RU2337236C2 - Устройство для эксплуатации скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважины с нефтью, имеющей в своем составе асфальтены и смолы. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода продукции скважины за счет предупреждения потери текучести нефтью и предупреждения образования парафиновых и гидратных пробок в насосно-компрессорных трубах (НКТ) скважин, а также расширение области применения способа. Для этого устройство содержит колонну НКТ, состоящую из секций НКТ, нагреватели, в качестве которых использованы m секций колонны НКТ. Секции НКТ выполнены нагреваемыми и установлены в точках колонны НКТ, в которых температура продукции скважины выше, например, на 5-10 градусов минимально допустимой температуры, - температуры, при которой возможна потеря текучести продукцией скважины. К концам нагреваемых секций (НС) приварены центраторы. В верхнем центраторе каждой НС размещен разъем. Устройство также содержит m-канальный блок электропитания (БЭП), измерительно-управляющий блок (ИУБ) с управляющими выходами и с m измерительными выходами, которые соединены соответственно с первым, вторым, ... и m-м выходами БЭП. К входам управления БЭП подключены управляющие выходы ИУБ. Выходы БЭП с первого по m-й объединены в питающий кабель. Нулевой выход БЭП соединен с нулевым выходом ИУБ и с трубой колонны НКТ. На внешней поверхности трубы каждой НС под верхним центратором закреплен датчик температуры. Каждая жила питающего кабеля подключена через соответствующий электрический разъем к входу питания соответствующей НС и входу соответствующего датчика температуры, выход которого соединен с трубой НС. Приведен пример выполнения НС. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и может быть использовано, в частности, при эксплуатации скважины с нефтью, имеющей в своем составе асфальтены и смолы, для предупреждения потери текучести или скважин с высоковязкой нефтью для предупреждения образования парафиновых и гидратных пробок в насосно-компрессорных трубах скважин.

Известно устройство для предотвращения парафиногидратообразования в скважинных трубах (А.с. СССР №1839043, кл. Е21В 37/00, 36/04, Бюл. №11, 1996), содержащее источник питания и подключенный к нему кабель в виде сердечника, охваченного подушкой под броню, броню, выполненную из стальных круглых проволок, полимерную оболочку, наложенную поверх двухслойной брони кабеля, при этом сердечник выполнен в виде одной изолированной жилы, электрическое сопротивление брони больше электрического сопротивления жилы сердечника в 2-4 раза, а жила сердечника соединена с броней накоротко в нижнем конце кабеля.

Данное устройство для предотвращения парафиногидратообразования в скважинных трубах так же, как и заявляемое устройство для эксплуатации скважины содержит блок (источник) питания и нагревательный элемент (кабель). Однако выполнение нагревательного элемента в известном устройстве в виде кабеля ведет к увеличению габаритов и веса устройства и снижению коэффициента полезного действия вследствие необходимости нагрева промежуточного теплоносителя - пластовой жидкости, а также вследствие того, что нагревается вся скважина, и те места, где температура приближается к температуре парафиногидратобразования, и те места, где температура существенно выше температуры парафиногидратобразования.

Известно устройство для эксплуатации скважины, которая добывает нефть с высокой вязкостью (А.с. СССР №1252479, кл. Е21В 43/00, Бюл. №31, 1986), содержащее подогреватель, эксплуатационную колонну, насосно-компрессорные трубы, разделитель с дополнительной колонной труб с открытым нижним концом, которая установлена параллельно насосно-компрессорным трубам и оснащена теплоизоляционными втулками, подогреватель выполнен в виде нескольких последовательно установленных в середине дополнительной колонны труб нагревателей с расстоянием между ними не больше высоты контура свободной конвекции, причем дополнительная колонна труб имеет перфорационные отверстия под устьем скважины и под каждым нагревателем, а теплоизоляционные втулки размещены на внешней поверхности колонны труб в местах установки нагревателей.

