Погружной дозатор химического реагента
DOWNHOLE CHEMICAL REAGENT DOSING UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружным устройствам для подачи реагента в скважину, на поверхность погружных электродвигателей и вход электроцентробежных насосов, и может быть использовано для предотвращения коррозии, отложения солей и парафинов на нефтедобывающем оборудовании для повышения надежности работы УЭЦН.
Уровень техники
Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину, включающее контейнер с химическим реагентом и помещенный между ним и штанговым насосом плунжерный насос-дозатор. Плунжер дозирующего насоса прикреплен к штоку, приводимому в движение перепадом давления жидкости во время работы штангового насоса (SU 1617198, F04B 47/00; Е21В 43/00).
К недостаткам устройства можно отнести невозможность его использования с другими видами нефтедобывающих насосов (центробежными, осевыми и т.д.) и неравномерность подачи реагента из-за постепенного разбавления его скважинной жидкостью во время эксплуатации, отсутствие контроля выхода реагента, расположение контейнера с химией под дозирующим насосом затрудняет вынос химреагента, невозможность подключения телеметрической системы.
Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину, емкость для реагента и сообщенный с ней насос-дозатор с собственным приводом и системой управления, которые помещены внутри скважины ниже нефтедобывающего оборудования, питание привода насоса-дозатора подведено от батареи гальванических элементов, расположенных в герметичной полости устройства (RU 2446272, Е21В 37/06).
Недостатком известной конструкции является то, что невозможно удаленно контролировать расход химического реагента, существует необходимость герметичной изоляции батареи от попадания на нее химического реагента и пластовой жидкости, а также данный контейнер должен выдерживать большие пластовые давления, что также создает риск преждевременной разгерметизации герметичной полости, к недостаткам также можно отнести то, что химический реагент расположен в отдельном контейнере, который помещен в дополнительный корпус, что приводит к уменьшению полезного объема химического реагента, а как следствие и уменьшению срока дозировки данного устройства. Также стоит отметить невозможность заполнения химическим реагентом указанной установки через внешний корпус, что создает сложности при сборке дозатора и невозможность подключения телеметрической системы.
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является дозатор погружной интеллектуальный, состоящий из контейнера 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 и передает его на управляемый клапан (RU 115468, G01F 13/00, Е21В 37/06).
Недостатком известной конструкции является то, что химический реагент расположен в отдельном контейнере, который помещен в дополнительный корпус, что приводит к уменьшению полезного объема химического реагента, а как следствие, и уменьшению срока дозировки данного устройства, также из рисунка видно, что электрический провод проходит между наружным корпусом и корпусом контейнера химического реагента, что также увеличивает зазор между стенками указанных выше корпусов и, как следствие, приводит к уменьшению срока дозировки данного устройства.
Также стоит отметить невозможность заполнения химическим реагентом указанной установки через внешний корпус, что создает сложности при сборке дозатора и сложность подключения телеметрической системы. Также при установке телеметрической системы и выходе ее из строя становится невозможным работа погружного дозатора химического реагента.
Сущность изобретения
Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является осуществление постоянного контроля за давлением и температурой и вибрацией, увеличение срока работы погружного дозатора, повышение его надежности, а также расширение его функциональных возможностей.
Технический результат заявленного изобретения заключается в расширении функциональных возможностей погружного дозатора химического реагента.
Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что погружной дозатор химического реагента, содержащий цилиндрический корпус, с одной стороны которого установлены герметичный модуль с интеллектуальным блоком, с другой стороны установлено основание с камерой смешивания, с управляемым клапаном, с входным и выходным каналами, сообщенными с камерой смешивания, при этом интеллектуальный блок соединен электрическим проводником в изоляционной оболочке, находящимся в герметичной трубе с управляемым клапаном, а герметичный модуль состоит из ниппеля и фланца, соединенных корпусом, причем в ниппеле герметичного модуля выполнены два канала, в одном из которых герметично установлен датчик температуры, а в другом герметично установлен датчик давления, а во фланце герметичного модуля установлен датчик температуры погружного электродвигателя, при этом указанные датчики электрически соединены с интеллектуальным блоком, при этом интеллектуальный блок выполнен с функцией контроля сопротивления изоляции и температуры обмотки электродвигателя посредством соединения с обмоткой электродвигателя через нулевой провод.
