УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ИНГИБИТОРА

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным устройствам для внутрискважинной подачи ингибитора солеотложений и может быть использовано для повышения надежности УЭЦН.
Известно устройство для дозирования реагента в нефтедобывающую скважину, содержащее глубинный насос, контейнер для реагента, разобщенный с ним пакером, и дозировочный узел с клапаном, размещенный под насосом и связанный с контейнером для реагента трубкой, проходящей через пакер, причем реагент находится выше пакера в межтрубном пространстве (патент РФ №2127799, 1997). После включения в работу насоса открывается клапан дозировочного узла и в область всасывания насоса из контейнера по трубке попадает доза реагента. При остановке насоса клапан закрывается и перекрывает поступление реагента.
Недостатком такого устройства является высокая концентрация реагента в межтрубном пространстве над пакером, что может вызвать коррозию обсадных труб и труб НКТ. Кроме того, наличие пакера в устройстве осложняет монтаж установки в целом.
Известно скважинное устройство для подачи химических реагентов на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, которое располагается ниже ЭЦН, состоит из клапана с электрическим управлением, камеры с химическим реагентом, находящимся под повышенным давлением, создаваемым баллоном с газом или пружиной (патент РФ №2258805, 2005).
Недостатком такого устройства является сложность реализации электрического управления подачи химического реагента.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, представляющее собой цилиндрический корпус, имеющий в верхней части радиальные каналы, в котором ниже каналов размещен ингибитор в термопластичной матрице, цилиндрический корпус снизу перекрыт днищем, под которым дополнительно размещена рабочая камера в форме стакана со сплошным донышком и перфорацией на боковых стенках, при этом в днище цилиндрического корпуса выполнено, по крайней мере, одно дозировочное отверстие, обеспечивающее перетекание ингибитора под действием силы тяжести в рабочую камеру с заданной скоростью (патент РФ №2398097, 2010).
Недостатком такого устройства является уменьшение скорости подачи ингибитора в скважину в результате понижения скорости его растворения в пластовой жидкости внутри цилиндрического корпуса по мере уменьшения высоты столба жидкости ингибитора, заключенного в термопластичную матрицу.
Задачей является обеспечение длительного равномерного поступления ингибитора в пластовую жидкость.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, содержащее цилиндрический корпус, перекрытый снизу днищем, ингибитор, размещенный в корпусе, выше уровня которого расположено входное отверстие, и, по крайней мере, одно дозировочное отверстие, выполненное в нижней части корпуса и обеспечивающее вытекание ингибитора под действием силы тяжести, согласно полезной модели, снабжено полой трубкой, один конец которой погружен в ингибитор, а другой - вмонтирован во входное отверстие и гидравлически связан с затрубным пространством.
В нижней части корпуса у дозировочного отверстия может быть размещен фильтр.
Целесообразно, кромки дозировочного отверстия выполнять с двух сторон с коническими фасками, сходящимися под углом внутри отверстия.
Кроме того, длина полой трубки может быть равна 0.3-0.95 длины корпуса.
Для защиты от засорения во время спускоподъемных операций дозировочного отверстия, выполненного в днище корпуса, с наружной стороны днища может быть вмонтирована трубка с диаметром меньшим диаметра корпуса.
В некоторых вариантах исполнения дозировочное отверстие может быть расположено в цилиндрической стенке корпуса, а входное отверстие - в крышке корпуса.
Дозирующее устройство, образованное гидравлическим соединением входного отверстие с полой трубкой, погруженной одним концом в ингибитор, а другим - сообщающимся с затрубным пространством через входное отверстие, по сути представляет собой сосуд Мариотта [Алешкевич B.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Механика сплошных сред. М: МГУ, 1998. C. 51], постоянство скорости вытекания жидкости из которого обеспечивается постоянством перепада давления на дозировочном отверстии.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена общая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - схема устройства с фильтром и входным отверстием выполненным в крышке корпуса, на фиг. 3 - схема с защитой дозировочного отверстия от засорения, на фиг. 4 показано дозировочное отверстие, продольный разрез; на фиг. 5 - схема устройства с дозировочным отверстием, выполненным на цилиндрической стенке корпуса.
