RU2491412C2 - Well heater for deflected and flattening out holes - Google Patents

Well heater for deflected and flattening out holes Download PDF

Info

Publication number
RU2491412C2
RU2491412C2 RU2009145929/03A RU2009145929A RU2491412C2 RU 2491412 C2 RU2491412 C2 RU 2491412C2 RU 2009145929/03 A RU2009145929/03 A RU 2009145929/03A RU 2009145929 A RU2009145929 A RU 2009145929A RU 2491412 C2 RU2491412 C2 RU 2491412C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
heater according
downhole heater
fuel cell
downhole
Prior art date
Application number
RU2009145929/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009145929A (en
Inventor
Евгений Владимирович Гончаров
Дмитрий Владимирович Яковлев
Юрий Иванович Карташов
Константин Иванович Звененко
Евгений Васильевич Лодус
Алексей Евгеньевич Журавлев
Елена Борисовна Рахубо
Александр Валерьевич Аликин
Никита Евгеньевич Гончаров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ"
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 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ"
Priority to RU2009145929/03A priority Critical patent/RU2491412C2/en
Publication of RU2009145929A publication Critical patent/RU2009145929A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2491412C2 publication Critical patent/RU2491412C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: well heater for deflected and flattening out wells comprises a hollow cylindrical vessel with a fuel element installed in it and a heating element that contacts with the fuel element connected via a sealed electric slot to a source of power supply. At the same time the well heater is made at least from two fuel elements connected to each other with the help of elastic links and installed as capable of rotation relative to each other. Besides, the lower part of each fuel element is made with a convex round outer surface, and the coupled upper part of the second and subsequent fuel elements is equipped with a round concavity of the same radius.
EFFECT: increased time of initiated burning reaction.
13 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности и предназначено для активизации и возобновления притоков в нефтяных и газовых скважинах, а также может быть использовано для закрепления неустойчивых лессовых, песчанистых, суглинистых грунтов.The invention relates to the oil and gas industry and is intended to activate and renew inflows in oil and gas wells, and can also be used to consolidate unstable loess, sandy, loamy soils.

Известен скважинный электронагреватель по патенту РФ №2006571, МПК E21B 36/04, опубл. 30.01.1994 г., содержащий полый цилиндрический корпус с установленным в нем нагревательным элементом и токоввод в его верхней части, подключенный к источнику питания с помощью герметизированного кабельного разъема. Нагреватель снабжен металлическим теплопроводящим сердечником, расположенным внутри полого цилиндрического корпуса, и монолитным металлическим излучателем тепловых потоков направленного действия, расположенным в нижнем торце полого цилиндрического корпуса и имеющим контакт с металлическим теплопроводящим сердечником, а полость цилиндра заполнена теплоизоляционным материалом. Данный нагреватель обеспечивает в скважине локальный прогрев до 400°C.Known downhole electric heater according to the patent of the Russian Federation No.2006571, IPC E21B 36/04, publ. 01/30/1994, containing a hollow cylindrical body with a heating element installed in it and a current lead in its upper part, connected to a power source using a sealed cable connector. The heater is equipped with a metal heat-conducting core located inside the hollow cylindrical body and a monolithic metal radiator of heat fluxes of directional action located at the lower end of the hollow cylindrical body and having contact with the metal heat-conducting core, and the cylinder cavity is filled with heat-insulating material. This heater provides local heating to 400 ° C in the well.

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет создать долговременный высокотемпературный режим в призабойной зоне, необходимый для удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений в прискважинной зоне и восстановления гидродинамической связи с пластом. Кроме того, скважинный нагреватель требует большого расхода энергии, дорогостоящего бронированного кабеля и имеет ограничение использования по глубине и диаметру обслуживаемой скважины.The disadvantage of this device is that it does not allow to create a long-term high-temperature regime in the near-wellbore zone, necessary to remove asphalt-tar and paraffin hydrate deposits in the near-wellbore zone and restore the hydrodynamic connection with the formation. In addition, the downhole heater requires a large consumption of energy, expensive armored cable and has a limitation on the depth and diameter of the serviced well.

Известно устройство для теплового разрушения асфальто-смолистых, гидратопарафиновых и ледяных отложений в нефтяных и газовых скважинах по патенту РФ №2105134, МПК E21B 37/00, опубл. 20.02.1998 г., содержащее корпус, в котором расположены один или несколько тепловых электрических нагревателей (ТЭН), переходник и приборная головка.A device for thermal destruction of asphalt-resinous, hydrate-paraffin and ice deposits in oil and gas wells according to the patent of the Russian Federation No. 2105134, IPC E21B 37/00, publ. 02/20/1998, containing a housing in which one or more thermal electric heaters (TEN), an adapter and an instrument head are located.

