RU2260117C1 - Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation - Google Patents

Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation Download PDF

Info

Publication number
RU2260117C1
RU2260117C1 RU2004116770/03A RU2004116770A RU2260117C1 RU 2260117 C1 RU2260117 C1 RU 2260117C1 RU 2004116770/03 A RU2004116770/03 A RU 2004116770/03A RU 2004116770 A RU2004116770 A RU 2004116770A RU 2260117 C1 RU2260117 C1 RU 2260117C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric centrifugal
centrifugal pump
acoustic noise
particles
mechanical impurity
Prior art date
Application number
RU2004116770/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.А. Савиных (RU)
Ю.А. Савиных
Р.И. Савиных (RU)
Р.И. Савиных
Х.Н. Музипов (RU)
Х.Н. Музипов
вцев И.А. Кудр (RU)
И.А. Кудрявцев
Т.П. Соловьева (RU)
Т.П. Соловьева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority to RU2004116770/03A priority Critical patent/RU2260117C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2260117C1 publication Critical patent/RU2260117C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil production equipment, particularly to reduce mechanical impurity effect.
SUBSTANCE: method involves providing downhole equipment with electric centrifugal pump; installing composite acoustic noise transducer composed of quarter-wave resonators under submersed electric centrifugal pump; converting low-frequency noise of submersed electric centrifugal pump into ultrasound; forming ultrasonic stationary waves in annular space between casing pipe and composite acoustic noise transducer; creating ultrasound in annular gap between casing pipe and composite acoustic noise transducer under stationary waves action upon mechanical impurity particle coagulation and depositing mechanical impurity particles on well bottom.
EFFECT: increased efficiency of wells provided with electric centrifugal pumps during extraction of liquid with high suspension particle concentration.
5 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам борьбы с механическими примесями при работе погружных электроцентробежных насосов.The invention relates to the oil industry, in particular to methods for controlling mechanical impurities during the operation of submersible electric centrifugal pumps.

Известны способы защиты внутрискважинного насосного оборудования, основанные на сепарации песка от жидкости до ее поступления в насос на приеме насоса, например песочные якоря [1].Known methods for protecting downhole pumping equipment, based on the separation of sand from the liquid before it enters the pump at the pump inlet, for example, sand anchors [1].

Недостаток - песочные якоря забиваются механическими примесями, т.е. эксплуатация скважин в условиях интенсивного выноса механических примесей (тем более при форсировании отборов) приводит к преждевременным отказам насосного оборудования.The disadvantage is that sand anchors are blocked by mechanical impurities, i.e. operation of wells in conditions of intensive removal of mechanical impurities (especially when forcing production) leads to premature failure of pumping equipment.

Наиболее близким способом к технической сущности снижения влияния частиц механической примеси (фракций твердой фазы скважинной продукции) на работу внутрискважинного оборудования можно отнести известное явление - акустической коагуляции в жидкости; - если это явление применить к технологии добычи нефти, в частности для борьбы с механическими примесями при работе погружных электроцентробежных насосов [2].The closest way to the technical essence of reducing the influence of particles of mechanical impurities (fractions of the solid phase of the well production) on the operation of downhole equipment is the well-known phenomenon - acoustic coagulation in a fluid; - if this phenomenon is applied to oil production technology, in particular to combat mechanical impurities during the operation of submersible electric centrifugal pumps [2].

Недостаток данного способа (в случае применения современных методов возбуждения ультразвука в трубах) заключается в сложности использования ультразвуковых колебаний, например, при использовании магнитострикционного метода (или других методов) необходима электроэнергия, кабель и генератор ультразвуковых частот.The disadvantage of this method (in the case of using modern methods of exciting ultrasound in pipes) is the difficulty of using ultrasonic vibrations, for example, when using the magnetostrictive method (or other methods), electricity, a cable and an ultrasonic frequency generator are required.

Задачей изобретения является обеспечение эффективной эксплуатации скважин, оборудованных погружными электроцентробежными насосами при добыче жидкости с высокой концентрацией взвешенных частиц.The objective of the invention is to ensure efficient operation of wells equipped with submersible electric centrifugal pumps in the production of liquids with a high concentration of suspended particles.

