RU123827U1

RU123827U1 - CORROSION PUMP UNIT PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: RU123827U1
Application number: RU2012136173/03U
Authority: RU
Inventors: Аркадий Рувимович Эпштейн; Валерий Анатольевич Костилевский; Антон Иванович Подъяпольский
Original assignee: Аркадий Рувимович Эпштейн
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2013-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам снижения скорости коррозии подземного скважинного оборудования от коррозии.The utility model relates to the field of the oil and gas industry, and in particular to devices for reducing the corrosion rate of underground downhole equipment from corrosion.

Сущность устройства защиты погружной насосной установи от коррозии, заключается в том, что устройство защиты погружной насосной установи от коррозии, состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, дополнительно, выше и ниже погружного электронасосного агрегата, через муфтовые резьбовые соединения установлены, якоря-трубодержатели. The essence of the corrosion protection device of a submersible pump installation is that the corrosion protection device of a submersible pump installation, which consists of an electric submersible pump unit that combines an electric motor with hydroprotection, a pump and a cable line, lowered into the well on lifting tubing; mouth equipment; the control station and the transformer, in addition, above and below the submersible electric pump unit, through the threaded couplings are installed, pipe anchors.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности в частности к добыче нефти из скважин в осложненных геолого-технических условиях.

The utility model relates to the oil industry, in particular, to oil production from wells in complicated geological and technical conditions.

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».In the late stages of oil field development, cases of premature failure of submersible pumping equipment in producing wells due to corrosion are becoming more frequent. There are wells where failure of submersible equipment develops within a few days after the descent. The most commonly destroyed submersible motor (PED) bodies and tubing. So, it was noted that this type of destruction accounts for 65% of all failures. Powerful PEDs are also especially damaged during high withdrawals of elevated fluid. Most of the facts of corrosion failures were noted in highly watered wells (more than 80%), i.e. submersible equipment which is in contact with a highly corrosive oil-in-water emulsion.

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.Under certain conditions (the presence of stray currents, phase imbalance, leakage currents in the cable, the appearance of static charges, etc.), potentials of different polarity from 0.3 to 28 V. may appear on the body of the downhole equipment, which if there is sufficient speed formation fluid (electrolyte) flow can cause electrochemical (anode) destruction of cable armor, metal surfaces of equipment, including casing.

Известна 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).A known installation of a submersible centrifugal pump, which includes a submersible electric pump unit that combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well on a lift tubing; mouth equipment; a control station and a transformer, in the lower part of the installation there is an electrode isolated from the housing, electrically connected to a common point of the motor windings connected to a "star" through a diode assembly, and its "positive" terminal is connected to the electrode. The design allows the electrode to obtain the potential difference relative to the tubing string due to overflows in the three-phase windings of the electric motor during pump operation and to provide cathodic protection of metal equipment from corrosion and to prevent the accumulation of solid deposits on the protected equipment (RF Patent No. 2217579) (2) (prototype).

Недостатком устройства является опасность перенапряжения защиты и, тем самым, разрушение изоляционных покрытий насосно-компрессорных труб и коррозионного разрушения корпусных деталей установки.The disadvantage of this device is the danger of overvoltage protection and, thus, the destruction of the insulating coatings of tubing and corrosion destruction of the body parts of the installation.

Наиболее близким техническим решением является устройство защиты насосной установки от коррозии, состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, в нижней части установки размещается с помощью резьбовой муфты стекатель - центратор, включающий пакеты пружинных дисков, выполненных из коррозионностойкой, высоколегированной стали, направляющие и фиксирующие втулки, пружинные рессоры круглого сечения, штангу, полупроводниковый диод, штанговый изолятор, и гайки для силового замыкания конструкции стекателя (патент РФ №107274. МКИ Е21В 43/00 - прототип).The closest technical solution is a corrosion protection device for a pumping unit, consisting of an electric submersible pump unit that combines an electric motor with hydroprotection, a pump and a cable line, lowered into the well by lifting tubing; mouth equipment; a control station and a transformer, in the lower part of the installation is placed a threaded centralizer with a threaded sleeve, which includes packages of spring disks made of corrosion-resistant, high-alloy steel, guide and fixing bushings, circular spring springs, a rod, a semiconductor diode, a rod insulator, and nuts for power circuit design of the stacker (RF patent No. 107274. MKI E21B 43/00 - prototype).

