RU198809U1

RU198809U1 - LOADING CONTAINER

Info

Publication number: RU198809U1
Application number: RU2019145448U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Данченко
Original assignee: Юрий Валентинович Данченко
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-07-29

Abstract

Полезная модель относится к погружным контейнерам, предназначенным для предупреждения отложения солей, асфальтено-смолистых и парафиновых отложений на внутрискважинном промысловом оборудовании. Погружной контейнер включает стеклопластиковый корпус с дозирующими отверстиями в стенке, резьбовые заглушки, снабженные осевым отверстием, вал с резьбовыми концами, вставленными в осевые отверстия заглушек и твердый ингибитор. Расположение дозирующих отверстий по длине стеклопластикового корпуса и их размер зависят от фракционного состава и физико-химических свойств твердого ингибитора. Дозирующие отверстия могут быть перекрыты проницаемым материалом. Твердый ингибитор может быть мелкодисперсным или крупнодисперсным или распределенным в объеме формообразующих элементов из органического или неорганического материала. Технический результат - повышение надежности и расширение функциональных возможностей погружного контейнера со стеклопластиковым корпусом. 1 ил.The utility model relates to submersible containers designed to prevent the deposition of salts, asphaltene-resinous and paraffin deposits on downhole production equipment. The submerged container includes a fiberglass body with metering holes in the wall, threaded plugs provided with an axial hole, a shaft with threaded ends inserted into the axial holes of the plugs, and a solid inhibitor. The location of the metering holes along the length of the fiberglass body and their size depend on the fractional composition and physicochemical properties of the solid inhibitor. The dispensing openings can be covered with a permeable material. The solid inhibitor can be finely dispersed or coarsely dispersed or distributed in the bulk of the forming elements made of organic or inorganic material. EFFECT: increased reliability and expanded functionality of a submersible container with a fiberglass body. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти из скважин, осложненных отложением неорганических солей и асфальтосмолистых парафиновых веществ на насосном оборудовании.The utility model relates to the oil industry and can be used in oil production from wells complicated by the deposition of inorganic salts and asphalt-resinous paraffin substances on pumping equipment.

Из уровня техники известны разные конструкции контейнеров с твердым ингибитором, назначение которых состоит в предотвращении опасного воздействия осложняющих факторов на погружное оборудование.Various designs of containers with solid inhibitor are known in the art, the purpose of which is to prevent the harmful effects of complicating factors on the submersible equipment.

Известен погружной контейнер, состоящий из наполненного твердым ингибитором цилиндрического корпуса с отверстиями вверху, верхней заглушки с центральным отверстием, перекрытым снаружи дозатором, а изнутри рукавным фильтром, и соединительной муфты с отверстиями (Пат. №2502860 РФ, Е21В 37/06, 2013). Известен также погружной контейнер, включающий наполненный твердым ингибитором цилиндрический корпус, снабженный крышкой с двумя отверстиями, одно из которых перекрыто снаружи дозатором, а через другое внутрь корпуса пропущена центральная трубка с отверстиями на нижнем конце, и соединительную муфту с входными и выходными отверстиями (Пат. на ПМ №141232 РФ, Е21В 37/06, 2014). Кроме того, известен погружной контейнер, содержащий цилиндрический корпус с верхним и нижним отверстиями, в которые вмонтированы концы протянутой в корпусе перфорированной трубки, твердый ингибитор и соединительные муфты (Пат. на ПМ №167230 РФ, Е21В 37/06, 2016). Помимо этого, известен погружной контейнер, включающий цилиндрический корпус с твердым ингибитором, продольную проницаемую перегородку, примыкающую к корпусу и образующую с ним камеру смешения, которая сообщается со скважиной через нижнее и верхнее отверстия в стенке корпуса, и соединительные муфты (Пат. №2584710 РФ, Е21В 37/06, 2016). И, наконец, известен погружной контейнер, включающий полый цилиндрический корпус с расположенными по концам камерами смешения, гидравлически соединенными со скважиной посредством отверстий в стенке корпуса и отделенными от твердого ингибитора фильтрами из пластмассовой или металлической сетки, и соединительные муфты (Пат. 2386791 РФ, Е21В 37/06, 2010).A submersible container is known, consisting of a cylindrical body filled with a solid inhibitor with holes at the top, an upper plug with a central hole blocked from the outside by a dispenser, and from the inside by a bag filter, and a connecting sleeve with holes (Pat. No. 2502860 RF, E21B 37/06, 2013). A submersible container is also known, including a cylindrical body filled with a solid inhibitor, equipped with a lid with two holes, one of which is closed from the outside by a dispenser, and through the other into the body a central tube with holes at the lower end is passed, and a coupling with inlet and outlet openings (US Pat. on PM No. 141232 RF, Е21В 37/06, 2014). In addition, a submersible container is known containing a cylindrical body with upper and lower holes, into which the ends of a perforated tube extended in the body, a solid inhibitor and couplings are mounted (Pat. On PM No. 167230 RF, E21B 37/06, 2016). In addition, a submersible container is known, including a cylindrical body with a solid inhibitor, a longitudinal permeable partition adjacent to the body and forming a mixing chamber with it, which communicates with the well through the lower and upper holes in the body wall, and couplings (Pat. No. 2584710 RF , E21B 37/06, 2016). And, finally, a submersible container is known, including a hollow cylindrical body with mixing chambers located at the ends, hydraulically connected to the well through holes in the body wall and separated from the solid inhibitor by plastic or metal mesh filters, and couplings (Pat. 2386791 RF, E21B 37/06, 2010).