Данное устройство для эксплуатации скважины, которая добывает нефть с высокой вязкостью так же, как и заявляемое устройство для эксплуатации скважины содержит насосно-компрессорную трубу и нагревательные элементы. Однако выполнение нагревательных элементов в известном устройстве ведет к увеличению габаритов устройства, резкому снижению коэффициента полезного действия вследствие необходимости нагрева промежуточного теплоносителя, потерь тепла на стенках эксплуатационной колонны, а также к большой инерционности устройства, что отрицательно влияет ни работу скважины при необходимости изменения температуры нагрева нефти.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для нагрева скважины (Патент РФ №2029069, кл. Е21В 37/00, Бюл. №5, 1995), содержащее расположенный на поверхности источник питания, электрически связанный с нагревателем, расположенным внутри скважинных труб, автоматический блок управления тепловым режимом, соединенный с источником питания и автономным стабилизатором тока, соединенным с нагревателем, источником питания и блоком управления, при этом нагреватель выполнен в виде составного металлического цилиндра из двух электрически связанных верхней и нижней частей неодинакового сечения нагреваемой поверхности, причем внутренний периметр P₁ скважинкой трубы и наружный периметр Р₂ сечения верхней части цилиндра связаны соотношением 0,01<P₂/P₁<1,0, площадь S₁ нагреваемой поверхности и площадь S₂ скважинных труб связаны соотношением 0,001≤S₁/S₂<1,0, площадь сечения S₃ нижней части нагреваемой поверхности и площадь S₄ поперечного сечения верхней части нагреваемой поверхности связаны соотношением 0,15≤S₃/S₄≤0,6, длина L₃ нижней части нагреваемой поверхности и общая длина L₁ цилиндра связаны соотношением 1,0≤(L₁+L₃)/L₁<2,0, а длина L₁ цилиндра и длина L₂ скважинной трубы связаны соотношением 1,0≤(L₁+L₂)/L₂<2,2, при этом автономный стабилизатор тока имеет последовательно подключенные блоки контроля тока прожига аварийного отключения и датчик температуры жидкости (газа), а автономный блок управления тепловым режимом имеет датчики контроля минимального допустимого значения объема подачи жидкости (газа) и максимального допустимого значения температуры, причем первый непосредственно, а второй через блок аварийного отключения соединены с источником питания.

Данное устройство для нагрева скважины так же, как и заявляемое устройство для эксплуатации скважины содержит колонну насосно-компрессорных труб (скважинные), нагреватели, блок (источник) электропитания, расположенный на поверхности и электрически связанный с нагревателями, измерительно-управляющий блок (автономный блок управления тепловым режимом), соединенный с блоком электропитания, и датчики температуры. Однако отсутствие разъемов, выполнение нагревателя в виде составного металлического цилиндра из двух электрически связанных верхней и нижней частей неодинакового сечения нагреваемой поверхности и размещение нагревателя внутри насосно-компрессорных труб, выполнение источника электропитания и автономного блока управления тепловым режимом снижает в известном устройстве выход продукции скважины из-за уменьшения проходного сечения ее ствола и увеличения гидравлического сопротивления вследствие введения в скважину электронагревателя, а также из-за того, что включение электронагрева скважины при уменьшении объема выхода жидкости (газа) через скважину до минимального допустимого значения ведет к тому, что в скважине на внутренней поверхности насосно-компрессорных труб уже началось осаждение парафинов (или гидратов), которое также уменьшает проходное сечение скважины и снижает выход продукции скважины, кроме того, известное устройство применимо только при фонтанном способе добычи нефти и неприменимо при других способах добычи нефти, например при способах с использованием насосов.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для эксплуатации скважины путем нового выполнения элементов и новых связей устройства, что позволяет увеличить выход продукции скважины за счет предупреждения потери текучести нефтью и предупреждения образования пробок и расширяет область применения способа.

