УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ РЕАГЕНТА В СКВАЖИНУ, НАЗЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И СПОСОБ ПОДАЧИ РЕАГЕНТА
DEVICE FOR CHEMICAL INJECTION IN WELL, SURFACE EQUIPMENT AND METHOD OF CHEMICAL INJECTION

Группа изобретений относится к области нефтедобычи, в частности к способам регулируемой подачи в скважину и наземному трубному оборудованию разных по физическому состоянию и назначению реагентов, а также относится к оборудованию, предназначенному для подачи реагентов в поток жидкости.
Известен контейнер химреагента по патенту №2135743, «Скважинная дозирующая насосная установка» (опубл. 27.09.1999), выполненный по типу "труба в трубе", в нем установлен в качестве дозатора струйный аппарат, причем струйный аппарат и внутренняя труба оснащены по входу добываемой жидкости обратным клапаном типа "шарик-пружина", и клапан по входу внутренней трубы имеет более жесткую пружину или более легкий шарик по сравнению с клапаном по входу струйного аппарата.
Недостатком данного вида контейнеров является то, что они не предназначены для разных по физическому состоянию и назначению реагентов. Выполнение контейнера химреагента по типу «труба в трубе» является не технологичным, одноразовым.
Известно «Устройство для подачи реагента в скважину» по патенту №2490427 (опубл. 29.03.2012), состоящее из заполненных реагентом цилиндрических контейнеров с торцевыми заглушками, соединенных муфтами, и дозаторов, сообщающихся с камерами смешения, гидравлически связанных со скважиной, причем в каждом контейнере установлен вал с резьбовыми окончаниями, завинченными в осевые резьбовые отверстия торцевых заглушек, дозатор выполнен в верхней части вала в виде осевого канала и сообщающихся с ним радиальных отверстий, а камеры смешения расположены внутри муфт, устройство для подачи реагента в скважину может быть выполнено из стеклопластиковой трубы или из тонкостенной трубы из нержавеющей стали.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, а также то, что данные устройства не предназначены для разных по физическому состоянию и назначению реагентов.
Известно «Устройство для обработки скважинной жидкости» по патенту №2165009 (опубл. 10.04.2001), содержащее корпус в виде патрубка, внутри которого размещен твердый реагент, причем патрубок соединен с башмаком лифтовых труб, имеет в верхней части радиальные каналы, площадь сечения которых не менее площади сечения лифтовых труб, при этом твердый реагент размещен ниже радиальных каналов патрубка и выполнен с открытой пористостью для прохода через него и верхний конец патрубка в лифтовые трубы восходящего потока скважинной жидкости.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, нетехнологичность, а также то, что данные устройства не предназначены для разных по физическому состоянию и назначению реагентов.
Наиболее близким к заявляемому устройству является решение, выбранное в качестве прототипа «Устройство для подачи реагента в скважину» по патенту №2405915 (опубл. 09.10.2009), выполненное в виде камерного контейнера, состоящего их отдельных камер для размещения в них реагента, представляющих полые цилиндры с регулируемыми вторичными дозирующими механизмами, гидравлически связанными со скважиной, причем в каждой камере контейнера установлены регулируемые первичные дозирующие механизмы для реагентов разных видов, разного физического состояния и разного назначения, заполняющих камеры контейнера, при этом регулируемые вторичные дозирующие механизмы, через которые осуществляется гидравлическая связь с внутрискважинным или внутритрубным пространством, расположены в той части камер контейнера, которая образуется между регулируемыми первичными дозирующими механизмами и глухой заглушкой камеры в емкости предварительного смешивания.
Недостатком данного устройства для подачи реагента в скважину является то, что используемые в нем контейнеры являются одноразовыми, что не экономично и не технологично.
Известен «Способ подачи жидких и твердых реагентов» по патенту 2342519 (опубл. 13.10.2006), заключающийся в том, что размещают устройство с реагентом в стволе скважины или во внутритрубном пространстве нефтепромыслового оборудования и осуществляют растворение реагента добываемой жидкостью, проникающей в устройство, выполненное в виде связанного с лифтовыми трубами или внутритрубным пространством камерного контейнера, представляющего собой несколько полых цилиндров с отверстиями, гидравлически связанных со скважиной или внутритрубным пространством поверхностного нефтепромыслового оборудования, при этом указанным устройством осуществляют дозированную подачу жидких и/или твердых реагентов, а камерный контейнер состоит из последовательно соединенных по торцам камер с установленными в каждой камере фильтрами или фильтром, выполняющими роль первоначально дозирующих устройств, указанные камеры заполняют реагентами, при этом указанные камеры через отверстия, расположенные в емкости предварительного смешивания, образованной между фильтром и глухой заглушкой камеры, связаны гидравлически с внутрискважинным или внутритрубным пространством.
Недостатком данного способа является то, что при его использовании применяется не экономичное и не технологичное оборудование.
