RU2305172C1 - Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well - Google Patents

Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well Download PDF

Info

Publication number
RU2305172C1
RU2305172C1 RU2006100961/03A RU2006100961A RU2305172C1 RU 2305172 C1 RU2305172 C1 RU 2305172C1 RU 2006100961/03 A RU2006100961/03 A RU 2006100961/03A RU 2006100961 A RU2006100961 A RU 2006100961A RU 2305172 C1 RU2305172 C1 RU 2305172C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
tubing
heater
control unit
sensors
Prior art date
Application number
RU2006100961/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Юрьевич Вдовин (RU)
Эдуард Юрьевич Вдовин
Андрей Александрович Алексеев (RU)
Андрей Александрович Алексеев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть"
Priority to RU2006100961/03A priority Critical patent/RU2305172C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2305172C1 publication Critical patent/RU2305172C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

FIELD: oil production, particularly heating, cooling, or insulating arrangements for boreholes or wells, for example for use in permafrost zones.
SUBSTANCE: heater is made as cable line including low-temperature cable and high-temperature, namely heating, cable. High-temperature cable comprises current-conductive cords connected with each other from the first cable end and are insulated to create termination unit. Another heating cable end is connected to power source. Cable line extends outside tubing string or cable is spirally wound around tubing string. Heater also has surface-based measuring-and-control unit made, for instance, as programmable frequency electronic control unit and downhole measuring unit. The downhole measuring unit includes at least one sensor (crystal resonator) to read thermobaric fluid parameters. Above sensors are adapted to convert actual temperature and/or pressure values into frequency and are connected with measuring-and-control unit by means of cable line. The sensors are installed on tubing string body and/or on connection clutch thereof depending upon place of fluid parameter measurement, namely inside tubing string and/or in hole annuity.
EFFECT: increased accuracy and reliability of oil production control due to possibility to control thermal field of the well, increased volume of obtained information concerning fluid state in hole annuity, inside tubing string and on outer tubing string surface along with simplified assemblage and operation.
11 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи, преимущественно к области оборудования скважин нагревательными кабелями, и может быть использовано для электропрогрева трубопровода с текучей средой в скважине с одновременным контролем распределения теплового поля и затрубного давления по стволу нагнетательных и нефтедобывающих скважин, осложненных различного вида отложениями, при обеспечении минимизации тепловых потерь.The invention relates to the field of oil production, mainly to the field of equipment of wells with heating cables, and can be used for electric heating of a pipeline with fluid in a well while controlling the distribution of the thermal field and annular pressure along the barrel of injection and oil wells complicated by various types of deposits, while minimizing heat loss.

Известен электрический нагреватель для прогрева текучей среды в скважине, состоящий из каротажного кабеля, на котором последовательно закреплены электронагреватель и датчик для считывания термического параметра текучей среды (термометр). Указанный нагреватель размещен внутри насосно-компрессорных труб (НКТ), которыми оборудована скважина, и предназначен, помимо прогрева текучей среды, еще и для обеспечения контроля за профилем притока текучей среды в скважину путем установления изменения ее температуры (путем снятия термограммы) (патент РФ №2194855, кл. Е21В 47/00, от 2001 г.).Known electric heater for heating the fluid in the well, consisting of a wireline cable, which is sequentially mounted electric heater and a sensor for reading the thermal parameter of the fluid (thermometer). The specified heater is placed inside the tubing, which is equipped with the well, and is intended, in addition to heating the fluid, also to control the profile of the flow of fluid into the well by establishing a change in its temperature (by taking a thermogram) (RF patent No. 2194855, CL ЕВВ 47/00, dated 2001).

Недостатком указанного известного нагревателя является недостаточная точность и надежность управления нагревом текучей среды в скважине вследствие ограниченного участка снятия термограммы, да к тому же не на нагреваемом участке скважины, а ниже него. Кроме того, известный нагреватель предназначен для использования в фонтанирующих скважинах и в скважинах, оборудованных электроцентробежным насосом, при других же способах добычи известный нагреватель применить невозможно.The disadvantage of this known heater is the lack of accuracy and reliability of controlling the heating of the fluid in the well due to the limited portion of the thermogram, and besides, not on the heated portion of the well, but below it. In addition, the known heater is intended for use in gushing wells and in wells equipped with an electric centrifugal pump, while with other production methods, the known heater cannot be used.

