УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в условиях отложений асфальтенов, парафинов и гидратов.
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 отложениях парафина, солей и гидратов, большом газовом факторе характерных при добыче обводненной нефти.
Целью изобретения является повышение эффективности лифтирования в сложных геолого-технических условиях; искривленных скважинах и при интенсивном асфальтопарафиногидратоотложении. 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, которые устанавливаются на расстоянии 20-30 м от устья скважины (2). Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И.Бухаленко 2-е изд., переработанное и дополненное - М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил, - прототип.
Однако недостатком устройства является сниженная производительность при осложненных геологических условиях при повышенной вязкости, значительном газовом факторе, значительных отложениях солей, асфальтопарафинов и гидратов в интервале глубин вечно мерзлых пород (50-400 м).
Цель достигается тем, что в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), дополнительно на геофизическом кабеле спускают электрод, оснащенный диэлектрическими центраторами, обеспечивающими электрическую изоляцию электрода от колонны НКТ и сальниковым устройством, обеспечивающим герметизацию колонны. В верхней (наземной) части геофизический кабель подключается к «положительному» полюсу источнику питания постоянного тока, «отрицательный» полюс которого подключается к устью скважины.
2
2
Таким образом, предлагаемая конструкция позволит на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ. В верхней части колонны подъемных труб под действием электрического поля вода, эмульгированная в нефти и содержащая растворы солей разлагается на молекулы водорода Н из атомов Н на катоде и молекулы кислорода О на аноде из молекул гидроксильной группы ОН. Образующие газы, обладая хорошей проникающей и разрушающей способностью в жидкой щелочной среде, обеспечивают на поверхности загрязненных поверхностей труб НКТ и насосных штанг очищающее воздействие. Микропузырьки газов, образующиеся на поверхности колонны насосных штаги НКТ, нарушают сцепление частиц парафина, солей, продуктов коррозии, песка и других механических отложений, облегчая их отрыв от металлических поверхностей глубинно насосного оборудования и восходящим потоком лифтируемой жидкости отложения выносятся на устье скважины. Как известно, частицы асфальтенов заряжены и поэтому могут связываться со смоляными или мальтовыми компонентами нефти путем электростатического, полярного и дисперсного взаимодействия и поэтому легко адсорбируются на поверхности НКТ. Использование электростатического поля противоположной полярности позволит снизить адгезию продуктов отложения на поверхности глубиннонасосного оборудования. Кроме очищающего воздействия, на поверхности труб образуются вещества, способствующие возникновению на на металле защитной пленки (пассивирующего агента). Таковым для стали являются сильные окислители, например, хорошим пассивирующим агентом
3
4
служат ионы ОН. Вследствие образования на поверхности металла тончайшего поверхностного слоя окиси (FеO-магнетит), создаются условия препятствующие дальнейшему окислению. Существование таких «оксидных пленок» доказано различными методами; поляризацией отраженного света, рентгенографическим путем и др. Одновременно, при подборе соответствующего режима, отмечено термическое воздействие характерное для работы ионно-плазменного генератора в электропроводящей жидкости, снижающее накопление гидратных отложений в интервале глубин вечномерзлых пород.
На фиг. схематически изображено заявляемое устройство.
Установка погружного центробежного насоса состоит из погружного центробежного насоса и двигателя 1 (электродвигатель с гидрозащитой), геофизического кабеля в сборе 2, спускаемого в скважину в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 3, наземного электрооборудования трансформаторной комплексной подстанции 4, кабеля 5, обеспечивающего подвод энергии к электродвигателю, который крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 6, входящими в состав насоса. Во фланце 7 устьевой арматуры через сальниковое уплотнительное устройство 8 спущен геофизический кабель 2 с электродом 9, и изолятором 10, обеспечивающими электрическую изоляцию электрода 9 и являющегося (анодом), от колонны труб НКТ-3 и электрически соединенного с «положительным» полюсом блока питания 11, размещенным на земной
поверхности, отрицательный полюс блока питания подключен к фланцу 7 устьевой арматуры скважины.
2
2
Устройство работает следующим образом. Выше 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 О из радикалов ОН на аноде и создаются условия разгазирования воды, с образованием газовой фазы, препятствующие отложению асфальтопарафиновых отложений, солей и гидратов на поверхности колонн и образованию высокодисперсной газожидкостной смеси пониженной плотности. На электроде 5, будут происходить реакции окисления и коррозия будет происходить именно на этом электроде, обеспечивая также эффект катодной защиты подземного оборудования.
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. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И.Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил, с.-113-137.