RU2439291C1

RU2439291C1 - Device for protection of gas producing wells from corrosion

Info

Publication number: RU2439291C1
Application number: RU2010128638/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Надтока (RU); Владимир Иванович Надтока; Иван Иванович Надтока (RU); Иван Иванович Надтока; Владимир Павлович Бреславец (RU); Владимир Павлович Бреславец; Валентин Николаевич Селиванов (RU); Валентин Николаевич Селиванов; Игорь Генрихович Поляков (RU); Игорь Генрихович Поляков; Сергей Николаевич Агафонов (RU); Сергей Николаевич Агафонов
Original assignee: ООО Научно-производственное предприятие "ВНИКО"
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-01-10

Abstract

FIELD: gas and oil production.

SUBSTANCE: device for protection of gas producing wells from corrosion is equipped with pump and compressor pipe and casing pipe, cathodic protection station. Station cathode is connected to the casing pipe featuring through orifices in extra-packer zone with total area of 5-30 cm² per each square metre of casing pipe surface. The bigger is well depth, the higher is total orifice area. Extra-packer pipe space is filled with electrolyte through the whole height.

EFFECT: increased protection level against corrosion of both external and internal casing pipe surface and external surface of pump-compressor pipe.

1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для систем катодной защиты от подземной коррозии насосно-компрессорных и обсадных труб газодобывающих скважин и может быть использовано в нефтегазодобывающей отрасли.The invention relates to equipment for cathodic protection systems against underground corrosion of tubing and casing pipes of gas production wells and can be used in the oil and gas industry.

Известно устройство для защиты от коррозии обсадных труб скважин, состоящее из станции катодной защиты, анодного заземлителя и самих обсадных труб. На обсадную трубу подают защитный катодный (-) потенциал согласно ГОСТ 51164-98, между анодным заземлителем и обсадной трубой начинает протекать ток и тогда обсадная труба защищается от коррозии.A device for protecting against corrosion of casing pipes of wells is known, consisting of a cathodic protection station, anode ground electrode system and casing pipes themselves. A protective cathodic (-) potential is supplied to the casing according to GOST 51164-98, current flows between the anode earthing switch and the casing and then the casing is protected from corrosion.

Однако наружная поверхность насосно-компрессорной (НКТ) и внутренняя часть обсадной труб не защищены от коррозии.However, the outer surface of the tubing and tubing and the inside of the casing are not protected against corrosion.

Известна защита от коррозии внутренней поверхности обсадной и наружной поверхности насосно-компрессорных труб введением в надпакерную зону в межколонное пространство жидкости с ингибитором коррозии (патент RU №2174590, опубл. 10.10.2001 г.).Known corrosion protection of the inner surface of the casing and the outer surface of the tubing by introducing into the nadpakarny zone in the annular space of the fluid with a corrosion inhibitor (patent RU No. 2174590, publ. 10.10.2001).

Однако при такой защите внешняя поверхность обсадной трубы не защищена от коррозии, кроме того, ингибиторы коррозии весьма дороги.However, with such protection, the outer surface of the casing is not protected against corrosion, in addition, corrosion inhibitors are very expensive.

Целью настоящего изобретения является повышение степени защиты от коррозии как внешней, так и внутренней поверхности обсадной трубы и внешней поверхности насосно-компрессорной трубы, а также снижение затрат на защиту от коррозии.The aim of the present invention is to increase the degree of corrosion protection of both the outer and inner surfaces of the casing and the outer surface of the tubing, as well as reducing the cost of corrosion protection.

Поставленная задача решена тем, что устройство, состоящее из насосно-компрессорной трубы, обсадной трубы и жидкости, заполняющей межтрубное надпакерное пространство, имеет станцию катодной защиты, катод (-), который подключен к обсадной трубе. Обсадная труба выполнена со сквозными отверстиями, расположенными в надпакерной зоне и занимающими общую площадь от 5 до 30 см² на каждый квадратный метр поверхности трубы. С увеличением глубины скважины площадь, занимаемая отверстиями, возрастает. Межтрубное надпакерное пространство заполнено электролитом.The problem is solved in that the device consisting of a tubing, casing and liquid filling the annular space above the casing, has a cathodic protection station, a cathode (-), which is connected to the casing. The casing pipe is made with through holes located in the above-packer area and occupying a total area of 5 to 30 cm ² for each square meter of the pipe surface. With increasing well depth, the area occupied by the holes increases. The annular annular space is filled with electrolyte.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлено устройство защиты от коррозии газодобывающих скважин. Оно состоит из станции катодной защиты 1, катод которой (-) подключен к верхней части обсадной трубы 2, которая находится внутри других обсадных труб большего диаметра. Анод (+) станции катодной защиты 1 подключен к анодному заземлителю 3. Надпакерное пространство между обсадной трубой 2 и насосно-компрессорной трубой 4 заполнено электролитом 5. Обсадная труба 2 выполнена со сквозными отверстиями 6 в надпакерной зоне 8, начиная с уровня непосредственного контакта обсадной трубы с грунтом 7, до высоты, в 1,5-2 раза превышающей толщину газоносного слоя 9. Общая площадь отверстий 6 в обсадной трубе 2 составляет от 5 до 30 см² на каждый квадратный метр поверхности трубы. Причем, с увеличением глубины скважины общая площадь, занимаемая отверстиями, возрастает. Электролит 5 залит на всю высоту надпакерного пространства между обсадной 2 и насосно-компрессорной 4 трубами.The invention is illustrated in the drawing, which shows a device for protection against corrosion of gas production wells. It consists of a cathodic protection station 1, the cathode of which (-) is connected to the upper part of the casing 2, which is inside other larger casing pipes. The anode (+) of the cathodic protection station 1 is connected to the anode ground electrode 3. The over-packer space between the casing 2 and the tubing 4 is filled with electrolyte 5. The casing 2 is made with through holes 6 in the over-packer zone 8, starting from the level of direct contact of the casing with soil 7, to a height of 1.5-2 times the thickness of the gas-bearing layer 9. The total area of the holes 6 in the casing 2 is from 5 to 30 cm ² for each square meter of the pipe surface. Moreover, with increasing depth of the well, the total area occupied by the holes increases. The electrolyte 5 is filled to the entire height of the above-packer space between the casing 2 and the tubing 4 pipes.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.The proposed device operates as follows.

