УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ
DEVICE FOR GAS-VAPOUR MIXTURE PRODUCTION

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, МПК E21B 43/24  от 05.09.2007 г. - 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 парогазогнератора 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 подачей монотоплива и воды в забойный парогазогенератор.
Задачей изобретения являются 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 газотурбинный двигатель, состоящий из компрессора и турбины, рабочие колеса которых закреплены на одном валу, камеры сгорания, сообщенной с одной стороны с проточной частью компрессора и топливной магистралью, а с другой стороны - с проточной частью турбины, свободной турбины, вал которой связан с валом водяного насоса, дополнительную камеру сгорания, полости которой сообщены с одной стороны с выходом свободной турбины газотурбинного двигателя и топливной магистралью, а с другой стороны - со входом теплообменного аппарата, причем к другому входу теплообменного аппарата подключен водяной насос, а выходы теплообменного аппарата сообщены со струйным компрессором.
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.
Принципиальная схема установки для получения парогазовой смеси приведена на чертеже.
Установка для получения парогазовой смеси содержит газотурбинный двигатель 1, состоящий из компрессора 2 и турбины 3, рабочие колеса которых закреплены на одном валу, камеры сгорания 4, сообщенной с одной стороны с проточной частью компрессора 2 и топливной магистралью 5, а с другой стороны с проточной частью турбины 3, свободной турбины 6, вал которой связан с валом водяного насоса 7, дополнительную камеру сгорания 8, полости которой сообщены с одной стороны с выходом свободной турбины 6 газотурбинного двигателя 1 и топливной магистралью 5, а с другой стороны - со входом теплообменного аппарата 9, причем к другому входу теплообменного аппарата 9 подключен водяной насос 7, а выходы теплообменного аппарата 9 сообщены со струйным компрессором 10.
Предложенная установка для получения парогазовой смеси работает следующим образом.
Воздух из окружающей среды поступает в компрессор 2 газотурбинного двигателя 1 и далее в камеру сгорания 4. Часть топлива, поступающего из топливной магистрали 5 в установку получения парогазовой смеси, подается в камеру сгорания 4. В полости камеры сгорания 4 происходит сгорание топлива и охлаждение продуктов сгорания воздухом до требуемой температуры. Полученные в камере сгорания 4 продукты сгорания топлива направляются на турбину 3, приводящую в действие компрессор 2. После срабатывания на турбине 3 продукты сгорания топлива подаются на свободную турбину 6 газотурбинного двигателя 1, вал которой связан с валом водяного насоса 7. Из свободной турбины 6 продукты сгорания топлива поступают в дополнительную камеру сгорания 8, где происходит сгорание оставшейся части топлива, поступающего в установку, получение парогазовой смеси и повышение температуры продуктов сгорания топлива. Далее продукты сгорания топлива из дополнительной камеры сгорания 8 направляются в теплообменный аппарат 9, в котором происходит их охлаждение и испарение воды, поступающей в теплообменный аппарат 9 из водяного насоса 7. Из теплообменного аппарата 9 охлажденные продукты сгорания топлива и пар поступают в струйный компрессор 10, в котором пар играет роль активного газа, а продукты сгорания топлива  - пассивный газ. В струйном компрессоре 10 происходит смешение пара и продуктов сгорания топлива и образование парогазовой смеси, которая далее поступает в скважину.
Использование предложенного технического решения позволит повысить эффективность парогазового воздействия на нефтяной пласт за счет оптимизации конструкции установки.