RU2483198C1 - Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания - Google Patents
Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483198C1 RU2483198C1 RU2011152145/03A RU2011152145A RU2483198C1 RU 2483198 C1 RU2483198 C1 RU 2483198C1 RU 2011152145/03 A RU2011152145/03 A RU 2011152145/03A RU 2011152145 A RU2011152145 A RU 2011152145A RU 2483198 C1 RU2483198 C1 RU 2483198C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- heat
- water
- heat exchanger
- freezing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Предложение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания. Выполняют обвязку устьевой арматуры нагнетательной скважины в форме двух замкнутых контуров - верхнего, заполненного водой, и нижнего, заполненного фреоном. Причем в верхний контур обвязки включают два теплообменника, которые устанавливают на правом плече контура. При этом первый теплообменник устанавливают в грунте под границей промерзания грунта, а второй - на поверхности грунта ниже центральной задвижки водовода. Первый теплообменник используют для поддержания температуры воды в верхнем контуре обвязки не ниже плюс 5°С, а второй теплообменник - для перекачки тепла фреоном с поверхности в грунт, где происходит его аккумуляция. Кроме того, устьевую арматуру, верхний и нижний контуры обвязки теплоизолируют посредством нанесения теплоизолирующей краски до границы промерзания грунта. Обеспечивает повышение стабильности работы узлов арматуры устья нагнетательной скважины в полнофункциональном режиме во время сезонных снижений температуры окружающей среды ниже нуля по Цельсию, в случаях утвержденных и внеплановых (аварийных) перерывов в подаче воды в скважину. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предложение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания.
Известен способ нанесения на трубу термоизоляционного покрытия (патент RU 2136495, МПК В29С 63/18, В29С 67/20, F16L 59/14, опубл. 10.09.1999, бюл. №25). В рассматриваемом способе согласно изобретению предупреждение замерзания в водоводе достигается благодаря теплоизоляции труб методом нанесения пенополиуретана. Недостатками данного способа являются гидрофильность и высокая хрупкость пенополиуретана, а также отсутствие каких-либо дополнительных источников тепла и, как следствие этого, отсутствие возможности предупреждения замерзания устья водонагнетательной скважины при использовании этого способа в случае длительных остановок скважины. Кроме того, пенополиуретан крошится при незначительных деформациях, что снижает его долговечность, особенно при многократном использовании, также пенополиуретан поглощает воду, что приводит к повышению его теплопроводности и к кратному ухудшению его теплоизолирующих свойств.
Также известен способ предотвращения замерзания устья водонагнетательных скважин в режиме циклического заводнения, включающий использование тепла грунта, в котором использование низкотемпературного тепла грунта с температурой от 0°С и выше достигается за счет преобразования энергии потока закачиваемой воды в электрическую, ее аккумулирования и последующего использования для принудительной циркуляции воды (патент RU №2160824, МПК Е21В 36/00, опубл. 20.12.2000, бюл. №35). Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходимо, чтобы скорость потока закачиваемой воды была достаточной для приведения в действие электрогенератора. В случае снижения приемистости скважины скорость потока закачиваемой воды может снизиться так, что приведение в действие электрогенератора станет невозможным.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины, включающий накопление и использование тепла грунта, согласно изобретению на правом и левом нижнем плечах контура обвязки, от нижней границы промерзания грунта до центральной задвижки водовода (для правого плеча) и до дневной поверхности грунта (для левого нижнего плеча) устанавливают нагревательные элементы (патент RU 2213846, МПК Е21В 36/04, опубл. 10.10.2003, бюл. №28). Недостатком известного способа является то, что для его функционирования необходим дополнительный источник электрической энергии, который будет подводиться к устью скважины, что само по себе технически сложно и экономически нецелесообразно. В случае каких-либо перебоев с электропитанием вода в системе циркулировать перестанет и замерзнет.
Технической задачей предложения является повышение стабильности работы узлов арматуры устья нагнетательной скважины в полнофункциональном режиме во время сезонных снижений температуры окружающей среды ниже нуля градусов по Цельсию, в случаях утвержденных и внеплановых (аварийных) перерывов в подаче воды в скважину.
Задача решается предлагаемым способом предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания, включающим накопление и использование тепла грунта.
