RU186377U1 - Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины - Google Patents

Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины Download PDF

Info

Publication number
RU186377U1
RU186377U1 RU2018116253U RU2018116253U RU186377U1 RU 186377 U1 RU186377 U1 RU 186377U1 RU 2018116253 U RU2018116253 U RU 2018116253U RU 2018116253 U RU2018116253 U RU 2018116253U RU 186377 U1 RU186377 U1 RU 186377U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
separator
well
electric motor
energy
Prior art date
Application number
RU2018116253U
Other languages
English (en)
Inventor
Расим Наилович Ахмадиев
Клара Фаткуллиновна Габдрахманова
Гульнара Ришадовна Измайлова
Валерий Эдуардович Габдрахимов
Юлий Андреевич Гуторов
Original Assignee
Расим Наилович Ахмадиев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Расим Наилович Ахмадиев filed Critical Расим Наилович Ахмадиев
Priority to RU2018116253U priority Critical patent/RU186377U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU186377U1 publication Critical patent/RU186377U1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B36/00Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к средствам извлечения геотермальной энергии из продукции нефтегазовых скважин и может использоваться в качестве альтернативных источников энергии. Задачей заявляемой полезной модели является повышение рентабельности извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины. Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины содержит скважинный насос с электродвигателем, скважинный сепаратор для разделения продукции нефтяной скважины на нефть, подаваемую по нефтепроводу на поверхность, и воду, подаваемую по водопроводу на вход наземного блока преобразования тепловой энергии пласта в электрическую. Указанный сепаратор в скважине установлен на жесткой подвеске, закрепленной на устье скважины, к сепаратору жестко подсоединен при помощи отрезка насосно-компрессорной трубы насос с электродвигателем, ниже которого размещен блок топливных батарей, электрически соединенный с указанным электродвигателем. 1 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к средствам извлечения геотермальной энергии из продукции нефтегазовых скважин и может использоваться в качестве альтернативных источников энергии.
Известен способ извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины (пат. РФ №2592913, приор. 04.06.2015, опубл. 27.97.2016), который реализуется с помощью геотермальной установки, расположенной на участке нефтяного месторождения с повышенным геотермическим градиентом на устье скважины, содержащей электропогружной насос для подъема добываемой продукции, представляющей собой смесь нефти с водой, из скважины на поверхность. К электропогружному насосу проведен электрокабель для питания от шкафа управления. Под электропогружным насосом установлен сепаратор для отделения нефти от сопутствующей воды.
Добываемая продукция на поверхности направлена в продуктопровод для воды и в нефтепровод.
Геотермальная установка содержит наземный блок теплонасоса с внутренним замкнутым контуром, проходящим через испаритель, конденсатор, компрессор и редукционный клапан.
Через испаритель также проходит отвод продуктопровода, а через конденсатор проходит отвод теплопропровода.
Известная геотермальная установка предназначена для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины, расположенной на нефтяном месторождении с повышенным геотермическим градиентом, обеспечиваемым высокой температурой разрабатываемого нефтяного пласта, и может быть рентабельной при пластовой температуре около 100 С и выше.
На территории нефтяных месторождений, например, Урало-Поволжского региона, в эксплуатации находится значительный фонд скважин, имеющих температуру на забое от 30 до 45 град. С, в которых применение способа и устройства по пат РФ №2592913 становится не рентабельным.
Известно изобретение по пат. РФ №2168008 (приор. 26.05.1999 г., опубл. 27.05.2001 г.) «Способ повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин и скважинный нагреватель для его осуществления», в котором для разогрева прискважинной зоны пласта используют нагреватель на топливных элементах.