Катод (-) станции катодной защиты 1 подключен к обсадной трубе 2 газодобывающей скважины, а анод (+) - к анодному заземлителю 3. Межтрубное надпакерное пространство на всю высоту заполнено электролитом 5, например 2% раствором гидроксида натрия, который просачивается через отверстия 6 в обсадной трубе 2, пропитывает грунт околотрубного пространства 7, снижает общее сопротивление грунта, чем достигается надежная катодная защита от коррозии как внешней поверхности НКТ 4, так и внутренней и внешней поверхностей обсадной трубы 2. Обсадная труба 2 имеет сквозные отверстия 6 выше надпакерной зоны 8, начиная с высоты, в 1,5-2,0 раза превышающей толщину газоносного слоя 9, до высоты непосредственного контакта ее с грунтом 7. Причем, с увеличением глубины скважины общая площадь отверстий возрастает.The cathode (-) of the cathodic protection station 1 is connected to the casing 2 of the gas production well, and the anode (+) is connected to the anode ground electrode 3. The annular annular space is filled to the full height with electrolyte 5, for example, 2% sodium hydroxide solution, which seeps through openings 6 into casing 2, impregnates the soil of the near-annulus 7, reduces the overall resistance of the soil, thereby achieving reliable cathodic protection against corrosion of both the outer surface of the tubing 4 and the inner and outer surfaces of the casing 2. The casing 2 t-holes 6 above nadpakernoy zone 8, since the height 1.5-2.0 times the thickness of the gas-bearing layer 9, to the height of its direct contact with the ground 7. Moreover, with increasing hole depth increases the total area of the holes.

При общей площади отверстий более 30 см² на квадратный метр поверхности трубы чрезмерно увеличивается расход электролита и не достигается поставленная цель, а также снижается прочность обсадной трубы. При общей площади отверстий менее 5 см² на квадратный метр поверхности трубы снижается эффективность защиты, не достигается поставленная цель.With a total hole area of more than 30 cm ² per square meter of pipe surface, the electrolyte consumption increases excessively and the goal is not achieved, as well as the strength of the casing decreases. When the total area of the holes is less than 5 cm ² per square meter of the pipe surface, the protection efficiency decreases, the goal is not achieved.

Использование дешевых электролитов вместо дорогих ингибиторов коррозии, позволяет в сотни раз сократить расходы на защиту от коррозии.The use of cheap electrolytes instead of expensive corrosion inhibitors can reduce the cost of corrosion protection by hundreds of times.

Лабораторные испытания проводили на полутораметровом макете скважины, выполненном в виде двух труб, помещенных одна в другую. Между ними и в околотрубном пространстве находился 2% раствор гидроксида натрия. Испытания показали, что при использовании предлагаемого устройства при катодной защите макета скважины от коррозии как внутренняя, так и внешняя поверхности труб находятся под одинаковым защитным катодным потенциалом 1,0 В относительно медно-сульфатного электрода сравнения. В макете скважины внутренняя труба была диаметром 25 мм, а наружная труба диаметром 32 мм имела сквозные отверстия из расчета 15 см² на квадратный метр поверхности. После 20 дней катодной защиты на наружной поверхности внутренней трубы, на внутренней и внешней поверхностях наружной трубы следов коррозии обнаружено не было.Laboratory tests were carried out on a one and a half meter well layout, made in the form of two pipes placed one on top of the other. Between them and in the near-tube space was a 2% sodium hydroxide solution. Tests have shown that when using the proposed device with cathodic protection of the well layout from corrosion, both the internal and external surfaces of the pipes are under the same protective cathodic potential of 1.0 V relative to the copper-sulfate reference electrode. In the model of the well, the inner pipe was 25 mm in diameter, and the outer pipe 32 mm in diameter had through holes at the rate of 15 cm ² per square meter of surface. After 20 days of cathodic protection on the outer surface of the inner tube, on the inner and outer surfaces of the outer tube, no signs of corrosion were detected.

На основании вышеизложенного и с учетом проведенного патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемое нами устройство отвечает критериям, предъявляемым к изобретениям, и может быть защищено патентом Российской Федерации.Based on the foregoing and taking into account the patent information search, we believe that our device meets the criteria for inventions and can be protected by a patent of the Russian Federation.

Claims

Corrosion protection device for gas production wells, consisting of a tubing, casing and liquid filling the annular annular space, characterized in that it contains a cathodic protection station, the cathode of which is connected to the casing, which has through holes in the nadpaker zone with a total area of 5 up to 30 cm ² for each square meter of the pipe surface, and with increasing well depth, the total area of the holes increases, and the annulus is filled with electrolyte to the full height.