Корпус устройства выполнен цельным или из отдельных связанных или не связанных между собой частей с прямой, ступенчатой или волнообразной образующей и с увеличивающимся диаметром в поперечных сечениях от носовой части к головной. В носовой части корпуса последовательно с ТЭН установлено объемное сопротивление - теплоизлучатель, в качестве которого может быть установлен легкоплавкий материал, например, олово, свинец, бронза, сплавы различных металлов, или металлокерамика, или оксидокерамика. Также в качестве объемного сопротивления может быть использована высокоомная смесь двух типов материалов с высокой температурой плавления. Первый тип - материалы электропроводящие высокоомные, например, уголь, графит, алмаз, вольфрам, ниобит, цирконий, титан, их карбиты и смеси, второй тип - материалы электроизоляционные, например, кремний, глина, кварц, корунд, шпат, магнезит и т.п. Основным принципом действия этого устройства является разделение тепловых потоков на отдельные контактные площадки и концентрация энергии в его носовой части.The device body is made whole or from separate connected or unconnected parts with a straight, stepped or wave-like generatrix and with an increasing diameter in cross sections from the bow to the head. In the bow of the case, in series with the heater, volume resistance is established - a heat radiator, which can be set as fusible material, for example, tin, lead, bronze, alloys of various metals, or cermets, or oxide ceramics. Also, a high-resistance mixture of two types of materials with a high melting point can be used as bulk resistance. The first type is electrically conductive high-resistance materials, for example, coal, graphite, diamond, tungsten, niobite, zirconium, titanium, their carbits and mixtures, the second type is electrically insulating materials, for example, silicon, clay, quartz, corundum, spar, magnesite, etc. P. The basic principle of this device is the separation of heat fluxes into separate contact pads and the concentration of energy in its bow.

Недостатками устройства являются недостаточная температура и ограниченная тепловая поверхность нагревателя, не позволяющие эффективно воздействовать на прискважинную зону, а также большая энергозатратность и высокая степень вероятности отказов из-за нарушения подающего электроэнергию кабеля. Кроме того, конструктивное выполнение этого устройства позволяет использовать его только в вертикальных скважинах, что снижает сферу его возможного применения.The disadvantages of the device are the inadequate temperature and limited thermal surface of the heater, which do not allow to effectively affect the borehole zone, as well as the high energy consumption and a high probability of failure due to a violation of the power supply cable. In addition, the constructive implementation of this device allows you to use it only in vertical wells, which reduces the scope of its possible application.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является скважинный нагреватель по патенту РФ №2168008, МПК E21B 43/25, 43/24, 43/27, 36/00, 37/06, опубл. 27.05.2001 г., принятый за прототип. Скважинный нагреватель содержит полый цилиндрический корпус с установленным в нем нагревательным элементом, соединенным с токовводом в виде герметизированного электроразъема, соприкасающимся с топливным элементом и подключенным к источнику питания. Нагревательный элемент установлен в нижней части топливного элемента, у нижней съемной крышки, с возможностью плотного контакта с топливным элементом, а топливный элемент выполнен из безгазового термитного топлива, в качестве которого может быть использован, например, железоалюминиевый термит с инертной добавкой.The closest in technical essence to the claimed is a downhole heater according to the patent of the Russian Federation No. 21688008, IPC E21B 43/25, 43/24, 43/27, 36/00, 37/06, publ. 05/27/2001, adopted as a prototype. The downhole heater comprises a hollow cylindrical body with a heating element installed therein, connected to a current lead in the form of a sealed electrical connector in contact with the fuel element and connected to a power source. The heating element is installed in the lower part of the fuel element, at the bottom of the removable cover, with the possibility of tight contact with the fuel element, and the fuel element is made of gas-free thermite fuel, for which, for example, aluminum-aluminum termite with an inert additive can be used.

Основными недостатками устройства являются ограниченная мощность в объеме топлива скважинного нагревателя, невозможность его применения в наклонно пробуренных, выполаживающихся и горизонтальных скважинах, а также воздействие тепла от нагревателя на электроподающий кабель, приводящее к его порче.The main disadvantages of the device are the limited power in the fuel volume of the downhole heater, the impossibility of its use in deviated, flat and horizontal wells, as well as the effect of heat from the heater on the power supply cable, leading to its damage.

Изобретение решает задачу повышения эффективности воздействия термообработки на скважину за счет увеличения количества выделяемого тепла на обрабатываемом интервале и расширение области применения устройства.The invention solves the problem of increasing the efficiency of the heat treatment effect on the well by increasing the amount of heat generated in the processed interval and expanding the scope of the device.

Технический результат от использования изобретения заключается в увеличении времени инициируемой реакции горения примерно на 70-80%, а также в возможности смонтировать устройство для термообработки скважин любой конфигурации и в любых горно-геологических условиях.The technical result from the use of the invention is to increase the time of the initiated combustion reaction by about 70-80%, as well as the ability to mount a device for heat treatment of wells of any configuration and in any geological conditions.

Для достижения технического результата скважинный нагреватель, содержащий полый цилиндрический корпус с установленным в нем топливным элементом и нагревательный элемент, контактирующий с топливным элементом, подключенный через герметизированный электроразъем к источнику питания, согласно изобретению, выполнен по меньшей мере из двух топливных элементов, соединенных между собой с помощью упругих связей (в том числе соединительных элементов) и установленных с возможностью поворота друг относительно друга, причем нижняя часть каждого топливного элемента выполнена с выпуклой округлой наружной поверхностью, например, в виде полусферы или части сферы, а сопряженная с ней верхняя часть второго и последующих топливных элементов снабжена округлой вогнутостью того же радиуса. При этом топливные элементы соединены между собой в виде гибкой гирлянды, подходящей для скважины любой геометрии.To achieve a technical result, a downhole heater comprising a hollow cylindrical body with a fuel element installed in it and a heating element in contact with the fuel element, connected through a sealed electrical connector to a power source, according to the invention, is made of at least two fuel elements interconnected with using elastic ties (including connecting elements) and installed with the possibility of rotation relative to each other, with the lower part of each the fuel element is made with a convex rounded outer surface, for example, in the form of a hemisphere or part of a sphere, and the upper part of the second and subsequent fuel elements associated with it is provided with a rounded concavity of the same radius. In this case, the fuel cells are interconnected in the form of a flexible garland suitable for a well of any geometry.