Также известен электронагреватель для прогрева текучей среды в скважине, состоящий из электронагревателя, датчиков температуры, соединенных с наземным измерительным блоком (частотно-модуляционная система), и из трех герметичных цилиндров с размещенными между ними термоизоляционными экранами, при этом цилиндры размещены вдоль скважины, электронагреватель расположен в среднем цилиндре и в каждом из цилиндров установлен датчик температуры (патент РФ №2096772, кл. G01N 25/18, от 1996 г.).An electric heater for heating a fluid in a well is also known, consisting of an electric heater, temperature sensors connected to a ground-based measuring unit (frequency-modulation system), and of three sealed cylinders with heat-insulating screens placed between them, while the cylinders are placed along the well, the electric heater is located a temperature sensor is installed in the middle cylinder and in each of the cylinders (RF patent No. 2096772, CL G01N 25/18, from 1996).

Однако указанный известный электронагреватель не может быть использован в добывающей скважине ввиду больших геометрических размеров.However, the specified known electric heater cannot be used in the production well due to the large geometric dimensions.

Известен ряд линейных нагревателей в виде нагревательного кабеля или в виде кабельной линии, в состав которой входит нагревательный кабель, токопроводящие жилы которого с одного конца соединены друг с другом и изолированы, а с другого конца соединены с источником питания (свидетельство РФ на полезную модель №10000, кл. Н01В 7/18, от 1998 г.; свидетельство РФ на полезную модель №14474, кл. Н01В 7/18, от 1999 г.). Указанные линейные нагреватели могут быть использованы при различных способах добычи.A number of linear heaters are known in the form of a heating cable or in the form of a cable line, which includes a heating cable, the conductive wires of which are connected at one end to each other and insulated, and at the other end are connected to a power source (RF certificate for utility model No. 10000 , class Н01В 7/18, from 1998; certificate of the Russian Federation for utility model No. 14474, class Н01В 7/18, from 1999). These linear heaters can be used in various production methods.

Однако их недостатком является недостаточная точность процесса нагрева текучей среды в скважине и невозможность управления этим процессом.However, their disadvantage is the insufficient accuracy of the process of heating the fluid in the well and the inability to control this process.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в повышении точности и надежности управления нагревом текучей среды в скважине с различными способами добычи: фонтанной, при оборудовании штанговым или электроцентробежным насосом, за счет возможности контроля теплового поля скважины при одновременной простоте монтажа и эксплуатации.The technical result achieved by the present invention is to increase the accuracy and reliability of controlling the heating of a fluid in a well with various production methods: fountain, when equipped with a sucker rod or electric centrifugal pump, due to the ability to control the thermal field of the well while simplicity of installation and operation.

Указанный технический результат достигается предлагаемым автоматизированным саморегулирующимся нагревателем для прогрева текучей среды в скважине, оборудованной насосно-компрессорными трубами НКТ, содержащим установленный в скважине снаружи или внутри НКТ нагреватель в виде нагревательного кабеля или в виде кабельной линии, в состав которой входит нагревательный кабель, причем токопроводящие жилы указанного нагревателя с одного конца соединены друг с другом и изолированы, а с другого конца соединены с источником питания, наземный измерительно-управляющий блок и внутрискважинный измерительный блок, состоящий по меньшей мере из одного датчика для считывания термобарических параметров текучей среды и соединенный электропроводящей сигналопередающей линией связи с наземным измерительно-управляющим блоком, при этом указанный датчик установлен таким образом, чтобы его чувствительный элемент касался стенки НКТ или стенки муфты НКТ или находился в непосредственной близости от стенки НКТ или от стенки муфты НКТ, причем ориентирование чувствительного элемента датчика к наружной или к внутренней стенке НКТ или муфты зависит от потребности измерения термобарических параметров текучей среды внутри НКТ или в затрубном пространстве скважины.The specified technical result is achieved by the proposed automated self-regulating heater for heating the fluid in the well, equipped with tubing tubing containing a heater installed in the well outside or inside the tubing in the form of a heating cable or in the form of a cable line, which includes a heating cable, and conductive cores of the specified heater are connected at one end to each other and insulated, and at the other end are connected to a power source, ground measuring and control unit and a downhole measuring unit, consisting of at least one sensor for reading thermobaric parameters of the fluid and connected by an electrically conductive signal transmission line to the ground measuring and control unit, while the specified sensor is installed so that its sensitive element touches the tubing wall or the wall of the tubing sleeve or was in close proximity to the tubing wall or the tubing wall, and the sensor is oriented and to the outer or inner wall of the tubing or sleeve depends on the need to measure the thermobaric parameters of the fluid inside the tubing or in the annulus of the well.

В преимущественном варианте в качестве датчиков для считывания термобарических параметров текучей среды используют датчики температуры или датчики давления.In an advantageous embodiment, temperature sensors or pressure sensors are used as sensors for reading thermobaric parameters of the fluid.

Также в качестве датчиков для считывания термобарических параметров текучей среды используют кварцевые резонаторы.Also, quartz resonators are used as sensors for reading thermobaric parameters of a fluid.

