RU2106480C1

RU2106480C1 - Method of removing paraffin depositions from walls of pump-compressor tubing

Info

Publication number: RU2106480C1
Application number: RU93036917A
Authority: RU
Inventors: Ефим Шмулевич Статников; Марина Васильевна Давидович; Наум Абрамович Бродский
Original assignee: Ефим Шмулевич Статников; Марина Васильевна Давидович; Наум Абрамович Бродский
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 1998-03-10

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: according to method, installed into well is ultrasonic converter, and oscillations are generated. Ultrasonic converter is located in zone of maximal thickness of paraffin deposition. Determined is natural frequency of radial and radial-angular modes of pump-compressor tubing filled with oil having paraffin inclusions. Generated in pump-compressor tubing are resonance oscillations at given frequencies. Intensity of vibration treatment is maintained up to separation of paraffin depositions and solving them in oil. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи и транспортировки нефти и может быть использовано для удаления отложений парафина в насосно-компрессорных трубах (НКТ). The invention relates to the field of oil production and transportation and can be used to remove paraffin deposits in tubing (tubing).

Известен способ депарафинизации скважины при помощи электродвигателя [1] . A known method of dewaxing a well using an electric motor [1].

По нему устройство устанавливают в зоне отложения парафина между насосно-компрессорными трубами (НКТ) и включают в сеть на 4-6 ч через 15-20 дней в зависимости от глубины и интенсивности запарафинивания. Продукция скважины, проходя через электронагреватель, нагревается и в пути дальнейшего следования растворяет парафин на стенках труб и штанг. According to it, the device is installed in the paraffin deposition zone between tubing (tubing) and connected to the network for 4-6 hours after 15-20 days, depending on the depth and intensity of waxing. Well production, passing through an electric heater, heats up and dissolves paraffin on the walls of pipes and rods along the route.

Недостатком способа является ненадежность электронагревателя в эксплуатации. The disadvantage of this method is the unreliability of the electric heater in operation.

Известен способ удаления парафиновых отложений, по которому устанавливают в трубах генератор звуковых волн с передвижным пневматическим приводом. Создают генератором волны, достаточные для разрушения отложений парафина, и перемещают генератор по всей длине отложений [прототип, 2]. A known method of removing paraffin deposits, which is installed in the pipes of the sound generator with a mobile pneumatic drive. Generate a wave generator sufficient to destroy paraffin deposits, and move the generator along the entire length of the deposits [prototype, 2].

Данный способ не позволяет достаточно эффективно удалять отложения парафина, т.к. воздействие генератора локализовано, требуется его перемещение и вращение относительно оси трубы, а также остановка работы скважины. This method does not allow to effectively remove paraffin deposits, because the impact of the generator is localized, its movement and rotation relative to the axis of the pipe is required, as well as the shutdown of the well.

Для повышения эффективности нефтедобычи необходимо решить задачу удаления парафиновых отложений равномерно и единовременно по всему поперечному сечению трубы. To increase the efficiency of oil production, it is necessary to solve the problem of removing paraffin deposits uniformly and simultaneously over the entire cross section of the pipe.

В известном способе удаления парафина со стенок НКТ, по которому устанавливают ультразвуковой преобразователь, осуществляют виброактивную обработку нефти, предлагаем ультразвуковой преобразователь установить в зоне наибольшей толщины отложений парафина, определить собственную частоту радиально и радиально-изгибных мод колебаний НКТ, заполненной нефтью с парафиновыми отложениями и возбудить в ней резонансные колебания на этих частотах, интенсивность виброобработки поддерживать до отслоения парафиновых отложений и растворения их в нефти. In the known method for removing paraffin from the walls of the tubing, through which an ultrasonic transducer is installed, oil is vibroactive, we propose to install the ultrasonic transducer in the zone of the greatest thickness of paraffin deposits, determine the natural frequency of the radially and radially bending vibration modes of the tubing filled with oil with paraffin deposits and excite in it resonant vibrations at these frequencies, the intensity of the vibration processing to maintain until the detachment of paraffin deposits and dissolving them oil.

Отложения парафина в НКТ начинаются на глубине около 1000 от устья скважины. Этому уровню соответствует температурная граница начала его кристаллизации. По мере продвижения вверх толщина парафиновых отложений возрастает и на отметке 150-200 м достигает максимального значения. Paraffin deposits in the tubing begin at a depth of about 1000 from the wellhead. This level corresponds to the temperature boundary of the beginning of its crystallization. As you move up, the thickness of paraffin deposits increases and reaches a maximum value at a level of 150-200 m.

Такой характер отложений объясняется теплообменным процессом, происходящим между нефтяным потоком и стенками НКТ. Вследствие того, что в ламинарном потоке нефти скорость теплообмена соизмерима со скоростью самого потока, процесс охлаждения, наряду с пристенными слоями, захватывает и более глубинные слои нефти. Этот процесс наглядно отображает эпюра скоростей в потоке на фиг. 1. Вблизи стенок НКТ скорость нефти близка к нулю, в середине потока она плавно достигает своего максимального значения. This nature of the deposits is explained by the heat exchange process occurring between the oil flow and the walls of the tubing. Due to the fact that in the laminar oil flow the heat transfer rate is comparable with the flow rate, the cooling process, along with the near-wall layers, captures the deeper layers of oil. This process visually displays the flow velocity plot in FIG. 1. Near the walls of the tubing, the oil velocity is close to zero, in the middle of the flow it smoothly reaches its maximum value.

Виброактивация пограничного слоя обуславливает увеличение скорости его перемещения относительно стенок НКТ. Эпюра скоростей выравнивается, уменьшается возможность налипания парафина на стенки НКТ. Vibroactivation of the boundary layer causes an increase in the speed of its movement relative to the walls of the tubing. The plot of speeds is leveled, the possibility of paraffin sticking to the tubing walls decreases.