В качестве топливного элемента в нагревателе использовано безгазовое топливо, компоненты которого, реагируя между собой, при определенных условиях взаимодействия образуют полностью конденсированные продукты реакции. В частности, таким безгазовым топливом может служить железоалюминиевый термит с инертной добавкой, в результате реакции горения которого образуются твердые (порошкообразные) продукты реакции и выделяется большое количество тепла. Обычно температура горения термитного топлива находится в пределах 1800-2400°С, но ее можно регулировать (снижать) до необходимой величины, введением различного количества инертной добавки, в качестве которой используют, например, оксид алюминия.
В результате прогрева прискважинной зоны пласта происходит очищение прискважинного пространства от асфальтосмолистых и парафиновых отложений и увеличивается интенсивность притока флюида в скважину.
В известном изобретении топливные элементы служат для обеспечения реакции горения с выделением большого количества тепла и не могут служить источником электроэнергии, например, для скважинного электродвигателя с насосом, обеспечивающего подачу добываемой продукции на поверхность.
Известны топливные элементы, в которых электроэнергия вырабатывается в процессе физико-химических реакций в топливном элементе и используется для обеспечения работы электродвигателя (htts://ru.wikipedia.org/wiki/Твердооксидный_топливный_элемент).
Твердооксидные (твердоокисные) топливные элементы (англ. Solid-oxide fuel cells, SOFC) - разновидность топливных элементов, электролитом в которых является керамический материал (например, на базе диоксида циркония), проницаемый для ионов кислорода.
При действии этих элементов вырабатывается очень высокая температура от 600 до 1000 град. С, которая может обеспечить нагрев прискважинного пространства, если разместить топливные элементы внутри скважины.
За прототип к заявляемому устройству принято устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины с высоким температурным градиентом по пат. РФ №2592913.
Заявляемое устройство решает задачу повышения рентабельности извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины, в том числе за счет снижения расхода электроэнергии для функционирования скважинного и наземного оборудования.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины, содержащем скважинный насос с электродвигателем, скважинный сепаратор для разделения продукции нефтяной скважины на нефть, подаваемую на поверхность, и воду, подаваемую по трубопроводу на вход наземного блока преобразования тепловой энергии пласта в электрическую, в отличие от известного, указанный сепаратор в скважине установлен на жесткой подвеске, закрепленной на устье скважины, к сепаратору жестко подсоединен при помощи отрезка нсосно-компрессорной трубы (НКТ) насос с электродвигателем, ниже которого размещен блок топливных батарей, электрически соединенный с указанным электродвигателем.
На фиг. дана принципиальная схема заявленного устройства.
Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины содержит размещенный в скважине 1 с обсадной трубой 2 и цементным кольцом 3 скважинный сепаратор 4, который установлен на подвеске 5, жестко закрепленной на устье скважины 1. Сепаратор 4 разделяет скважинную продукцию на нагретую нефть, которую подают по нефтепроводу 6 на поверхность, и нагретую воду, которую подают по водопроводу 7 на вход наземного блока преобразования тепловой энергии пласта в электрическую 8. К сепаратору 4 жестко подсоединен при помощи отрезка НКТ 9 электроцентробежный насос 10 (ЭЦН) с электродвигателем 11 (ЭД), разделенные приемным фильтром 12. Ниже электродвигателя 11 размещен блок топливных батарей 13 с термоэлеметами ТЭ1…ТЭ4, электрически соединенный с электродвигателем 11. Блок топливных батарей 13 размещен на уровне продуктивного пласта, вскрытого перфорацией 14.