Возможно использование в качестве наземного измерительно-управляющего блока частотного электронного модуля управления.It is possible to use a frequency electronic control module as a ground measuring and control unit.

В качестве электропроводящей сигналопередающей линии связи используют нагревательный кабель, или кабельную линию, или одножильный геофизический кабель.As an electrically conductive signal-transmitting communication line, a heating cable or a cable line or a single-core geophysical cable is used.

В качестве электропроводящей сигналопередающей линии связи используют двухпроводную линию «токопроводящая жила - броня» кабеля.As an electrically conductive signal-transmitting communication line, a two-wire cable "conductive core - armor" line is used.

При наличии датчиков более одного наземный измерительно-управляющий блок и электропроводящая сигналопередающая линия связи его с внутрискважинным измерительным блоком выполнены с возможностью одновременного считывания сигналов со всех указанных датчиков.If there are more than one sensors, the ground measuring and control unit and its electrically conductive signal transmission line connecting it to the downhole measuring unit are capable of simultaneously reading signals from all these sensors.

И при этом датчики для считывания термобарических параметров текучей среды соединены с наземным измерительно-управляющим блоком с обеспечением при работе постоянного непрерывного контакта при одном приемо-передающем канале для всех указанных датчиков.And at the same time, sensors for reading thermobaric parameters of the fluid are connected to a ground-based measuring and control unit to ensure constant continuous contact during operation with one transceiver channel for all of these sensors.

Возможно выполнение наземного измерительно-управляющего блока в виде программируемого частотного электронного модуля управления, который включает в себя генератор шума, перестраиваемый входной резонансный усилитель, микропроцессорный блок управления нагревательным кабелем, микропроцессорный блок вычисления и жидкокристаллический дисплей.It is possible to implement a ground-based measurement and control unit in the form of a programmable frequency electronic control module, which includes a noise generator, a tunable input resonant amplifier, a microprocessor control unit for a heating cable, a microprocessor calculation unit, and a liquid crystal display.

Кроме того, нагреватель может быть выполнен в виде линейного нагревательного кабеля или в виде линейной кабельной линии, в состав которой входит нагревательный кабель.In addition, the heater can be made in the form of a linear heating cable or in the form of a linear cable line, which includes a heating cable.

Или нагреватель может быть выполнен в виде спирально намотанного на НКТ нагревательного кабеля или в виде спирально намотанной на НКТ кабельной линии, в состав которой входит нагревательный кабель.Or the heater can be made in the form of a heating cable spirally wound on the tubing or in the form of a cable line spirally wound on the tubing, which includes a heating cable.

Указанный технический результат достигается за счет следующего.The specified technical result is achieved due to the following.

Благодаря дополнительному введению в конструкцию автоматизированного саморегулирующегося нагревателя, связанных между собой наземного измерительно-управляющего блока и внутрискважинного измерительного блока, состоящего по меньшей мере из одного датчика для считывания термобарических параметров текучей среды, обеспечивается поддержание температуры добываемой текучей среды в заданных границах, оптимизация энергопотерь при путевом прогреве, возможность высокочастотного измерения и контроля теплового поля скважины.Thanks to the additional introduction of an automated self-regulating heater into the design, interconnected ground measuring and control unit and an downhole measuring unit, consisting of at least one sensor for reading the thermobaric parameters of the fluid, the temperature of the produced fluid is maintained at predetermined limits, and the energy loss during travel is optimized heating, the possibility of high-frequency measurement and control of the thermal field of the well.

Благодаря установке чувствительного элемента датчика в непосредственной близости от стенки НКТ или стенки ее муфты, вплоть до касания, обеспечивается высокая точность и достоверность определения термобарических параметров текучей среды, так как коэффициент теплопроводности НКТ таков, что температура ее стенки практически соответствует температуре текучей среды.Thanks to the installation of the sensor element in the immediate vicinity of the tubing wall or the wall of its sleeve, up to the touch, high accuracy and reliability of determining the thermobaric parameters of the fluid are ensured, since the thermal conductivity of the tubing is such that its wall temperature practically corresponds to the temperature of the fluid.

Установка датчика именно таким образом позволяет упростить монтаж и сборку нагревателя.The installation of the sensor in this way allows simplifying the installation and assembly of the heater.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется двумя чертежами: на фиг.1 приведен общий вид автоматизированного саморегулирующегося линейного нагревателя, на фиг.2 - общий вид автоматизированного саморегулирующегося нагревателя со спиральной намоткой кабеля.The invention is illustrated by two drawings: Fig. 1 shows a general view of an automated self-regulating linear heater; Fig. 2 is a general view of an automated self-regulating heater with a spiral cable winding.

