RU2213846C1 - Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины - Google Patents
Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213846C1 RU2213846C1 RU2002106505A RU2002106505A RU2213846C1 RU 2213846 C1 RU2213846 C1 RU 2213846C1 RU 2002106505 A RU2002106505 A RU 2002106505A RU 2002106505 A RU2002106505 A RU 2002106505A RU 2213846 C1 RU2213846 C1 RU 2213846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- well
- hand
- soil
- ground
- Prior art date
Links
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтяной промышленности и позволяет поддерживать устьевую арматуру водонагнетательной скважины в работоспособном состоянии в условиях отрицательных температур при плановых и аварийных остановках закачки воды, а также при снижении уровня воды в скважинной арматуре или при падении приемистости скважины. Для этого используют низкотемпературное тепло грунта. Для чего обвязку устья водонагнетательной скважины выполняют в форме замкнутого контура. При этом левые верхнее и нижнее плечи контура располагают под углом к оси скважины, а левое нижнее плечо прокладывают в грунте и вводят в подводящий водовод под углом к оси водовода. На правом и левом нижнем плечах контура обвязки, от нижней границы промерзания грунта до центральной задвижки водовода (для правого плеча) и до дневной поверхности грунта (для левого нижнего плеча) устанавливают нагревательные элементы. На наземное оборудование скважины до нижней границы промерзания грунта наносится гидрофобный пенополиэтилен с кратностью вспенивания от 5 до 30. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности способам предотвращения замерзания устья водонагнетательных скважин.
Известен способ по патенту РФ 2136495. В данном способе согласно изобретению предотвращение замерзания в водоводе достигается за счет термоизоляции трубы путем наложения пенополиуретана. Недостатком данного способа является хрупкость и гидрофильность термоизоляционного материала пенополиуретана, а также отсутствие каких-либо источников тепла и, как следствие этого, невозможность предупреждения замерзания устья водонагнетательной скважины при использовании этого способа в случае длительных остановок скважины.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ по патенту РФ 2160824, Е 21 В 36/00, включающий использование тепла грунта, в котором использование низкотемпературного тепла грунта с температурой от 0oС и выше достигается за счет преобразования энергии потока закачиваемой воды в электрическую, ее аккумулирования и последующего использования для принудительной циркуляции воды.
Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходимо выполнение двух условий. Скважинная арматура должна быть заполнена водой и скорость потока закачиваемой воды должна быть достаточной для приведения в действие электрогенератора. В случае остановки закачки уровень воды в скважинной арматуре может упасть настолько, что сделает невозможным принудительную циркуляцию воды. В случае снижения приемистости скважины скорость потока закачиваемой воды может снизиться так, что приведение в действие электрогенератора станет невозможным.
Целью предлагаемого технического решения является поддержание устьевой арматуры водонагнетательной скважины в работоспособном состоянии в условиях отрицательных температур при плановых и аварийных остановках закачки воды, в том числе со снижением уровня воды в скважинной арматуре, а также при падении приемистости скважины.
Поставленная цель достигается тем, что в способе предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины, включающем использование низкотемпературного тепла грунта, согласно изобретению изменяется конструкция обвязки устья водонагнетательной скважины. Кроме того, на правом и левом нижнем плечах контура обвязки, от нижней границы промерзания грунта до центральной задвижки водовода (для правого плеча) и до дневной поверхности грунта (для левого нижнего плеча) устанавливаются электрические нагревательные элементы, а на наземное оборудование скважины до нижней границы промерзания грунта наносится гидрофобный пенополиэтилен с кратностью вспенивания от 5 до 30.