Технический результат - снижение влияния механической примеси на работу внутрискважинного оборудования - достигается тем, что способ снижения влияния механической примеси на работу внутрискважинного оборудования, оборудованной погружным электроцентробежным насосом, предусматривающий следующие операции: а) - установку составного акустического преобразователя шума из четвертьволновых резонаторов под погружным электроцентробежным насосом; б) - преобразование низкочастотного шума погружного электроцентробежного насоса в ультразвук; с) - формирование в кольцевом пространстве между обсадной колонной и составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов ультразвуковых стоячих волн; д) - создание воздействием стоячих волн ультразвука в кольцевом пространстве между обсадной колонной и составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов на процесс коагуляции частиц механической примеси с последующим осаждением их на забой скважины.The technical result - reducing the influence of mechanical impurity on the operation of downhole equipment - is achieved by the fact that a method of reducing the influence of mechanical impurity on the operation of downhole equipment equipped with a submersible electric centrifugal pump, which includes the following operations: a) - installation of a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators under a submersible electric centrifugal pump ; b) - the conversion of low-frequency noise submersible electric centrifugal pump into ultrasound; c) - the formation in the annular space between the casing string and the composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators of ultrasonic standing waves; d) - the creation by the action of standing waves of ultrasound in the annular space between the casing and the composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators on the process of coagulation of particles of mechanical impurity, followed by their deposition on the bottom of the well.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявленном способе снижения влияния механической примеси на работу внутрискважинного оборудования используют ультразвуковые колебания, преобразованные из низкочастотного шума бурового насоса. Излучателем ультразвуковых колебаний является составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов, который размещается под погружным электроцентробежным насосом.Comparative analysis with the prototype shows that in the claimed method of reducing the influence of mechanical impurities on the operation of downhole equipment, ultrasonic vibrations are used that are converted from the low-frequency noise of the mud pump. The emitter of ultrasonic vibrations is a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators, which is located under a submersible electric centrifugal pump.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию составного акустического преобразователя шума из четвертьволновых резонаторов, размещенных под погружным электроцентробежным насосом с созданием стоячих волн, коагуляции частиц механических примесей и осаждением их на забой скважины.Thus, the present invention meets the criterion of a composite acoustic noise converter of quarter-wave resonators placed under a submersible electric centrifugal pump with the creation of standing waves, coagulation of particles of mechanical impurities and their deposition on the bottom of the well.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "Новизна".Thus, the present invention meets the criterion of "Novelty."

Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что акустическая коагуляция твердых частиц в жидкости известна [2]. Однако неизвестно, что ультразвук можно создать с помощью скважины.Comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that acoustic coagulation of solid particles in a liquid is known [2]. However, it is not known that ultrasound can be created using a well.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "Изобретательский уровень".Thus, the present invention meets the criterion of "Inventive step".

Основные положения физической сущности для осуществления способа.The main provisions of the physical nature of the method.

Снижение влияния частиц механических примесей на работу внутрискважинного оборудования.Reducing the effect of particles of mechanical impurities on the operation of downhole equipment.

1. Наличие постоянного низкочастотного шума в скважине.1. The presence of constant low-frequency noise in the well.

2. Источником низкочастотного шума является работа погружного электроцентробежного насоса.2. The source of low-frequency noise is the operation of a submersible electric centrifugal pump.

3. Преобразование низкочастотного шума погружного центробежного насоса в ультразвук.3. Converting the low-frequency noise of a submersible centrifugal pump into ultrasound.

4. Преобразование низкочастотного шума в скважине осуществляется составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов, размещенных под погружным электроцентробежным насосом.4. The conversion of low-frequency noise in the well is carried out by a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators placed under a submersible electric centrifugal pump.

5. Формирование ультразвуковых стоячих волн в пространстве между обсадной колонной и составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов.5. The formation of ultrasonic standing waves in the space between the casing and the composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators.

6. Использование явления физического процесса акустической коагуляции частиц механической примеси (фракций твердой фазы скважинной продукции) стоячей волной с последующим осаждением частиц на забой скважины.6. Using the phenomenon of the physical process of acoustic coagulation of particles of mechanical impurities (fractions of the solid phase of the borehole production) by a standing wave, followed by the deposition of particles on the bottom of the well.

Покажем возможность использования акустической коагуляции частиц механической примеси в скважинной продукции ультразвуковыми стоячими волнами с последующим осаждением их на забой скважины.We show the possibility of using acoustic coagulation of particles of mechanical impurity in well production by ultrasonic standing waves, followed by their deposition on the bottom of the well.