Заявляемый автоматизированный саморегулирующийся нагреватель (далее - АСН) состоит из нагревателя, например, линейного (фиг.1), выполненного, например, в виде кабельной линии 1, состоящей из низкотемпературного кабеля 2 и высокотемпературного - нагревательного - кабеля 3, токопроводящие жилы с одного конца которого соединены между собой (например, в «звезду») и изолированы для образования концевой заделки 4. Другой конец кабеля соединен с источником питания 5. Кабельная линия 1 установлена снаружи НКТ 6. Возможно выполнение нагревателя со спиральной намоткой кабеля на наружную поверхность НКТ (фиг.2). АСН также содержит наземный измерительно-управляющий блок 7, представляющий собой, например, программируемый частотный электронный модуль управления, и внутрискважинный измерительный блок 8, состоящий из одного или нескольких датчиков 9 для считывая термобарических параметров текучей среды 10. При этом в качестве датчика 9 можно использовать датчик температуры, например высокотемпературный кварцевый термочувствительный резонатор марки РКТВ-206, а также датчик давления, например кварцевый манометрический резонатор абсолютного значения марки РКМА-Р. Указанные датчики 9 предназначены для преобразования текущих значений температуры и давления в частоту, соединены с наземным измерительно-управляющим блоком 7 посредством кабельной линии 1 (может быть также соединен и посредством одножильного геофизического кабеля) и установлены таким образом, чтобы его чувствительный элемент 12 находился в непосредственной близости от стенки НКТ или от стенки муфты НКТ или в преимущественном варианте касался стенки НКТ 6 или стенки муфты 11 НКТ. В зависимости от потребности измерения термобарических параметров текучей среды 10 внутри НКТ 6 или в затрубном пространстве скважины 13 ориентирование чувствительного элемента 12 датчика 9 производится к наружной или внутренней стенке НКТ 6 или наружной или внутренней стенке муфты 11.The inventive automated self-regulating heater (hereinafter - ASN) consists of a heater, for example, a linear (Fig. 1), made, for example, in the form of a cable line 1, consisting of a low-temperature cable 2 and a high-temperature - heating - cable 3, conductive wires from one end which are interconnected (for example, in a "star") and insulated to form an end seal 4. The other end of the cable is connected to a power source 5. Cable line 1 is installed outside the tubing 6. It is possible to make a heater with alcohol Flax cable wound on the outer surface of the tubing (2). The ASN also contains a ground-based measuring and control unit 7, which is, for example, a programmable frequency electronic control module, and an downhole measuring unit 8, consisting of one or more sensors 9 for reading the thermobaric parameters of the fluid 10. In this case, it is possible to use as a sensor 9 a temperature sensor, for example a high-temperature quartz thermosensitive resonator brand RKTV-206, as well as a pressure sensor, for example a quartz pressure gauge resonator of absolute value RKMA arch-P. These sensors 9 are designed to convert current values of temperature and pressure into frequency, are connected to the ground measuring and control unit 7 via cable line 1 (can also be connected via a single-core geophysical cable) and installed so that its sensing element 12 is in direct contact the proximity to the tubing wall or from the wall of the tubing sleeve or, in an advantageous embodiment, touched the tubing wall 6 or the tubing sleeve 11. Depending on the need for measuring the thermobaric parameters of the fluid 10 inside the tubing 6 or in the annular space of the well 13, the orientation of the sensing element 12 of the sensor 9 is made to the outer or inner wall of the tubing 6 or the outer or inner wall of the sleeve 11.

Работает предлагаемый автоматизированный саморегулирующийся нагреватель (АСН) следующим образом.The proposed automated self-regulating heater (ASN) operates as follows.

Непосредственно у скважины или на кабельном участке производится монтаж кабельной линии 1 из низкотемпературного кабеля 2 и нагревательного кабеля 3 путем их герметичного соединения друг с другом. После определения необходимой длины кабельной линии 1 производят концевую заделку 4 его свободного конца посредством выполнения соединения токопроводящих жил, например, в «звезду» и ее изоляцию. Кроме того, от токопроводящей жилы и брони нагревательного кабеля 3 кабельной линии 1 выполняют герметичные отводы для подключения датчиков 9 (кварцевых резонаторов) (в случае, если в качестве электропроводящей сигналопередающей линии связи используют двухпроводную линию «токопроводящая жила - броня кабеля»).Directly at the well or at the cable section, the cable line 1 is assembled from the low-temperature cable 2 and the heating cable 3 by tightly connecting them to each other. After determining the required length of the cable line 1, end termination 4 of its free end is made by connecting conductive wires, for example, into a “star” and isolating it. In addition, sealed taps are made from the conductive core and the armor of the heating cable 3 of the cable line 1 to connect the sensors 9 (quartz resonators) (in the case where a two-wire conductive core - cable armor line is used as an electrically conductive signal-transmitting communication line).