Поставленная задача решается тем, что в известное устройство для эксплуатации скважины, содержащее колонну насосно-компрессорных труб, состоящую из соединенных между собой секций насосно-компрессорных труб, нагреватели, блок электропитания, расположенный на поверхности и связанный с нагревателями, измерительно-управляющий блок и датчики температуры, согласно изобретению введены m разъемов и 2m центраторов, в качестве нагревателей использованы m секций колонны насосно-компрессорных труб, которые выполнены нагреваемыми и установлены в точках колонны насосно-компрессорных труб, в которых температура продукции скважины выше не более чем, например, на 5-10 градусов минимально допустимой температуры, - температуры, при которой возможна потеря текучести продукцией скважины, имеющей в своем составе асфальтены и смолы, или возможно начало образования и осаждения на внутренних стенках трубы парафинов и тому подобного, центраторы закреплены на концах труб каждой нагреваемой секции насосно-компрессорных труб, каждый разъем размещен в верхнем центраторы соответствующей нагреваемой секции, блок электропитания выполнен m-канальным, а измерительно-управляющий блок выполнен с m измерительными выходами и с управляющими выходами, первый, второй, ... и m-й измерительные выходы измерительно-управляющего блока соединены соответственно с первым, вторым, ... и m-м выходами блока электропитания, к входам управления которого подключены управляющие выходы измерительно-управляющего блока, выходы блока электропитания с первого по m-й объединены в питающий кабель, который соединяет блок электропитания с нагреваемыми секциями, а нулевой выход блока электропитания соединен с нулевым выходом измерительно-управляющего блока и с трубой колонны насосно-компрессорных труб, каждый датчик температуры с помощью клея с высокой теплопроводностью и теплостойкостью закреплен на внешней поверхности трубы нагреваемой секции под верхним центратором, каждая жила питающего кабеля подключена через соответствующий электрический разъем к входу питания - питающей шине соответствующей нагреваемой секции и к входу соответствующего датчика, выход которого соединен с трубой нагреваемой секции, которая является нулевым входом нагреваемой секции, а нагреваемая секция является частью колонны насосно-компрессорных труб и содержит питающую шину, нагревательные элементы, которые с помощью клея с высокой теплопроводностью и теплостойкостью закреплены на внешней поверхности трубы секции насосно-компрессорных труб равномерно, при этом нагреватели с первого по n-й образуют ряды по окружности, а нагреватели рядов с первого по k-й расположены по направляющим внешней поверхности трубы секции насосно-компрессорных труб, k групп по (n+1)-му соединительному проводу, из которых в каждой группе первый соединительный провод соединяет первый в соответствующем ряду нагревательный элемент с питающей шиной, (n+1)-й соединительный провод соединяет последний в ряду нагревательный элемент с трубой секции насосно-компрессорных труб, остальные соединительные провода соединяют последовательно между собой нагревательные элементы ряда, диэлектрические подкладки, в которых расположены на внешней поверхности трубы секции насосно-компрессорных труб питающая шина и соединительные провода, слой вулканизированной силиконовой резины, которой покрыта вся поверхность насосно-компрессорной трубы секции и которая изолирует датчик и элементы устройства друг от друга и от внешней среды.

