RU2158819C2

RU2158819C2 - Method of prevention of paraffin plugs formation and their elimination in oil and gas wells and device for its embodiment

Info

Publication number: RU2158819C2
Application number: RU97119587/03A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Самгин
Original assignee: Самгин Юрий Сергеевич
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2000-11-10

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; applicable in equipment of oil and gas producing wells and maintenance in them of heat conditions preventing formation of paraffin plugs and their elimination. SUBSTANCE: method and device for prevention of formation and elimination of paraffin plugs in oil and gas wells are based on use of linear heating cable. Temperature and time of operation of cable and various parts ensuring lowering and fastening of cable are controlled. EFFECT: optimized process of prevention of paraffin plug formation in oil and gas wells, reduced cost and high safety of operations due to efficient design of device for embodiment of claimed method. 8 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтегазодобывающих скважин и поддержания в них теплового режима в целях предотвращения образования и ликвидации парафиновых пробок. The invention relates to the field of the oil industry and can be used to equip oil and gas wells and maintain a thermal regime in them in order to prevent the formation and elimination of paraffin plugs.

Известно устройство для поддержания теплового режима скважины на уровне предупреждения в ней парафиногидратообразования, содержащее геофизический кабель с сердечником из семи многопроволочных токопроводящих жил, подушку под броню в виде обмотки из полиэтилентерефталатной ленты, броню из стальных круглых проволок, подключенный к трехфазному источнику питания [1]. A device is known for maintaining the thermal regime of a well at a warning level in it of paraffin hydrate formation, containing a geophysical cable with a core of seven multiwire conductive cores, a pillow for armor in the form of a winding of polyethylene terephthalate tape, armor of steel round wires connected to a three-phase power source [1].

Недостаток известного устройства - низкий уровень выделяемой электрической мощности, недостаточной для предупреждения образования отложений парафина, особенно в случаях высокого содержания парафиновых фракций в нефти (более 10%). A disadvantage of the known device is the low level of released electric power, insufficient to prevent the formation of paraffin deposits, especially in cases of high content of paraffin fractions in oil (more than 10%).

Известно устройство для нагрева скважин и способ поддержания ее теплового режима [2], содержащее нагреватель в виде металлического цилиндра и электроподводящей шины, связанных между собой. Параметры нагревателя, всех сечений и площадей нагревателя и нагреваемого объекта взаимосвязаны. Регулирование теплового режима осуществляют сравнением температур нагреваемой в скважине жидкости и плавления температуры. Устанавливают значение рабочего тока, необходимого для предотвращения осаждения парафина на стенках скважины, прототип. A known device for heating wells and a method of maintaining its thermal regime [2], comprising a heater in the form of a metal cylinder and an electric supply bus, interconnected. The parameters of the heater, all sections and areas of the heater and the heated object are interconnected. Regulation of the thermal regime is carried out by comparing the temperatures of the fluid heated in the well and the melting temperature. Set the value of the operating current necessary to prevent the deposition of paraffin on the walls of the well, prototype.

Известен способ поддержания теплового режима в скважине, включающий введение в нее нагревающей металлической поверхности и токопроводящей шины, пропускание через них электрического тока и управление подаваемой электрической мощностью до установления заданного теплового режима в скважинных трубах [2] - прототип. A known method of maintaining thermal conditions in a well, including introducing into it a heating metal surface and a conductive bus, passing electric current through them and controlling the supplied electric power until a predetermined thermal regime is established in the downhole pipes [2], is a prototype.

Недостаток прототипов - не использование всех возможностей теплового нагрева в скважинах для обеспечения получения максимального дебита нефти при минимальном расходе электроэнергии. The lack of prototypes is not the use of all the possibilities of thermal heating in wells to ensure maximum oil production at a minimum energy consumption.

Технической задачей изобретения является оптимизация технологического процесса предотвращения образования парафина в нефтегазовой скважине и оптимизация конструктивного выполнения устройства для снижения ее себестоимости и обеспечения безопасности работ. An object of the invention is the optimization of the technological process for preventing the formation of paraffin in an oil and gas well and the optimization of the structural design of the device to reduce its cost and ensure the safety of work.