Наземный блок преобразования тепловой энергии пласта в электрическую 8 выполнен в виде бинарной системы, включающей первичный контур, содержащий проходящий через теплообменник 15 водопровод 7, и вторичный контур, содержащий замкнутый трубопровод 16 с циркулирующим по нему хладоагентом. Трубопровод 16 с одной стороны подключен к теплообменнику 15, а с другой стороны - к парогенератору 17 с электротурбиной 18, компрессору 19 и конденсатору 20, при этом электротурбина 18 соединена силовой линией 21 с компрессором 19.
Добытая нефть по нефтепроводу 6 подается на АГЗУ 22 (автоматаческая групповая замерная установка) для учета, а охлажденная вода после теплообменника 15, поступает на БНС 23 (блочная насосная станция) и далее направляется в нагнетательную скважину (на фиг. на показана).
Часть энергии, вырабатываемой наземным блоком преобразования тепловой энергии пласта в электрическую 8, подается на компрессор 19, а часть энергии подается на обеспечение питанием АГЗУ 22 и БНС 23.
Устройство работает следующим образом.
Перед работой с предлагаемым устройством осуществляют его сборку из следующих блоков: скважинный сепаратор 4 установливают на подвеске 5, к сепаратору 4 жестко подсоединяют при помощи отрезка НКТ 9 ЭЦН 10 с электродвигателем 11, разделенные приемным фильтром 12, ниже электродвигателя 11 размещают блок топливных батарей 13, электрически соединенный с ЭД 11. При этом перед спуском в скважину топливные батареи активируют от источника электроэнергии, который в дальнейшем при работе в скважине не используется, так как в результате физико-химической реакции в блоке топливных батарей происходит образование электроэнергии, которой питается указанное скважинное оборудование, и выделение большого количества тепла.
Сборку спускают в скважину 1 так, чтобы блок топливных батарей 13 находился на уровне интервала перфорации 14, для чего расчитывают длину отрезка НКТ 9. Подвеску 5 жестко закрепляют на устье скважины.
Поскольку блок топливных батарей 13 размещен на уровне продуктивного пласта, вскрытого перфорацией 14, то при выделении большого количества тепла во время процесса физико-химических реакций в топливных батареях происходит прогрев добываемой пластовой жидкости до температуры около 150-200 град.С. Тип топливных батарей подбирают таким образом, чтобы обеспечивалась выработка электроэнергии, достаточной для работы скважинного электродвигателя 11, приводящего в действие насос 10 и сепаратор 4.
В результате прогрева призабойной зоны пласта на уровне перфорации 14 происходит снижение вязкости нефти в добываемой пластовой жидкости, что способствует росту ее дебита согласно формуле Дарси:
Figure 00000001
где:
Qн - дебит нефти, м3,
ΔР - разница между пластовым и забойным давлением, мПа,
Figure 00000002
- коэффициент проницаемости, мДа,
h - толщина пласта, м,
μ - коэффициент вязкости, Па⋅с.
Нагретая пластовая жидкость (смесь нефти и воды) до 100-150 град.С поступает на фильтр 12 насоса 10 и через НКТ 9 поступает в сепаратор 4.
Во время работы сепаратор 4 разделяет пластовую жидкость на нагретую нефть, которую подают на поверхность по нефтепроводу 6, и нагретую воду, которую подают по водопроводу 7, входящему в первичный контур с теплообменником 15 наземного блока преобразования тепловой энергии пласта в электрическую 8.
В теплообменнике 15 происходит обмен температурой нагретой воды с легкоиспаряющимся хладоагентом, который в парогенераторе 17 превращается в пар, затем поступающий на электротурбину 18, и далее на компрессор 19 и конденсатор 20, где пар переходит в жидкую фазу и снова попадает в теплообменник 15.
Часть энергии, вырабатываемая электротурбиной 18, подается по силовой линии 21 на компрессор 19, а часть энергии подается на обеспечение питанием АГЗУ 22 и БНС 23.
Таким образом, за счет оснащения топливными элементами оборудования для добычи скважинной продукции, решают задачу прогрева забойной зоны продуктивного пласта до температуры около 150-200°С, тем самым повышается дебит скважины, а также задачу обеспечения электроэнергией скважинного оборудования и задачу повышения температурного градиента, обеспечивающего рентабельность получения электроэнергии с помощью наземной геотермальной установки.