Введение в устройство для эксплуатации скважины m разъемов и 2m центраторов, использование в качестве нагревателей m секций колонны насосно-компрессорных труб, выполненных нагреваемыми и установленых в точках колонны насосно-компрессорных труб, в которых температура продукции скважины выше, например, на 5-10 градусов минимально допустимой температуры, закрепление центраторов на концах труб каждой нагреваемой секции насосно-компрессорных труб, размещение каждого разъема в верхнем центраторе соответствующей нагреваемой секции, выполнение блока электропитания m-канальным, а измерительно-управляющего блока с m измерительными выходами и с управляющими выходами, соединение соответствующих измерительных выходов измерительно-управляющего блока с соответствующими выходами блока электропитания, объединение выходов блока электропитания с первого по m-й в питающий кабель, соединение нулевых выходов блока электропитания и измерительно-управляющего блока с насосно-компрессорной трубой, установка датчиков температуры на внешней поверхности трубы нагреваемой секции под верхним центратором, подключение каждой жилы питающего кабеля через соответствующий электрический разъем к входу питания соответствующей нагреваемой секции и входу соответствующего датчика, выход которого соединен с трубой нагреваемой секции, которая является нулевым входом нагреваемой секции позволяет постоянно нагревать продукцию скважины в М точках ствола скважины путем нагревания труб отдельных секций насосно-компрессорных труб, и тем самым предупредить потерю текучести продукцией, имеющей в своем составе асфальтены и смолы, и образование парафиновых и гидратных пробок в насосно-компрессорных трубах, что ведет к увеличению выхода продукции за счет увеличения проходного сечения скважины и за счет снижения при нагреве вязкости продукции скважины. Кроме того, предлагаемое устройство для эксплуатации скважины может быть использовано при любых способах добычи нефти, так как проходное сечение скважины не перекрывается никакими устройствами и не требует остановки скважины для введения нагревателя, как этого требуют известные способы.

На чертежах приведены:

фиг.1 - схема скважины и схема устройства для эксплуатации скважины;

фиг.2 - схема нагреваемой секции насосно-компрессорной трубы;

фиг.3 - сечение устройства по А-А, на котором показан центратор.

На фиг.1 приведена схема скважины, которая включает устье 1, колонну обсадных труб 2, колонну насосно-компрессорных труб 3, которые размещены в колонне обсадных труб 2, пласт продукции 4, манометр 5, вмонтированный в верхний конец колонны насосно-компрессорных труб 3, шлейф 6 с запорным краном 7, соединенный с колонной насосно-компрессорных труб 3, и устройство для эксплуатации скважины, которое содержит колонну насосно-компрессорных труб 3, состоящую из обычных секций 8 и специально оборудованных нагреваемых секций 9-1, 9-2, ..., 9-m, на верхнем конце трубы 3 каждой секции 8 и 9-1, 9-2, ..., 9-m нарезана внутренняя резьба, а на нижнем конце нарезана наружная резьба, с помощью которых все секции 8 и 9-1, 9-2, ..., 9-m соединены в колонну насосно-компрессорных труб 3, и центраторов 10, которые приварены к концам соответствующих труб 3 нагреваемых секций 9-1, 9-2, ..., 9-m и центрируют их в обсадной колонне 2, блок электропитания 11, измерительно-управляющий блок 12, первый, второй, ... и m-й измерительные выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, ... и m-м выходами блока электропитания 11, к входам управления которого подключены управляющие выходы (V-выходы) измерительно-управляющего блока 12, выходы блока электропитания 11 с первого по m-й объединены в питающий кабель 13, а нулевой выход блока электропитания 11 соединен с нулевым выходом измерительно-управляющего блока 12 и с трубой 3, электрические разъемы 14-1, 14-2, ..., 14-m, которые установлены в верхние центраторы 10 соответствующих нагреваемых секций 9-1, 9-2, ..., 9-m, датчики температуры 15-1, 15-2, ..., 15-m (см. фиг.2), каждый из которых с помощью клея с высокой теплопроводностью и теплостойкостью закреплен на внешней поверхности трубы 3 соответствующей нагреваемой секции 9-1, 9-2, ..., 9-m под ее верхним центратором 10, каждая жила питающего кабеля 13 подключена через соответствующий электрический разъем 14-1, 14-2, ..., 14-m к входу питания - питающей шине соответствующей нагреваемой секции 9-1, 9-2, ..., 9-m и входу соответствующего датчика 15-1, 15-2, ..., 15-m, выход каждого из которых соединен с трубой 3 соответствующей нагреваемой секции 9-1, 9-2, ..., 9-m, то есть труба 3 является нулевым входом нагреваемых секций 9-1, 9-2, ..., 9-m.