1. Волны и колебательная скорость.1. Waves and vibrational velocity.

Волновое уравнение, описывающее упругое возмущение, имеет вид /2/.The wave equation describing the elastic perturbation has the form / 2 /.

Figure 00000002
Figure 00000002

Частным решением уравнения (1) являетсяA particular solution to equation (1) is

Figure 00000003
Figure 00000003

где а - смещение частицы среды относительно положения покоя; А - амплитуда смещения; Ω - угловая частота; t - время.where a is the displacement of a particle of the medium relative to the resting position; A is the amplitude of the bias; Ω is the angular frequency; t is time.

Выражение (2) описывает плоскую гармоническую волну частоты f=ω/2π, распространяющуюся в положительном направлении оси х.Expression (2) describes a plane harmonic wave of frequency f = ω / 2π propagating in the positive direction of the x axis.

Дифференцируя (2) по t, получаем для скорости частицы среды - так называемой колебательной скоростиDifferentiating (2) with respect to t, we obtain for the particle velocity of the medium - the so-called vibrational velocity

Figure 00000004
Figure 00000004

Следовательно, амплитуда колебательной скоростиTherefore, the amplitude of the vibrational velocity

Figure 00000005
Figure 00000005

Величина U определяет ту максимальную скорость, с которой частицы движутся в процессе колебаний.The value of U determines the maximum speed with which particles move in the process of oscillation.

Согласно выражению (4) скорость частицы колеблется между этой величиной и нулем.According to expression (4), the particle velocity fluctuates between this quantity and zero.

2. Интерференция волн. Стоячие волны.2. The interference of waves. Standing waves.

Явления, связанные с одновременным существованием в некоторой точке среды нескольких колебаний, называют интерференцией.Phenomena associated with the simultaneous existence of several oscillations at some point in the medium are called interference.

Явления интерференции играют важную роль в излучении звука.Interference phenomena play an important role in the emission of sound.

Особенно важную роль играет интерференция при распространении двух одинаковых волн в противоположных направлениях. Колебания, распространяющиеся в положительном и отрицательном направлениях по оси х, можно записать в видеA particularly important role is played by interference in the propagation of two identical waves in opposite directions. Oscillations propagating in the positive and negative directions along the x axis can be written as

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Применяя теорему сложения, получим для результирующей стоячей волны выражениеApplying the addition theorem, we obtain for the resulting standing wave the expression

Figure 00000008
Figure 00000008

из которого непосредственно вытекает, что в точках Cos(2πх/λ) обращается в нуль, смещение а тождественно равно нулю; это имеет место при х, равном нечетному числу λ/4. Посередине между этими точками располагаются точки, в которых Cos(2πх/λ) по абсолютной величине максимален; здесь амплитуда смещения в стоячей волне вдвое превосходит амплитуды в исходных бегущих волнах.from which it directly follows that at the points Cos (2πх / λ) vanishes, the displacement a is identically equal to zero; this occurs when x is an odd number λ / 4. In the middle between these points are the points at which Cos (2πх / λ) is maximal in absolute value; here, the amplitude of the displacement in the standing wave is twice the amplitude in the initial traveling waves.

Выражение для колебательной скорости в стоячей волне найдем, дифференцируя выражениеWe find the expression for the vibrational velocity in a standing wave, differentiating the expression

Figure 00000009
Figure 00000009

Таким образом, узлы и пучности колебательной скорости располагаются в тех же точках, что и узлы и пучности смещения.Thus, the nodes and antinodes of the vibrational velocity are located at the same points as the nodes and antinodes of the bias.

3. Давление в стоячей волне.3. Pressure in a standing wave.

Обратимся теперь к вопросу о распределении давления в стоячей волне. В волне, распространяющейся в направлении сил оси х, давление р пропорционально изменению смещения вдоль х, т.е. величине da/dx. Дифференцируя выражение (7) по х, получимWe now turn to the question of the distribution of pressure in a standing wave. In a wave propagating in the direction of the x-axis forces, the pressure p is proportional to the change in displacement along x, i.e. value da / dx. Differentiating expression (7) with respect to x, we obtain

Figure 00000010
Figure 00000010

Таким образом, в стоячей волне и звуковое давление содержит узлы и пучности; однако местоположение узлов давления совпадает с положением пучностей смещения и наоборот. Амплитуда давления в пучностях вдвое превосходит амплитуду в исходных бегущих волнах [2].Thus, in a standing wave and sound pressure contains nodes and antinodes; however, the location of the pressure nodes coincides with the position of the displacement antinodes and vice versa. The pressure amplitude in the antinodes is twice the amplitude in the initial traveling waves [2].