Новым является то, что обвязку устьевой арматуры нагнетательной скважины выполняют в форме двух замкнутых контуров - верхнего, заполненного водой, и нижнего, заполненного фреоном, причем в верхний контур обвязки включают два теплообменника, которые устанавливают на правом плече контура, при этом первый теплообменник устанавливают в грунте под границей промерзания грунта, а второй - на поверхности грунта ниже центральной задвижки водовода.
Новым является также то, что первый теплообменник используют для поддержания температуры воды в верхнем контуре обвязки не ниже плюс 5°С, а второй теплообменник - для перекачки тепла фреоном с поверхности в грунт, где происходит его аккумуляция.
Новым является также то, что устьевую арматуру, верхний и нижний контуры обвязки теплоизолируют посредством нанесения теплоизолирующей краски до границы промерзания грунта.
Обвязка устья нагнетательной скважины и оборудование, необходимые для реализации способа, представлены на чертеже, где I - верхний контур обвязки; II - нижний контур обвязки; 1 - устьевая арматура; 2 - первый теплообменник; 3 - второй теплообменник; 4 - водовод; 5 - центральная задвижка; 6, 7 - краны для подключения и отключения первого и второго теплообменника; 8, 9 - труба.
Сущность предложения заключается в следующем. Обвязку устьевой арматуры нагнетательной скважины выполняют в форме двух замкнутых контуров - верхнего I, заполненного водой, и нижнего II, заполненного фреоном. В контур обвязки I включают два теплообменника, которые устанавливают на правом плече контура, при этом первый теплообменник устанавливают в грунте под границей промерзания грунта, а второй - на поверхности грунта ниже центральной задвижки водовода, в котором посредством фреона в летний период времени происходит перекачка тепла с поверхности в грунт и его аккумуляция.
При остановке скважины и падении температуры воды в контуре обвязки I начинается перенос тепла за счет конвекции теплой воды из водовода, которая прогревается за счет тепла грунта. При понижении температуры в контуре обвязки I ниже плюс 6°С пары фреона конденсируются в первом теплообменнике, при этом выделяется тепло, что не дает остыть воде в контуре обвязки I ниже плюс 5°С, тем самым сохраняется конвекция воды (при понижении температуры воды до плюс 4°С и ниже конвекция воды прекращается вследствие достижения максимальной плотности воды).
Использование предлагаемого способа позволяет предотвратить замораживание устья нагнетательной скважины в течение неограниченного времени при плановых и аварийных остановках закачки воды, а также при падении приемистости скважины. В этом отличие предлагаемого технического решения от известных способов применения конвективных теплообменников и электрического подогрева. Нанесение на устьевую арматуру, верхний и нижний контуры обвязки, кроме поверхностей теплообменников, до нижней границы промерзания грунта теплоизолирующей краски, а также использование тепла грунта позволяют поддерживать температуру в контуре обвязки I, при которой возможна циркуляция воды за счет конвекции.
В качестве теплоизолирующей краски можно использовать, например, краску ТЕПЛОМЕТ, ThermoShield Exterieur и др. Применение теплоизолирующей краски по сравнению с использованием пенополиуретана (по патенту RU 2136495) или пенополиэтилена (по патенту RU 2213846) обеспечивает теплоизоляцию на оборудовании любой конфигурации, причем теплоизоляция не нарушается при сборке и разборке устьевого оборудования.
Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности. Выполняют обвязку устьевой арматуры нагнетательной скважины в форме двух замкнутых контуров - верхнего I (см. чертеж), заполненного водой, и нижнего II, заполненного фреоном. В контур обвязки I включают два теплообменника, которые устанавливают на правом плече контура, при этом первый теплообменник 2 устанавливают в грунте под границей промерзания грунта, а второй теплообменник 3 - на поверхности грунта ниже центральной задвижки водовода 4, в котором посредством фреона в летний период времени происходит перекачка тепла с поверхности в грунт и его аккумуляция.