В частном случае реализации заявленного изобретения интеллектуальный блок соединен нулевым проводом трехфазного электрического привода погружного насоса.
В частном случае реализации заявленного изобретения цилиндрический корпус выполнен из коррозионно-стойкого материала, например нержавеющей стали.
В частном случае реализации заявленного изобретения цилиндрический корпус выполнен из коррозионно-стойкого композитного материала, например, стеклопластика или пластика.
В частном случае реализации заявленного изобретения внутренняя полость цилиндрического корпуса выполнена с нанесением антикоррозионно-стойкого покрытия
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленной установки с использованием чертежей, на которых показано:
На фиг. 1 изображен погружной дозатор химического реагента
На фигуре цифрами обозначены следующие позиции:
1 - основание; 2 - контейнер; 3 - ниппель; 4 - датчик давления; 5 - датчик температуры; 6 - интеллектуальный блок; 7 - кабель; 8 - корпус; 9 - фланец; 10 - датчик температуры ПЭД; 11 - нулевой провод; 12 - герметичный соединитель; 13 - нулевой провод ПЭД; 14 - полость ПЭД; 15 - корпус ПЭД; 16 - кабель; 17 - герметичный модуль; 18 - кабель; 19 - кабель; 20 - разделитель; 21 - электромагнитный клапан; 22 - заливной канал; 23 - канал; 24 - камера смешивания; 25 - входное отверстие; 26 - выходное отверстие; 27 - канал; 28 - канал.
Раскрытие изобретения
Погружной дозатор химического реагента (фиг. 1) выполнен в виде цилиндрического контейнера (8), заполненного химическим реагентом и ограниченного с одной стороны герметичным модулем (17), а с другой - основанием (1).
В основании (1) выполнена камера смешивания (24) с входным (25) и выходным (26) отверстиями.
В основании (1) установлен электромагнитный клапан (21), вход которого соединен через канал (23), выполненный в основании (1), с химическим реагентом из контейнера (8), а выход соединен с камерой смешивания (24), в которой происходит дозирование химического реагента.
В основании (1) выполнен заливной канал (22) посредством которого контейнер (8) заполнен химическим реагентом.
Корпус (8) соединен с ниппелем (3) и фланцем (9) с образованием герметичного модуля (17). В герметичном модуле установлен интеллектуальный блок (6).
Интеллектуальный блок (6) с помощью кабеля (7), герметично проходящего через ниппель (3), контейнер (2) и основание (1), соединен с электромагнитным клапаном (21).
В ниппеле (3) выполнены канал (28), в котором герметично установлен датчик температуры (5), и канал (27), в котором герметично установлен датчик давления (4).
Датчик температуры (5) соединен с интеллектуальным блоком (6) через кабель (18).
Датчик давления (4) соединен с интеллектуальным блоком (6) через кабель (19).
Внутри фланца (9) герметично установлен разделитель (20), в котором герметично установлен соединитель (12) и датчик температуры ПЭД (10), чувствительный элемент которого расположен в маслонаполненной полости ПЭД (14).
Фланец (9) крепится к корпусу ПЭД (15), внутри которого расположен нулевой провод ПЭД (13), который посредством герметичного соединителя (12) и нулевого провода (11) соединен с интеллектуальным блоком (6).
Датчик температуры ПЭД (10) соединен с интеллектуальным блоком (6) посредством кабеля (16).
Через нулевой провод ПЭД (13), который посредством силового кабеля подключен к наземной части, происходит передача управляющего сигнала на интеллектуальный блок (6).