4. Акустическая коагуляция.4. Acoustic coagulation.

Уже давно было известно, что под влиянием звуковых колебаний между частицами, колеблющимися в звуковом поле, могут возникать силы притяжения и отталкивания. Для сферических частиц этот процесс был экспериментально и теоретически исследован Кенигом [3] в связи с работами Бьеркнесса [4]. На этом явлении основаны от части возникновение пылевых фигур в трубках Кундта.It has long been known that under the influence of sound vibrations between particles oscillating in a sound field, attractive and repulsive forces can arise. For spherical particles, this process was experimentally and theoretically investigated by Koenig [3] in connection with the work of Bjerkness [4]. Partially, the appearance of dust figures in Kundt tubes is based on this phenomenon.

Брандт и Фройнд [5] и Бранд и Гидеман [6] показали, что под действием ультразвуковых волн в аэрозолях мгновенно происходит коагуляция и осаждение частиц.Brandt and Freund [5] and Brand and Gideman [6] showed that under the action of ultrasonic waves in aerosols, coagulation and sedimentation of particles instantly occur.

Брандт и Фройнд изучили подробности процесса оседания частиц микрофотографированием при освещении по методу темного поля.Brandt and Freund studied the details of the process of settling particles by microphotography under illumination using the dark field method.

На основании этих опытов Брандт и Гидеман различают две стадии коагуляции. Вначале частицы принимают участие в колебательном процессе и следуют за движением жидкости между пучностями и узлами колебаний. При этом они в результате столкновений и под действием сил взаимного притяжения слипаются и увеличиваются в размерах. На второй стадии увеличившиеся частицы уже не следуют за звуковыми колебаниями, а совершают хаотические движения, причем в результате новых взаимных соударений и столкновений с меньшими частицами их размеры продолжают увеличиваться, а затем выпадают в осадок.Based on these experiments, Brandt and Gideman distinguish two stages of coagulation. First, the particles take part in the oscillatory process and follow the motion of the fluid between the antinodes and the vibration nodes. Moreover, as a result of collisions and under the action of forces of mutual attraction, they stick together and increase in size. In the second stage, the increased particles no longer follow sound vibrations, but make random motions, and as a result of new mutual collisions and collisions with smaller particles, their sizes continue to increase, and then precipitate.

5. Коагуляция частиц механической примеси в стоячей волне.5. Coagulation of particles of a mechanical impurity in a standing wave.

Пусть в жидкости с динамической вязкостью η, колеблющемся с амплитудой Uж и частотой f, находится частица примеси с радиусом R и плотностью ρ.Let an impurity particle with a radius R and density ρ be located in a fluid with a dynamic viscosity η oscillating with amplitude U W and frequency f.

Согласно закону Стокса [2] сила трения, действующая на частицу,According to Stokes’s law [2], the friction force acting on a particle

Figure 00000011
Figure 00000011

где Δυ - разность скоростей частиц механической примеси и жидкости.where Δυ is the velocity difference between particles of a mechanical impurity and a liquid.

Согласно формуле (10) скорость частиц жидкостиAccording to formula (10), the velocity of liquid particles

Figure 00000012
Figure 00000012

Движение частицы механической примеси описывается дифференциальным уравнениемThe motion of a particle of a mechanical impurity is described by the differential equation

Figure 00000013
Figure 00000013

илиor

Figure 00000014
Figure 00000014

Общее решение этого уравнения имеет вид [2]The general solution to this equation has the form [2]

Figure 00000015
Figure 00000015

Непериодический член отображает переходной процесс. Им можно пренебречь, так как коагуляция происходит через такое время, когда переходной процесс не оказывает уже никакого влияния.The non-periodic term represents the transient. It can be neglected, since coagulation occurs after a time when the transition process no longer has any effect.