Суть предлагаемого технического решения заключается в том, что при падении температуры воды в замкнутом контуре обвязки устья водонагнетательной скважины ниже +4oС автоматически включаются электрические нагревательные элементы, установленные на правом и левом нижнем плечах контура обвязки, от нижней границы промерзания грунта до центральной задвижки водовода (для правого плеча) и до дневной поверхности грунта (для левого нижнего плеча). При повышении температуры воды в контуре обвязки и установлении теплового режима на уровне, при котором возможна циркуляция воды за счет сил конвекции, например +5oС, происходит автоматическое отключение нагревательных элементов. Использование предлагаемого способа позволяет предотвратить замерзание устья водонагнетательной скважины в течение неограниченного времени при плановых и аварийных остановках закачки воды, в том числе со снижением уровня воды в скважинной арматуре, а также при падении приемистости скважины. В этом отличие предлагаемого технического решения от известных способов применения конвективных теплообменников. Нанесение на наземное оборудование скважины, включая левое и правое плечи контура обвязки скважины, до нижней границы промерзания грунта гидрофобного пенополиэтилена с кратностью вспенивания от 5 до 30, а также использование низкотемпературного тепла грунта позволяет существенно снизить потребление электроэнергии, так как она расходуется только на поддержание температуры в контуре обвязки скважины более +4 oС (т.е. поддержание температуры, при которой возможна циркуляция воды за счет сил конвекции). Применение пенополиэтилена с кратностью вспенивания от 5 до 30 по сравнению с использованием пенополиуретана (по патенту РФ 2136495) обеспечивает плотную, без оставления зазоров укладку теплоизоляционного материала на устьевое оборудование любой конфигурации. Пенополиэтилен с кратностью вспенивания от 5 до 30 выдерживает относительное удлинение на разрыв в продольном направлении не менее 130-300%, в поперечном направлении не менее 100-210%, при циклических изменениях температуры от минус (30±3)oС до плюс (65±3)oС. Пенополиуретан крошится при незначительных деформациях, что снижает его долговечность и исключает плотную посадку на устьевое оборудование, особенно при многократном использовании. Пенополиэтилен с кратностью вспенивания от 5 до 30 на 28-40% поглащает меньше влаги, чем пенополиуретан, ввиду неполярного характера связей в звеньях макромолекул и отсутствия капиллярной пропитки. Это приводит к сохранению низкой первоначальной теплопроводности, что не наблюдалось у пенополеуретана, поскольку устье скважины постоянно подвергается воздействию влаги из-за негерметичности устьевого оборудования и выделения росы вследствие разности температур труб и окружающей среды. Кроме того, установка электрических нагревательных элементов на правом и левом нижнем плечах контура обвязки, от нижней границы промерзания грунта до центральной задвижки водовода (для правого плеча) и до дневной поверхности грунта (для левого нижнего плеча) по сравнению с типовой укладкой нагревательного элемента вдоль всего обогреваемого трубопровода позволяет исключить затраты на демонтаж-монтаж нагревательных элементов при проведении ремонтных и исследовательских работ, связанных с разборкой устьевой арматуры водонагнетательных скважин.
Обвязка устья нагнетательной скважины и оборудование, необходимые для реализации способа, представлены на чертеже.
Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности. При остановке закачки воды левое нижнее плечо 4 контура обвязки, углубленное в грунт до зоны устойчивых положительных температур, и водовод начинают играть роль теплообменника. Вода в наземной части контура обвязки охлаждается, а в нижней части контура остается теплой за счет тепла грунта. Холодная вода имеет большую плотность, чем теплая, и за счет этого в контуре обвязки создается циркуляция в направлении, показанном на чертеже. Теплая вода поднимается в наземную часть контура обвязки скважины, тем самым предотвращая ее замерзание. Расположение левого верхнего плеча 2 и левого нижнего плеча 4 под углом к оси скважины снижает сопротивление движению воды в контуре обвязки. Вхождение трубы нижней части плеча 4 в водовод под углом к оси водовода позволяет использовать для прогрева воды прилежащую к скважине часть водовода, что способствует использованию большего количества тепловой энергии грунта. При падении температуры в контуре обвязки ниже +4 oС, вследствие остывания грунта, блок управления 7 включает нагревательные элементы 5 и 6, установленные на правом 3 и левом нижнем 4 плечах контура обвязки, от нижней границы промерзания грунта до центральной задвижки водовода 8 (для правого плеча) и до дневной поверхности грунта (для левого нижнего плеча). В случае повышения температуры в контуре обвязки до +5oС блок управления 7 выключает электрические нагревательные элементы 5 и 6. Поддержание температуры в контуре обвязки скважины на уровне, при котором возможна циркуляция воды за счет сил конвекции, то есть от +4oС до +5oС, позволяет использовать для предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины низкотемпературное тепло грунта. Нанесение на наземное оборудование скважины, включая устьевую арматуру 1 и контур обвязки скважины пенополиэтилена 9, а также использование низкотемпературного тепла грунта позволяет существенно снизить потребление электроэнергии, так как она расходуется только на поддержание теплового режима в контуре обвязки скважины на уровне +5oС. При падении уровня воды в устьевой арматуре 1 и контуре обвязки скважины ее температура посредством нагревательных элементов поддерживается на уровне +5oС, за счет сил конвекции происходит перемещение верхних и нижних слоев воды и, таким образом, предотвращается замерзание устья скважины. В случае падения приемистости скважины и снижения скорости течения воды в контуре обвязки скважины электрические нагревательные элементы 5 и 6 будут компенсировать потери тепла с поверхности контура обвязки и устьевой арматуры. Таким образом, замерзание устья скважины будет предотвращено. Для реализации технологии используется следующее оборудование: электрический нагревательный элемент ЭНГЛ-1 или саморегулирующаяся нагревательная лента FSR..CF, блок управления БРТ-1. В качестве теплоизоляционного материала используется пенополиэтилен с кратностью вспенивания от 5 до 30 по ТУ 6-55-26-89Е.