Claims (1)

  1. Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины, содержащее скважинный насос с электродвигателем, скважинный сепаратор для разделения продукции нефтяной скважины на нефть, подаваемую по нефтепроводу на поверхность, и воду, подаваемую по водопроводу на вход наземного блока преобразования тепловой энергии пласта в электрическую, отличающееся тем, что указанный сепаратор в скважине установлен на жесткой подвеске, закрепленной на устье скважины, к сепаратору жестко подсоединен при помощи отрезка насосно-компрессорной трубы насос с электродвигателем, ниже которого размещен блок топливных батарей, электрически соединенный с указанным электродвигателем.
RU2018116253U 2018-04-28 2018-04-28 Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины RU186377U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116253U RU186377U1 (ru) 2018-04-28 2018-04-28 Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116253U RU186377U1 (ru) 2018-04-28 2018-04-28 Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186377U1 true RU186377U1 (ru) 2019-01-17

Family

ID=65020662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018116253U RU186377U1 (ru) 2018-04-28 2018-04-28 Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU186377U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190546U1 (ru) * 2019-03-29 2019-07-03 Оксана Викторовна Давыдова Утилизирующая попутный нефтяной газ энергетическая установка для выработки пара, подаваемого в нагнетательные скважины
CN115900114A (zh) * 2022-11-16 2023-04-04 河南豫中地质勘查工程有限公司 一种基于热管技术的u型地热井自主补热辅热系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996041104A2 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Shnell James H System for geothermal production of electricity
RU2168008C2 (ru) * 1999-05-26 2001-05-27 Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр (ВНИМИ) Способ повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин и скважинный нагреватель для его осуществления
RU2359367C1 (ru) * 2005-12-12 2009-06-20 Тойота Джидоша Кабушики Кайша Батарея топливных элементов и подвижное устройство
RU2592913C1 (ru) * 2015-06-04 2016-07-27 Расим Наилович Ахмадиев Способ извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины
RU174569U1 (ru) * 2017-01-27 2017-10-20 Расим Наилович Ахмадиев Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую
RU177203U1 (ru) * 2017-06-22 2018-02-13 Расим Наилович Ахмадиев Устройство для эксплуатации геотермальной скважины

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996041104A2 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Shnell James H System for geothermal production of electricity
RU2168008C2 (ru) * 1999-05-26 2001-05-27 Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр (ВНИМИ) Способ повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин и скважинный нагреватель для его осуществления
RU2359367C1 (ru) * 2005-12-12 2009-06-20 Тойота Джидоша Кабушики Кайша Батарея топливных элементов и подвижное устройство
RU2592913C1 (ru) * 2015-06-04 2016-07-27 Расим Наилович Ахмадиев Способ извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины
RU174569U1 (ru) * 2017-01-27 2017-10-20 Расим Наилович Ахмадиев Устройство для преобразования геотермальной энергии эксплуатационных нефтяных скважин в электрическую
RU177203U1 (ru) * 2017-06-22 2018-02-13 Расим Наилович Ахмадиев Устройство для эксплуатации геотермальной скважины

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190546U1 (ru) * 2019-03-29 2019-07-03 Оксана Викторовна Давыдова Утилизирующая попутный нефтяной газ энергетическая установка для выработки пара, подаваемого в нагнетательные скважины
CN115900114A (zh) * 2022-11-16 2023-04-04 河南豫中地质勘查工程有限公司 一种基于热管技术的u型地热井自主补热辅热系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4927136B2 (ja) 地熱発電装置
US11255576B2 (en) Closed loop energy production from producing geothermal wells
US4054176A (en) Multiple-completion geothermal energy production systems
US3957108A (en) Multiple-completion geothermal energy production systems
CN104040165B (zh) 用于能量存储的装置和方法
KR20210031468A (ko) 지열 브라인 유체로부터 열에너지를 추출하기 위한 방법, 시스템 및 장치
US4044830A (en) Multiple-completion geothermal energy production systems
NO20210415A1 (ru)
US20090218091A1 (en) Downhole gas flow powered deliquefaction pump
CN103410488A (zh) 天然气水合物排水采气开采装置及其开采方法
RU186377U1 (ru) Устройство для извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей низкотемпературной нефтяной скважины
JP2017508921A (ja) 地熱を発生させるプロセスおよび方法
RU2013153484A (ru) Подземная реакторная система
CN103983035B (zh) 一种基于压裂技术的双井回灌地热开发系统
CN102947539A (zh) 传导对流回流干馏方法
CN112780232B (zh) 一种干热岩控压隔热开采系统
US9752422B2 (en) Direct electrical steam generation for downhole heavy oil stimulation
RU2491420C2 (ru) Способ добычи природного газа из газогидратных залежей и устройство для его осуществления
US4051677A (en) Multiple-completion geothermal energy production systems
RU2592913C1 (ru) Способ извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины
CN108487882A (zh) 一种用于开采天然气水合物的采油树装置及方法
WO2012023881A1 (ru) Способ получения энергии из петротермальных источников и устройство для его осуществления
RU2433255C1 (ru) Способ разработки месторождения газовых гидратов
Smith Geothermal energy
US20170047598A1 (en) Oilfield electricity and heat generation systems and methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190429