За счет того, что в состав интеллектуального блока введены датчики температуры пластовой жидкости, давления пластовой жидкости, температуры ПЭД, а также функции контроля сопротивления изоляции и температуры обмотки электродвигателя, а также функции определения уровня виброускорений возможно значительно расширить технический функционал погружного дозатора, отказаться от сложного подключения к существующим телеметрическим системам, что делает работу погружного дозатора более стабильной, надежной и не зависящей от работы сторонней телеметрической системы.
Устройство работает следующим образом.
На заводе-изготовителе или непосредственно на скважине перед спуском контейнер (2) заполняют химическим реагентом против коррозии, или солеобразования, или парафинообразования через заливной канал (22). Перед спуском в скважину нулевой провод (11) с помощью герметичного соединителя (12) подключают к нулевому проводу ПЭД (13), а с помощью фланца (9) погружной дозатор прикрепляют к корпусу ПЭД (15).
После того как наземная часть интеллектуального блока передаст сигнал о начале работы по нулевому проводу ПЭД (13), а затем по нулевому проводу (11) в интеллектуальный блок (6), расположенный в герметичном модуле (17), погружная часть интеллектуального блока выдаст сигнал по проводу (7) на электромагнитный клапан (21) об его открытии/закрытии. Химический реагент из контейнера (2) поступает по каналу (23) в электромагнитный клапан (21), а в случае его открытого состояния в камеру смешивания (24), находящуюся в основании (1).
Через входное отверстие (25) в камеру смешивания (24) поступает пластовая жидкость, которая, смешиваясь с химическим реагентом, поступающим в камеру через электромагнитный клапан (21), выносится из камеры смешивания через выходное отверстие (26) и далее с восходящим потоком поступает в нефтедобывающий насос, тем самым полностью защищая все погружное оборудование, в том числе и погружной электродвигатель, от солеобразования, парафинообразоования и коррозии.
Во время работы погружного дозатора с датчика температуры (5), герметично установленного в ниппеле (3) и соединенного с пластовой жидкостью, через канал (28) поступает сигнал на интеллектуальный блок (6), где происходит его обработка и усиление, а затем через нулевой провод ПЭД (13) сигнал передается на наземный интеллектуальный блок.
Во время работы погружного дозатора с датчика давления (4), герметично установленного в ниппеле (3) и соединенного с пластовой жидкостью, через канал (27) поступает сигнал на интеллектуальный блок (6) где происходит его обработка и усиление, а затем через нулевой провод ПЭД (13) сигнал передается на наземный интеллектуальный блок.
Во время работы погружного дозатора с датчика температуры (10), герметично установленного в разделителе (20) и соединенного с маслонаполненной полостью ПЭД (14) поступает сигнал через кабель (16) на интеллектуальный блок (6), где происходит его обработка и усиление, а затем через нулевой провод ПЭД (13) сигнал передается на наземный интеллектуальный блок.
Во время работы погружного дозатора интеллектуальный блок (6) постоянно соединен с обмоткой электродвигателя через нулевой провод ПЭД (13), что позволяет реализовать функцию контроля сопротивления изоляции и температуры обмотки электродвигателя.
Приведенные технические решения, а именно: включение в состав интеллектуального блока функций телеметрической системы, использование в составе погружной установки дозирования химического реагента датчика температуры пластовой жидкости, давления пластовой жидкости, температуры ПЭД, а также функции контроля сопротивления изоляции и температуры обмотки электродвигателя, а также функции определения уровня виброускорений, - позволяют значительно повысить надежность оборудования за счет того, что все функции тмс включены в погружной дозатор химического реагента, а также размещение блока тмс в жидкостно-наполненной камере позволяет тем самым выровнять давления внутри и снаружи, а также за счет использование силиконовой жидкости увеличивается надежность от коротких замыканий и пробоя по дорожке плат и в местах припоя соединительных проводов. Данное техническое решение также позволяет значительно расширить технический функционал погружного дозатора, отказаться от сложного подключения к существующим телеметрическим системам, что делает работу погружного дозатора более стабильной, надежной и не зависящей от работы сторонней телеметрической системы.