Достижение технической задачи осуществляется с помощью созданного способа предотвращения образования и ликвидации парафиновых пробок в нефтегазовых скважинах, включающего опускание линейного нагревательного кабеля, его нагрев и регулирование температуры, при этом проводят предварительную тренировку кабеля с целью адаптации его к условиям работы в скважине, опускают его с барабанной лебедки, имеющей тормоз, как минимум через один направляющий ролик, закрепляют кабель у устья скважины специальными устройствами, герметизируют устье скважины с кабелем с помощью сальникового уплотнения или какого-либо аналогичного устройства, регулируют режим нагрева кабеля таким образом, чтобы температура по всей длине поверхности кабеля в скважине не менее одного часа в сутки была бы на 5-30% выше температуры плавления парафина, причем температура выходящего потока продукта из скважины была не менее чем на 15^oC выше минимальной температуры выходящего потока продукта без подогрева, и контролируют режим работы скважины по дебиту и по температуре выходящего потока продукта.The achievement of the technical task is carried out using the created method of preventing the formation and elimination of paraffin plugs in oil and gas wells, including lowering the linear heating cable, heating it and regulating the temperature, while pre-training the cable to adapt it to the working conditions in the well, lower it from the drum winches with a brake through at least one guide roller fix the cable at the wellhead with special devices, seal the mouth with boreholes with a cable using a stuffing box seal or some similar device, regulate the heating mode of the cable so that the temperature along the entire length of the cable surface in the well for at least one hour per day is 5-30% higher than the melting point of paraffin, and the temperature the effluent of the product from the well was not less than 15 ^o C above the minimum temperature of the effluent of the product without heating, and control the mode of operation of the well by flow rate and temperature of the effluent of the product.

Согласно изобретению проведение предварительной тренировки для адаптации кабеля начинают с того, что опускают его в скважину на максимально возможную глубину и выдерживают его в течение времени от 1 часа до 5 суток, достаточном для полного его естественного вытягивания, нагревают до оптимальной рабочей температуры и выдерживают в нагретом состоянии в от 1 до 3 часов, после чего извлекают кабель из скважины и замыкают жилу с нагревательным элементом с естественного удлинения его отдельных элементов от веса и от различных коэффициентов температурного линейного расширения медной жилы и стальной брони кабеля. According to the invention, conducting a preliminary training for adapting the cable begins by lowering it into the well to the maximum possible depth and keeping it for a period of 1 hour to 5 days, sufficient for its full natural extension, is heated to the optimum operating temperature and kept in heated in a state from 1 to 3 hours, after which the cable is removed from the well and the core with the heating element is closed with the natural extension of its individual elements from the weight and from various factors linear expansion of copper core and steel cable armor.

При этом закрепляют кабель у устья скважины или хомутами, или конусными уплотнителями, или концевой петлей, для чего устанавливают в 4-7 метрах от оси скважины крепежное приспособление с натяжным роликом, расположенным в одной плоскости с направляющим роликом. At the same time, the cable is fixed at the wellhead either with clamps, or conical seals, or an end loop, for which a fastening device with a tension roller located in the same plane with the guide roller is installed 4-7 meters from the well axis.

Достижение технической задачи осуществляется также установкой для предотвращения образования и ликвидации парафиновых пробок в нефтяных и газовых скважинах, которая включает нагревательный кабель, спускаемый в скважину, и систему управления нагревом кабеля, причем нагревательный кабель содержит не менее одной токоподводящей жилы и как минимум один линейный нагревательный элемент, причем отношение сопротивления нагревательного элемента R_н к сопротивлению токоподводящей жилы R_ж выбирают в пределах
1,9 < R_н/R_ж<8,0,
узел с направляющим роликом жестко закреплен на устьевом оборудовании скважины таким образом, что условная касательная, проходящая в полукруглой выемке направляющего ролика на расстоянии, равном радиусу нагревательного кабеля от самой глубокой части выемки, практически совпадает с осью скважины, а натяжной ролик для кабеля установлен на расстоянии L от устья скважины, выбираемом в пределах 1-10 м так, что продольные щеки направляющего и натяжного роликов располагаются в одной плоскости, причем нагревательный кабель электрически соединен с автоматизированным регулятором нагрева кабеля через силовой кабель.The achievement of the technical task is also carried out by the installation for preventing the formation and elimination of paraffin plugs in oil and gas wells, which includes a heating cable lowered into the well and a cable heating control system, the heating cable containing at least one current-carrying core and at least one linear heating element moreover, the ratio of the resistance of the heating element R _n to the resistance of the current-carrying core R _{W is} chosen within
1.9 <R _n / R _W <8.0,
the node with the guide roller is rigidly fixed to the wellhead equipment in such a way that the conditional tangent passing in the semicircular recess of the guide roller at a distance equal to the radius of the heating cable from the deepest part of the recess practically coincides with the axis of the well, and the cable tensioner is installed at a distance L from the wellhead, selected within 1-10 m so that the longitudinal cheeks of the guide and tension rollers are located in the same plane, and the heating cable is electrically connected with automated heating cable controller via a power cord.

Согласно изобретению в качестве нагревательного элемента могут быть выбраны многожильные стальные кабели, количество N которых определяют в пределах 1 < N < 10 и располагают вокруг изоляции токоподводящей жилы. According to the invention, multicore steel cables can be selected as a heating element, the number N of which is determined within 1 <N <10 and placed around the insulation of the current-carrying core.

