоятельные конструкции довольно часто применяются для предотвращения отложений солей, асфальтосмолопарофиновых соединений, образования коррозии. Однако до сих пор применение дозирующей установки с подогревом за счет добываемой жидкости из скважины не описано.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности «новизна».
Техническое решение направлено на повышение эффективности предотвращения отложения асфальтосмолопарофиновых соединений и солей, образования коррозии во внутренней полости насосно-компрессорных труб и наземной нагнетательной линии.
Поставленная техническая задача решается предлагаемой скважинной дозирующей насосной установкой для предотвращения отложений, содержащей  наземную часть и внутрискважинное оборудование.
Наземная часть содержит технологическую емкость, заключенную в теплообменник,  специальную нагнетательную линию.
Внутрискважинное оборудование содержит спущенный в скважину на колонне насосно-компрессорных труб центробежный насос с электродвигателем. Над насосом в полости насосно-компрессорных труб расположено устройство для дозирования химического реагента, связанное с технологической емкостью специальной нагнетательной линией, содержащий струйный аппарат.
Новым является то, что подогрев химического реагента в дозирующей установке осуществляется  за счет жидкости добываемой из скважины.
Новым является то, что система дозирования подачи химического реагента в скважину осуществляется подбором величины диаметров проходных сечений горловины и сопла устройства для дозирования непосредственно в скважине.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 приведена схема скважинной дозирующей установки для предотвращения отложений.
- на фиг.2 приведена наземная часть скважинной дозирующей установки.
- на фиг.3 представлен фрагмент А – устройство для дозирования химического реагента.
Скважинная дозирующая установка для предотвращения отложений (фиг.1) включает центробежный насос 2, электродвигатель 1, колонну насосно-компрессорных труб 3, устройство для дозирования химического реагента (фрагмент А), нагнетательную линию химического реагента 4, теплообменник 7, линию нагнетания добываемой жидкости 6, устьевую арматуру 5. Дополнительно на схеме (фиг.1) указана зона отложения асфальтосмолопарофиновых соединений, солей и коррозии (фрагмент Б).
Наземная часть (фиг.2) включает нагнетательную линию химического реагента 4, устьевую арматуру 5, линию нагнетания добываемой жидкости 6, уплотнительную муфту 8, циркуляционный канал добываемой жидкости 9, технологическую емкость 10, заправочную горловину 11.
Фрагмент А - устройство для дозирования химического реагента (фиг.3) состоит из струйного аппарата 12, входное отверстие 13, горловины 14 и сопла 15.
Скважинная дозирующая установка для предотвращения отложений (фиг.1) включает спущенный в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 3 центробежный насос 2 с электродвигателем 1. Над центробежным насосом 2 в полости насосно-компрессорных труб 3 расположено устройство  для дозирования химического реагента (фрагмент А, фиг.1), связанное с теплообменником 7 нагнетательной линией химического реагента 4.
Внутри теплообменника 7 (фиг.2) расположена технологическая емкость 10, омываемая по циркуляционному каналу 9 добываемой жидкостью. В технологическую емкость 10 через заправочную горловину 11 по мере расхода закачивается химический реагент, который, по нагнетательной линии химического реагента 4 через уплотнительную муфту 8 подается в скважину к устройству для дозирования химического реагента (фрагмент А, фиг.1).
Нижний конец нагнетательной линии химического реагента 4 устанавливается во входное отверстие 13 струйного аппарата 12 устройства для дозирования химического реагента (фиг.3). Струйный аппарат 12 включает в себя горловину 14 и сопло 15.
Наземная часть (фиг.2) монтируется на устье скважины. Нагнетательная линия химического реагента 4 прокладывается сначала по поверхности, затем через уплотнительную муфту 8 в трубной головке устьевой арматуры 5 проходит в скважину и далее идет вдоль колонны насосно-компрессорных труб 3.
Предлагаемая скважинная дозирующая установка для предотвращения отложений работает следующим образом.
Перед запуском установки технологическая емкость 10 заполняется химическим реагентом. Центробежный насос 2, приводимый в действие электродвигателем 1, подает перекачиваемую жидкость в колонну насосно-компрессорных труб 3, и далее в струйный аппарат 12 устройства для дозирования химического реагента (фиг.3). Из скважины добываемая жидкость через устьевую арматуру 5  по линию нагнетания добываемой жидкости 6 поступает в циркуляционные каналы 9 теплообменника  7, где передает теплоту химическому реагенту, находящемуся в технологической емкости 10. Нагретый реагент подается в скважину по нагнетательной линии химического реагента 4, которая проходит вдоль поверхности колонны насосных труб до входного отверстия 13, далее реагент через   сопло 15  струйного аппарата 12 устройства для дозирования химического реагента (фиг.3) смешивается с добываемой жидкостью. Перемещаясь в полости насосно-компрессорных труб в зоне фрагмент Б (фиг.1) химические реагенты вступают в реакцию с перекачиваемой пластовой жидкостью, предотвращая возможность отложения асфальтосмолопарофиновых соединений, солей, образования коррозии. Подбор величины диаметров проходных сечений горловины 14 и сопла 15 струйного аппарата 12 обеспечивает дозированную подачу реагента во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорный труб.
Преимущество предлагаемой скважинной дозирующей установки для предотвращения отложений состоит в том, что:
-  она позволяет использовать тепловую энергию добываемой жидкости, проходящей через   теплообменник, в качестве теплоносителя для нагрева химического реагента, следовательно, дает возможность  обеспечить непрерывную эксплуатацию скважин вне зависимости от температурного режима;
-  она обеспечивает экономичную дозированную подачу химического реагента, за счет подбора величины диаметров проходных сечений горловины и сопла устройства для дозирования, тем самым предотвращая различные отложения и увеличивая межремонтный период работы скважин, оборудованных центробежными насосами;
- она позволяет значительно сократить энергопотребление, тем самым повысить эффективность эксплуатации скважины.