Общим недостатком представленных погружных контейнеров является большой вес их металлического корпуса. Это ограничивает число подвешиваемых к насосной установке контейнеров и тем самым снижает продолжительность ее защищенности, например, от солеотложения.A common disadvantage of the presented submersible containers is the large weight of their metal body. This limits the number of containers suspended from the pumping unit and thus reduces the duration of its protection, for example, from scale formation.

Вес погружного контейнера можно уменьшить за счет применения корпуса из стеклопластика.The weight of the submerged container can be reduced by using a fiberglass body.

Известен погружной контейнер, включающий стеклопластиковый корпус с твердым ингибитором, металлические муфты с поперечной перегородкой, в которой выполнено периферийное отверстие и центральное отверстие шестигранной формы, цепь, оснащенную шестигранными наконечниками с резьбовыми участками на конце, вставленными в центральные отверстия перегородок, и полимерную трубку с отверстиями в стенке, сообщающую периферийные отверстия (Пат. на ПМ №187390 РФ, Е21В 37/06, 2019). Известен также погружной контейнер с твердым ингибитором, включающий стеклопластиковый корпус, металлические муфты по концам корпуса, снабженные поперечной перегородкой с центральным отверстием, и вал с резьбовыми концами, вставленными в центральные отверстия, снабженный осевым и радиальными отверстиями вверху (Пат. №2490427 РФ, Е21В 37/06, 2013).Known submersible container, including a fiberglass body with a solid inhibitor, metal couplings with a transverse baffle, in which a peripheral hole and a central hole of a hexagonal shape are made, a chain equipped with hexagonal tips with threaded sections at the end inserted into the central holes of the baffles, and a polymer tube with holes in the wall communicating peripheral holes (Pat. on PM No. 187390 RF, E21B 37/06, 2019). Also known is a submersible container with a solid inhibitor, including a fiberglass body, metal couplings at the ends of the body, equipped with a transverse partition with a central hole, and a shaft with threaded ends inserted into the central holes, equipped with axial and radial holes at the top (US Pat. No. 2490427 RF, E21B 37/06, 2013).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является погружной контейнер, содержащий стеклопластиковый корпус, твердый ингибитор, заглушки с резьбой по торцам корпуса, в которых выполнены центральные отверстия, вал с дозирующими отверстиями в виде совокупности сквозного осевого отверстия и разнесенных по длине радиальных отверстий, резьбовые концы которого вставлены в центральные отверстия заглушек (Пат. на ПМ №169781 РФ, Е21В 37/06, 2017).The closest in technical essence to the claimed one is a submersible container containing a fiberglass body, a solid inhibitor, plugs threaded at the ends of the body, in which central holes are made, a shaft with metering holes in the form of a set of through axial holes and radial holes spaced along the length, threaded ends which are inserted into the central holes of the plugs (Pat. on PM No. 169781 RF, E21B 37/06, 2017).