Наиболее близким к заявляемому способу является «Способ подачи реагента в скважину» по патенту №2405915 (опубл. 09.10.2009), выбранный в качестве прототипа, в котором используют камерный контейнер из последовательно соединенных по торцам камер с установленными в каждой камере регулируемыми первичными дозирующими механизмами, при этом указанные камеры заполнены реагентом одного или разных видов и разного физического состояния жидких или твердых, при этом указанные камеры через регулируемые вторичные дозирующие механизмы, расположенные в емкости предварительного смешивания, образующейся между регулируемым первичным дозирующим механизмом и глухой заглушкой камеры, связаны гидравлически с внутрискважинным или внутритрубным пространством.
Недостатком данного способа является то, что в данном способе используются одноразовые контейнеры, кроме того, нефтедобывающие предприятия не могут заказать и оплатить известные устройства (контейнеры с реагентом (реагентами) для всего, осложненного отложениями солей, асфальто-смоло-парафиновых веществ (АСПВ), коррозией и образованием эмульсий, фонда добывающих скважин).
Предлагаемым изобретением решается задача удобства дозирования, обеспечения технологичности устройства регулируемой подачи реагентов в зависимости от технических и технологических параметров работы каждой конкретной скважины, исключение потери реагента в процессе его транспортировки от изготовителя до конкретной скважины, экономия материальных ресурсов.
Для достижения указанного технического результата устройство для подачи жидкого и/или твердого, пастообразного, порошкообразного, гранулированного реагента в скважину или во внутритрубное пространство поверхностного нефтепромыслового оборудования, выполненное в виде контейнера, состоящего из секций и вторичных регулируемых дозирующих механизмов, причем в каждой секции контейнера расположены один или несколько картриджей с реагентом, содержащих корпус с внутренней камерой, который с торцов закрыт заглушками с регулируемыми первичными дозирующими механизмами или с одного торца глухой заглушкой, а со второго - заглушкой с регулируемыми первичными дозирующими механизмами, картридж/и закреплены посредством фиксирующих механизмов, выполненных в стенках секции контейнера, при этом регулируемые вторичные дозирующие механизмы, через которые осуществляется гидравлическая связь с внутрискважинным или внутритрубным пространством, расположены в той части секций контейнера, которая образуется между регулируемыми первичными дозирующими механизмами картриджей и: глухой заглушкой секции контейнера, или концом секции контейнера или другим картриджем.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что в каждой секции контейнера расположены один или несколько картриджей с реагентом, содержащих корпус с внутренней камерой, который с торцов закрыт заглушками с регулируемыми первичными дозирующими механизмами или с одного торца глухой заглушкой, а со второго - заглушкой с регулируемыми первичными дозирующими механизмами, картридж/и закреплены посредством фиксирующих механизмов, выполненных в стенках секции контейнера, при этом регулируемые вторичные дозирующие механизмы, через которые осуществляется гидравлическая связь с внутрискважинным или внутритрубным пространством, расположены в той части секций контейнера, которая образуется между регулируемыми первичными дозирующими механизмами картриджей и: глухой заглушкой секции контейнера, или концом секции контейнера или другим картриджем.
Для достижения указанного технического результата в способе подачи реагента в нефтедобывающую скважину или во внутритрубное пространство поверхностного нефтепромыслового оборудования, включающем размещение устройства с реагентом в стволе скважины или во внутритрубном пространстве поверхностного нефтепромыслового оборудования и растворение реагента добываемой жидкостью, проникающей в устройство в виде контейнера, связанного со скважиной или внутритрубным пространством, указанным устройством осуществляют дозированную подачу жидких и/или твердых порошкообразных, пастообразных и/или гранулированных реагентов, причем в качестве указанного устройства используют устройство, выполненное в виде контейнера, состоящего из секций по п. 1.
Отличительными признаками предлагаемого способа, включающего размещение устройства с реагентом в стволе скважины или во внутритрубном пространстве поверхностного нефтепромыслового оборудования является то, что в качестве указанного устройства используют устройство, выполненное в виде контейнера, состоящего из секций по п. 1.
Благодаря наличию этих признаков облегчается доставка химреагентов не только на скважину, но и во внутритрубное пространство. Также повышается эффективность использования химреагентов за счет удобства осуществления подачи и дозировки реагентов в скважину, ввиду того, что контейнер из одноразового становится многоразовым. Кроме того, за счет предлагаемого регулируемого способа подачи реагентов можно увеличить количество ступеней дозирования, что приведет к более точной дозировке химреагента, что, в свою очередь, обеспечивает длительный, стабильный, минимальный, эффективный и достаточный вынос реагента.
Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.
На фиг. 1 показан картридж с глухой заглушкой с одного торца и с заглушкой с регулируемыми первичными дозирующими механизмами с другого конца.
На фиг. 2 показан картридж, с двух концов которого закреплены заглушки с регулируемыми первичными дозирующими механизмами.
На фиг. 3 показано устройство для подачи жидкого и/или твердого, пастообразного, порошкообразного, гранулированного реагента в скважину.