Перед спуском кабельной линии 1 в скважину производят наземные испытания изготовленной концевой заделки 4 на специальном стенде, на котором моделируют скважинные условия, а именно наличие агрессивной пластовой среды, температура +30-100°С, давление 20-23 МПа. Время испытаний составляет 18 часов. В случае отсутствия электрического пробоя кабельной линии 1 после испытаний ее спускают в скважину путем крепления хомутами к наружной поверхности насосно-компрессорных труб НКТ 6. При этом на соединительной муфте 11 (или на НКТ 6) устанавливают датчик 9 (или датчики 9) таким образом, чтобы его чувствительный элемент 12 касался наружной стенки НКТ 6 или наружной стенки муфты 11 НКТ или находился в непосредственной близости от стенки НКТ или стенки муфты НКТ. В этом случае измерение термобарических параметров текучей среды 10 будет производиться в затрубном пространстве скважины 13. При установке датчика 9 внутри НКТ 6 при ориентировании чувствительного элемента 12 к внутренней стенке НКТ 6 или муфты 11 измерение термодинамических параметров текучей среды 10 будет производиться внутри колонны НКТ.Before the cable line 1 is lowered into the well, ground tests of the made end seal 4 are carried out on a special bench on which well conditions are simulated, namely the presence of an aggressive formation medium, temperature + 30-100 ° С, pressure 20-23 MPa. The test time is 18 hours. In the absence of electrical breakdown of the cable line 1 after the tests, it is lowered into the well by attaching tubing 6 to the outer surface of the tubing 6. With this, a sensor 9 (or sensors 9) is installed on the connection sleeve 11 (or on the tubing 6) in this way so that its sensing element 12 touches the outer wall of the tubing 6 or the outer wall of the tubing sleeve 11 or is in close proximity to the tubing wall or the wall of the tubing sleeve. In this case, the measurement of the thermobaric parameters of the fluid 10 will be carried out in the annulus of the well 13. When installing the sensor 9 inside the tubing 6, while orienting the sensing element 12 to the inner wall of the tubing 6 or sleeve 11, the thermodynamic parameters of the fluid 10 will be measured inside the tubing string.

После спуска в скважину всей кабельной линии 1 второй свободный конец ее подключают через наземный измерительно-управляющий блок 7 к источнику питания 5.After the descent into the well of the entire cable line 1, the second free end is connected via a ground measuring and control unit 7 to a power source 5.

При подаче тока высокого напряжения происходит нагрев нагревательного кабеля 3 кабельной линии 1, который в свою очередь изменяет параметры текучей среды 10 внутри НКТ 6 и/или в затрубном пространстве 13 скважины.When applying a high voltage current, the heating cable 3 of the cable line 1 is heated, which in turn changes the parameters of the fluid 10 inside the tubing 6 and / or in the annular space 13 of the well.

Производят измерение параметров текучей среды 10 внутри НКТ 6 или в затрубном пространстве 13 скважины чувствительным элементом 12 датчика 9. Благодаря тому что чувствительный элемент 12 датчика 9 касается стенки НКТ 6 или стенки муфты 11 НКТ или находится в непосредственной близости от стенки НКТ или стенки муфты НКТ, производится замер температуры и давления пограничного слоя текучей среды 10, где в первую очередь происходит отложение АСПВ. При помощи датчика 9 сигнал попадает на наземный измерительно-управляющий блок 7, например программируемый частотный электронный модуль управления, который включает в себя генератор шума, перестраиваемый входной резонансный усилитель, микропроцессорный блок управления нагревательным кабелем 3, микропроцессорный блок вычисления и жидкокристаллический дисплей.The parameters of the fluid 10 are measured inside the tubing 6 or in the annular space 13 of the well by the sensor 12 of the sensor 9. Due to the fact that the sensor 12 of the sensor 9 touches the tubing wall 6 or the wall of the tubing sleeve 11 or is in close proximity to the tubing wall or the wall of the tubing sleeve , the temperature and pressure of the boundary layer of the fluid 10 are measured, where ASWP is first deposited. Using the sensor 9, the signal enters the ground measuring and control unit 7, for example, a programmable frequency electronic control module, which includes a noise generator, a tunable input resonant amplifier, a microprocessor control unit for the heating cable 3, a microprocessor calculation unit, and a liquid crystal display.

