ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОНАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности в частности к добыче нефти из скважин в осложненных геолого-технических условиях.
На поздних стадиях разработки нефтяных месторождений учащаются случаи преждевременного выхода из строя погружного насосного оборудования в добывающих скважинах по причине коррозии. Встречаются скважины, на которых отказ погружного оборудования развивается в течение нескольких суток после спуска. Наиболее часто разрушаются корпуса погружных электродвигателей (ПЭД) и насосно-компрессорные трубы. Так, отмечалось, что этот вид разрушений составляет 65% всех отказов. Особенно часто повреждаются мощные ПЭД и при высоких отборах лифтируемой жидкости. Большинство фактов коррозионных отказов отмечено на высокообводненных скважинах (больше 80%), т.е. погружное оборудование которых контактирует с высоко коррозионно-агрессивной эмульсией типа «нефть в воде».
При определенных условиях, (наличие блуждающих токов, перекос фаз, токи утечки в кабеле, появление статических зарядов и т.д.), на корпусе скважинного оборудования возможно появление потенциалов различной полярности от 0,3 до 28 В., что при наличии достаточной скорости потока пластовой жидкости (электролита) может вызвать электрохимическое (анодное) разрушение брони кабельной линии, металлических поверхностностей оборудования, в том числе и эксплуатационной колонны.
Известным 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, в нижней части установки размещается изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя соединенных в "звезду" через диодную сборку, причем ее «положительная» клемма подключена к электроду. Конструкция позволяет на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ вследствие перетоков в трехфазных обмотках электродвигателя при работе насоса и обеспечить катодную защиту металлического оборудования от коррозии и предупреждение накопление твердых отложений на защищаемом оборудовании (Патент РФ №2217579) (1) (аналог).
Недостатком устройства является опасность перенапряжения защиты и, тем самым, разрушение изоляционных покрытий насосно-компрессорных труб и коррозионного разрушения корпусных деталей установки.
Наиболее близким техническим решением является установка погружного центробежного насоса, направленная на дренирование статических зарядов и блуждающих токов возникающих в системе «насосный агрегат - обсадная колонна». Устройство включает упругие элементы, выполненные в виде дугообразных рессор круглого сечения, направляющих и фиксирующих втулок, штангу и гаек для силового замыкания конструкции (полезная модель №107274 (2) (прототип).
Недостатком устройства является сложность конструкции, недостаточная площадь контакта рессор с эксплуатационной колонной, малый ресурс в сероводородных флюидах, а также низкая эффективность защиты от коррозии колонны НКТ и брони кабельной линии.
Целью изобретения является предупреждение коррозионного разрушения скважинного оборудования вызванного наличием блуждающих токов, перекоса фаз, токов утечки в кабеле, появлением статических зарядов на корпусных элементах, броне кабельной линии и колонне НКТ в процессе добычи, путем стекания наведенного потенциала на эксплуатационной колонну скважины.
Поставленная цель достигается тем, что погружной электронасосный агрегат, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах, отличается тем, что на броне кабельной линии и колонне НКТ, в местах максимальной кривизны скважины, определяемых методами инклинометрии, установлены с помощью винтов, центраторы с пружинными рессорами плоского сечения, выполненные из коррозионностойкой, высоколегированной стали.
На фиг.1 схематически изображено заявляемое устройство.
На колонну НКТ поз.1 с помощью винтов поз.2, устанавливаются центраторы поз.3 с пружинными рессорами плоского сечения поз.4, выполненные из коррозионностойкой и высоколегированной стали, крепление кабельной линии поз.5, к колонне НКТ поз.1 производится хомутами поз 6, пропущенных внутри пружинных рессор 4.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
За счет упругих деформаций эластичных элементов (пружинных рессор плоского сечения) поз.4 выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, обеспечивается электрический (гальванический) контакт труб НКТ поз.1. с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны (на фиг. не показана), обеспечивая стекание наведенных зарядов на эксплуатационную колонну и, тем самым, обеспечивая дренажную защиту скважинного оборудования на нескольких участках колонны НКТ. Одновременно, обеспечивается центрирование и демпфирование спускаемого оборудования в эксплуатационной колонне.
Конструкция устройства, благодаря эластичности упругих элементов (пружинных рессор поз.4), не повреждает внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны во время спуска насосной установки, одновременно демпфируя вибрации и удары и, тем самым, предотвращая разрушение цементного кольца за эксплуатационной колонной. Также исключается образование и накопление продуктов коррозии, и обеспечивается более высокая наработка подземного оборудования на отказ.
Источники информации:
1. Патент РФ №2217579
2. Полезная модель №107274.