УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ ОТ КОРРОЗИИ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности в частности к добыче нефти из скважин в осложненных геолого-технических условиях.
На поздних стадиях разработки нефтяных месторождений учащаются случаи преждевременного выхода из строя погружного насосного оборудования в добывающих скважинах по причине коррозии. Встречаются скважины, на которых отказ погружного оборудования развивается в течение нескольких суток после спуска. Наиболее часто разрушаются корпусы погружных электродвигателей (ПЭД) и насосно-компрессорные трубы. Так, отмечалось, что этот вид разрушений составляет 65% всех отказов. Особенно часто повреждаются мощные ПЭД и при высоких отборах лифтируемой жидкости. Большинство фактов коррозионных отказов отмечено на высокообводненных скважинах (больше 80%), т.е. погружное оборудование которых контактирует с высоко коррозионно-агрессивной эмульсией типа «нефть в воде».
При определенных условиях, (наличие блуждающих токов, перекос фаз, токи утечки в кабеле, появление статических зарядов и т.д.), на корпусе скважинного оборудования возможно появление потенциалов различной полярности от 0,3 до 28 В., что при наличии достаточной скорости потока пластовой жидкости (электролита) может вызвать электрохимическое (анодное) разрушение брони кабеля, металлических поверхностностей оборудования, в том числе и обсадной колонны.
Известна установка погружного центробежного насоса, в которую входит погружной электронасосный агрегат, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемые в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, в нижней части установки размещается изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя соединенных в "звезду" через диодную сборку, причем ее «положительная» клемма подключена к электроду. Конструкция позволяет на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ вследствие перетоков в трехфазных обмотках электродвигателя при работе насоса и обеспечить катодную защиту металлического оборудования от коррозии и предупреждение накопление твердых отложений на защищаемом оборудовании (Патент РФ №2217579) (2) (прототип).
Недостатком устройства является опасность перенапряжения защиты и, тем самым, разрушение изоляционных покрытий насосно-компрессорных труб и коррозионного разрушения корпусных деталей установки.
Наиболее близким техническим решением является устройство защиты насосной установки от коррозии, состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, в нижней части установки размещается с помощью резьбовой муфты стекатель - центратор, включающий пакеты пружинных дисков, выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, направляющие и фиксирующие втулки, пружинные рессоры круглого сечения, штангу, полупроводниковый диод, штанговый изолятор, и гайки для силового замыкания конструкции стекателя (патент РФ №107274. МКИ Е21В 43/00 - прототип).
Однако недостатком этого устройства явление снижение надежности работы устройства из-за малого усилия прижатия рессор к эксплуатационной колонне давление в процессе лифтирования, что на практике приводит к электрохимической коррозии насосного оборудования в зоне контакта, а конструктивное увеличение контактного давления приводит к истиранию внутренней образующей поверхности эксплуатационной колонны при спуске оборудования в зону перфорации.
Целью изобретения является повышение эффективности предупреждения коррозионного разрушения скважинного оборудования, вызванного наличием блуждающих токов, перекоса фаз, токов утечки в кабеле, появлением статических зарядов на корпусных элементах, включаю колонну НКТ, в процессе добычи путем обеспечения контакта отекания наведенного потенциала на эксплуатационную колонну скважины в процессе работы скважинной установки.
Поставленная цель достигается тем, устройство защиты погружной насосной установи от коррозии, состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах (НКТ), оборудование устья, станцию управления и трансформатор, обеспечивается дополнительным размещением выше и ниже погружного электронасосного агрегата якорей - (трубодержателей).
Также, поскольку, основной причиной коррозионного разрушения и обрыва НКТ, а также фланцевых соединений насосных агрегатов является осевая вибрация, источник которой - конструкция входного модуля, вызывающая увеличение осевой вибрации в 2,8 раза по сравнению с радиальной, таким образом, предлагаемая конструкция позволит, при работе насоса снизить деформционно-напряженное состояние внутрискважинного оборудования, тем самым, повысить его коррозионную стойкость и обеспечить эффективность использования насосного фонда скважин.
На схеме изображено заявляемое устройство. Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии, состоит из погружного электронасосного агрегата - поз.1, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой - поз.2, насос поз. - 3, кабельную линию - поз.4, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах - поз.5; оборудование устья поз.6, станцию управления и трансформатор - поз.7, и дополнительно устанавливаемых выше и ниже погружного электронасосного агрегата якорей поз.8 и поз.9. Установка якорей обеспечивается через муфтовые резьбовые соединения поз.10.
Работа устройства осуществляется следующим образом. При спуске насосной установки и срабатывания якорных устройств, например ЯТ-О НПФ «Пакер» происходит сцепление плашек якорей с эксплуатационной колонной, обеспечивая надежный электрический контакт через корпус со скважинным оборудованием и обеспечивая отекание наведенных потенциалов.
Источники информации:
1. Патент РФ №2217579. МКИ Е21В 43/00
2. Патент РФ №107274. МКИ Е21В 43/00 - прототип).