RU2215062C1 - Способ катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215062C1 RU2215062C1 RU2002131482A RU2002131482A RU2215062C1 RU 2215062 C1 RU2215062 C1 RU 2215062C1 RU 2002131482 A RU2002131482 A RU 2002131482A RU 2002131482 A RU2002131482 A RU 2002131482A RU 2215062 C1 RU2215062 C1 RU 2215062C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- esp
- casing
- potential difference
- centrifugal pump
- cathodic protection
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам и устройствам для защиты скважинного оборудования, в том числе глубинного, в частности электроцентробежных насосов (ЭЦН), от коррозии с наложением контролируемой разности потенциалов (катодная защита) и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе нефтяной. Предлагаемый способ и устройство катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса обеспечивают наложение разности потенциалов между точкой подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне и анодным заземлителем и дополнительно - разности потенциалов между ЭЦН и анодным заземлителем. Разность потенциалов между ЭЦН и анодным заземлителем накладывают через точку подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне. Технический результат заключается в повышении эффективности способа и устройства для катодной защиты спускаемого в скважину ЭЦН без снижения эффективности по мере удаления ЭЦН от дневной поверхности. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для защиты скважинного оборудования, в том числе глубинного, в частности электроцентробежных насосов (ЭЦН), от коррозии с наложением контролируемой разности потенциалов (катодная защита) и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе нефтяной.
Известны способы защиты металла скважинного оборудования в нефтепромысловых средах с применением химреагентов - ингибиторов коррозии путем их дозировки в пласт и в межтрубное пространство скважины, ограниченное обсадной колонной и насосно-компрессорной трубой [1, 2]. Основным недостатком известных способов является высокий расход химреагентов при низкой фактической эффективности защиты от коррозии, что связано с отложением сульфидных пленок на поверхности металла и затрудненным доступом ингибиторов к ней.
Известны способы защиты углеродистой стали, преимущественно наземных и подземных трубопроводов, от общей коррозии с использованием протекторов из металлов различной природы, в том числе с наложением контролируемой разности потенциалов [3, 4]. Основным недостатком известных способов является сложность их применения в скважинах, например нефтепромысловых, так как в них происходит отрыв протекторов, извлечение которых требует проведения трудоемких и дорогостоящих работ по разбуриванию и подъему отработанного металла. Высокую стоимость традиционной протекторной защиты скважинного оборудования определяет и использование протекторов из дорогого магниево-цинкового сплава, остающихся при попытках подъема в скважине и практически уничтожаемых разбуриванием.
Наиболее близким к заявляемому является способ катодной защиты скважинного оборудования, в том числе с установкой ЭЦН [5], включающий наложение разности потенциалов между точкой подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне и анодным заземлителем с помощью станции катодной защиты (СКЗ), оснащенной электродом сравнения и ампервольтметром. В результате происходит смещение потенциала защищаемого скважинного оборудования и его пассивирование. В то же время способ не обеспечивает эффективную защиту удаленных от дневной поверхности зон глубинного скважинного оборудования и в том числе спущенного в скважину ЭЦН - по причине снижения в этих зонах защитной разности потенциалов.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для катодной защиты скважинного оборудования, в том числе с установкой ЭЦН [5], включающее СКЗ, оснащенную электродом сравнения и ампервольтметром и подключенную кабелем на дневной поверхности к обсадной колонне и к анодному заземлителю.
Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает эффективную защиту глубинного скважинного оборудования и в том числе спущенного в скважину ЭЦН - в удаленных от дневной поверхности зонах по причине снижения в них защитной разности потенциалов.
Решаемая предлагаемыми изобретениями задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности способа и устройства для катодной защиты спускаемого в скважину ЭЦН без снижения эффективности по мере удаления ЭЦН от дневной поверхности.
Поставленная задача решается тем, что в способе катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса (ЭЦН), включающем наложение разности потенциалов между точкой подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне и анодным заземлителем, дополнительно накладывают разность потенциалов между ЭЦН и анодным заземлителем. Разность потенциалов между ЭЦН и анодным заземлителем накладывают через точку подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне.
Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса (ЭЦН), включающем станцию катодной защиты (СКЗ), подключенную кабелем на дневной поверхности к обсадной колонне и к анодному заземлителю, СКЗ дополнительно подключена к ЭЦН дополнительной жилой силового кабеля установки ЭЦН. СКЗ дополнительно подключена к ЭЦН дополнительной жилой силового кабеля установки ЭЦН через точку подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне.
