Устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии

Предложение относится к нефтяной промышленности, а именно к протекторным устройствам для скважинного оборудования, используемым для защиты от коррозии скважинного оборудования.
Известен протектор для защиты колонны насосно-компрессорных труб от коррозии в скважинах (патент на ПМ 60080, МПК C23F 13/00, E21B 37/06, опубл. 10.01.2007, бюл.1), содержащий анодные элементы, выполненные в виде полого цилиндра из материала, имеющего более высокий электрохимический потенциал по отношению к материалу колонны насосно-компрессорных труб, отличающийся тем, что цилиндр плотно установлен на конец насосно-компрессорной трубы снаружи, а масса каждого цилиндра составляет не менее 0,2% от массы одной насосно-компрессорной трубы.
Недостатком протектора является сложность установки контроля коррозии, подверженность трубы воздействию коррозионного разрушения.
Известно протекторное устройство для скважинного оборудования, скважинный узел и способ протекторной защиты (патент на ИЗ 2751766, МПК E21B 41/02, опубл. 16.07.2021, бюл. №20), содержащее удлиненный протектор по существу цилиндрической формы и армирующий элемент по существу цилиндрической формы, продолжающийся через весь протектор и содержащий концы, которые выступают за пределы протектора, причем оба выступающих конца снабжены резьбой, при этом на поверхности протектора предусмотрено множество канавок, и армирующий элемент выполнен составным и содержит по меньшей мере две части, жестко соединенные друг с другом посредством соединительного элемента, который выполнен по существу цилиндрической формы, причем диаметр соединительного элемента меньше диаметра составных частей армирующего элемента.
Недостатком протектора является невозможность контроля за растворением электрода протекторной защиты, возможность повреждения скважинного оборудования вследствие работы в агрессивной среде при отсутствии защиты от коррозии.
Наиболее близким является устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования и предотвращения падения его на забой скважины (патент на ПМ 173372, МПК E21B 41/02, E21B 23/01, опубл.19.04.2017, бюл. №24), выполненное в виде длинномерного протектора со стержневым армирующим элементом, на части поверхности которого, выступающей за край протектора, нанесена резьба, причем на наружной поверхности протектора выполнены продольные ребра, которые чередуются с пазами, имеющими П-образную форму, при этом протектор имеет активную цилиндрическую часть, выполненную из сплава алюминия с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием, а стержневой армирующий элемент выполнен во всю длину протектора, имеет круглую форму в поперечном разрезе, отличающееся тем, что стержневой армирующий элемент имеет участки, выступающие за край активной части протектора с обоих его торцов, и на эти участки нанесена резьба, причем один из указанных участков стержневого армирующего элемента с резьбой при помощи муфты соединен с ограничительной частью, выполненной в виде цельнометаллического патрубка, имеющего первую и вторую части разного наружного диаметра, причем наружный диаметр второй части превышает диаметр используемой для погружения скважинного оборудования обсадной колонны, при этом патрубок имеет на наружной поверхности продольные ребра, которые чередуются с пазами, имеющими П-образную форму.
Недостатком устройства является сложность конструкции и ограниченные функциональные возможности, из-за возможности применения только с электроцентробежными насосами, при этом невозможно производить контроль за растворением электрода протекторной защиты, возможность повреждения скважинного оборудования вследствие работы в агрессивной среде при отсутствии защиты от коррозии.
Технической задачей является создание простого и надежного устройства для защиты скважинного оборудования от коррозии, позволяющего производить контроль за растворением электрода протекторной защиты простыми механическими способами.
Техническая задача решается устройством для защиты скважинного оборудования от коррозии, включающее длинномерный протектор, на наружной поверхности которого выполнены продольные ребра, чередующиеся с пазами, со стержневым цилиндрическим полым армирующим элементом, оборудованным выступающими верхней и нижней резьбами для соединения со скважинным оборудованием и верхним и нижним упорами для фиксации протектора между ними, при этом протектор выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием.
Новым является то, что армирующий элемент выполнен сборным, состоящим из верхней и нижней частей с соответствующими упорами, верхняя часть вставлена в протектор и телескопически в нижнюю часть с возможностью продольного перемещения вниз с ударом верхнего упора о нижний при полном растворении протектора.
На фиг.1 представлен общий вид устройства.
На фиг.2 представлен вид в разрезе А-А.
Устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии включает длинномерный протектор 1 (фиг.1 и 2), на наружной поверхности которого выполнены продольные ребра 2, чередующиеся с пазами 3, со стержневым цилиндрическим полым армирующим элементом 4, оборудованным выступающими верхней 5 (фиг.2) и нижней 6 резьбами для соединения со скважинным оборудованием (не показано) и верхним 7 и нижним 8 упорами для фиксации протектора 1 между ними. Резьбы 5 и 6 могут быть изготовлены любых типоразмеров как наружными, так и внутренними, для соединения скважинного оборудования (пакера, якоря, ниппеля, трубы, штанг или т.п.) с колонной труб или штангами (не показаны) для спуска в скважину (не показана). Протектор 1 выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием. Армирующий элемент 4 выполнен сборным, состоящим из верхней 9 и нижней 10 частей с соответствующими упорами 7 и 8. Верхняя часть 9 армирующего элемента 4 вставлена в протектор 1 и телескопически в нижнюю часть 10 с возможностью продольного перемещения вниз с ударом верхнего упора 7 о нижний 8 при полном растворении протектора 1. От разъединения нижней части 10 от верхней при работе может быть применен, например, упор 11.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на чертежах (фиг.1 и 2) не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
На колонне насосно-компрессорных труб или штангах в скважину спускают скважинное оборудование (например, насос, пакер или т.п.) с предварительно установленным заявленным устройством при помощи резьб 5 и 6. Во время спуска и работы скважинного оборудования жидкость будет протекать по чередующимся пазам 3 (фиг.1) между продольных ребер 2 протектора 1, снижая сопротивления потоку жидкости. При этом ребра 2 играют роль также центратора для скважинного оборудования, исключая его повреждение о стенки скважины. Так как протектор 1, расположенный на армирующем элементе 4, выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием, то весь срок службы протектора 1 он будет защищать от коррозии оборудование, при этом сам уменьшаясь в размерах. Со временем протектор 1 (фиг.2) будет полностью разрушен коррозией и продольными нагрузками, в результате освободится расстояние между упорами 7 и 8 соответствующих частей 9 и 10 армирующего элемента 4. Поэтому при ходе вниз штанг или колонны труб (при работе насосного оборудования) или при спускоподъемных операциях за счет поршневания (повышенного сопротивления в жидкости) оборудования произойдет смещение вниз верхней части 9 относительно нижней части 10 до удара верхнего упора 7 о нижней 8, что фиксируется вибрацией со звуком колонны труб или штанг, а также скачком показаний на устьевом индикаторе вес (УИВ - не показан), без использования электронного и сложного оборудования для контроля (ненадежного), значительно удешевляя этот процесс, который происходит в любой момент времени и в течение всего срока службы протектора 1. После чего устройство извлекается на колонне труб или штангах из скважины в нем заменяют протектор 1, который устанавливают на армирующий элемент 4 между упорами 7 и 8, и опять спускают в скважину.
Предлагаемое устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии простое и надежное по конструкции, при этом позволяет производить контроль за растворением электрода протекторной защиты простым механическим способом.