При остановке закачки воды контур обвязки I (заполненный водой), углубленный в грунт до зоны устойчивых положительных температур (на глубине 1,6 м и ниже находится зона устойчивых положительных температур) (А.В.Деточенко, А.Л.Михеев и М.М.Волков. Спутник газовика. - М.: Недра, 1978. - С.91, табл.3.11), и водовод 4 начинают играть роль теплообменника. Вода на поверхности контура обвязки I, включая устьевую арматуру 1, охлаждается, а в контуре обвязки I ниже границы промерзания грунта остается теплой за счет тепла грунта. Холодная вода имеет большую плотность, чем теплая, и за счет этого в контуре обвязки I создается циркуляция в направлении, показанном на чертеже. Теплая вода поднимается на поверхность контура обвязки I нагнетательной скважины, тем самым предотвращая ее замерзание в устьевой арматуре 1. Расположение левого плеча контура обвязки I под углом к оси скважины снижает сопротивление движению воды в контуре обвязки I. Труба 9 контура обвязки I под границей промерзания грунта входит в водовод 4 под углом к оси водовода, что способствует использованию большего количества тепловой энергии грунта. Для поддержания температуры воды в контуре обвязки I выше плюс 5°С на правом плече контура обвязки I ниже границы промерзания грунта устанавливают теплообменник 2. При понижении температуры в контуре обвязки II ниже плюс 6°С пары фреона конденсируются в теплообменнике 2, при этом выделяется тепло, которое передается воде, циркулирующей по контуру обвязки I, и тем самым предотвращается остановка циркуляции. В качестве фреона можно использовать, например, Хладон С318 с температурой кипения плюс 6°С.
Нанесение на наземное оборудование скважины, включая устьевую арматуру нагнетательной скважины, верхний и нижний контур обвязки скважины теплоизолирующей краски, а также использование низкотемпературного тепла грунта позволяет существенно снизить теплопотери в контуре обвязки I. Уменьшение температуры воды в устьевой арматуре и контуре обвязки I нагнетательной скважины при остановке закачки или снижении приемистости скважины ее температура посредством теплообменника 2 поддерживается на уровне не ниже плюс 5°С, что предотвращает прекращение циркуляции воды и замерзание устья скважины.
Передача тепла при сезонных снижениях температуры и его накопление при сезонных повышениях температуры в контуре обвязки II посредством фреона происходит в следующей последовательности: при сезонных снижениях температуры кран 6 открывают, а 7 закрывают, фреон циркулирует в контуре обвязки II за счет конвекции, испарения и конденсации, поэтому происходит передача тепла грунта, накопленного при сезонных повышениях температуры, воде, циркулирующей в контуре обвязки I. При температуре окружающей среды плюс 6°С и выше закрывают кран 6, а кран 7 открывают. Фреон попадает в теплообменник 3, нагревается и испаряется с поглощением за счет тепла окружающей среды. Пары фреона опускаются по трубе 8 контура обвязки II и конденсируются в грунте (температура грунта ниже границы промерзания меньше плюс 6°С), выделяемое тепло аккумулируется грунтом.
Таким образом, в данном предложении достигается результат - повышение стабильности работы узлов арматуры устья нагнетательной скважины в полнофункциональном режиме во время сезонных снижений температуры окружающей среды ниже нуля градусов по Цельсию, в случаях утвержденных и внеплановых (аварийных) перерывов в подаче воды в скважину.
