RU220650U1

RU220650U1 - Скважинный нагревательный модуль

Info

Publication number: RU220650U1
Application number: RU2023100160U
Authority: RU
Inventors: Петр Михайлович Кондрашов; Прасковья Леонидовна Павлова; Павел Михайлович Силкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью торгово-производственная компания "ЭЛЕРОН"; Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭЛСЕТЕХ"
Filing date: 2023-01-09
Publication date: 2023-09-27

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для нагревания скважинных жидкостей, в частности парафинистой нефти и высоковязких смесей, асфальто-смолистых и парафиновых отложений (АСПО) в нефтегазодобывающих скважинах. Технический результат заключается в необходимости создания надежной конструкции скважинного нагревательного модуля, удовлетворяющего требованиям ремонтопригодности. Для достижения технического результата предложен скважинный нагревательный модуль, встраиваемый в колонну насосно-компрессорных труб, включающий насосно-компрессорную трубу (2), концевые участки которой выполнены с возможностью встраивания ее в колонну насосно-компрессорных труб и снабжены центраторами (3), нагревательные элементы (6) с защитной оболочкой, установленные на трубе и подключенные к токоподводящему кабелю (8). При этом центраторы (3) установлены на насосно-компрессорной трубе (2) со стопорными кольцами (9), между которыми установлена зафиксированная ими наружная труба (5), охватывающая насосно-компрессорную трубу, при этом на наружной трубе равномерно по ее высоте установлены нагревательные элементы (6), закрытые съемными защитными кожухами (7), установленными на наружной трубе с помощью крепежных винтов (14), кроме того, на поверхности наружной трубы над кожухами посредством сварного соединения установлены распределительные короба (10) с крышками (11), предназначенные для расположения и изоляции соединений жил токоподводящего кабеля (8) с проводами нагревательных элементов, причем токоподводящий кабель зафиксирован снаружи с помощью хомутов (9), а концы токоподводящего кабеля (15) выполнены с возможностью соединения со следующим модулем скважинного нагревателя. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для нагревания скважинных жидкостей, в частности парафинистой нефти и высоковязких смесей, асфальто-смолистых и парафиновых отложений (АСПО) в нефтегазодобывающих скважинах.

Известен скважинный подогреватель, выполненный в виде цилиндрического трубчатого корпуса, ориентированного в направлении протяженности скважины, со съемными крышками на торцевых сторонах и уплотнителями в них, в верхней крышке установлен герметично-разъемный элемент токоввода на соединительный электрический кабель, а на ее внешней поверхности - держатель, окончание держателя представляет собой муфту насосно-компрессорной трубы (НКТ) на фланце, сквозь который пропущены крепежные болты и выполнены отверстия под токовводы, с нижней стороны корпуса размещена конусная втулка, поджимаемая муфтой НКТ, внутри корпуса, коаксиально ему, размещен участок трубы подвески НКТ, на внешней поверхности которой вдоль трубы размещены отстоящие друг от друга индукционные цилиндрические катушки, выведенные на соединительный кабель, причем размеры трубы в поперечном сечении на участке подогревателя выполнены с возможностью сопряжения с трубами подвески НКТ для транспорта нефти из скважины за пределами подогревателя (Патент РФ № 2317401 С1, дата приоритета 03.05.2006, дата публикации 20.02.2008, авторы: Рукинов В.И. и Рукинов А.И., RU).

Недостатком аналога является низкая ремонтопригодность вследствие цельной конструкции трубчатого корпуса, что не позволяет оперативно заменить отстоящие друг от друга индукционные цилиндрические катушки при их поломке или выходе из строя.

Известен скважинный нагреватель, состоящий из подвеса, корпуса в виде полого цилиндра, нагревательных элементов, токоввода, причем нагревательные элементы расположены по наружной поверхности корпуса и размещены по вершинам равностороннего треугольника, при этом нагреватель выполнен с возможностью поддерживать заданную температуру в результате постоянного или кратковременно-цикличного нагрева, контролируемого и/или задаваемого системой управления (Патент РФ № 191632 U1, дата приоритета 08.05.2019, дата публикации 14.08.2019, авторы: Голубов А.С. и др., RU).

Недостатком известного технического решения является низкая надежность вследствие установки нагревательных элементов без защитных кожухов, что может привести при спускоподъемных операциях к их срыву, кроме того, не предусмотрена возможность ремонта нагревательных элементов и соединений проводов с силовым кабелем.