Кроме того, топливные элементы могут быть выполнены из прессованного безгазового термитного топлива, а нижняя часть каждого топливного элемента, контактирующая с верхней частью последующего топливного элемента, сформирована из состава, обеспечивающего температуру воспламенения топлива в последующем элементе.In addition, the fuel cells can be made of pressed gas-free thermite fuel, and the lower part of each fuel cell in contact with the upper part of the subsequent fuel cell is formed from a composition providing the ignition temperature of the fuel in the subsequent cell.

Кроме того, топливные элементы, начиная со второго, могут быть выполнены все из прессованных кислородосодержащих веществ, или поочередно из безгазового термитного топлива и из прессованных кислородосодержащих веществ в водонепроницаемой сгораемой оболочке.In addition, fuel cells, starting from the second one, can be made of all of the pressed oxygen-containing substances, or alternately of gas-free thermite fuel and of pressed oxygen-containing substances in a waterproof combustible shell.

Кроме того, в вариантах изготовления топливные элементы могут быть соединены между собой с помощью подпружиненных соединительных элементов или с помощью подпружиненного троса, пропущенного по оси гирлянды через заранее сформированный в каждом топливном элементе герметизированный канал, при этом в верхней части нагревателя трос закреплен на спускоподъемном устройстве, а с противоположной стороны - на наконечнике, установленном в нижней части нижнего топливного элемента.In addition, in the manufacturing options, the fuel elements can be interconnected by means of spring-loaded connecting elements or by means of a spring-loaded cable passed along the axis of the garland through a sealed channel formed in advance in each fuel element, while in the upper part of the heater the cable is fixed to a lifting device, and on the opposite side - on the tip installed in the lower part of the lower fuel element.

В качестве подпружиненного троса может быть использован проводник электрического тока, одним концом подключенный к источнику питания, а другим концом соединенный с нагревательным элементом, совмещенным с наконечником и установленным в нижней части нижнего топливного элемента для инициирования его зажигания.As a spring-loaded cable, an electric current conductor can be used, one end connected to a power source, and the other end connected to a heating element combined with a tip and installed in the lower part of the lower fuel element to initiate its ignition.

В этом случае состав, обеспечивающий температуру зажигания топлива в выше расположенном топливном элементе, размещен в верхней части нижнего инициирующего топливного элемента.In this case, the composition, providing the ignition temperature of the fuel in the above located fuel cell, is located in the upper part of the lower initiating fuel cell.

Кроме того, каждый топливный элемент может быть выполнен в виде гибкой, например, пластиковой, сгораемой, термоусадочной трубы, наполненной насыпным, порошкообразным или гранулированным безгазовым термитным топливом или кислородосодержащим веществом.In addition, each fuel cell can be made in the form of a flexible, for example, plastic, combustible, heat-shrink tube filled with bulk, powdery or granular gas-free thermite fuel or oxygen-containing material.

Кроме того, источник питания может быть размещен в корпусе нагревателя и снабжен таймером для его включения, установленным на срабатывание через заданный период времени или на заданной глубине.In addition, the power source can be placed in the heater body and equipped with a timer for its inclusion, set to operate after a predetermined period of time or at a given depth.

Кроме того, выше области подключения к нагревателю электроразъема установлен флюидопроницаемый тепловой кольцевой экран, выполненный из теплопоглощающих, несгораемых материалов, сформированный, например, в виде лепестков, или секторов решетчатых или перфорированных упругих или гибких дисков, или пучков волокон и т.п., диаметром, соразмеримым с диаметром обсадной колонны на интервале его установки.In addition, a fluid-permeable thermal annular screen made of heat-absorbing, non-combustible materials, formed, for example, in the form of petals, or sectors of lattice or perforated elastic or flexible disks, or fiber bundles, etc., with a diameter commensurate with the diameter of the casing at the interval of its installation.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид скважинного нагревателя в разрезе; на фиг.2 - вариант исполнения нагревателя с подпружиненным токоподающим кабелем; на фиг.3 показана схема расположения теплоизолирующего экрана для защиты от перегрева кабеля, находящегося в «гибкой трубе»; на фиг.4 схематично показан вариант скрепления топливных элементов между собой.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a downhole heater in section; figure 2 is an embodiment of a heater with a spring-loaded current-supply cable; figure 3 shows the location of the insulating screen to protect against overheating of the cable located in the "flexible pipe"; figure 4 schematically shows a variant of fastening fuel cells together.

На чертежах показаны: поверхность земли 1; стенка 2 наклонной или выполаживающейся скважины, пробуренной на нефтеносный пласт и подвергаемой термообработке; эксплуатационная колонна 3; забой 4 скважины; гибкая труба 5 (колтюбинг), установленная внутри эксплуатационной колонны, с проходящим внутри нее токоподающим кабелем в виде изолированных проводников 6 или в виде проводящего подпружиненного троса 7; электроподающая станция, являющаяся одновременно источником питания 8 для скважинного нагревателя.The drawings show: the surface of the earth 1; wall 2 of an inclined or flattened well drilled on an oil reservoir and subjected to heat treatment; production casing 3; bottom hole 4 wells; a flexible pipe 5 (coiled tubing) installed inside the production casing, with a current-supply cable passing inside it in the form of insulated conductors 6 or in the form of a conductive spring-loaded cable 7; power supply station, which is simultaneously a power source 8 for the downhole heater.