Таким образом, амплитуда колебания частицы механической примеси равнаThus, the vibration amplitude of a particle of a mechanical impurity is equal to

Figure 00000016
Figure 00000016

Степень участия частицы в звуковых колебаниях среды (так называемый коэффициент увлечения) в случае стоячей звуковой волны определяется соотношениемThe degree of particle participation in the sound vibrations of the medium (the so-called drag coefficient) in the case of a standing sound wave is determined by the relation

Figure 00000017
Figure 00000017

Отношение амплитуд ХМП/UЖ будет тем меньше, чем больше радиус частицы и чем выше частота.The ratio of amplitudes X MP / U W will be the smaller, the larger the radius of the particle and the higher the frequency.

Таким образом, для степени участия частицы механической примеси в колебаниях жидкости определяющей является величина R2f.Thus, for the degree of participation of a particle of a mechanical impurity in fluid oscillations, the value R 2 f is decisive.

Если принять значение ХМП/UЖ=0,8 за границу, до которой частицы механической примеси еще увлекаются звуковыми колебаниями, то из соотношенияIf we take the value of X MP / U W = 0.8 beyond the border to which particles of mechanical impurity are still carried away by sound vibrations, then from the relation

Figure 00000018
Figure 00000018

получимwe get

Figure 00000019
Figure 00000019

Величина Z определяет степень участия частиц механической примеси в колебаниях жидкости.The value of Z determines the degree of participation of particles of mechanical impurity in the oscillations of the liquid.

Таким образом, соотношение (18) позволяет рассчитать частоты, необходимые для создания стоячих волн с целью коагуляции частиц механической примеси перед погружным электроцентробежным насосом с последующим осаждением их в осадок.Thus, relation (18) allows one to calculate the frequencies necessary to create standing waves in order to coagulate particles of a mechanical impurity in front of a submersible electric centrifugal pump, followed by their precipitation.

Согласно приведенным выше положениям физической сущности достигается акустическая коагуляция частиц механической примеси.According to the above provisions of the physical essence, acoustic coagulation of particles of a mechanical impurity is achieved.

На фиг.1 изображена технологическая схема размещения составного акустического преобразователя шума из четвертьволновых резонаторов под погружным электроцентробежным насосом; на фиг.2 изображена схема раположения ультразвуковых стоячих волн в кольцевом пространстве между скважиной (обсадной колонной) и акустическим преобразователем шума; на фиг.3 показана схема распределения давления в ультразвуковой стоячей волне и движение частиц механической примеси от пучности к узлу; на фиг.4 показано распределение колебательной скорости в ультразвуковой стоячей волне и начало коагуляции частиц механической примеси в пучности колебательной скорости; на фиг.5 показано осаждение частиц механической примеси из пучностей колебательной скорости на забой скважины после процесса акустической коагуляции.Figure 1 shows the technological layout of a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators under a submersible electric centrifugal pump; figure 2 shows a diagram of the location of ultrasonic standing waves in the annular space between the well (casing) and acoustic noise transducer; figure 3 shows a diagram of the distribution of pressure in an ultrasonic standing wave and the movement of particles of a mechanical impurity from the antinode to the node; figure 4 shows the distribution of the vibrational velocity in an ultrasonic standing wave and the beginning of coagulation of particles of mechanical impurity in the antinode of the vibrational velocity; figure 5 shows the deposition of particles of mechanical impurities from antinodes of vibrational velocity at the bottom of the well after the acoustic coagulation process.

На фиг.1 изображено: 1 - скважина (обсадная колонна), 2 - насосно-компрессорная труба (на которой подвешен погружной электроцентробежный насос), 3 - погружной электроцентробежный насос, 4 - составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов, 5 - распространение низкочастотного шума (звука) в пространстве между скважиной (обсадной колонной) и акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов; 6 - скважинная продукция (флюид).Figure 1 shows: 1 - a well (casing), 2 - a tubing (on which a submersible electric centrifugal pump is suspended), 3 - a submersible electric centrifugal pump, 4 - a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators, 5 - low-frequency noise propagation (sound) in the space between the well (casing) and the acoustic noise converter from quarter-wave resonators; 6 - downhole products (fluid).

На фиг.2 изображено: 1 - скважина (обсадная колонна), 3 - погружной электроцентробежный насос, 4 - составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов, 5 - распространение от погружного электроцентробежного насоса низкочастотного шума (звука) в пространстве между скважиной (обсадной колонной) и акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов; 6 - скважинная продукция (флюид), 7 - колебательная скорость в ультразвуковой стоячей волне, 8 - звуковое давление в ультразвуковой стоячей волне.Figure 2 shows: 1 - a well (casing), 3 - a submersible electric centrifugal pump, 4 - a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators, 5 - propagation of low-frequency noise (sound) from a submersible electric centrifugal pump in the space between the well (casing) and an acoustic noise converter of quarter-wave resonators; 6 - well production (fluid), 7 - vibrational velocity in an ultrasonic standing wave, 8 - sound pressure in an ultrasonic standing wave.