Нагреваемая секция 9-i (фиг.2), где i=1, 2, ..., m, является частью колонны насосно-компрессорной трубы 3 и содержит питающую шину 16, которая является входом питания нагреваемой секции 9-i, подключена к разъему 14-i и расположена по направляющей внешней поверхности трубы 3 секции 9-i, труба 3 является ее нулевым входом, нагревательные элементы 17-1-1, 17-1-2, ..., 17-1-n, 17-2-1, 17-2-2, ..., 17-2-n, ..., 17-k-1, 17-k-2, ... 17-k-n, которые с помощью клея с высокой теплопроводностью и теплостойкостью закреплены на внешней поверхности трубы 3 секции 9-i равномерно, при этом нагревательные элементы с первого по n-й образуют ряды по окружности, а нагревательные элементы рядов с первого по k-й расположены по направляющим внешней поверхности трубы 3 секции 9-i, соединительные провода 18-r-1, 18-r-2, ..., 18-r-(n+1), где r=1, 2, ..., k, из которых соединительный провод 18-r-1 соединяет первый в r-ом ряде нагревательный элемент 17-r-1 с питающей шиной 16, соединительные провода 18-r-2, ..., 18-r-n соединяют последовательно нагревательные элементы r-го ряда 17-r-1, 17-r-2, ..., 17-r-n, соединительный провод 18-r-(n+1) соединяет последний в r-ом ряду нагревательный элемент 17-r-n с трубой 3, диэлектрические подкладки 19, в которых расположены на внешней поверхности трубы 3 секции 9-i питающая шина 16 и соединительные провода 18-1-1, 18-1-2, ..., 18-1-n, 18-2-1, 18-2-2, ..., 18-2-n, ..., 18-k-1, 18-k-2, ..., 18-k-n, слой 20 вулканизированной силиконовой резины, которой покрыта вся поверхность трубы 3 секции 9-i и которая изолирует датчик 15-i и элементы устройства друг от друга и от внешней среды, концы слоя силиконовой резины 20 размещены с уплотнением под центраторами 10, размещенными на концах трубы 3 секции 9-i. К электрическому разъему 14-i с одной стороны подключены питающая шина 16 и вход датчика 15-i, а с другой стороны подключена соответствующая жила питающего кабеля 13. Таким образом, вход каждого датчика 15-i соединен через электрический разъем 14-i и соответствующую жилу питающею кабеля 13 с выходом измерительно-управляющего блока 12, соответствующим нагреваемой секции 9-i, а выход каждого датчика 15-i соединен через трубу 3 с нулевым (общим) выходом измерительно-управляющего блока 12.

Центратор 10 (фиг.3) представляет собой основание 21, выполненное в виде втулки с внутренним диаметром на 1-2 мм большим, чем наружный диаметр насосно-компрессорной трубы 3, к внешней боковой поверхности основания по радиусу приварены упоры 22, например четыре упора, отстоящие друг от друга на угол в 90°. Длина упоров 22 выбирается такой, чтобы при установке колонны насосно-компрессорных труб 3 с приваренными к ней центраторами 10 упоры не доходили до внутренней стенки обсадной трубы на 3-5 мм. Электрический разъем 14-i устанавливается внутри одного из упоров 22 центратора 10, установленного на верхнем конце трубы 3. При необходимости, например, в случае, когда в точке нагрева нужно установить последовательно две нагреваемые секции, на верхней нагреваемой секции можно установить разъемы в обоих центраторах 10.

Покрытие слоем силиконовой резины осуществляется в процессе изготовления нагреваемой секции. Для этого после установки и монтажа на поверхности трубы всех необходимых элементов устройства и датчика секцию заливают силиконовой резиной и вулканизируют. При заливке силиконовая резина закрывает всю поверхность трубы и все элементы, установленные на ней. После вулканизации все элементы и датчик надежно изолированы друг от друга вулканизированной силиконовой резиной. Кроме того, вулканизированная силиконовая резина является и надежным теплоизолирующим покрытием и до допустимой для нее температуры защищает все элементы устройства и датчик от перегрева.