Когда уже имеются парафиновые отложения, установка ультразвукового преобразователя на глубине 150-200 м и воздействие ультразвуком на парафиновые отложения именно в этой области дает наибольший эффект. Определив собственную частоту радиально и радиально изгибных мод колебаний НКТ и воздействуя ультразвуком на собственных частотах, НКТ в ее поперечном сечении приводит систему "среда-труба" в резонанс, в результате происходит отделение парафина от стенок НКТ, образовавшееся пространство заполняется нефтью. Нефть в пограничном с НКТ слое, вследствие поглощения энергии колебаний, нагревается. Парафиновые отложения оплавляются и под воздействием гидродинамических потоков разрушается до кристаллов и уносятся потоком нефти. Таким образом, воздействуем на парафиновые отложения со стороны стенки НКТ и стороны среды, что достаточно эффективно для их удаления. When there are already paraffin deposits, the installation of an ultrasonic transducer at a depth of 150-200 m and the impact of ultrasound on paraffin deposits in this area gives the greatest effect. Having determined the natural frequency of the radially and radially bending vibration modes of the tubing and acting with ultrasound at natural frequencies, the tubing in its cross section brings the medium-pipe system into resonance, as a result, the paraffin is separated from the walls of the tubing, the resulting space is filled with oil. Oil in the boundary with the tubing layer, due to absorption of vibrational energy, is heated. Paraffin deposits are melted and, under the influence of hydrodynamic flows, are destroyed to crystals and are carried away by the oil flow. Thus, we act on paraffin deposits from the side of the tubing wall and the side of the medium, which is effective enough to remove them.

На фиг. 2 приведена схема реализации способа, где 1 - пластовая нефть с растворенными в ней парафинами, переходящими в кристаллическое состояние 2 по мере "подъема" нефти. Насосно-компрессорная труба (НКТ) 3 с парафиновыми отложениями 4 и установленными на ней встроенными или погружными ультразвуковыми преобразователями 5. In FIG. 2 shows a diagram of the implementation of the method, where 1 is reservoir oil with paraffins dissolved in it, passing into crystalline state 2 as the oil rises. A tubing (tubing) 3 with paraffin deposits 4 and embedded or immersion ultrasonic transducers mounted on it 5.

Пример реализации способа. An example implementation of the method.

В момент резкого снижения дебита нефтяной скважины с целью удаления образовавшейся в НКТ парафиновой пробки включают встроенный на глубине 200 м ультразвуковой преобразователь, выполненный по а.с. 227737, или а.с. 227736, или а. с. 480453, системы питания и управления которым находятся на поверхности земли. Размеры преобразователя сопряжены с размерами всего остального оборудования. Ультразвуковой преобразователь возбуждает в трубе колебания с резонансной частотой, рассчитанной с учетом геометрических размеров трубы. Режим резонанса обеспечивает наибольшую скорость удаления отложений. Например, при усредненном диаметре трубы 53 мм резонансная частота колебаний составляет 2000 с^-1. В период ультразвукового воздействия парафиновые отложения отслаиваются от внутренних стенок труб, разламываются, образовавшееся пространство при этом заполняется поднимающейся нефтью. Вследствие поглощения ультразвуковой энергии вязкой средой парафина, происходит разогрев отложений и частичное их расплавление, что способствует их удалению. Парафиновая пробка разбирается и уносится с потоком нефти. При этом парафиновые частицы уже не способны более откладываться на стенках НКТ, т.к. имеют относительно гладкую поверхность и большие размеры (по сравнению с первоначальными размерами кристаллов парафина, которые начинают выпадать из нефти на глубине 1000 м).At the time of a sharp decrease in the flow rate of an oil well in order to remove the paraffin plug formed in the tubing, an ultrasonic transducer built at a depth of 200 m, made according to A.S. 227737, or A.S. 227736, or a. from. 480453, whose power and control systems are located on the surface of the earth. The dimensions of the converter are associated with the dimensions of all other equipment. An ultrasonic transducer excites oscillations in the pipe with a resonant frequency calculated taking into account the geometric dimensions of the pipe. The resonance mode provides the highest rate of sediment removal. For example, with an average pipe diameter of 53 mm, the resonant frequency of oscillation is 2000 s ^-1 . During the period of ultrasonic exposure, paraffin deposits exfoliate from the inner walls of the pipes, break, and the resulting space is filled with rising oil. Due to the absorption of ultrasonic energy by a viscous paraffin medium, sediment is heated and partially melted, which helps to remove them. The paraffin plug is disassembled and carried away with the flow of oil. In this case, paraffin particles are no longer able to be deposited on the walls of the tubing, because have a relatively smooth surface and large sizes (compared with the initial dimensions of paraffin crystals, which begin to precipitate from oil at a depth of 1000 m).

Таким образом, удаляется парафиновая пробка и исключается возможность дальнейшего налипания отложений парафина на стенках НКТ. Наилучший результат достигается при установке дополнительных преобразователей. Thus, the paraffin plug is removed and the possibility of further adhesion of paraffin deposits to the tubing walls is excluded. The best result is achieved by installing additional converters.

Claims

The method of removing paraffin deposits from the walls of tubing, including the installation of an ultrasonic transducer and exciting vibrations, characterized in that the ultrasonic transducer is installed in the zone of the greatest thicknesses of paraffin deposits on the walls of the tubing, determine the natural frequency of the radial and radial-bending modes of pump oscillations -compressor pipes filled with oil with paraffin deposits, and excite in it resonant vibrations at these frequencies, while Vibration processing is maintained until the paraffin deposits are peeled off and dissolved in oil.