При этом предварительно в память измерительно-управляющего блока 7 заносятся граничные значения температуры (а можно и давления, в зависимости от требуемых параметров) текучей среды 10 внутри колонны НКТ, при которых следует осуществлять включение - выключение АСН. Если значения температуры, полученные с определенных кварцевых резонаторов (датчиков 9), находятся в пределах или ниже запрограммированных указанных граничных, то измерительно-управляющий блок 7 вырабатывает сигнал на подключение кабельной линии 1 к источнику питания 5. Если значения температуры, полученные с определенных кварцевых резонаторов (датчиков 9), находятся выше граничных, то АСН не подключается к источнику питания 5, а замер температуры будет непрерывно производиться до тех пор, пока значения температуры не войдут в пределы граничных, и только после этого измерительно-управляющий блок 7 вырабатывает сигнал на подключение кабельной линии 1 к источнику питания 5. Указанные граничные значения могут быть также заданы и для параметров давления.In this case, the boundary temperature values (or pressure, depending on the required parameters) of the fluid 10 inside the tubing string are preliminarily stored in the memory of the measuring and control unit 7, at which the ASN should be turned on and off. If the temperature values obtained from certain quartz resonators (sensors 9) are within or below the programmed indicated boundary ones, then the measuring and control unit 7 generates a signal for connecting the cable line 1 to the power source 5. If the temperature values obtained from certain quartz resonators (sensors 9), are above the boundary, then the ASN is not connected to the power source 5, and the temperature will be measured continuously until the temperature reaches the limits of other, and only after that the measuring and control unit 7 generates a signal for connecting the cable line 1 to the power source 5. The indicated boundary values can also be set for pressure parameters.

Поступающая при этом информация обрабатывается с помощью микропроцессорного блока вычисления и поступает в измерительно-управляющий блок 7. Далее включается генератор шума, который вырабатывает сигнал с равномерно распределенным спектром в заданном диапазоне частот и в свою очередь возбуждает чувствительные элементы 12 датчиков 9 на частотах, соответствующих текущим значениям температуры и/или давления (в зависимости от назначения датчиков 9). Частоты задаются при помощи перестраиваемого входного резонансного усилителя и микропроцессорного блока вычисления, в котором заложен алгоритм вычисления численного значения частот. Измерение и поддержание параметров производится до тех пор, пока показания не будут соответствовать заданным граничным значениям.The information received in this case is processed using the microprocessor-based calculation unit and fed to the measuring and control unit 7. Next, a noise generator is turned on, which generates a signal with a uniformly distributed spectrum in a given frequency range and, in turn, excites sensitive elements 12 of sensors 9 at frequencies corresponding to the current temperature and / or pressure values (depending on the purpose of the sensors 9). The frequencies are set using a tunable input resonant amplifier and a microprocessor calculation unit, in which the algorithm for calculating the numerical value of the frequencies is embedded. Measurement and maintenance of the parameters is carried out until the readings correspond to the specified boundary values.

Предлагаемый автоматизированный саморегулирующийся нагреватель имеет следующие преимущества перед известными:The proposed automated self-regulating heater has the following advantages over the known:

- позволяет измерять температуру текучей среды как внутри НКТ от забоя до устья, так и в затрубном пространстве или одновременно, при наличии датчиков более одного;- allows you to measure the temperature of the fluid inside the tubing from the bottom to the mouth, and in the annulus or at the same time, if there are more than one sensors;

- позволяет более точно управлять процессом электропрогрева текучей среды в скважине, т.к. осуществление контроля за параметрами этой среды производится в пристенном, пограничном слое у НКТ, а также в большом интервале (при наличии нескольких датчиков), где наиболее вероятны отложения АСПВ;- allows you to more accurately control the process of electrical heating of the fluid in the well, because monitoring of the parameters of this environment is carried out in the near-wall, boundary layer at the tubing, as well as in a large interval (in the presence of several sensors), where deposits are most likely to be deposited;

- благодаря тому что измерительно-управляющий блок АСН является программируемым, то и сам АСН является саморегулирующимся в зависимости от температуры текучей среды, что обеспечивает минимизацию тепловых потерь и оптимизацию энергосбережения;- due to the fact that the ASN measuring and control unit is programmable, the ASN itself is self-regulating depending on the temperature of the fluid, which ensures minimization of heat loss and optimization of energy saving;

- характеризуется большей надежностью вследствие использования резонаторов на тех частотах, на которых на них не воздействует ток высокого напряжения;- characterized by greater reliability due to the use of resonators at those frequencies at which they are not affected by high voltage current;

- характеризуется простотой монтажа и эксплуатации, т.к., в частности, в основных узлах используются сборные блоки и печатные платы;- characterized by ease of installation and operation, because, in particular, prefabricated units and printed circuit boards are used in the main nodes;

- характеризуется высокой точностью измерения температуры и давления за счет применяемых материалов и изделий;- characterized by high accuracy in measuring temperature and pressure due to the materials and products used;

- может быть использован в скважине с любым способом добычи: фонтанной, при оборудовании скважины штанговым или электроцентробежным насосом.- can be used in a well with any method of production: fountain, when equipping the well with a rod or electric centrifugal pump.

