УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ ХИМИЧЕСКОГО РЕАГЕНТА
DOSED CHEMICAL REAGENT SUPPLY DEVICE

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для дозированной подачи жидких реагентов в нефте- или газопроводы или при паротепловой обработке призабойной скважины с целью повышения производительности скважины.
Известно устройство для дозированной подачи химреагента (патент РФ №20744950, МПК 8 Е21В 43/00, опубл. 21.04.1992 г.), включающее емкость для химического реагента с полым сливным реагентопроводом для подачи химического реагента в полость продуктопровода, камеру накопления газа с калиброванным отверстием.
Недостатком данного устройства является зависимость скорости подачи реагента от его количества, то есть чем меньше реагента, тем он быстрее вытекает.
Также известно устройство для дозированной подачи жидкого реагента (патент РФ №2312974, МПК 8 Е21В 37/06, F17D 1/16, опубл. в бюл. №35 от 20.12.2007 г.), включающее емкость для химического реагента с полым сливным реагентопроводом для подачи химического реагента в полость продуктопровода, камеру накопления газа для подачи его из полости продуктопровода в емкость для химического реагента, газопровод со стабилизатором перепада давления, выполненным в виде отдельной перегородки с калиброванным отверстием, расположенным в верхней части газопровода, причем перегородка установлена с возможностью перемещения на расстояние, обеспечивающее постоянный столб химического реагента для гидравлического сопротивления пузырькам всплывающего газа, и сифон с выходным патрубком, в котором также установлена с возможностью принудительного перемещения перегородка с калиброванным отверстием. Камера накопления газа выполнена в виде вертикальной цилиндрической емкости, в средней части которой расположен сифон, выполненный в виде поперечных герметичных верхней и нижней перегородок с концентрично установленной относительно цилиндрической емкости полой втулкой, которая загерметизирована относительно нижней перегородки, соединенной с верхней частью газопроводом, при этом камера накопления газа внизу снаружи полой втулки сообщена с емкостью для химического реагента полым сливным реагентопроводом, а внутри полой втулки - с продуктопроводом выходным патрубком, направленным вниз через нижнюю перегородку, причем полость камеры накопления газа, расположенная выше верхней перегородки, сообщена с верхней частью емкости для химического реагента.
Недостатком данного устройства является то, что для изменения параметров подачи химического реагента в продуктопровод необходимо изменять расстояния, зависящие от конструктивных размеров устройства, чего достигнуть очень сложно.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для дозированной подачи жидкого реагента (патент РФ №2161242, МПК 7 Е21В 37/06, F17D 1/16, опубл. в бюл. №36 от 27.12.2000 г.), включающее емкость для химического реагента с полым сливным реагентопроводом для подачи химического реагента в полость продуктопровода и камеру накопления газа для подачи его из полости продуктопровода в емкость для химического реагента, при этом устройство снабжено газопроводом со стабилизатором перепада давления, выполненным в виде отдельной перегородки с калиброванным отверстием в верхней части газопровода, при этом перегородка установлена с возможностью ее принудительного перемещения на расстояние, обеспечивающее постоянный столб реагента для гидравлического сопротивления пузырькам всплывающего газа, а полый сливной реагентопровод выполнен в виде сифона, в выходной части которого также установлена с возможностью принудительного перемещения перегородка с калиброванным отверстием.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, низкая точность дозирования химического реагента из емкости в продуктопровод, так как отсутствует регулировочное устройство, позволяющее дозировать химический реагент в продуктопровод;
- во-вторых, низкая эффективность смешивания, так как химический реагент попадает в основной поток продуктопровода из емкости самотеком, откуда уносится основным потоком продуктопровода.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности смешивания химического реагента в продуктопроводе перед закачкой смешанного продукта в скважину, а также повышение точности дозирования химического реагента из емкости в продуктопровод.
Поставленная техническая задача решается устройством для дозированной подачи химического реагента, включающим емкость для химического реагента с полым сливным реагентопроводом, оснащенным штуцером с калиброванным отверстием, для подачи химического реагента в полость продуктопровода и камеру накопления газа для подачи его газопроводом из полости продуктопровода в емкость для химического реагента.
Новым является то, что газопровод снабжен задвижкой и напрямую связывает камеру накопления газа с продуктопроводом, оснащенным изнутри эжектором, а снаружи - цилиндрическим кожухом, который через отверстия в продуктопроводе сообщен с камерой низкого давления эжектора, при этом цилиндрический кожух своими входными отверстиями сообщен с реагентопроводом, присоединенным снизу к емкости и оснащенным задвижкой, в которую вставлен штуцер.
На чертеже изображено предлагаемое устройство для дозированной подачи химического реагента.
Устройство для дозированной подачи химического реагента включает емкость 1 для химического реагента 2 с полым сливным реагентопроводом 3 для подачи химического реагента 2 в полость продуктопровода 4 и камеру накопления газа 5 для подачи его газопроводом 6 из полости продуктопровода 4 в емкость 1 для химического реагента 2.