Недостатком принятого за прототип погружного контейнера, также как и остальных контейнеров со стеклопластиковым корпусом, является возможность закупоривания длинных и узких дозирующих отверстий частицами механических примесей, находящимися в пластовой жидкости. Кроме того, высокое гидравлическое сопротивление дозирующих отверстий ограничивает массообмен между погружным контейнером и скважиной, и для поступления в скважину нужного количества растворенного ингибитора погружной контейнер заполняют исключительно мелкодисперсным твердым ингибитором с высокой растворимостью, который не в состоянии предотвратить все возможные виды осложнений, возникающих в скважине.The disadvantage of the submersible container taken as a prototype, as well as other containers with a fiberglass body, is the possibility of clogging long and narrow metering openings with particles of mechanical impurities in the formation fluid. In addition, the high hydraulic resistance of the metering holes limits the mass transfer between the submersible container and the well, and for the required amount of dissolved inhibitor to enter the well, the submersible container is filled with an exclusively finely dispersed solid inhibitor with high solubility, which is unable to prevent all possible types of complications that occur in the well.

Настоящая полезная модель направлена на повышение надежности погружного контейнера со стеклопластиковым корпусом и расширение его функциональных возможностей.The present utility model is aimed at increasing the reliability of a submersible container with a fiberglass body and expanding its functionality.

Поставленная задача решается тем, что в погружном контейнере, включающем стеклопластиковый корпус, резьбовые заглушки, снабженные центральным отверстием, вал с резьбовыми концами, вставленными в центральные отверстия, дозирующие отверстия и твердый ингибитор, согласно полезной модели, дозирующие отверстия сформированы в стенке стеклопластикового корпуса.The problem is solved by the fact that in a submersible container including a fiberglass body, threaded plugs equipped with a central hole, a shaft with threaded ends inserted into the central holes, metering holes and a solid inhibitor, according to the utility model, metering holes are formed in the wall of the fiberglass body.

На фиг. схематично изображен заявляемый погружной контейнер.FIG. the inventive submersible container is shown schematically.