Claims (11)

1. Автоматизированный саморегулирующийся нагреватель для прогрева текучей среды в скважине, оборудованной насосно-компрессорными трубами (НКТ), характеризующийся тем, что он содержит установленный в скважине снаружи или внутри НКТ нагреватель в виде нагревательного кабеля или в виде кабельной линии, в состав которой входит нагревательный кабель, причем токопроводящие жилы указанного нагревателя с одного конца соединены друг с другом и изолированы, а с другого конца соединены с источником питания, наземный измерительно-управляющий блок и внутрискважинный измерительный блок, состоящий по меньшей мере из одного датчика для считывания термобарических параметров текучей среды и соединенный электропроводящей сигналопередающей линией связи с наземным измерительно-управляющим блоком, при этом указанный датчик установлен таким образом, чтобы его чувствительный элемент касался стенки НКТ, или стенки муфты НКТ, или находился в непосредственной близости от стенки НКТ или стенки муфты НКТ, причем ориентирование чувствительного элемента датчика к наружной или к внутренней стенке НКТ или муфты зависит от потребности измерения термобарических параметров текучей среды внутри НКТ или в затрубном пространстве скважины.1. An automated self-regulating heater for heating a fluid in a well equipped with tubing, characterized in that it contains a heater installed in the well outside or inside the tubing in the form of a heating cable or in the form of a cable line that includes a heating a cable, wherein the conductive wires of the specified heater are connected to each other and insulated from one end, and connected to a power source from the other end, a ground measuring and control unit and a downhole measuring unit, consisting of at least one sensor for reading thermobaric parameters of the fluid and connected by an electrically conductive signal-transmitting communication line with a ground-based measuring and control unit, said sensor being installed so that its sensing element touches the tubing wall or the coupling wall The tubing, or was in close proximity to the tubing wall or the tubing sleeve wall, and the orientation of the sensor element to the external or internal The tubing or sleeve assembly depends on the need to measure the thermobaric parameters of the fluid inside the tubing or in the annulus of the well. 2. Нагреватель по п.1, характеризующийся тем, что в качестве датчиков для считывания термобарических параметров текучей среды используют датчики температуры или датчики давления.2. The heater according to claim 1, characterized in that temperature sensors or pressure sensors are used as sensors for reading thermobaric parameters of the fluid. 3. Нагреватель по п.1 или 2, характеризующийся тем, что в качестве датчиков для считывания термобарических параметров текучей среды используют кварцевые резонаторы.3. The heater according to claim 1 or 2, characterized in that quartz resonators are used as sensors for reading thermobaric parameters of the fluid. 4. Нагреватель по п.1, характеризующийся тем, что в качестве наземного измерительно-управляющего блока используют частотный электронный модуль управления.4. The heater according to claim 1, characterized in that a frequency electronic control module is used as a ground measuring and control unit. 5. Нагреватель по п.1, характеризующийся тем, что в качестве электропроводящей сигналопередающей линии связи используют нагревательный кабель, или кабельную линию, или одножильный геофизический кабель.5. The heater according to claim 1, characterized in that a heating cable, or a cable line, or a single-core geophysical cable is used as an electrically conductive signal-transmitting communication line. 6. Нагреватель по п.5, характеризующийся тем, что в качестве электропроводящей сигналопередающей линии связи используют двухпроводную линию «токопроводящая жила - броня» кабеля.6. The heater according to claim 5, characterized in that the cable is used as a conductive signal-transmitting communication line with a two-wire line "conductive core - armor". 7. Нагреватель по п.1, характеризующийся тем, что при наличии датчиков более одного наземный измерительно-управляющий блок и электропроводящая сигналопередающая линия связи его с внутрискважинным измерительным блоком выполнены с возможностью одновременного считывания сигналов со всех указанных датчиков.7. The heater according to claim 1, characterized in that if there are more than one sensors, the ground measuring and control unit and its electrically conductive signal transmission line connecting it to the downhole measuring unit are capable of simultaneously reading signals from all of these sensors. 8. Нагреватель по п.7, характеризующийся тем, что все датчики для считывания термобарических параметров текучей среды соединены с наземным измерительно-управляющим блоком с обеспечением при работе постоянного непрерывного контакта при одном приемо-передающем канале для всех указанных датчиков.8. The heater according to claim 7, characterized in that all the sensors for reading the thermobaric parameters of the fluid are connected to the ground measuring and control unit to ensure continuous continuous contact with one transceiver channel for all of these sensors. 9. Нагреватель по п.1, характеризующийся тем, что наземный измерительно-управляющий блок выполнен в виде программируемого частотного электронного модуля управления, который включает в себя генератор шума, перестраиваемый входной резонансный усилитель, микропроцессорный блок управления нагревательным кабелем, микропроцессорный блок вычисления и жидкокристаллический дисплей.9. The heater according to claim 1, characterized in that the ground measuring and control unit is made in the form of a programmable frequency electronic control module, which includes a noise generator, a tunable input resonant amplifier, a microprocessor control unit for the heating cable, a microprocessor calculation unit and a liquid crystal display . 10. Нагреватель по п.1, характеризующийся тем, что нагреватель выполнен в виде линейного нагревательного кабеля или в виде линейной кабельной линии, в состав которой входит нагревательный кабель.10. The heater according to claim 1, characterized in that the heater is made in the form of a linear heating cable or in the form of a linear cable line, which includes a heating cable. 11. Нагреватель по п.1, характеризующийся тем, что при установке нагревателя снаружи НКТ нагреватель выполнен в виде спирально намотанного на НКТ нагревательного кабеля или в виде спирально намотанной на НКТ кабельной линии, в состав которой входит нагревательный кабель.11. The heater according to claim 1, characterized in that when installing the heater outside the tubing, the heater is made in the form of a heating cable spirally wound on the tubing or in the form of a cable line spirally wound on the tubing, which includes a heating cable.
RU2006100961/03A 2006-01-10 2006-01-10 Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well RU2305172C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100961/03A RU2305172C1 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100961/03A RU2305172C1 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2305172C1 true RU2305172C1 (en) 2007-08-27