Причем нагревательный кабель содержит жилу, броню и изоляцию, выполненные таким образом, что газы и жидкость, содержащиеся в нефтегазовой скважине, не могут их расслоить и проникнуть внутрь кабеля по его длине более чем на 3 м. Moreover, the heating cable contains a core, armor and insulation, made in such a way that the gases and liquid contained in the oil and gas well cannot delaminate and penetrate into the cable along its length by more than 3 m.

Кроме того, жила и броня конца нагревательного кабеля, спускаемого в скважину, соединяются жестко относительно друг друга и место соединения изолируют, например, термоусадочной муфтой, или втулкой, или другим изоляционным материалом. In addition, the core and armor of the end of the heating cable lowered into the well are connected rigidly relative to each other and the connection point is isolated, for example, by a heat-shrink sleeve, or by a sleeve, or other insulating material.

Согласно изобретению узел с направляющим роликом крепится либо к верхнему фланцу фонтанной арматуры, либо к верхней части ее с опорой на среднюю часть арматуры, причем расстояние между верхней частью уплотнительного сальника и горизонтальной плоскостью, проходящей через ось направляющего ролика, составляло не менее 1 м. According to the invention, the assembly with the guide roller is attached either to the upper flange of the fountain fittings or to its upper part supported by the middle part of the valve, and the distance between the upper part of the sealing gland and the horizontal plane passing through the axis of the guide roller is at least 1 m.

При этом автоматизированный регулятор нагрева кабеля содержит специализированную микроЭВМ с программным управлением выполнения режимных операций при ручном выборе временного и температурного диапазона работы, и паузы, и реле перевода в автоматическое их выполнение в диапазоне установленного временного интервала. In this case, the automated cable heating controller contains a specialized microcomputer with programmed control of the performance of regime operations with manual selection of the time and temperature range of operation, and pause, and the relay of switching them to automatic execution in the range of the set time interval.

Для лучшего понимания в дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения и прилагаемыми чертежами на которых изображены:
фиг. 1 - общая схема размещения установки и осуществления способа предотвращения образования и ликвидации парафиновых пробок на нефтяной скважине:
фиг. 2 - схема крепления зажимом кабеля на тормозном валике;
фиг. 3 - сечения принципиальных конструктивных решений создания линейных нагревательных элементов, где а) с одной нагревательной и несущей броней; б) с двумя нагревательными и несущими элементами; в) с тремя элементами, г) с четырьмя элементами: д) с нагревательным элементом в виде цилиндра вокруг изоляции токоподводящей жилы; е) нагревательный элемент - металлическая труба, например нефтекомпрессорная труба (НКТ);
фиг. 4 - узел с направляющим роликом и конструктивные решения его крепления на фонтанной арматуре;
фиг. 5 - узел с натяжным роликом и вариант решения его крепления;
фиг. 6 - электрическая схема автоматизированного регулятора нагрева кабеля;
фиг. 7 изображает кабельный электрозамыкающий наконечник.For a better understanding in the future, the invention is illustrated by specific examples of its implementation and the accompanying drawings on which are shown:
FIG. 1 is a general layout of the installation and implementation of a method for preventing the formation and elimination of paraffin plugs in an oil well:
FIG. 2 is a diagram of a cable clamp mounting on a brake roller;
FIG. 3 - sections of the fundamental structural solutions for creating linear heating elements, where a) with one heating and bearing armor; b) with two heating and supporting elements; c) with three elements, d) with four elements: e) with a heating element in the form of a cylinder around the insulation of the current-carrying core; f) heating element - a metal pipe, for example, oil compressor pipe (tubing);
FIG. 4 - node with a guide roller and structural solutions for its mounting on the fountain;
FIG. 5 - node with a tension roller and a solution for fixing it;
FIG. 6 is a circuit diagram of an automated cable heating controller;
FIG. 7 depicts a cable electro-locking terminal.

На бетонной площадке (фиг. 1) располагается устьевое оборудование 1, к верхнему, горизонтально расположенному фланцу 2 крепится узел 3 с направляющим роликом 4 (фиг. 4), через который в скважину опускается нагревательный кабель 5, предварительно он проходит через натяжной ролик 6, размещенный на крепежном приспособлении 7, которое вмуровано в бетонном фундаменте (фиг. 5), и сальниковое уплотнение 8. На крепежном приспособлении 7 установлен тормозной валик 9, к которому с помощью зажимов 10 жестко крепится кабель 5, а его конец крепится в соединительной электрической коробке 11 взрывобезопасного исполнения, где с другой стороны подводят и крепят силовой кабель 12, причем второй конец силового кабеля 12 вводят в автоматизированный регулятор нагрева 13, установленного и закрепленного на опоре 14, к которой подводится силовая линия 15 напряжением 380 В от подстанции (на фиг.1 не показана). Вся система при этом заземлена. Wellhead equipment 1 is located on the concrete platform (Fig. 1), a node 3 with a guide roller 4 (Fig. 4) is fastened to the upper horizontally located flange 2, through which the heating cable 5 is lowered into the well, before it passes through the tension roller 6, located on the mounting fixture 7, which is embedded in the concrete foundation (Fig. 5), and the packing 8. The brake roller 9 is mounted on the mounting fixture 7, to which the cable 5 is rigidly attached using clamps 10, and its end is attached to the connector the electrical box 11 of an explosion-proof design, where the power cable 12 is fed and secured on the other side, the second end of the power cable 12 being inserted into an automated heating controller 13 mounted and fixed on a support 14, to which a power line 15 of 380 V from the substation is connected ( figure 1 is not shown). The entire system is grounded.