В качестве прототипа принята нагреваемая секция (НС) насосно-компрессорной трубы, встраиваемая в колонну НКТ и образующая с её составом и оборудованием устройство для эксплуатации скважины, в котором часть секций НКТ выполнена в качестве НС, при этом к концам трубы каждой НС, выполненной с возможностью встраивания ее в колонну НКТ, приварены центраторы, в верхнем центраторе размещен электрический разъем, на поверхности трубы закреплены с помощью клея с высокой теплопроводностью и теплостойкостью нагревательные элементы и датчики температуры, причем нагревательные элементы расположены рядами по высоте трубы, а датчики температуры расположены под верхним центратором, каждый датчик температуры соединен с соответствующим рядом нагревателей и подключен к питающей шине, расположенной по направляющей на внешней поверхности трубы, кроме того вся внешняя поверхность трубы с расположенными на ней указанными элементами покрыта вулканизированной силиконовой резиной, образующей изоляционную оболочку (Патент РФ №2337236 C2, дата приоритета 31.07.2006, дата публикации 10.02.2008, авторы: Рыбчич И.И. и др., UА, прототип).

Недостатком прототипа является низкая ремонтопригодность, обусловленная наличием несъемного покрытия в виде изоляционной оболочки из вулканизированной силиконовой резины, препятствующего проведению ремонта нагревательных элементов и проводов после их повреждения, в связи с трудоемкостью удаления покрытия, большой вероятностью повреждения работающих элементов и необходимостью повторного нанесения покрытия.

Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является необходимость создания надежной конструкции скважинного нагревательного модуля, удовлетворяющего требованиям ремонтопригодности.

Для решения технической проблемы и достижения технического результата предложен скважинный нагревательный модуль, встраиваемый в колонну насосно-компрессорных труб, включающий насосно-компрессорную трубу, концевые участки которой выполнены с возможностью встраивания ее в колонну насосно-компрессорных труб и снабжены центраторами, нагревательные элементы с защитной оболочкой, установленные на трубе и подключенные к токоподводящему кабелю, отличающийся тем, что центраторы установлены на насосно-компрессорной трубе со стопорными кольцами, между которыми установлена зафиксированная ими наружная труба, охватывающая насосно-компрессорную трубу, при этом на наружной трубе равномерно по ее высоте установлены нагревательные элементы, закрытые съемными защитными кожухами, установленными на наружной трубе с помощью крепежных винтов, кроме того, на поверхности наружной трубы над кожухами посредством сварного соединения установлены распределительные короба с крышками, предназначенные для расположения и изоляции соединений жил токоподводящего кабеля с проводами нагревательных элементов, причем токоподводящий кабель зафиксирован снаружи с помощью хомутов, а концы токоподводящего кабеля выполнены с возможностью соединения со следующим модулем скважинного нагревателя.

Согласно полезной модели, наружная труба, охватывающая насосно-компрессорную трубу, может быть выполнена составной из сегментов труб, соединенных с помощью сварного соединения.

Согласно полезной модели, наружная труба, охватывающая насосно-компрессорную трубу, выполнена с углублениями, предназначенными для установки нагревательных элементов.

Согласно полезной модели, защитный кожух может быть выполнен с углублениями под нагревательные элементы.

На фиг. 1 схематично изображен скважинный нагревательный модуль, общий вид, на котором частично показан продольный разрез, а также расположение нагревательных элементов;

на фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1, где показано расположение нагревательного элемента и кожуха относительно насосно-компрессорной трубы;

на фиг. 3 изображено сечение Б-Б на фиг. 1, где показано расположение распределительного короба, предназначенного для расположения и изоляции соединений жил токоподводящего кабеля с проводами нагревательных элементов;

на фиг. 4 изображена составная часть конструкция наружной трубы в виде сегмента с углублением для вставки нагревательного элемента.

На чертежах приведены следующие обозначения:

1 - муфта НКТ;

2 - насосно-компрессорная труба (НКТ);

3 - центратор;

4 - стопорное кольцо;

5 - наружная труба;

6 - нагревательный элемент;

7 - защитный кожух;

8 - токоподводящий кабель;

9 - хомут;

10 - распределительный короб;

11 - крышка распределительного короба;

12 - изоляция распределительного короба (герметик);

13 - углубление на поверхности наружной трубы 5;

14 - крепежный винт;

15 - электрический разъем.

