УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ
PLANT FOR PRODUCING STEAM-GAS MIXTURE

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для парогазового воздействия на нефтяной пласт.
Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является проблема эффективности установок, повышение их КПД и надежности работы.
Известна установка для термогазохимического воздействия на нефтяной пласт и освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин, включающая термостойкий пакер, забойный парогазогенератор, шлангокабель, электрический нагреватель, насосное оборудование и запорно-регулирующую арматуру и емкости для оперативного запаса и перевозки топлива и воды, отличающаяся тем, что дополнительно содержит станцию контроля и управления процессами, образующую вместе с насосным оборудованием и запорно-регулирующей арматурой единую систему контроля и управления термогазохимическим воздействием на нефтяной пласт, забойный парогазогенератор выполнен разъемным и содержит стационарный корпус, спускаемый на насосно-компрессорных трубах (НКТ) и герметично-разъемно соединяемый с термостойким пакером, и глубинную извлекаемую часть, спускаемую на шлангокабеле, содержащую электрический нагреватель и дистанционные термометры для измерения температуры в камере сгорания забойного парогазогенератора и температуры парогазовой смеси в призабойной зоне, геофизический шлангокабель выполнен из полимерного материала и содержит полый канал для подачи запального топлива, электрические, силовые и сигнальные каналы, емкость для оперативного запаса топлива соединена с всасывающей линией насоса для закачки топлива, нагнетательная линия которого соединена с внутренней полостью НКТ, емкость для оперативного запаса воды соединена с всасывающей линией насоса для закачки воды, нагнетательная линия которого соединена через задвижку с затрубным пространством скважины, регулируемый привод насоса для нагнетания топлива соединен через станцию контроля и управления процессами с дистанционным термометром для измерения температуры в камере сгорания забойного парогазогенератора, регулируемый привод насоса для нагнетания воды соединен с дистанционным термометром для измерения температуры парогазовой смеси в призабойной зоне для регулирования температуры в заданных точках (патент РФ №2363837 от 05.09.2007 г., МПК Е21В 43/24 - прототип).
Указанная установка для термогазохимического воздействия на нефтяной пласт и освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин работает следующим образом.
Внутренняя полость насосно-компрессорных труб и забоя скважины заполняется расчетным количеством монотоплива, после чего включается в электросеть забойный электронагреватель парогазогенератора и производится электропрогрев корпуса парогазогенератора до температуры 300-600°C. В этом диапазоне температур происходит экзотермическая реакция разложения монотоплива.
По мере роста температуры и давления увеличивается производительность насосов для подачи монотоплива, и при достижении температуры 400°C и выше отключается электропитание забойного электронагревателя парогазогенератора и установка переводится на рабочий режим. Для регулирования температуры парогазовой смеси по затрубному пространству подается вода, которая, попадая в камеру смешения парогазогенератора, снижает ее температуру до заданного значения и поддерживает автоматически в этом режиме.
После закачки расчетного количества парогаза скважину закрывают на пропитку для конденсации паровой фазы и перераспределения флюидов в пласте.
Основными недостатками данной установки являются большие затраты, связанные с трудностями ремонта и обслуживания оборудования, расположенного в скважине, а также подачу монотоплива и воды в забойный парогазогенератор.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности парогазового воздействия на нефтяной пласт за счет оптимизации конструкции установки.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная установка для получения парогазовой смеси, согласно изобретению, содержит турбокомпрессор, включающий в себя компрессор и турбину, рабочие колеса которых закреплены на одном валу, водяной насос, расположенный со стороны компрессора и вал которого соединен с валом турбокомпрессора, при этом выход компрессора соединен с парогазогенератором, состоящим из смесительной головки, охлаждаемой камеры сгорания и камеры смешения, соединенной с входом турбины, а выход турбины соединен с испаряющим смесителем, представляющим собой охлаждаемую камеру, во внутренней полости которой расположены равномерно по окружности трубки, при этом один конец каждой трубки соединен с блоком подачи воды, сообщающимся с трактом охлаждения камеры и состоящим из двух днищ, соединенных между собой с помощью втулок, а другой конец упомянутой трубки установлен коаксиально в канале, имеющем форму трубки Вентури и выполненном в утолщенном днище, размещенном в выходной части камеры.
Предлагаемая конструкция установки для получения парогазовой смеси, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышение эффективности парогазового воздействия на нефтяной пласт за счет оптимизации конструкции установки.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная схема установки для получения парогазовой смеси, на фиг. 2 - продольный разрез испаряющего смесителя.
Установка для получения парогазовой смеси содержит турбокомпрессор 1, включающий в себя компрессор 2 и турбину 3, рабочие колеса которых закреплены на одном валу, водяной насос 4, расположенный со стороны компрессора 2 и вал которого соединен с валом турбокомпрессора 1, при этом выход компрессора 2 соединен с парогазогенератором 5, состоящим из смесительной головки 6, охлаждаемой камеры сгорания 7 и камеры смешения 8, соединенной с входом турбины 3, а выход турбины 3 соединен с испаряющим смесителем 9, представляющим собой охлаждаемую камеру 10, во внутренней полости 11 которой расположены равномерно по окружности трубки 12, при этом один конец каждой трубки 12 соединен с блоком подачи воды 13, сообщающимся с трактом охлаждения 14 камеры 10 и состоящим из днищ 15, 16, соединенных между собой с помощью втулок 17, а другой конец упомянутой трубки 12 установлен коаксиально в канале 18, имеющем форму трубки Вентури и выполненном в утолщенном днище 19, размещенном в выходной части камеры 10.
Предложенная установка для получения парогазовой смеси работает следующим образом.
Воздух из окружающей среды поступает в компрессор 2 турбокомпрессора 1 и далее в смесительную головку 6 парогазогенератора 5. Также в смесительную головку 6 поступает горючее. В камере сгорания 7 компоненты топлива перемешиваются и сгорают. Полученные высокотемпературные продукты сгорания поступают в камеру смешения 8. Также в камеру смешения 8 из тракта охлаждения камеры сгорания 7 подается вода. В камере смешения 8 поток высокотемпературных продуктов сгорания компонентов топлива разбавляются и охлаждаются водой. Парогазовая смесь, полученная в камере смешения 8 парогазогенератора 5, приводит в действие турбину 3 турбокомпрессора 1, связанную с компрессором 2 и водяным насосом 4, который, в свою очередь, обеспечивает подачу воды в тракт охлаждения камеры сгорания 7 парогазогенератора 5 и испаряющий смеситель 9. После срабатывания на турбине 3 турбокомпрессора 1 парогазовая смесь поступает через втулки 17, расположенные между днищами 15, 16 блока подачи воды 13 во внутреннюю полость 11 испаряющего смесителя 9.
Часть воды, поступающей из водяного насоса 4, направляется через тракт охлаждения 14 камеры 10 испаряющего смесителя 9 в блок подачи воды 13. Из блока подачи воды 13 вода поступает в трубки 12, где за счет передачи тепла от парогазовой смеси, находящейся во внутренней полости 11 испаряющего смесителя 9, постепенно испаряется.
Струя водяного пара, поступающая из трубки 12, засасывает за счет эжектирующего действия в канал 18 парогазовую смесь из внутренней полости 11 камеры 10. В канале 18 происходит смешение потоков водяного пара и парогазовой смеси. Полученная парогазовая смесь из каналов 18 поступает в нефтяной пласт.
Использование предложенного технического решения позволит повысить эффективность парогазового воздействия на нефтяной пласт за счет оптимизации конструкции установки.