Источники информации
1. Патент РФ 2136495.
1. Патент РФ 2136495.
2. Патент РФ 2160824, Е 21 В 36/00.
Claims (3)
1. Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины, включающий накопление и использование тепла грунта, отличающийся тем, что обвязку устья нагнетательной скважины выполняют в форме замкнутого контура, причем левые верхнее и нижнее плечи контура располагают под углом к оси скважины, а левое нижнее плечо прокладывают в грунте и вводят в подводящий водовод под углом к оси водовода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на правом и левом нижнем плечах контура обвязки, от нижней границы промерзания грунта до центральной задвижки водовода (для правого плеча) и до дневной поверхности грунта (для левого нижнего плеча) устанавливают нагревательные элементы.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что наземное оборудование скважины, включая устьевую арматуру, верхнее и нижнее левые и правое плечи контура обвязки, теплоизолируют пенополиэтиленом с кратностью вспенивания от 5 до 30.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106505A RU2213846C1 (ru) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106505A RU2213846C1 (ru) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2213846C1 true RU2213846C1 (ru) | 2003-10-10 |
Family
ID=31988889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002106505A RU2213846C1 (ru) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2213846C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459929C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Укрытие над устьем нагнетательной скважины |
RU2483198C1 (ru) * | 2011-12-20 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания |
RU2494238C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Система кустовой закачки воды в пласт |
CN104790907A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-07-22 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 一种压裂井口装置用油管头阻断隔离阀 |
CN106869857A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-06-20 | 徐占有 | 一种油田用防冻防盗掺水集输工艺流程阀组 |
-
2002
- 2002-03-13 RU RU2002106505A patent/RU2213846C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459929C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Укрытие над устьем нагнетательной скважины |
RU2483198C1 (ru) * | 2011-12-20 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания |
RU2494238C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Система кустовой закачки воды в пласт |
CN104790907A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-07-22 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 一种压裂井口装置用油管头阻断隔离阀 |
CN106869857A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-06-20 | 徐占有 | 一种油田用防冻防盗掺水集输工艺流程阀组 |
CN106869857B (zh) * | 2017-04-26 | 2023-04-14 | 徐占有 | 一种油田用防冻防盗掺水集输工艺流程阀组 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4966330B2 (ja) | 地中熱利用ヒートポンプシステム | |
ES2384602T3 (es) | Sistema de calentamiento de cambio de agujas | |
US8327942B2 (en) | Method and an apparatus for cold start of a subsea production system | |
US5048507A (en) | Endothermic building | |
CN102536353B (zh) | 用于冷却发电厂的载体流体的方法、发电厂以及冷却系统 | |
CN204311316U (zh) | 桥面防止结冰系统 | |
RU2213846C1 (ru) | Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины | |
JPH11281203A (ja) | 土壌熱源ヒ―トポンプシステムおよびその運転方法 | |
JP2010043849A (ja) | 均温システム | |
CN108952806A (zh) | 高寒严寒地区隧道排水防冻集成系统 | |
KR20090099392A (ko) | 다용도 결빙 방지 장치 | |
CN104711905A (zh) | 一种pc轨道梁融冰雪装置、铺设方法及pc轨道梁 | |
CN209100089U (zh) | 高寒严寒地区隧道排水防冻集成系统 | |
US20200116397A1 (en) | Method of controlling heat exchange device, heat exchange device, and water-cooled type heat pump device. | |
US8572966B2 (en) | Heat engine apparatus and method | |
RU109498U1 (ru) | Система предотвращения замерзания устья нагнетательной скважины | |
RU2483198C1 (ru) | Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания | |
US20150377522A1 (en) | Support member with dual use rebar for geothermal above ground loop | |
CN202250107U (zh) | 一种季节性冻土地区的隧道工程防冻结构 | |
KR200385861Y1 (ko) | 축열식 전기보일러의 교환수 공급구조 | |
KR100383430B1 (ko) | 댐수면 결빙 방지장치 | |
RU2123648C1 (ru) | Способ аккумулирования холода и устройство для его реализации | |
CN208349606U (zh) | 太阳能下水管防冻装置 | |
RU2152509C1 (ru) | Способ предотвращения замерзания устья нагнетательных скважин | |
RU2287040C2 (ru) | Устройство для обогрева или охлаждения дорожного покрытия |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100314 |