Скважинный нагреватель содержит полый составной цилиндрический корпус 9 с верхней съемной крышкой 10, на которой установлен герметизированный кабельный электроразъем 11, подключенный к источнику питания 8.The downhole heater comprises a hollow composite cylindrical body 9 with an upper removable cover 10, on which a sealed cable electrical connector 11 is connected, connected to a power source 8.

При этом скважинный нагреватель выполнен по меньшей мере из двух топливных элементов 12, соединенных между собой с помощью упругих связей, например, соединительных элементов 13, и установленных с возможностью поворота друг относительно друга. Для этого нижняя часть 19 каждого топливного элемента 12 выполнена с выпуклой округлой наружной поверхностью, например, в виде полусферы или части сферы, а сопряженная с ней верхняя часть второго и последующих топливных элементов снабжена округлой вогнутостью того же радиуса. Топливные элементы 12 соединены между собой в виде гибкой гирлянды, подходящей для скважины любой геометрии, а их количество подбирается в зависимости от мощности обрабатываемого интервала скважины, горно-геологических условий залегания пород и конкретной решаемой задачи термообработки.In this case, the downhole heater is made of at least two fuel elements 12, interconnected by means of elastic ties, for example, connecting elements 13, and installed with the possibility of rotation relative to each other. For this, the lower part 19 of each fuel element 12 is made with a convex rounded outer surface, for example, in the form of a hemisphere or part of a sphere, and the upper part of the second and subsequent fuel elements associated with it is provided with a rounded concavity of the same radius. Fuel elements 12 are interconnected in the form of a flexible garland suitable for a well of any geometry, and their number is selected depending on the power of the processed interval of the well, mining and geological conditions of occurrence of rocks and the specific heat treatment problem to be solved.

Топливные элементы 12 могут быть выполнены из прессованного термитного топлива, например, в виде цельного топливного брикета круглого сечения или пакета кольцеобразных топливных шашек, устанавливаемых одна на другую и прижатых друг к другу, или же из порошкообразного термитного топлива, помещенных в цилиндрический корпус 9, представляющий собой водонепроницаемую термоусадочную сгораемую оболочку, плотно сжимающую находящийся в ней топливный элемент. При этом нижняя часть 19 каждого топливного элемента, контактирующая с верхней частью последующего топливного элемента, сформирована из состава, обеспечивающего температуру воспламенения топлива в последующем элементе.The fuel elements 12 may be made of pressed thermite fuel, for example, in the form of a solid round briquette fuel or a pack of ring-shaped fuel blocks mounted on one another and pressed against each other, or of powdered thermite fuel placed in a cylindrical body 9, representing a waterproof heat-shrinkable combustible shell that tightly compresses the fuel element inside it. At the same time, the lower part 19 of each fuel element in contact with the upper part of the subsequent fuel element is formed from a composition that provides the ignition temperature of the fuel in the subsequent element.

В частности, в качестве топлива может быть использовано безгазовое термитное топливо, такое, как железоалюминиевый термит с инертной добавкой (например, оксида алюминия), дающий температуру горения порядка 1200-1300°C, а в нижней части топливного элемента применяют состав, обеспечивающий температуру на контакте до 1600-1800°C, т.е. более высокую, чем температура горения безгазового топлива, например, добавлением в железоалюминиевый термит магния или алюминиевой пудры.In particular, gas-free thermite fuel, such as iron-aluminum termite with an inert additive (for example, aluminum oxide), giving a combustion temperature of the order of 1200–1300 ° C, can be used as fuel, and a composition providing a temperature of contact up to 1600-1800 ° C, i.e. higher than the combustion temperature of gas-free fuel, for example, by adding magnesium or aluminum powder to the iron-aluminum termite.

В качестве топлива для формирования топливных элементов 12 могут быть использованы также кислородосодержащие вещества, например, хлораты, фтораты, селитры, загеленная перекись водорода и т.п. в прессованном виде или в порошкообразном или гранулированном виде, помещенные в водонепроницаемую термоусадочную сгораемую оболочку. Температура горения этих веществ несколько ниже температуры горения термитного топлива (порядка 600-800°C), поэтому топливные элементы из них целесообразно размещать в гирлянде, начиная со второго, либо располагать топливные элементы поочередно выполненными из безгазового термитного топлива и из прессованных кислородосодержащих веществ.Oxygen-containing substances, for example, chlorates, fluorides, nitrates, gelled hydrogen peroxide, and the like can also be used as fuel for forming fuel cells 12. in pressed form or in powder or granular form, placed in a waterproof heat-shrinkable combustible shell. The burning temperature of these substances is slightly lower than the burning temperature of termite fuel (about 600-800 ° C), therefore it is advisable to place fuel cells from them in a garland starting from the second one, or to arrange fuel cells alternately made from gas-free thermite fuel and from pressed oxygen-containing substances.

Соединительные элементы 13 для скрепления между собой топливных элементов 12 могут быть выполнены, например, в виде шплинтов или крючков, соединенных подпружиненными карабинами, или иных легкоплавких или сгораемых конструктивных элементов, обеспечивающих герметичность контакта топливных элементов за счет усилий пружин при необходимости изгиба нагревателя и позволяющих топливным элементам менять свое положение друг относительно друга, как это показано на фиг.4.The connecting elements 13 for fastening the fuel elements 12 to each other can be made, for example, in the form of cotter pins or hooks connected by spring-loaded carabiners, or other low-melting or combustible structural elements, ensuring the tight contact of the fuel elements due to the efforts of the springs if necessary, bending the heater and allowing fuel elements to change their position relative to each other, as shown in Fig.4.