Погружной контейнер включает стеклопластиковый корпус 1 с дозирующими отверстиями 2 в стенке, выполненными, например, в его верхней и нижней части, резьбовые заглушки 3 с центральным отверстием 4, вал 5 с резьбовыми концами 6 и твердый ингибитор 7. На резьбовые концы 6 вала 5, вставленные в центральные отверстия 4 заглушек 3 и выходящие за их пределы, накручены гайки 8. Помимо приведенной схемы расположения, дозирующие отверстия 2 могут быть также равномерно распределены по длине стеклопластикового корпуса. Дозирующие отверстия 2 могут быть сформированы на начальной стадии изготовления стеклопластикового корпуса 1 во время намотки пропитанных эпоксидной смолой стекловолокон на технологическую оправку. Возможно также сверление дозирующих отверстий 2 в готовом стеклопластиковом корпусе 1. Происходящее при сверлении локальное разрушение стекловолокон и разупрочнение стеклопластикового корпуса 1 не критично, поскольку в процессе эксплуатации погружного контейнера корпус 1 не подвергается растягивающим и сжимающим усилиям, которые воспринимаются металлическими валом 5, заглушками 3 и гайками 8. Размер дозирующих отверстий 2 и их расположение по длине стеклопластикового корпуса 1 зависят от фракционного состава и физико-химических свойств, например, растворимости применяемого твердого ингибитора. Твердый ингибитор может быть мелкодисперсным, например, порошкообразным, или крупнодисперсным, например, гранулированным, при этом у первого размер частиц существенно меньше диаметра дозирующих отверстий, а у второго превосходит их. Для предотвращения просыпания мелкодисперсного твердого ингибитора дозирующие отверстия 2 перекрываются проницаемым материалом, например, металлической сеткой 9. Дополнительной функцией проницаемого материала является регулирование поступления пластовой жидкости в стеклопластиковый корпус 1 и вытекания образующегося раствора ингибитора из корпуса 1 в скважину. Мелкодисперсный твердый ингибитор может быть распределен в объеме формообразующих элементов, например, в пористых гранулах из полимера (ГК «Миррико», www. mirrico. ru) или из керамики (Selle О. Downhole scale control on heidrun field using scale inhibitor impregnated gravel. SPE 130788, Aberdeen, UK, 2010). Гранулы с твердым ингибитором 7 имеют размер, превышающий размер дозирующих отверстий 6, благодаря чему исключается просыпание гранул при транспортировании контейнера и его спуске в скважину. Допускается отклонение размера гранул 7 в определенных пределах относительно номинального значения для обеспечения их максимально плотной укладки в стеклопластиковом корпусе 1. Формообразующим элементом может служить также битум или иное органическое связующее, в расплав которого вводят порошкообразный твердый ингибитор и осуществляют последующее охлаждение смеси в формах, имеющих изменяющиеся в широких пределах размеры и геометрическую конфигурацию (Пат. 2379478 РФ, Е21В 37/06, 2010). В предельном случае могут быть получены формообразующие элементы из битума в виде дисков с осевым отверстием, наружный диаметр которых близок к внутреннему диаметру стеклопластикового корпуса. Порошкообразный твердый ингибитор может быть представлен ингибитором солеотложения, асфальтено-смолистых и парафиновых отложений, а также их комбинацией, и подбирается под внутрискважинные условия - температуру, обводненность и химический состав пластовой жидкости.The submersible container includes a fiberglass body 1 with metering holes 2 in the wall, made, for example, in its upper and lower parts, threaded plugs 3 with a central hole 4, a shaft 5 with threaded ends 6 and a solid inhibitor 7. On the threaded ends 6 of the shaft 5, Nuts 8 inserted into the central holes 4 of the plugs 3 and extending beyond them are screwed on. In addition to the shown arrangement, the metering holes 2 can also be evenly distributed along the length of the fiberglass body. The metering holes 2 can be formed at the initial stage of the production of the fiberglass body 1 during the winding of the epoxy-impregnated glass fibers onto the processing mandrel. It is also possible to drill the metering holes 2 in the finished fiberglass body 1. The local destruction of fiberglass and softening of the fiberglass body 1 occurring during drilling is not critical, since during the operation of the submersible container, the body 1 is not subjected to tensile and compressive forces that are perceived by the metal shaft 5, plugs 3 and nuts 8. The size of the metering holes 2 and their location along the length of the fiberglass body 1 depend on the fractional composition and physicochemical properties, for example, the solubility of the solid inhibitor used. The solid inhibitor can be finely dispersed, for example, powdery, or coarsely dispersed, for example, granular, with the former having a particle size significantly less than the diameter of the metering holes, and the latter exceeding them. To prevent spillage of fine solid inhibitor, the metering holes 2 are closed with a permeable material, for example, a metal mesh 9. An additional function of the permeable material is to control the flow of formation fluid into the fiberglass body 1 and the outflow of the resulting inhibitor solution from the body 1 into the well. A finely dispersed solid inhibitor can be distributed in the volume of forming elements, for example, in porous polymer granules (Mirrico Group, www.mirrico.ru) or from ceramics (Selle O. Downhole scale control on heidrun field using scale inhibitor impregnated gravel. SPE 130788, Aberdeen, UK, 2010). Granules with a solid inhibitor 7 have a size exceeding the size of the metering holes 6, which prevents the granules from spilling out during the container transportation and its lowering into the well. A deviation of the size of the granules 7 within certain limits relative to the nominal value is allowed to ensure their most dense packing in the fiberglass body 1. The forming element can also be bitumen or other organic binder, into the melt of which a powdery solid inhibitor is introduced and subsequent cooling of the mixture in forms having varying in a wide range of sizes and geometric configuration (Pat. 2379478 RF, E21B 37/06, 2010). In the extreme case, shaping elements of bitumen can be obtained in the form of disks with an axial hole, the outer diameter of which is close to the inner diameter of the fiberglass body. A powdered solid inhibitor can be represented by an inhibitor of scale formation, asphaltene-resinous and paraffin deposits, as well as their combination, and is selected for downhole conditions - temperature, water cut and chemical composition of the formation fluid.