Колонна насосно-компрессорных труб 3 устанавливается вертикально к поверхности земли, поэтому верхним концом секции насосно-компрессорных труб считается конец, расположенный ближе к поверхности земли, а верхним центратором считается центратор, приваренный к верхнему концу секции насосно-компрессорных труб.

Блок электропитания 11 представляет собой m-канальный управляемый источник переменного тока, в котором любой канал может быть включен или выключен по команде, поступающей на его вход, независимо от того включены или выключены остальные каналы. Кроме того, каждый канал блока электропитания 11 является регулируемым, то есть позволяет регулировать мощность канала в установленных пределах.

Измерительно-управляющий блок 12 представляет собой m-канальное устройство для управления блоком электропитания 11 и для измерения температуры в m точках колонны насосно-компрессорных труб 3 по проводам питающей сети. Измерительно-управляющий блок 12 автоматически с заданным периодом или по командам, подаваемым оператором, подключается к жиле питающего кабеля 13, соответствующей тому датчику температуры 15-i, от которого необходимо получить значение температуры, и выполняет измерение температуры в месте установки датчика. Если блок 12 работает автоматически, то полученное значение температуры сравнивается с максимальным установленным значением и с заданным значением. Если измеренная температура равна или больше максимального установленного значения, то на блок электропитания 11 подается сигнал на выключение соответствующего канала и уменьшение мощности этого канала блока электропитания 11, а если равна или меньше заданного значения, то на блок электропитания 11 подается сигнал на включение соответствующего канала. Если работой скважины управляет оператор, то он по показаниям индикатора измерительно-управляющего блока 12 определяет моменты выключения, уменьшения мощности и включения каналов блока электропитания 11 и выполняет эти действия.

Устройство для эксплуатации скважины работает следующим образом. Цель работы предлагаемого устройства состоит в том, чтобы поддерживать температуру продукции скважины на всем пути от забоя до поверхности земли более высокой, чем минимально допустимая температура, то есть температура, при которой возможна потеря текучести продукцией скважины, имеющей в своем составе асфальтены и смолы, или возможно начало образования и осаждения на внутренних стенках трубы парафинов и тому подобного, что достигается постоянным нагревом продукции в тех местах колонны насосно-компрессорных труб 3, в которых температура продукции скважины при ее подъеме от забоя до поверхности земли приближается к минимально допустимой температуре. Предварительно по пластовой температуре, дебиту скважины и другим характеристикам скважины и ее продукции определяют минимально допустимую температуру. Рассчитывая температуру продукции скважины строят график снижения температуры продукции скважины при ее подъеме от пласта к устью в зависимости от расстояния от забоя скважины. По графику определяют расстояние от забоя скважины, а по нему первое расстояние от поверхности земли до точки, в которой температура продукции скважины выше, например, на 5-10 градусов минимально допустимой температуры. Полученная точка является первой от забоя скважины точкой, в которой необходимо нагревать продукцию скважины, следовательно, здесь должна быть установлена первая от забоя нагреваемая секция. По температуре, с которой продукция подошла к точке нагрева, по электрической мощности нагреваемой секции, по допустимому расстоянию до следующей точки нагрева и другим параметрам рассчитывают температуру, с которой продукция выходит из нагреваемой секции. Если продукция выходит из нагреваемой секции с температурой ниже установленной, то либо добавляют в данной точке еще одну нагреваемую секцию, либо выбирают секцию большей мощности. Далее по температуре, с которой продукция выходит из нагреваемой секции, и другим характеристикам скважины и ее продукции строят график снижения температуры продукции скважины при ее подъеме от первой точки нагрева к поверхности земли в зависимости от расстояния от этой точки. По графику определяют расстояние от первой точки нагрева, а по нему - второе расстояние от поверхности земли до точки, в которой температура продукции скважины будет выше, например, на 5-10 градусов минимально допустимой температуры. Полученная точка является второй от забоя скважины точкой, в которой необходимо нагревать продукцию скважины, следовательно, здесь должна быть установлена вторая от забоя нагреваемая секция. Таким образом, определяют все М точек нагрева, то есть точки, в которых надо нагревать продукцию скважины, чтобы она дошла до поверхности земли без потери текучести продукцией скважины, имеющей в своем составе асфальтены и смолы, или без образования парафинов, гидратов и тому подобного. Число точек нагрева в зависимости от характеристик скважины, ее продукции и нагревателей может быть от одной до нескольких. По полученным расстояниям от точек нагрева до поверхности земли определяют места в колонне насосно-компрессорных труб 3, в которых необходимо установить нагреваемые секции 9-i при сборке колонны. При этом возможно, что число точек нагрева - М и число нагреваемых секций - m будут не равны (m≥М) из-за того, что в некоторых точках нагрева одной нагреваемой секции 9-i может быть недостаточно для нагрева продукции до требуемой установленной температуры и тогда устанавливают две или больше нагреваемых секций последовательно.