Однако недостатком этого устройства явление снижение надежности работы устройства из-за малого усилия прижатия рессор к эксплуатационной колонне давление в процессе лифтирования, что на практике приводит к электрохимической коррозии насосного оборудования в зоне контакта, а конструктивное увеличение контактного давления приводит к истиранию внутренней образующей поверхности эксплуатационной колонны при спуске оборудования в зону перфорации.However, the disadvantage of this device is the decrease in the reliability of the device due to the small force of pressing the springs to the production string pressure during the lifting process, which in practice leads to electrochemical corrosion of pumping equipment in the contact zone, and a constructive increase in contact pressure leads to abrasion of the inner forming surface of the production string when lowering equipment into the perforation zone.

Целью изобретения является повышение эффективности предупреждения коррозионного разрушения скважинного оборудования, вызванного наличием блуждающих токов, перекоса фаз, токов утечки в кабеле, появлением статических зарядов на корпусных элементах, включаю колонну НКТ, в процессе добычи путем обеспечения контакта отекания наведенного потенциала на эксплуатационную колонну скважины в процессе работы скважинной установки.The aim of the invention is to increase the effectiveness of the prevention of corrosion damage to downhole equipment caused by the presence of stray currents, phase imbalance, leakage currents in the cable, the appearance of static charges on the housing elements, I turn on the tubing string during production by providing contact of the induced potential swelling to the well production string during well installation work.

Поставленная цель достигается тем, устройство защиты погружной насосной установи от коррозии, состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах (НКТ), оборудование устья, станцию управления и трансформатор, обеспечивается дополнительным размещением выше и ниже погружного электронасосного агрегата якорей - (трубодержателей).This goal is achieved by the fact that the device for protecting the submersible pump installation from corrosion, consisting of an electric submersible pump unit that combines an electric motor with hydroprotection, a pump and a cable line, lowered into the well by lifting tubing, wellhead equipment, a control station and a transformer , is provided with additional placement above and below the submersible electric pump unit of the anchors - (pipe holders).

Также, поскольку, основной причиной коррозионного разрушения и обрыва НКТ, а также фланцевых соединений насосных агрегатов является осевая вибрация, источник которой - конструкция входного модуля, вызывающая увеличение осевой вибрации в 2,8 раза по сравнению с радиальной, таким образом, предлагаемая конструкция позволит, при работе насоса снизить деформционно-напряженное состояние внутрискважинного оборудования, тем самым, повысить его коррозионную стойкость и обеспечить эффективность использования насосного фонда скважин.Also, since the main cause of corrosion damage and breakage of tubing, as well as flange connections of pumping units, is axial vibration, the source of which is the design of the input module, causing an increase in axial vibration by 2.8 times compared to radial, thus, the proposed design will allow when the pump is running, reduce the deformation-stress state of downhole equipment, thereby increasing its corrosion resistance and ensuring the efficient use of the pumping stock of wells.

На схеме изображено заявляемое устройство. Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии, состоит из погружного электронасосного агрегата - поз.1, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой - поз.2, насос поз. - 3, кабельную линию - поз.4, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах - поз.5; оборудование устья поз.6, станцию управления и трансформатор - поз.7, и дополнительно устанавливаемых выше и ниже погружного электронасосного агрегата якорей поз.8 и поз.9. Установка якорей обеспечивается через муфтовые резьбовые соединения поз.10.The diagram shows the inventive device. The corrosion protection device of a submersible pump installation consists of an electric submersible pump unit - pos. 1, which combines the electric motor with hydraulic protection - pos. 2, pump pos. - 3, cable line - item 4, lowered into the well on a lift tubing - item 5; mouth equipment pos.6, control station and transformer - pos.7, and additionally installed above and below the submersible electric pump unit anchors pos.8 and pos.9. The installation of anchors is ensured through the coupling threaded connections pos.10.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При спуске насосной установки и срабатывания якорных устройств, например ЯТ-О НПФ «Пакер» происходит сцепление плашек якорей с эксплуатационной колонной, обеспечивая надежный электрический контакт через корпус со скважинным оборудованием и обеспечивая отекание наведенных потенциалов.The operation of the device is as follows. During the descent of the pump installation and the operation of anchor devices, for example, Yat-O NPF “Packer”, the dies of the anchors engage with the production string, providing reliable electrical contact through the housing with the downhole equipment and ensuring the ejection of induced potentials.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ №2217579. МКИ Е21В 43/001. RF patent №2217579. MKI E21B 43/00

2. Патент РФ №107274. МКИ Е21В 43/00 - прототип).2. RF patent No. 107274. MKI E21B 43/00 - prototype).

Claims

Corrosion protection device for a submersible pump installation, consisting of an electric submersible pump unit that combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well by lifting tubing; mouth equipment; control station and transformer, characterized in that above and below the submersible pump unit, through the threaded couplings are installed anchors-pipe holders.