Вал 5, заглушки 3 и гайки 8 выполнены из нержавеющей стали для устойчивости к действию химически агрессивной пластовой жидкости и твердого ингибитора. Специалисту понятно, что в предлагаемом погружном контейнере валом может служить продолговатый стержень произвольного сечения, обладающий достаточной прочностью на растяжение и кручение.Shaft 5, plugs 3 and nuts 8 are made of stainless steel to resist the action of chemically aggressive formation fluid and solid inhibitor. The skilled person will understand that in the proposed submerged container, the shaft can be an elongated rod of arbitrary cross-section with sufficient tensile and torsional strength.

Погружной контейнер монтируют следующим образом. В стеклопластиковый корпус 1 с дозирующими отверстиями 2 пропускают вал 5. Нижний резьбовой конец 6 вала 5 вставляют в центральное отверстие 4 заглушки 3 и навертывают на него гайку 8. Затем в кольцевой зазор между стеклопластиковым корпусом 1 и валом 5 загружают гранулы с твердым ингибитором 7, размер которых превышает размер дозирующих отверстий 2. Действие твердого ингибитора направлено, например, на предотвращение солеотложения. Плотность укладки гранул 7 в стеклопластиковом корпусе 1 изменяется в диапазоне 0,64-0,74. После этого на верхний конец вала 5 надевают заглушку 3 и навертывают гайку 8, обеспечивая плотное примыкание обеих заглушек 3 к торцам стеклопластикового корпуса 1 для предотвращения нерегулируемого вытекания раствора ингибитора в скважине. При применении дисков из битума с твердым ингибитором возможно практически полное заполнение кольцевого зазора в стеклопластиковом корпусе 1 за счет насаживания дисков осевым отверстием на вал 5 (не показано).The submersible container is mounted as follows. Shaft 5 is passed into the fiberglass body 1 with metering holes 2. The lower threaded end 6 of the shaft 5 is inserted into the central hole 4 of the plug 3 and a nut 8 is screwed on it. Then, granules with a solid inhibitor 7 are loaded into the annular gap between the fiberglass body 1 and the shaft 5, the size of which is larger than the size of the metering holes 2. The action of the solid inhibitor is directed, for example, to prevent scale formation. The packing density of the granules 7 in the fiberglass housing 1 varies in the range of 0.64-0.74. After that, a plug 3 is put on the upper end of the shaft 5 and a nut 8 is screwed on, ensuring a tight abutment of both plugs 3 to the ends of the fiberglass body 1 to prevent uncontrolled outflow of the inhibitor solution in the well. When using disks made of bitumen with a solid inhibitor, it is possible to practically completely fill the annular gap in the fiberglass body 1 by fitting the disks with an axial hole on the shaft 5 (not shown).