Максимальное установленное значение температуры выбирают исходя из того, чтобы на поверхности трубы секции 9-i температура была не выше, чем 50-60% от максимально допустимой температуры, которую выдерживает вулканизированная силиконовая резина. Заданное значение температуры включения нагрева выбирают исходя из того, чтобы продукция скважины, имеющая температуру, равную этому значению, доходила до следующей точки нагрева с температурой, превышающей, например, на 5-10 градусов минимально допустимую температуру. Установленная величина уменьшения мощности канала блока электропитания 11 определяется из графика снижения температуры продукции скважины при ее подъеме от пласта к устью в зависимости от расстояния от забоя скважины, построенного по фактическим значениям пластовой температуры, дебита скважины и других характеристик скважины и ее продукции на момент времени, когда возникла необходимость уменьшения мощности канала блока электропитания 11.

При монтаже колонны насосно-компрессорных труб 3 в местах предварительно определенных расчетом теплового режима скважины устанавливают нагреваемые секции 9-i. После установки колонны насосно-компрессорных труб 3 в скважину ее запускают, а после заполнения скважины продукцией запускают устройство для эксплуатации скважины - включают нагреваемые секции 9-i насосно-компрессорных труб 3. После включения всех нагреваемых секций 9-i с помощью измерительно-управляющего блока 12 и датчиков 15 начинают контролировать температуру на их поверхностях. Продукция скважины, поступая в колонну насосно-компрессорных труб 3, поднимается по ней, при этом ее температура снижается, но в первой точке нагрева она еще не снизилась до минимально допустимой температуры. В первой точке нагрева температура продукции скважины поднимается до установленного значения, которое задано электрической мощностью нагреваемой секции данной точки нагрева. Далее при подъеме температура продукции скважины снова снижается, но до следующей точки нагрева она еще не снизилась до минимально допустимой температуры. В точке нагрева температура продукции скважины снова поднимается до установленного значения. Этот процесс повторяется до выхода продукции на поверхность земли, куда она поступает с заданной температурой. Таким образом, в процессе извлечения продукции скважины ее температура поддерживается выше минимально допустимой температуры и потому потери текучести и образования пробок не происходит.

