RU107274U1 - Устройство защиты насосной установки от коррозии - Google Patents

Abstract

Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии, состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемые в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, отличающееся тем, что в нижней части установки размещается с помощью резьбовой муфты стекатель-центратор, включающий пакеты пружинных дисков, выполненные из коррозионностойкой, высоколегированной стали, направляющие и фиксирующие втулки, пружинные рессоры круглого сечения, штангу, полупроводниковый диод, штанговый изолятор и гайки для силового замыкания конструкции стекателя.

Description

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 корпусы 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 кабеля, металлических поверхностностей оборудования в том числе и обсадной колонны.

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 большом газовом факторе и большой кривизне скважин, характерной для кустового бурения и значительного износа из-за значительной коррозии в обводненных скважинах.

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, 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) (2)(прототип).

Недостатком устройства является опасность перенапряжения защиты и, тем самым, разрушение изоляционных покрытий насосно-компрессорных труб и коррозионного разрушения корпусных деталей установки.

Целью изобретения является предупреждение коррозионного разрушения скважинного оборудования вызванного наличием блуждающих токов, перекоса фаз, токов утечки в кабеле, появлением статических зарядов на корпусных элементах в процессе добычи путем стекания анодной составляющей наведенного потенциала на обсадную колонну скважины.

Поставленная цель достигается тем, что стекание электрических потенциалов положительной полярности образующихся на подземной части скважинного оборудования, что в нижней части установки размещается стекатель-центратор, состоящий из резьбовой муфты, пружинных рессор круглого сечения, выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, штанги и направляющих, фиксирующих втулок, полупроводникового диода и штангового изолятора.

На фиг.1 схематически изображено заявляемое устройство.

Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии состоящее из погружного насосного агрегата включающего погружной электродвигатель (не показан), ниже которого с помощью резьбовой муфты поз - 1, установлен стекатель-центратор, включающий резьбовую муфту поз. - 2, пакеты пружинных дисков, выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, поз.3 и 4, направляющих и фиксирующих втулок 5, 6, 7 и 8, пружинные рессоры круглого сечения - поз.9, штангу - поз.10, полупроводниковый диод поз.11, штангового изолятора 12, и гайки 13 для силового замыкания конструкции стекателя.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

За счет упругих деформаций эластичных элементов (пружинных рессор круглого сечения) поз.9 и пакетов пружинных дисков, выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, поз.3 и 4, обеспечивается электрический (гальванический) и механический (скользящий) контакт корпуса погружного электродвигателя с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, обеспечивая стекание «положительных» зарядов на эксплуатационную колонну. «Отрицательная» составляющая наведенного потенциала будет обеспечивать катодную защиту скважинного оборудования от электрохимической разрушения

Конструкция устройства, благодаря эластичности упругих элементов (пружинных рессор поз.9), не повреждает внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны во время спуска насосной установки, обеспечивает стекание электрических зарядов с брони кабеля и корпусных элементов установки электроцентробежного насоса. Одновременно обеспечивается центрирование насосной установки в эксплуатационной колонне пакетами пружинных дисков, выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, поз.3 и 4, демпфируются вибрации и удары в ее нижней части и, тем самым, предотвращается разрушение цементного кольца за колонной и снижается попадание механических частиц (проппанта, обломков горной породы и песка) в проточную часть насосной установки. Также исключается образование и накопление продуктов коррозии, и обеспечивается более высокая наработка подземного оборудования на отказ.

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. Патент РФ №2217579, приоритет от 05.04.2003.

Claims (1)

1. Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии, состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемые в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, отличающееся тем, что в нижней части установки размещается с помощью резьбовой муфты стекатель-центратор, включающий пакеты пружинных дисков, выполненные из коррозионностойкой, высоколегированной стали, направляющие и фиксирующие втулки, пружинные рессоры круглого сечения, штангу, полупроводниковый диод, штанговый изолятор и гайки для силового замыкания конструкции стекателя.