На фиг. 3 приведены сечения возможных конструктивных решений создания нагревательных элементов для решения вопроса депарафинизации нефтегазовых скважин. Так на фиг. 3-а показан разрез кабеля, где токоподающая жила 16 и один, расположенный параллельно, нагревательный элемент 17; на фиг. 3-б показан кабель, у которого два нагревательных элемента 17; на фиг. 3-в показан кабель с тремя нагревательными элементами 17; на фиг. 3-г - кабель, у которого четыре нагревательных элемента 17; на фиг. 3-д - кабель, у которого нагревательный элемент 17 имеет цилиндрическую форму и расположен вокруг изоляции токоподводящей жилы 16; на фиг. 3-е в качестве нагревательного элемента 17 могут быть использованы спущенные в скважину нефтекомпрессорные трубы. In FIG. Figure 3 shows sections of possible structural solutions for creating heating elements to solve the issue of dewaxing oil and gas wells. So in FIG. 3-a shows a section of a cable, where the current-carrying core 16 and one parallel heating element 17; in FIG. 3-b shows a cable with two heating elements 17; in FIG. 3-c shows a cable with three heating elements 17; in FIG. 3G - cable, which has four heating elements 17; in FIG. 3-d - cable, in which the heating element 17 has a cylindrical shape and is located around the insulation of the lead wire 16; in FIG. 3rd, oil compressor pipes lowered into the well can be used as heating element 17.

Таким образом применяемый для депарафинизации нагревательный кабель 5 должен содержать не менее одной токоподводящей жилы 16 и, как минимум, один линейный нагревательный элемент 17, причем отношение сопротивления нагревательного элемента R_н к сопротивлению токоподводящей жилы R_ж выбирают в пределах
1,9 < R_н/R_ж < 8,0.Thus, the heating cable 5 used for dewaxing must contain at least one current-carrying core 16 and at least one linear heating element 17, and the ratio of the resistance of the heating element R _n to the resistance of the current-carrying wire R _{w is} chosen within
1.9 <R _n / R _W <8.0.

Узел 3 с направляющим роликом 4 жестко закреплен на устьевом оборудовании 1 таким образом, что условная касательная, проходящая в полукруглой выемке направляющего ролика 4 на расстоянии, равном радиусу нагревательного кабеля 5 от самой глубокой части выемки, практически совпадает с осью скважины, а натяжной ролик 6 для кабеля 5 установлен на расстоянии L от устья скважины, который выбран в пределах 1-10 м так, что продольные щеки направляющего 4 и натяжного 6 роликов располагаются в одной плоскости, причем нагревательный кабель электрически соединен с автоматизированным регулятором нагрева 13 кабеля через силовой кабель. The node 3 with the guide roller 4 is rigidly fixed to the wellhead equipment 1 in such a way that the conditional tangent, passing in the semicircular recess of the guide roller 4 at a distance equal to the radius of the heating cable 5 from the deepest part of the recess, practically coincides with the axis of the well, and the tension roller 6 for cable 5 is installed at a distance L from the wellhead, which is selected within 1-10 m so that the longitudinal cheeks of the guide 4 and tension 6 rollers are located in the same plane, and the heating cable is electrically Inonii with automated heating control cable 13 through a power cable.

На фиг. 6 показана принципиальная схема автоматизированного регулятора нагрева 13 кабеля 5, который содержит автомат с тепловой защитой от короткого замыкания 18; магнитный пускатель 19; диодный мост 20; амперметр 21; вольтметр 22; предохранитель цепи 23 трансформатора 25; выключатель местного освещения 24; кнопки "пуск-стоп" 26; блок контактов 27; контакты 28 реле переключения автомат-ручной 37; катушка магнитного пускателя 29; реле (МКУ-48) 30; контакты 31 теплового реле 35; тумблер 32 переключения автомат-ручной; предохранитель 33 регулятора временного и температурного режима 38; термосопротивление 34 температурного датчика 39; шунт 36; реле переключения автомат-ручной 37; лампы освещения 40. In FIG. 6 shows a schematic diagram of an automated heating controller 13 of cable 5, which contains an automatic machine with thermal short circuit protection 18; magnetic starter 19; diode bridge 20; ammeter 21; voltmeter 22; fuse 23 of the transformer 25; local lighting switch 24; start-stop buttons 26; terminal block 27; contacts 28 automatic-manual switching relay 37; magnetic starter coil 29; relay (MKU-48) 30; contacts 31 of the thermal relay 35; toggle switch 32 automatic-manual; fuse 33 of the controller of the temporary and temperature conditions 38; thermal resistance 34 of the temperature sensor 39; shunt 36; automatic-manual switching relay 37; lighting lamps 40.