Family

ID=38597117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006100961/03A RU2305172C1 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2305172C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450117C1 (en) * 2010-10-01 2012-05-10 Халим Назипович Музипов Method to heat gas-liquid mixture in well to prevent deposits of paraffin on walls of lifting pipes
CN109668306A (en) * 2019-02-18 2019-04-23 中国铁路沈阳局集团有限公司科学技术研究所 Wetting system missile silo electric heater and its temperature control system on a kind of car

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450117C1 (en) * 2010-10-01 2012-05-10 Халим Назипович Музипов Method to heat gas-liquid mixture in well to prevent deposits of paraffin on walls of lifting pipes
CN109668306A (en) * 2019-02-18 2019-04-23 中国铁路沈阳局集团有限公司科学技术研究所 Wetting system missile silo electric heater and its temperature control system on a kind of car

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109477378B (en) Apparatus and method for sensing temperature along a wellbore using a resistive element
CN109477379B (en) Apparatus and method for sensing temperature along a wellbore using temperature sensor modules connected by a matrix
US9541436B2 (en) Distributed two dimensional fluid sensor
AU2004309118B2 (en) Method of determining a fluid inflow profile of wellbore
NL1042228B1 (en) Method of detecting presence of rfid tags and determining properties of surrounding environment in subterranean formation
US9080917B2 (en) System and methods for using dielectric properties of an insulated conductor in a subsurface formation to assess properties of the insulated conductor
US10100634B2 (en) Devices and methods to communicate information from below a surface cement plug in a plugged or abandoned well
BR112018074168B1 (en) APPARATUS FOR USE IN TEMPERATURE DETECTION IN A WELL BORE, WELL COMPRISING A WELL APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATING AN APPARATUS
RU2291281C1 (en) Automated self-adjusting linear heater for heating liquid substance inside a well (variants)
US10450852B2 (en) Formation monitoring through the casing
WO2015153549A1 (en) Distributed thermal flow metering
CA2847980C (en) Temperature assessment using dielectric properties of an insulated conductor heater with selected electrical insulation
RU2305172C1 (en) Automatic self-regulating heater for fluid heating inside well
CN204476394U (en) There is the temperature-measuring, pressure-measuring tubing for oil well of optical fiber piezoelectric ceramics
RU111185U1 (en) PLANT FOR PREVENTING ASPHALT-RESIN-PARAFFIN SEDIMENTS IN OIL AND GAS WELLS
CN115478837A (en) Underground flow monitoring system, method and device
Al-Qasim et al. Expanding the Envelope of Fiber-Optic Sensing for Reservoir Description and Dynamics
Wang et al. Wellbore integrity investigation using time-domain reflectometry
BR112018074204B1 (en) APPARATUS FOR USE IN TEMPERATURE DETECTION ALONG A WELL BORE, AND WELL COMPRISING A WELL APPARATUS

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20090116

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20110119

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20110224

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20110420

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20111031

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20110224

Effective date: 20111226

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20110420

Effective date: 20111226

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20110119

Effective date: 20111226

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180111