Предлагаемое устройство представлено на чертеже, где:
1 - обсадная колонна
2 - установка ЭЦН
3 - насосно-компрессорная труба
4 - анодный заземлитель
5 - станция катодной защиты, оснащенная электродом сравнения и ампервольтметром
6 - кабель (соединительный)
7 - силовой кабель установки ЭЦН
8 - питающие жилы силового кабеля установки ЭЦН
9 - дополнительная жила силового кабеля установки ЭЦН.
1 - обсадная колонна
2 - установка ЭЦН
3 - насосно-компрессорная труба
4 - анодный заземлитель
5 - станция катодной защиты, оснащенная электродом сравнения и ампервольтметром
6 - кабель (соединительный)
7 - силовой кабель установки ЭЦН
8 - питающие жилы силового кабеля установки ЭЦН
9 - дополнительная жила силового кабеля установки ЭЦН.
Устройство работает следующим образом. Включают станцию катодной защиты и устанавливают необходимый ток защиты, который выбирают по медно-сульфатному электроду сравнения. Происходит равномерная поляризация металла по всей поверхности защищаемого оборудования за счет суммирования токов защиты через верхнюю и нижнюю точки скважинного оборудования.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемых технических решений и прототипа позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых изобретений критерию "новизна".
Так как отличительные признаки заявляемых технических решений являются новыми, они, по мнению авторов, соответствуют критерию "изобретательский уровень".
Способ осуществляют следующей последовательностью операций:
1. Подключение трех жил четырехжильного силового кабеля к контактам электропитания электроцентробежного насоса, а четвертой жилы четырехжильного силового кабеля - к корпусу электроцентробежного насоса.
1. Подключение трех жил четырехжильного силового кабеля к контактам электропитания электроцентробежного насоса, а четвертой жилы четырехжильного силового кабеля - к корпусу электроцентробежного насоса.
2. Спуск и монтаж ЭЦН в скважине.
3. Подключение соединительного кабеля к анодному заземлителю, размещенному в зоне устойчивого электролитического контакта и выполняющему роль растворимого анода.
4. Подключение кабеля растворимого анода к положительному контакту станции катодной защиты.
5. Подключение СКЗ для наложения отрицательного защитного потенциала кабелем на дневной поверхности к обсадной колонне скважины.
6. Подключение четвертой жилы четырехжильного кабеля, подключенной к корпусу электроцентробежного насоса, к отрицательному контакту станции катодной защиты (преимущественно через точку подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне).
7. Наложение необходимой разности потенциалов на систему "обсадная колонна - корпус ЭЦН - анодный заземлитель".
8. Контроль необходимой защитной разности потенциалов с помощью измерительной схемы медно-сульфатного электрода сравнения, установленного в грунте также в зоне устойчивого электролитического контакта с системой "обсадная колонна - корпус ЭЦН - анодный заземлитель".
Способ иллюстрируется примерами.
Пример 1. Определение целесообразности использования магний-цинковых протекторов для катодной защиты электроцентробежных насосов добывающих скважин НГДУ Уфанефть.
Применение в агрессивных технологических средах (сточных нефтепромысловых водах) в качестве активного растворимого электрода-протектора магниево-цинкового сплава для защиты скважинного оборудования определяет высокую стоимость защитных мероприятий. Так, в НГДУ Уфанефть использование стандартных протекторов массой 8 кг, закрепленных на нижней части погружных электродвигателей, приводит к их полному или практически полному растворению в течение 30 сут. При коррозии протектора в области резьбового соединения он остается в скважине и требует для его удаления трудоемких и дорогостоящих работ по "разбуриванию" и подъему в виде утилизованного металла, непригодного для дальнейшего применения. В табл. 1 приведены результаты длительного применения магний-цинковых протекторов в добывающих скважинах, из которых следует необходимость разработки нового способа катодной защиты с использованием растворимого анода из углеродистой стали.
Пример 2. Эффективность катодной защиты электроцентробежного насоса скв. 1046 Сергеевского месторождения НГДУ Уфанефть с глубиной погружения 1765 м.
В качестве кабеля (соединительного) использован кабель КПБП 3х16; в качестве силового кабеля УЭЦН - кабель КлБП 4х10. СКЗ 51 тип ОПС2-50-24-У1. Анодный заземлитель - стальная труба весом 5 т, погруженная в землю на глубину 2 м в радиусе 100 м от устья скважины.
Исследование эффективности заявляемого способа проводили в нефтепромысловых условиях следующим образом.