Газопровод 6 снабжен задвижкой 7 и напрямую связывает камеру накопления газа 5 с продуктопроводом 4.
Продуктопровод 4 оснащен изнутри эжектором 8, а снаружи - цилиндрическим кожухом 9.
Цилиндрический кожух 9 через отверстия 10 продуктопровода 4 сообщен с камерой низкого давления 11 эжектора 8, также цилиндрический кожух 9 своими входными отверстиями 12 сообщен с реагентопроводом 3, присоединенным снизу к емкости 1 и оснащенным задвижкой 13, в которую вставлен штуцер (на фигуре не показано), имеющий калиброванное отверстие.
Устройство для дозированной подачи химического реагента работает следующим образом.
Предложенное устройство для дозированной подачи химического реагента может быть использовано, например, для паротепловой обработки призабойной зоны скважин, относящейся к методам повышения производительности скважины, при этом теплоносителем служит перегретый водяной пар, подаваемый в скважину от передвижной паровой установки (ППУ).
Добавление активного вещества, например углеводородного растворителя, в перегретый водяной пар при его закачке в скважину позволяет повысить качество обработки призабойной зоны скважины.
Применение данного устройства, устанавливаемого в нагнетательной линии ППУ, дает высокий эффект в тех скважинах, в которых производительность резко снижена из-за закупорки пор парафино-смолистыми отложениями.
Паропередвижную установку ППУ (не показано) соединяют посредством трубопровода высокого давления (продуктопровода 4) с устьем скважины. В продуктопровод 4 монтируют предложенное устройство для дозирования подачи химического реагента.
Емкость 1 заполняют химическим реагентом, например углеводородным растворителем, в требуемом объеме в зависимости от расхода основного потока (например, пара) по продуктопроводу 4, времени, соотношения пропорций дозирования пара и химического реагента 2, например (80%/20%).
Запускают в работу ППУ (не показано), которая подает поток перегретого водяного пара, например, при температуре 190-200°С в продуктопровод 4. Открывают задвижку 7 на газопроводе 6 и задвижку 13, в которую вставлен штуцер (не показано), имеющий калиброванное отверстие реагентопровода 3. Газопровод 6 из продуктопровода 4 обеспечивает дополнительное давление пара на химический реагент 2, находящийся в емкости 1. Штуцер с калиброванным отверстием, установленный в задвижку, 13 позволяет в зависимости от степени поворота задвижки 13 изменять пропускную способность калиброванного отверстия в зависимости от требуемого объемного или массового количества химического реагента, дозируемого и смешиваемого в потоке пара, что определяется расчетным путем.
Химический реагент 2 в расчетном количестве через штуцер с калиброванным отверстием задвижки 13 и входные отверстия 12 кожуха 9 попадает во внутреннее пространство 14 кожуха 9. В продуктопроводе 4 между эжектором 8 и выходными отверстиями 10 продуктопровода 4 образуется камера низкого давления 11, куда втягивается химический реагент 2 из внутреннего пространства 14 кожуха 9.
Далее химический реагент 2, оказавшийся в камере низкого давления 11, смешивается в продуктопроводе 4 за эжектором 8 (по направлению потока пара) с ускорившимся в эжекторе 8 потоком пара, вследствие чего за эжектором 8 в продуктопроводе 4 происходит интенсивное смешивание химического реагента с паром.
Образующаяся на выходном участке продуктопровода 4 паровая фаза представляет собой смешанный поток исходного перегретого водяного пара, отдавшего часть тепловой энергии и вновь образованного испарившегося пара из добавленной в исходный перегретый водяной поток пара химического реагента.
Далее смешанная в требуемой пропорции паровая фаза из продуктопровода 4 через устье скважины по колонне насосно-компрессорных труб (не показано) закачивается в призабойную зону пласта в заданном количестве, исходя из производительности одной установки ППУ, равной 4 тонны пара в час. Добавление (смешивание) химического реагента с перегретым водяным паром в процессе его закачки позволяет сократить как расход закачки самого перегретого водяного пара, так и повысить эффективность обработки (повысить производительность) самого пласта за счет закачки химического реагента (углеводородного растворителя).
Таким образом, закачку паровой фазы в скважину производят расчетное количество времени, после чего закрывают задвижку 7 на газопроводе 6 и задвижку 13 на реагентопроводе 3 и прекращают подачу пара от стационарной парогравитационной установки (ПГУ).
После закачки смешанного потока исходного перегретого водяного пара в скважину в заданном количестве ее закрывают на 2-5 суток, чтобы тепло передалось вглубь пласта (не показано) с целью его эффективной обработки. После этого в скважину спускают насосное оборудование и запускают ее в эксплуатацию.
Предлагаемое устройство для дозированной подачи химического реагента позволяет повысить эффективность смешивания химического реагента в продуктопроводе из-за принудительного втягивания химического реагента в камеру низкого давления в продуктопроводе. Кроме того, предлагаемое устройство благодаря наличию штуцера, имеющего калиброванное отверстие и вставленного в задвижку, позволяет повысить точность дозирования химического реагента в продуктопровод.