Кабельный электрозамыкающий наконечник 41 (фиг. 7) устанавливается на конце кабеля 5, который включает оболочку 42 из полиэтилена низкого давления, нагревательного элемента 17 из двух слоев навитой стальной проволоки, полиэтиленовой изоляции 43 токоподводящей жилы 16, на которую с усилием насажена резьбовая втулка 44 с надетым на нее и на стальную проволоку нагревательного элемента 17 металлическим стаканом 45, который приварен к стальной проволоке по всему периметру сварочным швом 46, а на резьбовую втулку 44 навинчена гайка 47. При этом наконечник 41 изолирован с помощью термоусадочной муфты 48. A cable electro-locking terminal 41 (Fig. 7) is installed on the end of the cable 5, which includes a sheath 42 made of low-pressure polyethylene, a heating element 17 of two layers of wound steel wire, polyethylene insulation 43 of the lead wire 16, onto which a threaded sleeve 44 s worn on it and on the steel wire of the heating element 17 with a metal cup 45, which is welded to the steel wire around the entire perimeter with a weld seam 46, and a nut 47 is screwed onto the threaded sleeve 44. The tip 41 is insulated by shrink sleeve 48.

Предлагаемый способ и установка для предотвращения образования парафиновых пробок в нефтегазовой скважине работают следующим образом. The proposed method and installation to prevent the formation of paraffin plugs in an oil and gas well operate as follows.

Скважина, на которой предусматривается использование способа и установки, предотвращающих образование парафиновых пробок в НКТ, проходит соответствующую подготовку. Узел 3 с направляющим роликом 4 диаметром 500-600 мм жестко крепится на устьевом оборудовании 1 мм. На расстоянии 1-10 м от бетонной площадки устья скважины в шурф глубиной 1 м со сторонами 0,7 х 0,7 м устанавливается крепежное приспособление 7 с натяжным роликом 6 диаметром 500-600 мм таким образом, чтобы боковые щеки натяжного ролика 6 и направляющего ролика 4 были бы расположены в одной плоскости. Заливают бетоном шурф и после его затвердения образуется бетонный фундамент крепежного приспособления 7 с натяжным роликом 6 и тормозным валиком 9. Кроме того, на искробезопасном расстоянии от устьевого оборудования 1 устанавливается автоматизированный регулятор нагрева 13 (полное наименование: автоматизированный регулируемый источник электропитания - АРИЭ) на опоре 14, к которому подводится и электрически подсоединяется силовая линия 15 380 В, а от АРИЭ 13 к крепежному приспособлению 7 прокладывается силовой кабель 12, концы которого подключены с одной стороны к АРИЭ 13, а с другой стороны - к соединительной коробке 11. The well, which provides for the use of the method and installation, preventing the formation of paraffin plugs in the tubing, is undergoing appropriate training. The node 3 with a guide roller 4 with a diameter of 500-600 mm is rigidly mounted on the wellhead equipment 1 mm At a distance of 1-10 m from the concrete platform of the wellhead, a fastening device 7 with a tension roller 6 with a diameter of 500-600 mm is installed in a pit 1 m deep with sides 0.7 x 0.7 m so that the side cheeks of the tension roller 6 and the guide roller 4 would be located in the same plane. The pit is poured with concrete and after it hardens, the concrete foundation of the fastening device 7 with the tension roller 6 and the brake roller 9 is formed. In addition, at an intrinsically safe distance from the wellhead 1, an automatic heating controller 13 is installed (full name: automated regulated power supply - ARIE) on the support 14, to which a power line 15 380 V is supplied and electrically connected, and a power cable 12 is laid from the ARIE 13 to the mounting device 7, the ends of which are connected on the one hand to ARIE 13, and on the other hand to junction box 11.

Затем предварительно тренируют кабель 5, для чего опускают его в скважину на максимально возможную глубину и выдерживают его в течение времени от 1 часа до 5 суток, достаточном для полного его естественного вытягивания, после чего нагревают его до оптимальной рабочей температуры и выдерживают в нагретом состоянии от 1 до 3 часов, после чего извлекают кабель 5 из скважины и замыкают жилу 16 с нагревательным элементом 17 с учетом естественного удлинения его отдельных элементов от веса и от различных коэффициентов температурного линейного расширения медной жилы 16 и стальной брони 17 кабеля 5. Then pre-train cable 5, for which they lower it into the well to the maximum possible depth and maintain it for a time from 1 hour to 5 days, sufficient for its full natural stretching, after which it is heated to the optimum operating temperature and kept in a heated state from 1 to 3 hours, after which the cable 5 is removed from the well and the core 16 is closed with the heating element 17, taking into account the natural extension of its individual elements from the weight and from various coefficients of the temperature linear expansion eniya copper conductor 16 and the steel armor 17 of the cable 5.