На фиг.3 изображено: 1 - скважина (обсадная колонна), 4 - составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов; 6 - скважинная продукция (флюид), 8 - звуковое давление в ультразвуковой стоячей волне, 9 - частицы механической примеси, 10 - движение частиц механической примеси к узлу давления в ультразвуковой стоячей волне.Figure 3 shows: 1 - well (casing), 4 - composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators; 6 - downhole products (fluid), 8 - sound pressure in an ultrasonic standing wave, 9 - particles of mechanical impurity, 10 - movement of particles of mechanical impurity to the pressure node in an ultrasonic standing wave.

На фиг.4 изображено: 1 - скважина (обсадная колонна), 4 - составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов; 6 - скважинная продукция (флюид), 7 - колебательная скорость в ультразвуковой стоячей волне, 11 - начальная стадия коагуляции частиц механической примеси.Figure 4 shows: 1 - well (casing), 4 - composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators; 6 - downhole production (fluid), 7 - vibrational velocity in an ultrasonic standing wave, 11 - the initial stage of coagulation of particles of mechanical impurity.

На фиг.5 изображено: 1 - скважина (обсадная колонна), 4 - составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов; 6 - скважинная продукция (флюид), 12 - укрупненные взвешенные частицы механической примеси после процесса акустической коагуляции, 13 - направление осаждения укрупненных частиц механической примеси на забой скважины после коагуляционного процесса.Figure 5 shows: 1 - well (casing), 4 - composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators; 6 - well production (fluid), 12 - coarse suspended particles of mechanical impurity after the process of acoustic coagulation, 13 - direction of deposition of coarse particles of mechanical impurity on the bottom of the well after the coagulation process.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Первая операция. Встраивают составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов 4 (например, [7]) (фиг.1) под погружной электроцентробежный насос 3 (фиг.1).First operation. A composite acoustic noise converter of quarter-wave resonators 4 (for example, [7]) (Fig. 1) is embedded under a submersible electric centrifugal pump 3 (Fig. 1).

Вторая операция. Опускают составной акустический преобразователь шума из четвертьволновых резонаторов 4 (фиг.1) вместе с погружным электроцентробежным насосом 3 на насосно-компрессорных трубах 2 (фиг.1) в скважины (обсадную трубу) 1 (фиг.1).The second operation. The composite acoustic noise converter from the quarter-wave resonators 4 (Fig. 1) is lowered together with the submersible electric centrifugal pump 3 on the tubing 2 (Fig. 1) into the wells (casing) 1 (Fig. 1).

Третья операция. Включают погружной электроцентробежный насос 3 (фиг.1).The third operation. Include submersible electric centrifugal pump 3 (figure 1).

Четвертая операция. Создают низкочастотный спектр шума (звук) 5 погружным злектроцентробежным насосом 3 в скважине (обсадной трубе) 1 (фиг.1).The fourth operation. Create a low-frequency spectrum of noise (sound) 5 submersible electric centrifugal pump 3 in the well (casing) 1 (figure 1).

Пятая операция. Создают составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов 4 из низкочастотного шума (звука) 5, генерируемого погружным электроцентробежным насосом 3, (фиг.2) ультразвуковые стоячие волны (с колебательной скоростью 7 и звуковым давлением 8) на длине участка, равной длине составного акустического преобразователя шума из четвертьволновых резонаторов 4 (фиг.2).Fifth operation. Create a composite acoustic noise transducer from quarter-wave resonators 4 from low-frequency noise (sound) 5 generated by a submersible electric centrifugal pump 3, (Fig.2) ultrasonic standing waves (with vibrational velocity 7 and sound pressure 8) over a section length equal to the length of the composite acoustic transducer noise from the quarter-wave resonators 4 (figure 2).