Устройство содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого помещен ингибитор 2. В верхней части корпуса 1 имеется входное отверстие 3, соединяющее его внутренний объем с затрубным пространством. Отверстие 3 может быть выполнено в крышке 8 корпуса 1 (фиг. 2, 3, 5) или в его цилиндрической стенке (фиг. 1). Через отверстие 3 происходит выравнивание давления внутри корпуса 1 и в затрубном пространстве при вытекании смеси из корпуса 1. В нижней части корпуса 1 находится, по крайней мере, одно дозировочное отверстие 4, которое служит для отвода ингибитора в затрубное пространство под действием силы тяжести и может быть расположено как непосредственно в днище 9 корпуса 1 (фиг. 1-3), так и вблизи его на цилиндрической стенке (фиг. 5). Вдоль корпуса размещена открытая с обоих концов (полая) трубка 5, вмонтированная одним концом во входное отверстие 3 и сообщающаяся через него с затрубным пространством. Другой конец полой трубки 5 погружен в ингибитор 2 (фиг. 1-3, 5).
Размер и число дозировочных отверстий 4, высота h между нижним концом полой трубки 5 и верхним краем дозировочного отверстия 4 определяют время вытекания ингибитора 2 из корпуса 1.
Для обеспечения постоянной скорости дозирования на всем протяжении работы устройства целесообразно использовать трубку 5 с длиной равной 0.3-0.95 длины корпуса 1 обеспечивающей постоянную скорость вытекания ингибитора 2 пока его уровень выше нижнего конца трубки 5.
Плотность ингибитора 2 должна быть больше плотности пластовой жидкости 6.
Во избежание засорения перед дозировочным отверстием 4, выполненным в днище корпуса, дополнительно установлен фильтр 7, например, гравитационный (фиг. 2), который представляет собой цилиндрическую трубку 10, вмонтированную в днище 9, установленную под крышкой с цилиндрическими бортами 11.
Внутренние и внешние кромки дозировочного отверстия 4 выполнены с коническими фасками 13, которые сходятся под углом внутри отверстия (фиг. 4). Такое исполнение облегчает выход твердых частиц из устройства и позволяет избежать засорения дозировочного отверстия 4
fluid
fluid
Для защиты отверстия 5 от засорения твердыми частицами, находящимися в затрубном пространстве, например, во время спускоподъемных операций, в днище 9 корпуса 1 с наружной стороны установлена трубка 12, имеющая диаметр, меньше чем у корпуса 1 (фиг. 3). Устройство для подачи ингибитора работает следующим образом. При заполнении корпуса 1 ингибитором 2 последний начинает вытекать через дозировочное отверстие 4 под действием силы тяжести под влиянием давления р=ρgH, где ρ - плотность ингибитора, Н - высота столба ингибитора в корпусе. При этом воздух через трубку 5 поступает внутрь корпуса и поднимается в верхнюю его часть. Таким образом, трубка 5 полностью заполняется воздухом. После этого на дозировочное отверстие 4 оказывает давление р=ρgh (где ρ - плотность ингибитора) столб жидкости высотой h, где h - высота между нижним концом трубки 5 и верхним краем дозировочного отверстия 4. Таким образом, скорость вытекания ингибитора 2 становится постоянной  поскольку высота h остается неизменной до момента, пока уровень ингибитора 2 в корпусе 1 не достигнет нижнего конца трубки 5. При установке устройства в скважину трубка 5 заполняется пластовой жидкостью 6. Поскольку плотность пластовой жидкости 6 меньше плотности ингибитора 2, находящегося внутри корпуса 1, то пластовая жидкость 6 при попадании внутрь корпуса 1 поднимается в его верхнюю часть. После этого ингибитор 2 вытекает из отверстия 4 под действием давления р=(ρ-ρ)gh, где ρ - плотность пластовой жидкости 6. При этом скорость вытекания  остается постоянной. Высота h подбирается за счет варьирования длины трубки 5 таким образом, чтобы на всем протяжении работы устройства уровень ингибитора 2 в корпусе 1 был выше, чем нижний конец полой трубки 5. Так, в отличие от прототипа, гарантируется постоянная скорость вытекания ингибитора 2 из корпуса 1. Правильность подбора подтверждена стендовыми испытаниями.