Изолированные проводники 6 предназначены для подачи электропитания от герметизированного кабельного электроразъема 11 на нагревательный элемент 14, установленный в верхней части топливного элемента 12 и служащий в качестве электрического запального прибора, предназначеного для инициирования реакции горения безгазового термитного топлива. Если топливный элемент 12 выполнен в виде пакета топливных шашек, то нагревательный элемент 14 может быть выполнен, например, в виде тонкой металлической фольги, плотно обернутой вокруг верхней топливной шашки и подсоединенной к проводникам 6 электродами (на чертеже не показаны). В случае, когда топливный элемент 12 выполнен в виде топливного порошка, нагревательный элемент 14 может иметь, например, форму спирали, погружаемой в порошок в нижней части инициирующего топливного элемента 12.Insulated conductors 6 are designed to supply power from a sealed cable electrical connector 11 to a heating element 14 installed in the upper part of the fuel element 12 and serving as an electric ignition device designed to initiate a gas-free thermite fuel combustion reaction. If the fuel element 12 is made in the form of a package of fuel blocks, then the heating element 14 can be made, for example, in the form of a thin metal foil tightly wrapped around the upper fuel block and connected to the conductors 6 by electrodes (not shown). In the case where the fuel element 12 is in the form of a fuel powder, the heating element 14 may, for example, be in the form of a spiral immersed in powder at the bottom of the initiating fuel element 12.

В варианте изготовления (фиг.2) топливные элементы 12 могут быть соединены между собой с помощью подпружиненного троса 15, пропущенного по оси гирлянды через заранее сформированный в каждом топливном элементе 12 герметизированный от проникновения содержащейся в скважине жидкости канал 16, при этом в верхней части скважинного нагревателя трос 15 закреплен на спускоподъемном устройстве (на чертеже не показан), а с противоположной стороны - на наконечнике 17, установленном в нижней части нижнего топливного элемента.In the manufacturing embodiment (FIG. 2), the fuel elements 12 can be interconnected using a spring-loaded cable 15, passed along the axis of the garland through a channel 16 sealed against penetration of the liquid contained in the well in advance in each fuel element 12, while at the top of the well of the heater, the cable 15 is mounted on a lifting device (not shown in the drawing), and on the opposite side, on a tip 17 installed in the lower part of the lower fuel element.

В этом случае инициирующий зажигание топливный элемент 12 должен быть установлен нижним в гирлянде соприкасающихся контактирующих топливных элементов, а состав, обеспечивающий температуру зажигания топлива в выше расположенном топливном элементе 12, размещается в его верхней части.In this case, the ignition fuel element 12 should be installed lower in the garland of the contacting contacting fuel elements, and the composition providing the ignition temperature of the fuel in the higher located fuel element 12 is located in its upper part.

В качестве подпружиненного троса 15 может быть использован проводник электрического тока, например, нижняя часть проводящего подпружиненного троса 7, одним концом подключенный к источнику питания 8 через герметизированный кабельный электроразъем 11, а другим концом соединенный с нагревательным элементом 14, совмещенным с наконечником 17 и установленным в нижней части нижнего топливного элемента 12 для инициирования его зажигания.As a spring-loaded cable 15, an electric current conductor can be used, for example, the lower part of the conductive spring-loaded cable 7, connected at one end to a power source 8 through a sealed cable electrical connector 11, and at the other end connected to a heating element 14, combined with a tip 17 and installed in the lower part of the lower fuel element 12 to initiate its ignition.

Для предотвращения перегрева токоподающего кабеля и изолированных проводников 6, в частности, предусмотрен флюидопроницаемый тепловой кольцевой экран 18, выполненный из теплопоглощающих, несгораемых материалов, таких, например, как медь, бронза, асбест и т.п., установленный в гибкой трубе 5 выше области подключения к нагревателю электроразъема 11 (фиг.3). Этот экран сформирован, например, в виде лепестков, или секторов решетчатых или перфорированных упругих или гибких дисков, или пучков волокон и т.п., диаметром, соразмеримым с диаметром обсадной колонны на интервале его установки.To prevent overheating of the supply cable and insulated conductors 6, in particular, a fluid-permeable thermal annular screen 18 is provided, made of heat-absorbing, non-combustible materials, such as, for example, copper, bronze, asbestos, etc., installed in a flexible pipe 5 above the area connecting to the heater electrical connector 11 (figure 3). This screen is formed, for example, in the form of petals, or sectors of lattice or perforated elastic or flexible disks, or bundles of fibers, etc., with a diameter comparable with the diameter of the casing in the interval of its installation.

Кроме того, в варианте изготовления устройства источник питания 8 может быть размещен не на поверхности земли 1, а в корпусе скважинного нагревателя внутри инициирующего топливного элемента (верхнего или нижнего) и снабжен таймером для его включения, установленным на срабатывание через заданный период времени или па заданной глубине (на чертеже не показан). Этот период времени определяется предполагаемой длительностью монтирования и спуска нагревателя на интервал обработки, или сигналом от датчика давления, срабатывающего при достижении расчетного давления на заданной глубине, или последовательным кодовым импульсным искусственным повышением давления на устье скважины.In addition, in the embodiment of the device, the power source 8 can be placed not on the surface of the earth 1, but in the housing of the downhole heater inside the initiating fuel element (upper or lower) and equipped with a timer for its inclusion, set to operate after a predetermined period of time or pa specified depth (not shown in the drawing). This time period is determined by the expected duration of mounting and lowering the heater to the processing interval, or by a signal from a pressure sensor that is triggered when the calculated pressure is reached at a given depth, or by a sequential coded pulse artificial increase in pressure at the wellhead.