Шестая операция. Создают движение частиц механической примеси 9 (фиг.3) в кольцевом зазоре между обсадной колонной (обсадной трубой) 1 (фиг.3) и акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов 4 (фиг.3) для их укрупнения к узлу звукового давления стоячей волны (согласно выражению (9)Sixth operation. Particles of mechanical impurity 9 (FIG. 3) are created in the annular gap between the casing (casing) 1 (FIG. 3) and the acoustic noise transducer from quarter-wave resonators 4 (FIG. 3) for their enlargement to the sound pressure node of the standing wave ( according to the expression (9)

Figure 00000020
Figure 00000020

Седьмая операция. Производят укрупнение частиц механической примеси 11 (фиг.4) в сгусток 12 (фиг.5) в пучности стоячей волны с колебательной скоростью (согласно выражению (8))Seventh operation. The particles of the mechanical impurity 11 (Fig. 4) are coarsened into a clot 12 (Fig. 5) at the antinode of a standing wave with vibrational velocity (according to expression (8))

Figure 00000021
Figure 00000021

Восьмая операция. Производят осаждение 13 (фиг.5) коагулированных частиц 9 (фиг.3) в сгустке 12 (фиг.5) механической примеси из пучностей колебательной скорости 11 (фиг.4) стоячей волны под действием собственного веса на забой скважины.The eighth operation. Precipitate 13 (FIG. 5) of coagulated particles 9 (FIG. 3) in a clot 12 (FIG. 5) of a mechanical impurity from antinodes of the vibrational velocity 11 (FIG. 4) of a standing wave under its own weight on the bottom of the well.

Промысловые испытания проводились на скважине №668 куста 684 Самотлорского месторождения. Содержание механической примеси в добываемой продукции снизилось в 3,4 раза.Field tests were carried out at well No. 668 of a cluster 684 of the Samotlor field. The content of solids in the extracted products decreased 3.4 times.

Промысловые испытания проведены на скважине №668 куста 684 цеха №7 Самотлорского месторождения, содержание мехпримесей в добываемой продукции снизилось в 3,4 раза.Field tests were conducted at well No. 668 of well 684 of Workshop No. 7 of the Samotlor field, the content of solids in the mined products decreased 3.4 times.

Источник информацииSourse of information

1. Справочник по добыче нефти / Под ред. И.М.Муравьева. - М.: Гостоптехиздат, 1959. Т.2. - С.238-241.1. Handbook of oil production / Ed. I.M. Muraviev. - M.: Gostoptekhizdat, 1959.V.2. - S.238-241.

2. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. ИЛ. - М.: ИЛ, 1957. - С.23-25, 489-491, 495-497 [ПРОТОТИП].2. Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. IL - M .: IL, 1957. - S.23-25, 489-491, 495-497 [PROTOTYPE].

3. König W., Hydrodynamisch-akustische Untersuchungen, Ann. d. Phys. (3), 42, 353, 549 (1891).3. König W., Hydrodynamisch-akustische Untersuchungen, Ann. d. Phys. (3), 42, 353, 549 (1891).

4. Bjerknes C.A. Remarques historiques sur la theori du mouvement d'un ou de plusieurs corps, de formes constantes ou variables, dans un fluide incompfessible; sur les forces apparentes, qui en resultent et sur les experiences qui s'y rattachent, Compt. Rent., 84, 1222, 1309, 1375, 1446, 1493 (1867).4. Bjerknes C.A. Remarques historiques sur la theori du mouvement d'un ou de plusieurs corps, de formes constantes ou variables, dans un fluide incompfessible; sur les forces apparentes, qui en resultent et sur les experiences qui s'y rattachent, Compt. Rent., 84, 1222, 1309, 1375, 1446, 1493 (1867).

5. Brandt., Über das Verhalten von Schwebstofen in schwingen Gasen bei Schall - und Ultraschallfrequenzen, Kolloid/ Zs., 76, 272 (1936).5. Brandt., Über das Verhalten von Schwebstofen in schwingen Gasen bei Schall - und Ultraschallfrequenzen, Kolloid / Zs., 76, 272 (1936).

6. Brandt O., Hiedenmann E., Über das Verhalten von Aerosolen im akustischen Feld, Kolloid. Zs., 75, 129 (1936).6. Brandt O., Hiedenmann E., Über das Verhalten von Aerosolen im akustischen Feld, Kolloid. Zs., 75, 129 (1936).

7. Патент RU 2109134, кл. E 21 В 43/25.7. Patent RU 2109134, cl. E 21 V 43/25.

