СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к устройствам, обеспечивающим продолжительную работу УЭЦН путем предотвращения засорения механическими примесями и отложениями солей.
Известно устройство для подачи реагента в скважину в виде многокамерного контейнера с реагентом в камерах, представляющих полые цилиндры с отверстиями, гидравлически связанными со скважиной и выполняющими роль вторичных дозирующих устройств, фильтров в каждой камере, выполняющих роль первичных дозирующих устройств, при этом отверстия расположены только в емкости предварительного смешивания, образованной между фильтром и глухой заглушкой камеры (Патент №2342519 РФ, E21B 37/06, 2008).
Данное устройство имеет ограниченные функциональные возможности и не обеспечивает продолжительную работу УЭЦН в скважинах, осложненных комбинацией осложняющих факторов - выпадением осадков солей и выносом механических примесей. Недостатком устройства является также неравномерное дозирование реагента в скважинную жидкость, так как в камерах концентрация реагента неизменно снижается из-за замещения растворенного и вынесенного из них реагента скважинной жидкостью. И наконец, первичные дозаторы в виде фильтров подвержены закупориванию механическими примесями, содержащимися в скважинной жидкости.
Известен скважинный фильтр, содержащий каркас, установленный на нем щелевой фильтровальный элемент из профилированной проволоки, отстойник, соединенный с полостью каркаса, и верхний патрубок, связанный с приемом насоса (Патент на полезную модель №98782 РФ, E21B 43/08, 2010).
Недостатком скважинного фильтра является то, что при смешанном характере осложнений в скважине задержанные на фильтре механические примеси цементируются отложениями солей, в результате чего снижается его пропускная способность и ресурс работы. Скважинный фильтр также не препятствует образованию осадка солей и на рабочих органах ЭЦН.
Наиболее близким к заявляемому является скважинное устройство для обработки жидкости, содержащее корпус с входными отверстиями, концентрично установленную в корпусе отводящую трубу, спиралевидную лопасть в кольцевой полости между корпусом и отводящей трубой и сборник примесей (Якимов С.Б., Афанасьев А.В., Шмонин П.А. Применение десендеров для защиты ЭЦН на пластах Покурской свиты // Новатор. 2009. №27. с.27-31. фиг.4).
Недостатком скважинного устройства является то, что сборник примесей служит только накопителем частиц, отделенных от скважинной жидкости. Применение такого устройства защищает рабочие органы ЭЦН от износа механическими частицами, но малоэффективно при высоком содержании растворенных солей в скважинной жидкости, выпадающих в виде твердого осадка на рабочих колесах и направляющих аппаратах.
Настоящая полезная модель решает задачу повышения эффективности работы скважинного устройства для обработки жидкости при комплексном воздействии осложняющих факторов, обеспечиваемой за счет расширения функций сборника примесей.
Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном устройстве для обработки жидкости, содержащем корпус с входными отверстиями, концентрично установленную в корпусе отводящую трубу, спиралевидную лопасть в кольцевой полости между корпусом и отводящей трубой и сборник примесей, согласно полезной модели, сборник примесей заполнен реагентом, а дозатором служит патрубок, соединяющий сборник примесей с корпусом.
На фиг. схематично изображено заявляемое скважинное устройство для обработки жидкости.
Скважинное устройство для обработки жидкости состоит из корпуса 1, сборника примесей 2, заполненного реагентом 3, и патрубка 4. Корпус 1 содержит центральную отводящую трубу 5 и спиралевидную лопасть 6, размещенную в кольцевой полости 7 между отводящей трубой 5 и корпусом 1. Геометрические характеристики спиралевидной лопасти 6 подбираются с учетом фракционного состава механических примесей в пластовой жидкости. В верхней части корпуса 1 выполнены входные отверстия 8. Патрубок 4, соединяющий корпус 1 со сборником примесей 2, служит дозатором реагента. В зависимости от химико-технологических характеристик скважинной жидкости и требуемой точности и продолжительности дозирования реагента целесообразно устанавливать патрубок 4 с диаметром и длиной, равными (0,5÷1)D и (1÷50)D соответственно, где D - диаметр сборника примесей 2. Состав реагента выбирается с учетом температуры, химического состава и обводненности скважинной жидкости, а его агрегатное состояние предпочтительно должно быть жидким.
Скважинное устройство для обработки жидкости работает следующим образом. При спуске в скважину сборник примесей 2 заполняют концентрированным жидким реагентом 3, например, ингибитором солеотложения. Длину сборника примесей и объем заливаемого ингибитора подбирают с учетом количественных показателей осложняющих факторов - содержания механических примесей и солей в скважинной жидкости, а также производительности используемого погружного насоса. К сборнику примесей 2 присоединяют патрубок 4 мерной длины и диаметра, а к патрубку 4 - корпус 1 с установленной в нем спиралевидной лопастью 6 и отводящей трубой 5. Далее собранное устройство для обработки жидкости подвешивают к основанию ПЭД и в составе УЭЦН опускают в скважину. При этом скважинная жидкость заполняет патрубок 4 и кольцевую полость 7 и одновременно насыщается ингибитором солеотложения из сборника примесей 2. Концентрация ингибитора в заполненном скважинной жидкостью патрубке 4 уменьшается снизу вверх, причем тем в большей степени, чем длиннее патрубок и меньше его диаметр.
Под действием создаваемого погружным насосом перепада давления скважинная жидкость, содержащая механические примеси и растворенные соли, поступает из межтрубного пространства через входные отверстия 8 в верхнюю часть корпуса 1. Оказавшись в кольцевой полости 7, жидкость движется вниз вдоль спиралевидной лопасти 6 и приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил и сил гравитации механические частицы смещаются в наружную часть потока жидкости, прижимаются к корпусу 1 и спиралевидной лопасти 6 и сползают по ним в патрубок 4, а затем под действием гравитации опускаются на дно сборника примесей 2.
Вращающийся поток скважинной жидкости по инерции движется вниз, также покидает кольцевую полость 7 и оказывается в патрубке 4, содержащем раствор ингибитора солеотложения. За счет образующихся в верхней части патрубка 4 вихревых течений происходит интенсивное перемешивание скважинной жидкости с раствором ингибитора солеотложения.
Скважинная жидкость, очищенная от механических примесей и насыщенная ингибитором солеотложения, разворачивается в патрубке 4 на 180° и устремляется вверх по центральной отводящей трубе 5. В конечном счете скважинная жидкость попадает в электроцентробежный насос (не показан), не вызывая износа его рабочих органов и отложения на них солей.
Механические примеси при осаждении в сборнике примесей 2 одновременно вытесняют из него в патрубок 4 объем ингибитора, эквивалентный их собственному объему. Благодаря этому в верхней части патрубка 4 постоянно восполняется унесенный скважинной жидкостью объем ингибитора, причем это происходит дозированными порциями, определяемыми, в том числе геометрическими размерами патрубка 4, выполняющего функцию дозатора.
Механические примеси, накопленные в сборнике примесей 2, могут быть удалены через центральную отводящую трубу 5 при ремонтных работах на скважине.
Заявляемое скважинное устройство для обработки жидкости без значительных конструкционных изменений позволяет одновременно с очисткой пластовой жидкости от механических примесей подавать в нее реагент, препятствующий отложению солей на рабочих органах ЭЦН.