УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ ОТ КОРРОЗИИ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности в частности к добыче нефти из скважин в осложненных геолого - технических условиях.
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 со значительной минерализацией.
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.
Данная 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).
Однако недостатком устройства является опасность перенапряжения защиты и, тем самым, разрушение изоляционных покрытий насосно-компрессорных труб и коррозионного разрушения корпусных деталей установки.
Известно также устройство для предупреждения коррозионного износа и твердых отложений на поверхностях скважинного оборудования, размещаемый в нижней части корпуса установки изолированный от корпуса электрод, выполненный из материала имеющего более высокий электрохимический потенциал, относительно стали и не имеющий контакта с обсадной колонной. Известно, что два металла, имеющие различные электрохимические потенциалы в электролите создают гальванический источник тока, работа которого влияет на скорость коррозии каждого из этих металлов. Металл, имеющий более высокий электрохимический потенциал (отрицательный) усиленно коррозирует, а скорость коррозии металла (стали) с большим положительным потенциалом уменьшается или полностью прекращается. Положительное решение по заявке №2004120083 [3]. Недостатком устройства, принятого за прототип, является недостаточная стойкость магниевого электрода из-за попадания через резьбовое соединение и изолирующие элементы пластовой жидкости внутрь жертвенного электрода.
Целью изобретения является повышение эффективности лифтирования в сложных геолого-технических условиях; искривленных скважинах, при интенсивной коррозии и парафиногидратоотложениях.
Указанная цель достигается тем, что устройство защиты погружной 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, изолированный от корпуса электрод, выполненный из имеющего более высокий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к обсадной колонне и корпуса установки и изолирующие элементы в изолирующих элементах на уплотняемых поверхностях выполнены проточки в которых расположены уплотнительные кольца.
На фиг. схематически изображено заявляемое устройство.
Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии состоящее из погружного насосного агрегата, включающего погружной центробежный насос 1 и двигатель 2 (электродвигатель с гидрозащитой), кабель в сборе Запускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 4, наземное электрооборудование: - трансформаторная комплексная подстанции 5, кабель 3, крепящийся к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 6. В крышке 7 торцевой части корпуса электродвигателя через резьбовой стержень 8 и изолирующие элементы 9 и 10 установлен «жертвенный» электрод 11, выполненный из металла имеющего более высокий электрохимический потенциал, например, (магний) 9, изолированного от обсадной колонны. Силовое замыкание конструкции обеспечивается гайкой 12. В изолирующих элементах 9 выполнены проточки в которые установлены уплотнительные кольца 13 и 14.
Устройство работает следующим образом.
2
2
Ниже погружного центробежного насоса под действием электрического поля вода, эмульгированная в нефти, и содержащая растворы солей, вследствие вторичных электрических реакций разлагается на молекулы водорода Н из атомов Н на катоде и молекулы кислорода O из радикалов ОН на аноде. Под действием созданного гальванического источника тока создаются условия разгазирования воды, эмульгированой в нефти, вследствие ее электролитического разложения, с образованием газовой фазы, препятствующей отложению гидратов и солей на поверхности колонн и образованию
высокодисперсной газожидкостной смеси пониженной плотности. На «жертвенном» электроде 11, являющимся анодом, будут происходить реакции окисления и коррозия будет происходить именно на этом электроде, обеспечивая эффект протекторной защиты и предотвращение соле и парафиногидратоотложений на установке погружного центробежного насоса и поверхности НКТ. Уплотнительные кольца 13 и 14 исключают попадание пластовой минерализованной воды в полость жертвенного электрода 11, повышая эффективность работы устройства.
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.
3. Положительное решение по заявке №2004120083/06 (021661)