Claims (1)

Способ снижения влияния механической примеси на работу внутрискважинного оборудования, оборудованного погружным электроцентробежным насосом, предусматривающий следующие операции: а) установку составного акустического преобразователя шума из четвертьволновых резонаторов под погружным электроцентробежным насосом; б) преобразование низкочастотного шума погружного электроцентробежного насоса в ультразвук; с) формирование в кольцевом пространстве между обсадной колонной и составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов ультразвуковых стоячих волн; д) создание воздействием стоячих волн ультразвука в кольцевом пространстве между обсадной колонной и составным акустическим преобразователем шума из четвертьволновых резонаторов на процесс коагуляции частиц механической примеси с последующим осаждением их на забой скважины.A method of reducing the influence of mechanical impurity on the operation of downhole equipment equipped with a submersible electric centrifugal pump, which includes the following operations: a) installing a composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators under a submersible electric centrifugal pump; b) the conversion of low-frequency noise submersible electric centrifugal pump into ultrasound; c) the formation in the annular space between the casing and the composite acoustic noise converter from the quarter-wave resonators of the ultrasonic standing waves; e) the creation by the action of standing waves of ultrasound in the annular space between the casing and the composite acoustic noise converter from quarter-wave resonators on the process of coagulation of particles of mechanical impurity with their subsequent deposition on the bottom of the well.
RU2004116770/03A 2004-06-02 2004-06-02 Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation RU2260117C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116770/03A RU2260117C1 (en) 2004-06-02 2004-06-02 Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116770/03A RU2260117C1 (en) 2004-06-02 2004-06-02 Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2260117C1 true RU2260117C1 (en) 2005-09-10

Family

ID=35847875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004116770/03A RU2260117C1 (en) 2004-06-02 2004-06-02 Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2260117C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499128C2 (en) * 2011-12-21 2013-11-20 Юрий Александрович Савиных Device to prevent ingress of mechanical particles in electrically drive rotary pump

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕРГМАН Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: Иностранная литература, 1957, с.489-497. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499128C2 (en) * 2011-12-21 2013-11-20 Юрий Александрович Савиных Device to prevent ingress of mechanical particles in electrically drive rotary pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2437456A (en) Method of and apparatus for treating wells
USRE23381E (en) Method of and apparatus for
RU2081292C1 (en) Nozzle for self-excited oscillations of drilling mud and drilling tool with this nozzle
US10450849B2 (en) System and method for system and method for a turbomachine multiphase hyrdrocarbon pump having an auger coupling
CA2938369C (en) Down-hole gas and solids separator utilized in production hydrocarbons
US3016093A (en) Method of and apparatus for cleaning out oil well casing perforations and surrounding formation by application of asymmetric acoustic waves with peaked compression phase
RU2260117C1 (en) Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation
CA2762269C (en) Method and apparatus for determining a level of a fluid in communication with a downhole pump
Zhu et al. Experimental Study on Deteriorated Performance, Vibration, and Geometry Changes of an Electrical Submersible Pump Under Sand Water Flow Condition
US3016095A (en) Sonic apparatus for fracturing petroleum bearing formation
Zaynagalina Dynamics of the oscillatory system of the near-bit slurry grinder
US3603410A (en) Method and apparatus for cavitational drilling utilizing periodically reduced hydrostatic pressure
RU2264524C1 (en) Method for cleaning drilling mud of particulate contamination inside sucking pipe of mud pump
RU2267595C1 (en) Method for drilling mud cleaning of particulate mechanical impurities in suction tube of mud pump
RU2306169C1 (en) Method of the oil stripping in the separator of the first stage
RU2263765C1 (en) Method of paraffin accumulation prevention in oil well
RU110129U1 (en) DEVICE FOR PREVENTION OF INJECTION OF PARTICLES OF MECHANICAL IMPURITY TO ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP
US3303782A (en) Deep well sonic pumping process and apparatus
RU2356597C1 (en) Facility for degassing oil-water-gas mixture in separator of first stage (versions)
RU2354434C1 (en) Method of gas scrubbing from dropping liquid in separator
Sladkowski et al. Innovative designs of pumping deep-water hydrolifts based on progressive multiphase non-equilibrium models
RU2499128C2 (en) Device to prevent ingress of mechanical particles in electrically drive rotary pump
RU2133332C1 (en) Method for intensification of oil recovery
RU2281387C2 (en) Method of action application to oil pool fluid during oil production
CN221838306U (en) Multistage physical anti-precipitation anticoagulation yield increasing device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090603