В процессе добычи продукции ее давление и дебит будут уменьшаться, что ведет к уменьшению уноса тепла потоком продукции скважины, и поэтому температура продукции, поступающей в нагреваемые секции 9-i насосно-компрессорных труб 3, будет повышаться, также будет повышаться и температура продукции на выходе нагреваемых секций. Когда при измерении температуры будет обнаружено, что на выходе какой-либо секции 9-i температура превысила максимальное установленное значение, измерительно-управляющий блок 12 подает на входы управления блока электропитания 11 сигнал на выключение канала питания той нагреваемой секции 9-i насосно-компрессорных труб 3, температура на выходе которой превысила максимальное установленное значение, после выключения производится уменьшение мощности i-го канала блока электропитания 11 на установленную величину. После этого, при обнаружении измерительно-управляющим блоком 12, что температура на выходе данной нагреваемой секции 9-i насосно-компрессорных труб 3 снизилась до заданного значения, на входы управления блока электропитания 11 подается сигнал на включение этой нагреваемой секции 9-i насосно-компрессорных труб 3. Далее процесс извлечения продукции скважины продолжается аналогично описанному выше, только температура продукции скважины в точке нагрева, в которой уменьшили мощность канала нагрева, будет близка к значению этой температуры в начале работы скважины.

Claims (2)

1. Устройство для эксплуатации скважины, содержащее колонну насосно-компрессорных труб, состоящую из соединенных между собой секций насосно-компрессорных труб, нагреватели, блок электропитания, расположенный на поверхности и связанный с нагревателями, измерительно-управляющий блок и датчики температуры, отличающееся тем, что в него введены m разъемов и 2m центраторов, в качестве нагревателей использованы m секций колонны насосно-компрессорных труб, которые выполнены нагреваемыми и установлены в точках колонны насосно-компрессорных труб, в которых температура продукции скважины выше не более чем, например, на 5-10° минимально допустимой температуры, - температуры, при которой возможна потеря текучести продукцией скважины, имеющей в своем составе асфальтены и смолы, или возможно начало образования и осаждения на внутренних стенках трубы парафинов и тому подобного, центраторы закреплены на концах труб каждой нагреваемой секции насосно-компрессорных труб, каждый разъем размещен в верхнем центраторе соответствующей нагреваемой секции, блок электропитания выполнен m-канальным, а измерительно-управляющий блок выполнен с m измерительными выходами и с управляющими выходами, первый, второй, ... и m-й измерительные выходы измерительно-управляющего блока соединены соответственно с первым, вторым, ... и m-м выходами блока электропитания, к входам управления которого подключены управляющие выходы измерительно-управляющего блока, выходы блока электропитания с первого по m-й объединены в питающий кабель, который соединяет блок электропитания с нагреваемыми секциями, а нулевой выход блока электропитания соединен с нулевым выходом измерительно-управляющего блока и с трубой колонны насосно-компрессорных труб, каждый датчик температуры с помощью клея с высокой теплопроводностью и теплостойкостью закреплен на внешней поверхности трубы нагреваемой секции под верхним центратором, каждая жила питающего кабеля подключена через соответствующий электрический разъем к входу питания - питающей шине, соответствующей нагреваемой секции и к входу соответствующего датчика, выход которого соединен с трубой нагреваемой секции, которая является нулевым входом нагреваемой секции.

2. Устройство для эксплуатации скважин по п.1, отличающееся тем, что нагреваемая секция является частью колонны насосно-компрессорных труб и содержит питающую шину, нагревательные элементы, которые с помощью клея с высокой теплопроводностью и теплостойкостью закреплены на внешней поверхности трубы секции насосно-компрессорных труб равномерно, при этом нагреватели с первого по n-й образуют ряды по окружности, а нагреватели рядов с первого по k-й расположены по направляющим внешней поверхности трубы секции насосно-компрессорных труб, k групп по (n+1)-му соединительному проводу, из которых в каждой группе первый соединительный провод соединяет первый в соответствующем ряду нагревательный элемент с питающей шиной, (n+1)-й соединительный провод соединяет последний в ряду нагревательный элемент с трубой секции насосно-компрессорных труб, остальные соединительные провода соединяют последовательно между собой нагревательные элементы ряда, диэлектрические подкладки, в которых расположены на внешней поверхности трубы секции насосно-компрессорных труб питающая шина и соединительные провода, слой вулканизированной силиконовой резины, которой покрыта вся поверхность насосно-компрессорной трубы секции и которая изолирует датчик и элементы устройства друг от друга и от внешней среды.

Images