Собранный погружной контейнер в составе насосной установки (не показана) размещают в скважине выше продуктивного пласта. При необходимости в скважину спускают несколько контейнеров, соединяя их между собой муфтами 10, накрученными на резьбовой участок заглушек 3. Металлические элементы погружного контейнера - вал 5, заглушки 3 и гайки 8 практически полностью разгружают стеклопластиковый корпус 1 от действия растягивающего и сжимающего усилия. Благодаря этому может быть уменьшена толщина стенки и снижен вес стеклопластикового корпуса 1 при сохранении его несущей способности. Во время эксплуатации пластовая жидкость в виде водонефтяной эмульсии омывает стеклопластиковый корпус 1 и за счет вихревых течений втекает в него через дозирующие отверстия 2, заполняя поровое пространство между гранулами с твердым ингибитором 7. Металлическая сетка 9 снижает скорость поступления пластовой жидкости в стеклопластиковый корпус 1 и скорость вытекания из него в скважину раствора ингибитора. Работа погружных контейнеров, в которых порошкообразный ингибитор введен в поровое пространство гранул из полимера или в битум, сопровождается одновременным растворением органического компонента нефтью, а твердого ингибитора - водой. Образовавшийся раствор ингибитора движется через дозирующие отверстия 2 в область его меньших концентраций за пределы стеклопластикового корпуса 1, то есть в скважину, где сливается с пластовой жидкостью, поднимающейся на прием насосной установки. Наличие ингибитора в пластовой жидкости предотвращает отложение солей на рабочих органах насосной установки. Вытекающий из стеклопластикового корпуса 1 раствор ингибитора замещается пластовой жидкостью из скважины и так продолжается вплоть до полного растворения гранул из полимера с твердым ингибитором 7 или битума с ингибитором. При работе погружного контейнера с пористыми керамическими гранулами 7, наполненными твердым ингибитором, происходит вымывание ингибитора из порового пространства последних при сохранении их структуры на протяжении всего периода эксплуатации контейнера.The assembled submersible container as part of a pumping unit (not shown) is placed in the well above the productive formation. If necessary, several containers are lowered into the well, connecting them together with couplings 10 screwed onto the threaded section of the plugs 3. The metal elements of the submersible container - shaft 5, plugs 3 and nuts 8 almost completely unload the fiberglass body 1 from the tensile and compressive forces. Due to this, the wall thickness can be reduced and the weight of the fiberglass body 1 can be reduced while maintaining its bearing capacity. During operation, the formation fluid in the form of an oil-water emulsion washes over the fiberglass body 1 and, due to vortex flows, flows into it through the metering holes 2, filling the pore space between the granules with a solid inhibitor 7. The metal mesh 9 reduces the rate of flow of the formation fluid into the fiberglass body 1 and the speed flowing out of it into the well of the inhibitor solution. The operation of submersible containers, in which a powdered inhibitor is introduced into the pore space of polymer granules or into bitumen, is accompanied by the simultaneous dissolution of the organic component with oil, and the solid inhibitor with water. The resulting inhibitor solution moves through the metering holes 2 into the area of its lower concentrations outside the fiberglass body 1, that is, into the well, where it merges with the formation fluid rising to the pumping unit intake. The presence of an inhibitor in the formation fluid prevents salt deposition on the working bodies of the pumping unit. The inhibitor solution flowing out of the fiberglass body 1 is replaced by the formation fluid from the well and this continues until the complete dissolution of the granules from the polymer with a solid inhibitor 7 or bitumen with an inhibitor. When operating a submersible container with porous ceramic granules 7 filled with a solid inhibitor, the inhibitor is washed out from the pore space of the latter, while maintaining their structure throughout the entire period of the container's operation.

В процессе внутрискважинной эксплуатации заявляемого погружного контейнера с дозирующими отверстиями, сформированными в стенке стеклопластикового корпуса, исключается закупоривание последних, поскольку они непосредственно сообщаются со скважиной, а их диаметр существенно превышает размер частиц механических примесей, присутствующих в пластовой жидкости, что повышает надежность контейнера. Введение твердого ингибитора в объем формообразующих элементов в виде пористых гранул из полимера или керамики или в битум, размер которых превышает размер дозирующих отверстий, позволяет увеличить продолжительность растворения твердого ингибитора и расширить функциональные возможности контейнеров в скважинах с различными условиями эксплуатации.In the process of downhole operation of the inventive submersible container with metering holes formed in the wall of the fiberglass body, clogging of the latter is excluded, since they directly communicate with the well, and their diameter significantly exceeds the size of particles of mechanical impurities present in the formation fluid, which increases the reliability of the container. The introduction of a solid inhibitor into the bulk of the forming elements in the form of porous polymer or ceramic granules or into bitumen, the size of which exceeds the size of the metering holes, makes it possible to increase the dissolution time of the solid inhibitor and to expand the functionality of containers in wells with different operating conditions.

Claims

A submerged container including a fiberglass body, threaded plugs provided with a central hole, a shaft with threaded ends inserted into the central holes, metering holes and a solid inhibitor, characterized in that the metering holes are formed in the wall of the fiberglass body.