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, перекоса фаз, токи утечки в кабеле, появление статических зарядов и т.д.) на корпусе скважинного оборудования возможно появление потенциалов различной полярности от 0 до 28 В., что при наличии достаточной скорости пока пластовой жидкости (электролита) может вызвать электрохимическое (анодное) разрушение брони кабеля, металлических поверхностностей оборудования в том числе и обсадной колонны.
Известен скважинный насос, представляющий собой вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами; спускаемыми в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и насосных штанг (1).
Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И.Бухаленко 2-е изд., переработанное и дополненное М.: Недра, 1990. - 559 с: ил. - (аналог).
Недостатком скважинного насоса является применимость только в малодебитных скважинах и необходимость использования сложного металлоемкого наземного оборудования (станок-качалка), а также, его ограниченная применимость при большом газовом факторе и большой кривизне скважин, характерной для кустового бурения и значительного износа из-за значительной коррозии в обводненных скважинах.
Наиболее близким техническим решением является 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.
Целью полезной модели является предупреждение коррозионного разрушения скважинного оборудования вызванного наличием блуждающих токов, перекоса фаз, токов утечки в кабеле, появлением статических зарядов на корпусных элементах в процессе добычи.
Поставленная цель достигается тем, что обеспечивается стекание электрических потенциалов образующихся на подземной части скважинного оборудования.
На фиг.1 схематически изображено заявляемое устройство.
Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии состоящее из погружного насосного агрегата включающего погружной электродвигатель (не показан), ниже которого с помощью резьбовой муфты поз.-1, установлен стекатель-центратор, включающий ниппель поз.-2, штангу поз.-3, пружинные рессоры круглого сечения - поз.4, выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, направляющие втулки поз.-5, эксплуатационную колонну поз.-6 и гайки поз.-7.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
За счет упругих деформаций эластичных элементов (пружинных рессор круглого сечения) поз.4 и направляющих втулок поз.5, обеспечивается электрический (гальванический) и механический (скользящий) контакт корпуса погружного электродвигателя с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны поз.6, уравнивания тем самым электрические потенциалы подземного оборудования и обсадной колонны, и исключая тем самым его электрохимическое разрушение.
Конструкция устройства, благодаря эластичности упругих элементов (пружинных рессор поз.4), не повреждает внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны во время спуска насосной установки, обеспечивает стекание электрических зарядов с брони кабеля и корпусных элементов установки электроцентробежного насоса. Одновременно обеспечивается центрирование насосной установки в эксплуатационной колонне поз 6, демпфируются вибрации и удары в ее нижней части и тем самым предотвращается разрушение цементного кольца за колонной. Также исключается образование и накопление продуктов коррозии, обеспечивается более высокая наработка подземного оборудования на отказ и увеличивается общий дебит добывающей скважины.
Источники информации:
1. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И.Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1990. - 559 с: ил, стр.53-58.
2. Патент РФ №2217579, приоритет от 05.04.2003.