Скважинный нагреватель работает следующим образом.Downhole heater operates as follows.

Перед монтажом в скважине 2 осуществляют сборку скважинного нагревателя в том виде, который зависит от цели, поставленной для термической обработки. Если предполагают ликвидацию парафиногидратных отложений, монтируют 2-3 топливных элемента с безгазовым термитным топливом, соединенных сгораемыми или расплавляемыми соединительными элементами 13. Если необходим прогрев или термогазовая обработка, то гирлянду формируют из топливных элементов 12 с кислородосодержащими веществами (хлоратами, фторатами, загеленной перекисью водорода, селитрами и т.п.), начиная со второго, в количестве, соответствующем мощности обрабатываемого интервала или протяженности пологого участка скважины, где предполагается вызвать нефтеприток.Before installation in the well 2, the well heater is assembled in the form that depends on the purpose set for the heat treatment. If it is supposed to eliminate paraffin hydrate deposits, install 2-3 fuel cells with gas-free thermite fuel connected by combustible or melted connecting elements 13. If heating or thermogas treatment is necessary, then the garland is formed from fuel cells 12 with oxygen-containing substances (chlorates, fluorides, gelled with hydrogen peroxide) , saltpeter, etc.), starting from the second, in an amount corresponding to the power of the processed interval or the length of the gently sloping section of the well, where It relies cause neftepritok.

Скругленная форма выполнения поверхности верхних и нижних частей топливных элементов 12 обусловлена, с одной стороны, задачей упрощения размещения в их скважине при перемещении по контуру изгиба скважины. С другой стороны, их форма обеспечивает увеличение контактирующей поверхности топливных элементов и упрощение процесса их стыковки.The rounded shape of the surface of the upper and lower parts of the fuel elements 12 is due, on the one hand, to simplify placement in their well when moving along the bend of the well. On the other hand, their shape provides an increase in the contacting surface of the fuel cells and simplification of the process of their joining.

После монтажа топливных элементов 12 проверяют (тестируют) возможность замыкания цепи на запальном приборе (нагревательном элементе 14).After the installation of the fuel elements 12 check (test) the possibility of circuit closure on the ignition device (heating element 14).

При нормальной работе цепи монтируют гибкий флюидопроницаемый кольцевой экран 18 из теплопоглощающих и несгораемых лепестков, диаметр которого должен соответствовать диаметру колонны на интервале обработки, размещая его над местом соединения изолированных проводников 6 (геофизического кабеля) и скважинным нагревателем.During normal operation of the circuit, a flexible fluid-permeable annular screen 18 of heat-absorbing and non-combustible petals is mounted, the diameter of which must correspond to the diameter of the column in the processing interval, placing it above the junction of the insulated conductors 6 (geophysical cable) and the downhole heater.

Затем проводят шаблонирование скважины, определяют интервал обработки, опускают скважинный нагреватель до забоя 4, или искусственного забоя, или границы парафиногидратных отложений, или интервала отработки, и производят включение нагревательного элемента 14 от электроподающей станции (источника питания 8), инициирующего термитную реакцию в инициирующем (на Фиг.1 - верхнем) топливном элементе 12. После расчетного времени сгорания термитного топлива в инициирующем элементе поднимают кабель или гибкую трубу (колтюбинг) 5 с экраном 18, а реакция в последующих топливных элементах 12 идет самостоятельно.Then the wells are modeled, the treatment interval is determined, the downhole heater is lowered to the bottom 4, or artificial bottom, or the boundary of the paraffin hydrate deposits, or the development interval, and the heating element 14 is turned on from the power supply station (power source 8), which initiates the termite reaction in the initiating ( figure 1 - top) of the fuel element 12. After the estimated time of combustion of the thermite fuel in the initiating element lift the cable or flexible pipe (coiled tubing) 5 with the screen 18, and the reaction in subsequent fuel cells 12 goes independently.

В случае монтирования источника воспламенения непосредственно в корпусе нагревателя, он может быть снабжен таймером типа МПП-45-02 или запоминающим устройством, включающимся при импульсном кодовом давлении, инициируемым с устья скважины 2. В этом случае отпадает необходимость в токоподающем кабеле и мероприятиях по предотвращению его перегрева.In the case of mounting the ignition source directly in the heater body, it can be equipped with an MPP-45-02 timer or a memory device switched on at a pulse code pressure initiated from the wellhead 2. In this case, there is no need for a current-supply cable and measures to prevent it overheating.

При необходимости увеличения длительности времени термической обработки и наличии в скважине нефти, конденсата, парафина, топливные элементы 12 выполняют из прессованных кислородосодержащих веществ (хлоратов и т.п.). Эти вещества выделяют при инициировании разогретый до 600°C кислород, окисляющий углеводородные вещества, и обеспечивающий дополнительные прогрев и снижение забойного давления за счет возникающей газообразной фазы. Вещества заключают в сгораемую термоусадочную, водопроницаемую оболочку, например, из полиэтилена производства ОАО «Невский пластик», артикул 1434, не содержащего галогенов и не подавляющих горение.If it is necessary to increase the duration of the heat treatment time and the presence of oil, condensate, paraffin in the well, the fuel elements 12 are made of pressed oxygen-containing substances (chlorates, etc.). During initiation, these substances emit oxygen, which is heated to 600 ° C and oxidizes hydrocarbon substances, and provides additional heating and a decrease in bottomhole pressure due to the arising gaseous phase. The substances are enclosed in a combustible heat-shrinkable, water-permeable shell, for example, from polyethylene produced by OJSC Nevsky Plastic, article 1434, which does not contain halogens and does not suppress combustion.