На станции катодной защиты устанавливали различные режимы разностей потенциалов и снимали показания потенциалов с дневной поверхности обсадной колонны, корпуса электроцентробежного насоса и с системы "корпус электроцентробежного насоса - обсадная колонна". Разность потенциалов измеряли относительно медно-сульфатного электрода, установленного в грунте. Согласно регламенту работы станций катодной защиты (ГОСТ 9.602-89 С.11) нормальным режимом защиты считается интервал потенциалов от минус 0,87 до минус 2,5 В.
Результаты исследования эффективности катодной защиты по известному и заявляемому способам приведены в табл.2 и позволяют сделать следующие заключения:
Установка электроцентробежного насоса в скважине является анодом по отношению к грунту (разность потенциалов выше минус 0,7 В, вариант 1)
Нагрузка станции катодной защиты через обсадную колонну недостаточно эффективна для защиты ЭЦН при данной глубине погружения (разность потенциалов минус 0,57 В, вариант 2 - прототип).
Установка электроцентробежного насоса в скважине является анодом по отношению к грунту (разность потенциалов выше минус 0,7 В, вариант 1)
Нагрузка станции катодной защиты через обсадную колонну недостаточно эффективна для защиты ЭЦН при данной глубине погружения (разность потенциалов минус 0,57 В, вариант 2 - прототип).
Подключение СКЗ к корпусу ЭЦН через четвертую жилу силового кабеля без подключения к дневной поверхности обсадной колонны защищает лишь ЭЦН, а обсадную колонну - нет (разность потенциалов минус 0,78 В, вариант 3)
Для повышения эффективности катодной защиты необходима нагрузка контролируемой разности потенциалов через дополнительную четвертую жилу силового кабеля ЭЦН и через точку подключения СКЗ на дневной поверхности к обсадной колонне. Это дает возможность создать защитный потенциал в интервале от минус 0,9 В до минус 1,08 В, защищающем и электроцентробежный насос, и обсадную колонну (вариант 4).
Для повышения эффективности катодной защиты необходима нагрузка контролируемой разности потенциалов через дополнительную четвертую жилу силового кабеля ЭЦН и через точку подключения СКЗ на дневной поверхности к обсадной колонне. Это дает возможность создать защитный потенциал в интервале от минус 0,9 В до минус 1,08 В, защищающем и электроцентробежный насос, и обсадную колонну (вариант 4).
Пример 3. Эффективность катодной защиты электроцентробежного насоса скв. 1528 куст 5 месторождения "Волково" с глубиной погружения 1420 м.
По прототипу. Величина напряжения, подаваемого в точку на дневной поверхности обсадной колонны, составляла 13,5 В; сила тока 50 А.
Электрозондирование вертикального столба скважины показало, что защитный потенциал на обсадной колонне составлял минус 1,5 В и не изменялся с глубиной погружения; в то время как защитный потенциал на ЭЦН снизился от величины минус 1,5 В до минус 1,1 В при погружении на глубину 1000 м, а на глубине 1420 м составил минус 1,0 В.
По предлагаемому способу была дополнительно наложена разность потенциалов между ЭЦН через четвертую жилу его силового кабеля и анодным заземлителем. Это увеличило защитный потенциал системы "обсадная колонна - ЭЦН" до минус 1,4 В.
Вызванное присоединением выкидной линии падение защитных потенциалов обсадной колонны и ЭЦН также удалось ликвидировать предлагаемым способом (увеличив величину подаваемого напряжения до 18 В и силу тока до 75 А).
Таким образом, заявляемые способ и устройство действительно позволяют повысить эффективность катодной защиты спускаемого в скважину ЭЦН. Способ и устройство нетрудоемки, эффективны и промышленно применимы, т.к. для их реализации используют доступное оборудование и материалы.
Источники информации
1. Ибрагимов Г. З., Хисамутдинов Н.И. Справочное пособие по применению химреагентов в добыче нефти. - М.: Недра, 1977. - 271 с.
1. Ибрагимов Г. З., Хисамутдинов Н.И. Справочное пособие по применению химреагентов в добыче нефти. - М.: Недра, 1977. - 271 с.
2. Хисамутдинов Н.И,. Ибрагимов Г.З. Разработка нефтяных месторождений. - Т. IV. - М.: ВНИИОЭНГ, 1994. - 262 с.
3. Защита металлических сооружений от подземной коррозии: Справочник /Стрижевский И.В. и др. - М.: Недра, 1981. - 293 с.