Скважинный нагревательный модуль, изображенный на фиг. 1, представляет собой нагреваемую секцию колонны насосно-компрессорных труб длиной 6-12 м и содержит муфту 1, в частности по ГОСТ 633-80, соединенную с насосно-компрессорной трубой 2, концевые участки которой выполнены с возможностью встраивания в колонну НКТ. На концевых участках насосно-компрессорной трубы 2 установлены центраторы 3 со стопорными кольцами 4 для обеспечения центрирования скважинного нагревательного модуля при спускоподъемных работах в скважине. Между стопорными кольцами 4 установлена наружная труба 5, охватывающая насосно-компрессорную трубу 2. На поверхности наружной трубы 5 равномерно по высоте выполнены углубления 13 для установки нагревательных элементов 6, например кольцевого нагревателя, а также выполнены резьбовые отверстия для установки защитного кожуха 7, соединенного с защитной трубой 5 с помощью крепежных винтов 14 (фиг. 2 и 4). По длине насосно-компрессорной трубы 2 и наружной трубы 5 расположен токоподводящий кабель 8, который стянут хомутами 9 для обеспечения крепления к наружной поверхности труб 2 и 5. При этом концы кабеля 8 выполнены с возможностью соединения со следующей секцией нагревательного модуля, например с помощью электрического разъема 15. Кроме того на поверхности наружной трубы 5 над кожухами 7 посредством сварного соединения установлены распределительные короба 10 с крышками 11, предназначенные для расположения в них соединений жил токоподводящего кабеля с проводами нагревательных элементов 6 (фиг. 3). При этом для обеспечения изоляции проводов внутреннее пространство короба 10 заполнено герметиком 12, например корундом.

Заявляемый скважинный нагревательный модуль изготавливают следующим образом.

На насосно-компрессорную трубу 2 с муфтой 1 устанавливают металлическую наружную трубу 5. Наружная труба 5 может быть цельной или составной, изготовленной из сегментов трубы, соединенных посредством сварного соединения. При этом длина наружной трубы 5 короче, чем длина насосно-компрессорной трубы 2 на длину установки центраторов 3 со стопорными кольцами 4. Далее на концы насосно-компрессорной трубы 2 устанавливают центраторы 3 и стопорные кольца 4. В углублениях 13 наружной трубы 5 равномерно по длине устанавливают нагревательные элементы 6 и закрывают их защитными кожухами 7 с помощью крепежных винтов 14. Затем по длине наружной трубы 5 над защитными кожухами 7 устанавливают распределительные короба 10 с помощью сварного соединения, после чего по длине насосно-компрессорной трубы 2 и наружной трубы 5 монтируют токоподводящий кабель 8, на концах которого установлены электрические разъемы 15 с возможностью соединения со следующей секцией скважинного нагревательного модуля. При этом токоподводящий кабель 8 стягивают хомутами 9 так, чтобы не было провисов относительно труб. Далее провода нагревательных элементов 6 соединяют с жилами токоподводящего кабеля 8 в коробах 10 и заполняют внутреннее пространство коробов изоляционным материалом 12, например корундом. После затвердевания корунда короба 10 закрывают крышками 11.

Достигаемый полезной моделью технический результат заключается в повышении ремонтопригодности за счет наличия в конструкции наружной трубы, на которой установлены нагревательные элементы, закрытые съемными защитными кожухами, и распределительные короба для соединений электрических проводов, обеспечивающие проведение ремонтных работ, связанных с отсоединением и заменой вышедших из строя элементов скважинного нагревательного модуля.

Claims

1. Скважинный нагревательный модуль, встраиваемый в колонну насосно-компрессорных труб, включающий насосно-компрессорную трубу, концевые участки которой выполнены с возможностью встраивания ее в колонну насосно-компрессорных труб и снабжены центраторами, нагревательные элементы с защитной оболочкой, установленные на трубе и подключенные к токоподводящему кабелю, отличающийся тем, что центраторы установлены на насосно-компрессорной трубе со стопорными кольцами, между которыми установлена зафиксированная ими наружная труба, охватывающая насосно-компрессорную трубу, при этом на наружной трубе равномерно по ее высоте установлены нагревательные элементы, закрытые съемными защитными кожухами, установленными на наружной трубе с помощью крепежных винтов, кроме того, на поверхности наружной трубы над кожухами посредством сварного соединения установлены распределительные короба с крышками, предназначенные для расположения и изоляции соединений жил токоподводящего кабеля с проводами нагревательных элементов, причем токоподводящий кабель зафиксирован снаружи с помощью хомутов, а концы токоподводящего кабеля выполнены с возможностью соединения со следующим модулем скважинного нагревателя.

2. Скважинный нагревательный модуль по п. 1, отличающийся тем, что наружная труба, охватывающая насосно-компрессорную трубу, может быть выполнена составной из сегментов труб, соединенных с помощью сварного соединения.

3. Скважинный нагревательный модуль по п. 1, отличающийся тем, что наружная труба, охватывающая насосно-компрессорную трубу, выполнена с углублениями, предназначенными для установки нагревательных элементов.

4. Скважинный нагревательный модуль по п. 1, отличающийся тем, что защитный кожух может быть выполнен с углублениями под нагревательные элементы.