Таким образом, использование заявленного изобретения, по сравнению с прототипом, обеспечивает сохранность геофизического кабеля, увеличение мощности теплового и термогазохимического воздействия и расширение технических возможностей применения устройства в соответствии с геологическими и эксплуатационными характеристиками.Thus, the use of the claimed invention, in comparison with the prototype, ensures the preservation of the geophysical cable, an increase in the power of thermal and thermo-gas-chemical effects and the expansion of the technical capabilities of the device in accordance with geological and operational characteristics.

Claims (13)

1. Скважинный нагреватель для наклонно пробуренных и выполаживающихся скважин, содержащий полый цилиндрический корпус с установленным в нем топливным элементом и нагревательный элемент, контактирующий с топливным элементом, подключенный через герметизированный электроразъем к источнику питания, отличающийся тем, что скважинный нагреватель выполнен, по меньшей мере, из двух топливных элементов, соединенных между собой с помощью упругих связей и установленных с возможностью поворота относительно друг друга, причем нижняя часть каждого топливного элемента выполнена с выпуклой округлой наружной поверхностью, а сопряженная с ней верхняя часть второго и последующих топливных элементов снабжена округлой вогнутостью того же радиуса.1. A downhole heater for obliquely drilled and upright wells, comprising a hollow cylindrical body with a fuel element installed therein and a heating element in contact with the fuel element, connected through a sealed electrical connector to a power source, characterized in that the downhole heater is made of at least of two fuel cells interconnected by elastic ties and mounted with the possibility of rotation relative to each other, with the lower part of each a fuel cell provided with a convex rounded outer surface and its conjugate upper part of the second and subsequent fuel cell is provided with a circular concavity of the same radius. 2. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что топливные элементы выполнены из безгазового термитного топлива, а нижняя часть каждого топливного элемента, контактирующая с верхней частью последующего топливного элемента, сформирована из состава, обеспечивающего температуру воспламенения топлива в последующем элементе.2. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the fuel cells are made of gas-free thermite fuel, and the lower part of each fuel cell in contact with the upper part of the subsequent fuel cell is formed from a composition providing a fuel ignition temperature in the subsequent cell. 3. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что топливные элементы, начиная со второго, выполнены из прессованных кислородосодержащих веществ.3. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the fuel cells, starting from the second, are made of pressed oxygen-containing substances. 4. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что топливные элементы, начиная со второго, выполнены поочередно из безгазового термитного топлива или из прессованных кислородосодержащих веществ.4. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the fuel cells, starting from the second, are made alternately of gas-free thermite fuel or extruded oxygen-containing substances. 5. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что корпус топливного элемента выполнен в виде гибкой водонепроницаемой термоусадочной сгораемой оболочки.5. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the fuel cell housing is made in the form of a flexible waterproof heat-shrinkable combustible shell. 6. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что топливные элементы соединены между собой с помощью подпружиненных соединительных элементов.6. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the fuel cells are interconnected using spring-loaded connecting elements. 7. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что топливные элементы соединены между собой с помощью подпружиненного троса, пропущенного по оси гирлянды через заранее сформированный в каждом топливном элементе герметизированный канал, в верхней части нагревателя закрепленного на спускоподъемном устройстве, а с противоположной стороны - на наконечнике, установленном в нижней части нижнего топливного элемента.7. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the fuel elements are interconnected using a spring-loaded cable, passed along the axis of the garland through a sealed channel formed in advance in each fuel element, in the upper part of the heater mounted on a lifting device, and on the opposite side - on the tip installed in the lower part of the lower fuel element. 8. Скважинный нагреватель по п.7, отличающийся тем, что в качестве подпружиненного троса использован проводник электрического тока, одним концом подключенный к источнику питания, а другим концом соединенный с нагревательным элементом, совмещенным с наконечником и установленным в нижней части нижнего топливного элемента для инициирования его зажигания.8. The downhole heater according to claim 7, characterized in that an electric current conductor is used as a spring-loaded cable, connected to a power source at one end, and connected to a heating element at the other end, combined with a tip and installed in the lower part of the lower fuel element to initiate its ignition. 9. Скважинный нагреватель по п.8, отличающийся тем, что состав, обеспечивающий температуру зажигания топлива в вышерасположенном топливном элементе, размещен в верхней части нижнего инициирующего топливного элемента.9. The downhole heater according to claim 8, characterized in that the composition providing the ignition temperature of the fuel in the upstream fuel cell is located in the upper part of the lower initiating fuel cell. 10. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что топливный элемент выполнен в виде гибкой, сгораемой, термоусадочной трубы, наполненной насыпным, порошкообразным или гранулированным, безгазовым термитным топливом или кислородосодержащим веществом.10. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the fuel cell is made in the form of a flexible, combustible, heat-shrink pipe filled with bulk, powder or granular, gas-free thermite fuel or oxygen-containing substance. 11. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что источник питания размещен в корпусе нагревателя и снабжен таймером для его включения, установленным на срабатывание через заданный период времени или на заданной глубине.11. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the power source is located in the heater body and is equipped with a timer for its inclusion, set to operate after a specified period of time or at a given depth. 12. Скважинный нагреватель по п.1, отличающийся тем, что выше области подключения к нему электроразъема установлен флюидопроницаемый тепловой кольцевой экран, выполненный из теплопоглощающих, несгораемых материалов.12. The downhole heater according to claim 1, characterized in that a fluid-permeable thermal annular screen made of heat-absorbing, non-combustible materials is installed above the area of connection to it of the electrical connector. 13. Скважинный нагреватель по п.12, отличающийся тем, что кольцевой экран сформирован в виде лепестков или секторов решетчатых или перфорированных упругих дисков диаметром, соразмеримым с диаметром обсадной колонны на интервале его установки. 13. The downhole heater according to item 12, wherein the annular screen is formed in the form of petals or sectors of trellised or perforated elastic disks with a diameter comparable with the diameter of the casing in the interval of its installation.
RU2009145929/03A 2009-12-11 2009-12-11 Well heater for deflected and flattening out holes RU2491412C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145929/03A RU2491412C2 (en) 2009-12-11 2009-12-11 Well heater for deflected and flattening out holes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145929/03A RU2491412C2 (en) 2009-12-11 2009-12-11 Well heater for deflected and flattening out holes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009145929A RU2009145929A (en) 2011-06-20
RU2491412C2 true RU2491412C2 (en) 2013-08-27