Причем для спуска кабеля 5 в скважину отключают подачу газа в пространство между трубами НКТ, если в скважине установлен ЭЦН - его отключают, промывают скважину паром или горячей водой на глубину спуска кабеля 5, проверяют чистоту скважины зондированием (спуск груза). Moreover, to lower the cable 5 into the well, the gas supply to the space between the tubing pipes is turned off, if an ESP is installed in the well, it is turned off, the well is washed with steam or hot water to the depth of cable 5 descent, the well is cleaned by sounding (cargo descent).

Перематывают кабель 5 с заводского барабана на барабан лебедки каротажной установки, надежно закрепив конец кабеля. Намотав кабель 5 на лебедку, на свободном конце кабеля, спускаемого в скважину, жилу 16 и нагревательный элемент 17 соединяют жестко, но подвижно относительно друг друга с помощью кабельного электрозамыкающего наконечника 41, которое включает цилиндрическую резьбовую втулку 44 с внутренним сквозным отверстием по центру. На втулку надевается металлический стакан 45, в донной части которого имеется отверстие под резьбовой диаметр втулки 44. С медной жилы 16 снимают наложенную на нее изоляцию длиной 50 мм, обрезая при этом нагревательную стальную броню 17 только 25 мм, изоляционная оболочка 42 от конца обрезанного нагревательного элемента 17 очищается на 30 мм. Сначала на медную жилу 16 надевается с усилием бронзовая резьбовая втулка 44, утолщенная ее часть уходит под нагревательный элемент 17, на втулку 44 надевается металлический стакан 45, который должен вплотную надеться на металлическую броню нагревательного элемента 17, при этом металлический стакан 45 приваривается к проволоке нагревательного элемента 17 по всему периметру кабеля 5. Перед сваркой на резьбовую втулку 44 навинчивается гайка 47, которая прижимает стакан к нагревательному элементу 17. На данное устройство надевается термоусадочная муфта 48 и дополнительно сверху обматывается изоляционным материалом. В нижней части термоусадочной муфты сверлится отверстие под диаметр токопроводяцей жилы 16. Rewind cable 5 from the factory drum to the winch drum of the logging tool, securely fastening the end of the cable. By winding the cable 5 onto the winch, on the free end of the cable being lowered into the well, the core 16 and the heating element 17 are connected rigidly, but movably relative to each other using a cable electrically closing lug 41, which includes a cylindrical threaded sleeve 44 with an inner through hole in the center. A metal cup 45 is put on the sleeve, in the bottom of which there is a hole for the threaded diameter of the sleeve 44. From the copper core 16, the insulation 50 mm long imposed on it is removed, while trimming the heating steel armor 17 only 25 mm, the insulating shell 42 from the end of the trimmed heating element 17 is cleaned by 30 mm. First, a bronze threaded sleeve 44 is put on with effort with a copper core 16, the thickened part of it goes under the heating element 17, a metal cup 45 is put on the sleeve 44, which should be closely placed on the metal armor of the heating element 17, while the metal cup 45 is welded to the heating wire element 17 around the entire perimeter of the cable 5. Before welding, a nut 47 is screwed onto the threaded sleeve 44, which presses the cup against the heating element 17. A heat-shrink sleeve is put on this device ft 48 and additionally wrapped with insulating material on top. In the lower part of the shrink sleeve, a hole is drilled for the diameter of the conductive core 16.

Приведенный пример и размеры относятся к конструкции кабеля типа КНПБП-16. The given example and dimensions relate to the design of cable type KNPBP-16.

Перед спуском кабеля 5 в скважину на верхний фланец 2 устьевого оборудования 1 устанавливают сальниковое уплотнение 8, ослабляя его таким образом, чтобы нагревательный кабель 5 свободно проходил через него. Before the cable 5 is lowered into the well, an stuffing box 8 is installed on the upper flange 2 of the wellhead equipment 1, loosening it so that the heating cable 5 freely passes through it.