4. Коррозионная стойкость оборудования химических производств: Способы защиты оборудования от коррозии /Под ред. Б.В. Строкана, А.М. Сухотина. - Л. : Химия, 1987. - 280 с.
5. Даутов Ф.И. и др. Катодная защита обсадных колонн скважин от коррозии на нефтяных месторождениях. - М.: ВНИИОЭНГ, 1981, 55 с.
Claims (4)
1. Способ катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса (ЭЦН), включающий наложение разности потенциалов между точкой подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне и анодным заземлителем, отличающийся тем, что дополнительно накладывают разность потенциалов между ЭЦН и анодным заземлителем.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разность потенциалов между ЭЦН и анодным заземлителем накладывают через точку подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне.
3. Устройство для катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса (ЭЦН), включающее станцию катодной защиты (СКЗ), подключенную кабелем на дневной поверхности к обсадной колонне и к анодному заземлителю, отличающееся тем, что СКЗ дополнительно подключена к ЭЦН дополнительной жилой силового кабеля установки ЭЦН.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что СКЗ дополнительно подключена к ЭЦН дополнительной жилой силового кабеля установки ЭЦН через точку подключения кабеля на дневной поверхности к обсадной колонне.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002131482A RU2215062C1 (ru) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Способ катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002131482A RU2215062C1 (ru) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Способ катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2215062C1 true RU2215062C1 (ru) | 2003-10-27 |
Family
ID=31989498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002131482A RU2215062C1 (ru) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Способ катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2215062C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655682C1 (ru) * | 2017-05-29 | 2018-05-29 | Виталий Рауфович Закиров | Способ защиты погружного оборудования нефтедобывающей скважины от электрохимической коррозии |
-
2002
- 2002-11-25 RU RU2002131482A patent/RU2215062C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДАУТОВ Ф.И. и др. Катодная защита обсадных колонн скважин от коррозии на нефтяных месторождениях. - М.: ВНИИОЭНГ, 1981, с.55. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655682C1 (ru) * | 2017-05-29 | 2018-05-29 | Виталий Рауфович Закиров | Способ защиты погружного оборудования нефтедобывающей скважины от электрохимической коррозии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6082398B2 (ja) | セラー領域におけるセメントによって遮蔽される地下井戸ケーシング区分を防食するためのブレスレット流電陽極を利用するためのシステム、装置、および方法 | |
US3616354A (en) | Method for installing cathodic protection | |
RU119020U1 (ru) | Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии | |
RU107274U1 (ru) | Устройство защиты насосной установки от коррозии | |
US5415745A (en) | Method for providing cathodic protection to underground metallic structure using galvanic anodes | |
RU2695101C1 (ru) | Способ выполнения анодного заземления | |
RU2215062C1 (ru) | Способ катодной защиты спускаемого в скважину электроцентробежного насоса и устройство для его осуществления | |
RU179967U1 (ru) | Устройство для защиты внутрискважинного оборудования от коррозии | |
RU2230828C1 (ru) | Способ катодной защиты скважинного оборудования и устройство для его осуществления | |
RU2394942C1 (ru) | Способ выполнения анодного заземления | |
CN102725476B (zh) | 通过电流体动力学推进力来泵送泥浆 | |
RU143463U1 (ru) | Погружной электронасосный агрегат | |
Durham et al. | Cathodic protection | |
RU180398U1 (ru) | Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии | |
RU127137U1 (ru) | Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии | |
RU2254400C1 (ru) | Устройство для катодной защиты спускаемого в скважину оборудования | |
RU2231629C1 (ru) | Способ защиты от коррозии погружного электроцентробежного насоса, подвешенного на колонне насосно-компрессорных труб | |
RU2327856C1 (ru) | Устройство для защиты от коррозии глубинного оборудования добывающих скважин, преимущественно электроцентробежных насосов | |
US20220372834A1 (en) | A device comprising a dissolvable material for use in a wellbore | |
CN110938824B (zh) | 深井阳极装置 | |
RU2655682C1 (ru) | Способ защиты погружного оборудования нефтедобывающей скважины от электрохимической коррозии | |
RU119412U1 (ru) | Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии | |
CN1752292A (zh) | 可更换式深井阳极地床及施工工法 | |
RU2233911C1 (ru) | Способ катодной защиты обсадной колонны скважины и устройство для его осуществления | |
RU98004U1 (ru) | Глубинный анодный заземлитель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071126 |