Картридж 1 содержит корпус с внутренней камерой. Корпус картриджа 1 может быть выполнен из трубы или из непроницаемой оболочки, например из полиэтиленового шланга. Внутренняя камера картриджа образуется после того, как корпус картриджа с одного торца закрыт глухой заглушкой 2 и заглушкой с регулируемыми первичными дозирующими механизмами 3 (фиг. 1) со второго, или с 2-х концов закрыт заглушками с регулируемыми первичными дозирующими механизмами 3 (фиг. 2).
Для изготовления одного картриджа 1 берут, например, отрезок трубы диаметром 50-170 мм и длиной 0,5-5 м, с одного конца трубы или с одного торца глухой заглушкой 2, а со второго - заглушкой с регулируемыми первичными дозирующими механизмами 3 (фиг. 1), или с 2-х концов крепят заглушку с регулируемыми первичными дозирующими механизмами 3 (фиг. 2), причем картридж 1 заполняют жидким и/или твердым реагентом 4 одного или разных направлений действия. Картридж/и 1 помещают в секцию контейнера 5. Картридж/и 1 закрепляются посредством фиксирующих механизмов 6. Регулируемые вторичные дозирующие механизмы 7 в секции контейнера 5 изображены на чертеже 3. Секции соединены между собой последовательно по торцам посредством гибкой связи 8 или жестко муфтой 9. Картриджи с реагентом могут поставляться на нефтедобывающие предприятия в контейнере и без него, что увеличит технологичность производства и экономию материальных ресурсов. Секции контейнера могут быть закрыты с двух или одного торцов заглушками 10.
Секции контейнера с картриджами, соединенные между собой, присоединяются к нижней точке глубинно-насосного оборудования скважин или к лифтовым трубам или помещается в наземный трубопровод и работают следующим образом: добываемая жидкость через регулируемые вторичные дозирующие механизмы 7, находящиеся в части секции (емкости для предварительного смешивания 11), попадает в емкость предварительного смешивания.
Емкость для предварительного смешивания 11 образуется между регулируемыми первичными дозирующими механизмами картриджей 3 и: глухой заглушкой 10 секции контейнера 5 или концом секции контейнера 5 или другим картриджем 1.
Часть добываемой жидкости через регулируемый первичный дозирующий механизм 3 попадает в картридж с реагентом, в котором начинается его растворение. Далее насыщенный раствор реагента через регулируемый первичный дозирующий механизм 3 попадает в емкость для предварительного смешивания 11, где его концентрация уменьшается за счет смешивания с добываемой жидкостью. Этот раствор через регулируемый вторичный дозирующий механизм 7 поступает в жидкость, находящуюся в трубном пространстве скважины или во внутритрубном пространстве поверхностного нефтепромыслового оборудования. Процесс растворения и выхода реагента в добываемую жидкость идет постоянно и до полного его растворения. Таким образом, происходит длительная, стабильная самодозировка реагента, без дополнительных насосов и др. дозирующих устройств в минимальных, эффективных и достаточных концентрациях с учетом технико-технологических параметров работы конкретной скважины, под который настраиваются первичные и вторичные регулируемые дозирующие механизмы. Далее обработанная таким образом жидкость поступает в лифтовые трубы или идет по технологической цепочке.
Предлагаемый регулируемый способ подачи реагентов обеспечивает без дополнительных дозирующих устройств длительный, стабильный, минимальный, эффективный и достаточный вынос жидких и твердых реагентов различного химического состава и направления действия (ингибиторов АСПО, коррозии, солеотложения и образования эмульсии) с учетом технико-технологических параметров работы конкретной скважины.
Кроме того, контейнер с предлагаемым регулируемым способом подачи реагентов с учетом параметров работы конкретной скважины, состоящий из отдельных секций со сменными картриджами, легко транспортируется в собранном с картриджами и заправленном реагентом состоянии, что не требует привлечения специального оборудования и средств для их транспортировки, сборки и заправки на месторождении и обеспечивает доставку реагента до самой скважины и, по сравнению с известным устройством, полностью исключает его потери в процессе транспортировки. Также нефтедобывающие предприятия получают возможность перезаправки контейнеров сменными картриджами, что позволяет экономить трудовые, материальные, временные ресурсы, позволяет осуществлять процесс заправки секций контейнера реагентом на месте добычи.
Постоянный и стабильный характер растворения жидких и/или твердых реагентов во всех картриджах, расположенных в секциях контейнера, свободное поступление добываемой жидкости любой плотности, вязкости и обводненности через регулируемые механизмы в картриджи, расположенные в секциях контейнера к жидким и твердым реагентам обеспечивает автономный длительный, стабильный минимальный, эффективный и достаточный вынос реагентов различного химического состава и направления действия (ингибиторов АСПО, коррозии, солеотложения и образования эмульсий) с учетом технико-технологических параметров работы конкретной скважины.
Кроме того, контейнер с регулируемой подачей реагентов позволяет подавать жидкие и твердые реагенты в скважины как с прямым, так и с искривленным стволом, в том числе и при пакерной компоновке, его можно применять в скважинах, оборудованных ЭЦН, ШГН и фонтанных, добывающих нефть из коллекторов с разной степенью проницаемости и любым пластовым давлением.