Затем пропускают свободный конец нагревательного кабеля 5 под натяжной ролик 6 и через направляющий ролик 4 и сальниковое уплотнение 8 вручную проталкивают кабель 5 в скважину на глубину 15-20 м, далее кабель начинает опускаться в скважину под собственным весом, а потом метров через 50 спуск кабеля 5 осуществляют с притормаживанием. После спуска кабеля на всю длину устанавливают зажимы 10 над сальниковым уплотнением 8 и после того, как кабель повис на зажимах 10 над сальниковым уплотнением 8, кабель дополнительно крепят к тормозному валику 9, например, зажимами 10 (хомутами, стяжками, петлями) и затем затягивают сальниковое уплотнение 8. Освободив второй конец кабеля 5 от лебедки каротажной станции, подключают его электрически с силовому кабелю 12 через соединительную коробку 11 взрывобезопасного выполнения. Then the free end of the heating cable 5 is passed under the tension roller 6 and through the guide roller 4 and the stuffing box seal 8 manually push the cable 5 into the well to a depth of 15-20 m, then the cable begins to sink into the well under its own weight, and then after about 50 meters run the cable 5 are carried out with braking. After lowering the cable to its full length, clamps 10 are installed above the stuffing box seal 8 and after the cable hangs on the clamps 10 above the stuffing box 8, the cable is additionally fixed to the brake roller 9, for example, by clamps 10 (clamps, ties, loops) and then tightened stuffing box 8. Having released the second end of the cable 5 from the winch of the logging station, connect it electrically with the power cable 12 through the junction box 11 explosion-proof execution.

Подготовка к работе автоматизированного регулятора режима нагрева кабеля 5 в ручном режиме осуществляется в следующей последовательности: включают вводной автомат 18, а затем там же тумблер ручного управления и кнопку "П" 26. Preparation for operation of the automated controller of the heating mode of the cable 5 in manual mode is carried out in the following sequence: turn on the introductory machine 18, and then the manual control toggle switch and button "P" 26.

Подготовка установки к работе в автоматизированном режиме осуществляется в следующей последовательности:
- отключается тумблер ручного управления:
- включается тумблер 32 автоматизированного управления.Preparing the installation for work in an automated mode is carried out in the following sequence:
- the manual switch is disabled:
- turns on the toggle switch 32 automated control.

После подготовки работы АРИЭ в ручном или автоматизированном режиме на электронном регуляторе 38 устанавливают выбранный режим нагрева кабеля 5 и временной режим цикличной работы (интервал времени работы и временная пауза между выключением и новым включением). Причем регулируют режим нагрева кабеля таким образом, чтобы температура по всей длине поверхности кабеля 5 в скважине не менее одного часа в сутки была бы на 5-160^oC выше температуры давления парафина, при этом температура выходящего потока продукта из скважины была не менее чем на 15^oC выше минимальной температуры выходящего потока продукта без подогрева, и контролируют режим работы скважины по дебиту и по температуре вышедшего из скважины продукта.After preparing the work of ARIE in manual or automated mode on the electronic controller 38 set the selected heating mode of the cable 5 and the time mode of cyclic operation (the time interval and the pause between switching off and on again). Moreover, the heating mode of the cable is regulated so that the temperature along the entire length of the surface of cable 5 in the well for at least one hour per day is 5-160 ^o C higher than the paraffin pressure temperature, while the temperature of the product outlet stream from the well is not less than 15 ^o C above the minimum temperature of the output stream of the product without heating, and control the mode of operation of the well at the rate and temperature of the product leaving the well.

Устройство автоматизированного регулирования режима нагрева 13 кабеля (фиг. 6) обеспечивает управление временными и температурными параметрами работы кабеля 5 в скважине как в ручном, так и автоматизированном режимах. An automated control device for the heating mode 13 of the cable (Fig. 6) provides control of the time and temperature parameters of the cable 5 in the well in both manual and automated modes.

Ручное управление режимом работы кабеля осуществляется по схеме, которая принципиально не отличается от широко известных и содержит: пульт управления, который включает
- магнитный пускатель 29 с контактами 19 и тепловым реле 35;
- диодный мост 20;
- приборы 21 и 22 для индикации режима работы нагревательного кабеля.Manual control of the cable operation mode is carried out according to a scheme that fundamentally does not differ from widely known ones and contains: a control panel that includes
- magnetic starter 29 with contacts 19 and thermal relay 35;
- diode bridge 20;
- devices 21 and 22 for indicating the operating mode of the heating cable.

Дополнительно в описанную схему внесено реле 37 перевода работы устройства в автоматизированный режим и регулятор 38 временного и температурного режима нагрева кабеля. Additionally, the relay circuit 37 for transferring the operation of the device to the automated mode and the controller 38 for the temporary and temperature mode of heating the cable are added to the described circuit.

Регулятор 38, содержащий специализированную микроЭВМ с программным управлением выполнения режимных операций, обеспечивает ручной выбор временного и температурного диапазонов работы и пауз, и автоматическое их выполнение в диапазоне установленного временного интервала. Устройство обеспечивает пределы измеряемых температур от 0 до 150^oC, а временные пределы от 1 минуты до 24 часов.The controller 38, containing a specialized microcomputer with program control of the execution of regime operations, provides manual selection of the time and temperature ranges of work and pauses, and their automatic execution in the range of the set time interval. The device provides a range of measured temperatures from 0 to 150 ^o C, and time limits from 1 minute to 24 hours.