Claims (3)
1. Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания, включающий накопление и использование тепла грунта, отличающийся тем, что обвязку устьевой арматуры нагнетательной скважины выполняют в форме двух замкнутых контуров - верхнего, заполненного водой, и нижнего, заполненного фреоном, причем в верхний контур обвязки включают два теплообменника, которые устанавливают на правом плече контура, при этом первый теплообменник устанавливают в грунте под границей промерзания грунта, а второй - на поверхности грунта ниже центральной задвижки водовода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый теплообменник используют для поддержания температуры воды в верхнем контуре обвязки не ниже 5°С, а второй теплообменник - для перекачки тепла фреоном с поверхности в грунт, где происходит его аккумуляция.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устьевую арматуру, верхний и нижний контуры обвязки теплоизолируют посредством нанесения теплоизолирующей краски до границы промерзания грунта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152145/03A RU2483198C1 (ru) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152145/03A RU2483198C1 (ru) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2483198C1 true RU2483198C1 (ru) | 2013-05-27 |
Family
ID=48791953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011152145/03A RU2483198C1 (ru) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2483198C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110043313A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-23 | 太原向明智能装备股份有限公司 | 一种多能互补煤矿乏风热泵井口防冻系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4496001A (en) * | 1982-09-30 | 1985-01-29 | Chevron Research Company | Vacuum system for reducing heat loss |
RU2092676C1 (ru) * | 1995-04-14 | 1997-10-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Намус" | Способ предотвращения замерзания устья нагнетательной скважины и устройство для его осуществления |
RU2152509C1 (ru) * | 1998-08-10 | 2000-07-10 | Нефтегазодобывающее управление "Альметьевнефть" | Способ предотвращения замерзания устья нагнетательных скважин |
RU2209933C1 (ru) * | 2001-11-28 | 2003-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ предотвращения замерзания устья нагнетательной скважины |
RU2213846C1 (ru) * | 2002-03-13 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины |
-
2011
- 2011-12-20 RU RU2011152145/03A patent/RU2483198C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4496001A (en) * | 1982-09-30 | 1985-01-29 | Chevron Research Company | Vacuum system for reducing heat loss |
RU2092676C1 (ru) * | 1995-04-14 | 1997-10-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Намус" | Способ предотвращения замерзания устья нагнетательной скважины и устройство для его осуществления |
RU2152509C1 (ru) * | 1998-08-10 | 2000-07-10 | Нефтегазодобывающее управление "Альметьевнефть" | Способ предотвращения замерзания устья нагнетательных скважин |
RU2209933C1 (ru) * | 2001-11-28 | 2003-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ предотвращения замерзания устья нагнетательной скважины |
RU2213846C1 (ru) * | 2002-03-13 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110043313A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-23 | 太原向明智能装备股份有限公司 | 一种多能互补煤矿乏风热泵井口防冻系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11703036B2 (en) | Geothermal heat harvesters | |
BR112018008553B1 (pt) | Sistema de distribuição de energia térmica distrital | |
RU2460871C2 (ru) | СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ in situ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С ЗАМКНУТЫМ КОНТУРОМ | |
US8141636B2 (en) | Method and system integrating thermal oil recovery and bitumen mining for thermal efficiency | |
JP2014202149A (ja) | 地熱発電システム | |
US11118790B2 (en) | Thermal server plant and a method for controlling the same | |
CN102536353B (zh) | 用于冷却发电厂的载体流体的方法、发电厂以及冷却系统 | |
JP2024015378A (ja) | 地熱発電装置及び埋設管 | |
RU2330219C1 (ru) | Геотермальная установка энергоснабжения потребителей | |
RU2483198C1 (ru) | Способ предохранения устья нагнетательной скважины от замораживания | |
US20200232652A1 (en) | Local thermal energy consumer assembly and a local thermal energy generator assembly for a district thermal energy distribution system | |
RU2213846C1 (ru) | Способ предотвращения замерзания устья водонагнетательной скважины | |
CN107631655A (zh) | 一种矿井井口防冻加热装置 | |
US20180320558A1 (en) | Device for converting thermal energy in hydrocarbons flowing from a well into electric energy | |
RU109498U1 (ru) | Система предотвращения замерзания устья нагнетательной скважины | |
CN207300015U (zh) | 一种矿井井口防冻加热装置 | |
CA3177047A1 (en) | Geothermal heating of hydrocarbon reservoirs for in situ recovery | |
WO2014003575A1 (en) | Cooling system for subsea elements | |
RU63867U1 (ru) | Геотермальная установка энергоснабжения потребителей | |
RU66412U1 (ru) | Схема теплообмена при подготовке продукции нефтяных скважин на промысле | |
NO342129B1 (en) | Method and system for temperature management of a well fluid stream in a subsea pipeline | |
KR102661289B1 (ko) | 이산화탄소 지중 저장시스템 | |
Zorn et al. | Deep borehole heat exchanger with a CO2 gravitational heat pipe | |
Osnos et al. | Heating of heavy oil reservoirs using high-temperature heat agent recirculation | |
TW202040050A (zh) | 熱媒輸送管、熱媒輸送管之施工方法、使用該熱媒輸送管之地熱發電系統及地熱發電方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171221 |