Family

ID=44737521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009145929/03A RU2491412C2 (en) 2009-12-11 2009-12-11 Well heater for deflected and flattening out holes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2491412C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3376928A (en) * 1966-07-21 1968-04-09 Chevron Res Method and apparatus for igniting underground formations
RU2006571C1 (en) * 1992-07-08 1994-01-30 Валерий Иванович Жеребцов Well electrical heater
RU2157887C1 (en) * 1999-08-17 2000-10-20 Плугин Александр Илларионович Method of recovery of operating characteristics of oil and gas-condensate wells
RU2168008C2 (en) * 1999-05-26 2001-05-27 Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр (ВНИМИ) Method of increasing oil and gas well productivity and downhole heater for method embodiment
RU2177543C1 (en) * 2000-08-17 2001-12-27 Закрытое акционерное общество "Пермский инженерно-технический центр "Геофизика" Method of treating well formation zone
RU2184220C2 (en) * 2000-08-10 2002-06-27 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Thermal gas producer to treat face zone of productive pool of oil wells and process of its manufacture
WO2003036024A2 (en) * 2001-10-24 2003-05-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for in situ heating a hydrocarbon containing formation by a u-shaped opening

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3376928A (en) * 1966-07-21 1968-04-09 Chevron Res Method and apparatus for igniting underground formations
RU2006571C1 (en) * 1992-07-08 1994-01-30 Валерий Иванович Жеребцов Well electrical heater
RU2168008C2 (en) * 1999-05-26 2001-05-27 Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр (ВНИМИ) Method of increasing oil and gas well productivity and downhole heater for method embodiment
RU2157887C1 (en) * 1999-08-17 2000-10-20 Плугин Александр Илларионович Method of recovery of operating characteristics of oil and gas-condensate wells
RU2184220C2 (en) * 2000-08-10 2002-06-27 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Thermal gas producer to treat face zone of productive pool of oil wells and process of its manufacture
RU2177543C1 (en) * 2000-08-17 2001-12-27 Закрытое акционерное общество "Пермский инженерно-технический центр "Геофизика" Method of treating well formation zone
WO2003036024A2 (en) * 2001-10-24 2003-05-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and system for in situ heating a hydrocarbon containing formation by a u-shaped opening

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009145929A (en) 2011-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6269876B1 (en) Electrical heater
US6705425B2 (en) Regenerative combustion device
US9109438B2 (en) Device and method for well stimulation
AU601866B2 (en) Single well stimulation for the recovery of liquid hydrocarbons from subsurface formations
US4777878A (en) Exploding bridge wire detonator with shock reflector for oil well usage
AU746983B2 (en) Electrical heater
CA2524689A1 (en) Thermal processes for subsurface formations
EP3387214B1 (en) Ignitor, system and method of electrical ignition of exothermic mixture
US3880235A (en) Method and apparatus for igniting well heaters
RU93114U1 (en) WELL HEATER FOR TILT-DRILLED AND POSITIVE WELLS
RU2491412C2 (en) Well heater for deflected and flattening out holes
EA005650B1 (en) Electrical well heating system and method
CA2985071A1 (en) Igniting underground energy sources
RU108797U1 (en) PRESSURE GENERATOR
CA2761153A1 (en) Device and method for well stimulation
RU133875U1 (en) POWDER GENERATOR
CN212130473U (en) Novel ignition device and conveying system
SU933959A1 (en) Gunpowder-type pressure generator for well
RU2447260C1 (en) Well heater for initiation of thermal-gas-chemical reactions in wells of complex profile
US3680635A (en) Method and apparatus for igniting well heaters
RU98781U1 (en) WELL HEATER FOR INITIATING THERMOGASOCHEMICAL REACTIONS IN COMPLEX PROFILE WELLS
RU2183741C1 (en) Method of gas-hydraulic stimulation of formation
RU2282026C1 (en) Thermogaschemical well stimulation method with the use of coiled tubing
RU2235197C2 (en) Device for thermal-pressure-chemical treatment of production well bed
US20150300127A1 (en) Device and method for well stimulation

Legal Events

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

Effective date: 20161212