Принципиальные изменения, внесенные в схему, дают возможность работать в широких диапазонах временных и температурных режимах, которые позволяют решать основную задачу в нефтедобывающей скважине - исключить возможность образования парафиновых пробок, тем самым обеспечить непрерывную добычу с максимально возможным постоянным дебитом нефти из скважины. Fundamental changes made to the scheme make it possible to work in a wide range of time and temperature conditions that allow us to solve the main problem in an oil producing well - to exclude the possibility of formation of paraffin plugs, thereby ensuring continuous production with the highest possible constant flow of oil from the well.

Практическая полезность заявляемого изобретения подтверждена проведенными испытаниями установки. В результате которых скважина, ранее полностью закрывавшаяся парафином через 3,5 суток, проработала без остановки для очистки 90 дней с увеличением ежесуточного дебита в 1,5 раза. The practical utility of the claimed invention is confirmed by tests of the installation. As a result, the well, previously completely closed with paraffin after 3.5 days, worked without stopping to clean 90 days with an increase in daily production rate of 1.5 times.

Источники информации
1. Малышев А.Г. и др. Применение греющих кабелей для предупреждения парафиногидратообразования в нефтяных скважинах. "Нефтяное хозяйство". 1990, N 6, с, 58-60.Sources of information
1. Malyshev A.G. etc. The use of heating cables to prevent paraffin hydrate formation in oil wells. "Oil industry." 1990, N 6, s, 58-60.

2. Патент РФ N 2029069, МПК 7 E 21 B 37/00, опубл.1995. 2. RF patent N 2029069, IPC 7 E 21 B 37/00, publ. 1995.

Claims

1. The way to prevent the formation and elimination of paraffin plugs in oil and gas wells, including lowering the linear heating cable, heating and temperature control, characterized in that the cable is pre-trained to the conditions of its operation in the well, then the cable is lowered into the well from the winch drum, having a brake, through at least one guide roller, fix the cable at the wellhead, seal the wellhead with the cable using an stuffing box seal or some analog egg device controlled cable heating mode so that the temperature across the surface of the cable length in the borehole would be 5 - 30% higher than the wax melting temperature, the temperature of the effluent stream from the wells was not less than 15 ^o C above the minimum temperature exiting product flow without heating, and control the mode of operation of the well according to the flow rate and temperature of the outlet product stream.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cable is pre-trained, for which they lower it into the well to the maximum possible depth and hold it for a period of time from 1 h to 5 days, sufficient for its full natural pulling, heated to the optimum working temperature and kept in a heated state from 1 to 3 hours, after which they remove the cable from the well and close the core with the heating element, taking into account the natural extension of its individual elements from weight and from heating due to various temperature coefficients of linear expansion of the copper wires and steel cable armor.

3. The method according to claim 1, characterized in that the cable is fixed at the wellhead with clamps, or conical seals, or an end loop, for which a tension roller is installed on the mounting fixture 4-7 m from the axis of the well in the same plane with the guide roller.

4. Installation to prevent the formation and elimination of paraffin plugs in oil and gas wells, including a heating cable, lowered into the well, and a cable heating control system, characterized in that it contains a node with a guide roller, which is rigidly fixed to the wellhead equipment in such a way that conditional tangent, passing in a semicircular recess of the guide roller at a distance equal to the radius of the heating cable from the deepest part of the recess, practically coincides with the axis of the well, and a fastening device with a tension roller for the cable is installed at a distance L from the wellhead, which is selected within 1 - 10 m so that the longitudinal cheeks of the guide and tension rollers are located in the same plane, and the heating cable is electrically connected to an automated cable heating controller through the power cable and contains at least one current-carrying core and at least one linear heating element, and the ratio of the resistance of the heating element Rn to the resistance of the current-carrying fluid s Rzh is within 1.9 <RH / Rzh <8.0.

5. Installation according to claim 4, characterized in that multicore steel cables are used as a heating element, the number N of which is selected within 1 <N <10, and the cables are located around the insulation of the current-carrying core.

6. Installation according to claim 4, characterized in that the core and armor of the end of the heating cable lowered into the well are rigidly connected to each other and insulated, for example, by a heat-shrink sleeve, or by a sleeve, or insulating material, so that gases and moisture, contained in an oil and gas well, could not penetrate into the cable along the length and delaminate it.

7. Installation according to claim 4, characterized in that the node with the guide roller is rigidly fixed to the wellhead equipment, and the distance between the upper part of the sealing gland and the horizontal plane passing through the axis of the guide roller would be at least 1 m.

8. The installation according to claim 4, characterized in that the automated cable heating controller contains a microcomputer with programmed control of the execution of regime operations with manual selection of the time and temperature range of operation and pause and the relay of automatic translation in the range of the set time interval.