RU2703591C1 - Flow well heater - Google Patents
Flow well heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703591C1 RU2703591C1 RU2018143203A RU2018143203A RU2703591C1 RU 2703591 C1 RU2703591 C1 RU 2703591C1 RU 2018143203 A RU2018143203 A RU 2018143203A RU 2018143203 A RU2018143203 A RU 2018143203A RU 2703591 C1 RU2703591 C1 RU 2703591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- downhole
- energy
- heater
- increase
- flow
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/04—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones using electrical heaters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области добычи нефти и газа, в частности, к электронагревателям, применяемым для тепловой обработки насосно-компрессорных труб (НКТ) с целью ликвидации парафиновых и гидратных отложений в эксплуатационных скважинах и, в частности, для восстановления неработающих заблокированных скважин.The invention relates to the field of oil and gas production, in particular, to electric heaters used for heat treatment of tubing for the elimination of paraffin and hydrated deposits in production wells and, in particular, to restore idle blocked wells.
Из существующего уровня техники известен скважинный подогреватель, содержащий цилиндрический трубчатый корпус, внутри которого коаксиально размещен участок трубы подвески насосно-компрессорной трубы, на внешней поверхности которой вдоль трубы размещены отстоящие друг от друга индукционные цилиндрические катушки, подключенные с помощью соединительного электрического кабеля к источнику переменного тока, находящемуся на поверхности (патент РФ №2317401 С1, дата приоритета 03.05.2006, дата публикации 20.02.2008, авторы Руриков В.И. и др., RU).A well heater is known from the prior art, comprising a cylindrical tubular body, inside of which a portion of the tubing suspension pipe is coaxially placed, on the outer surface of which are spaced apart induction cylindrical coils connected by an connecting electric cable to an AC source located on the surface (RF patent No. 2317401 C1, priority date 05/03/2006, publication date 02/20/2008, authors Rurikov V.I. et al., RU).
Основными недостатками известного аналога являются низкая тепловая мощность и недостаточная надежность, обусловленные тем, что металлический корпус является поглотителем электромагнитной энергии, и поэтому сам является источником тепла, часть которого отдается обратно индукционным катушкам, которые могут выйти из строя от перегрева, кроме того, питающий кабель имеет высокие массово-габаритные характеристики и обладает высокой подверженностью к повреждениям, к тому же, сложность герметизации скважины может привести к возможной разгерметизации фонтанной арматуры в местах ввода кабеля.The main disadvantages of the known analogue are low thermal power and lack of reliability, due to the fact that the metal case is an absorber of electromagnetic energy, and therefore is itself a heat source, part of which is given back to induction coils, which can fail from overheating, in addition, the power cable it has high mass and dimensional characteristics and is highly susceptible to damage, in addition, the complexity of sealing a well can lead to a possible breakdown rmetizatsii mas tree in the area of the cable.
Известно также устройство для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в нефтяных скважинах, содержащее теплогенератор, соединенный с помощью всасывающего и напорного трубопровода циркуляционного насоса со скважинным подогревателем, который является составной частью насосно-компрессорной трубы, при этом подогреватель представляет собой корпус с коаксиально установленными стенками, образующими полости для греющего теплоносителя, сообщающиеся с системой его подвода (патент РФ №2594910 С1, дата приоритета 28.08.2015, дата публикации 28.08.2016, автор Климов В.Ю., RU).A device is also known for preventing the formation of asphalt-resin-paraffin and hydrate deposits in oil wells, comprising a heat generator connected by means of a suction and pressure pipe of a circulation pump to a well heater, which is an integral part of the tubing, the heater being a body with coaxially mounted walls, forming cavities for a heating coolant communicating with its supply system (RF patent No. 2594910 C1, priority date eta 08.28.2015, publication date 08.28.2016, author Klimov V.YU., RU).
Недостатками известного устройства являются значительные энергетические затраты, обусловленные необходимостью нагрева и осуществления циркуляции теплоносителя, а также значительные поперечные габариты.The disadvantages of the known device are significant energy costs due to the need for heating and circulation of the coolant, as well as significant transverse dimensions.
В качестве прототипа принят скважинный электронагреватель, встраиваемый в колонну насосно-компрессорных труб, включающий насосно-компрессорную трубу, концевые участки которой выполнены с возможностью встраивания ее в колонну НКТ, кожух, концентрично установленный относительно насосно-компрессорной трубы, и нагревательные элементы, установленные между указанной трубой и кожухом, подключенные к токоподводящему кабелю (патент РФ №2603311 С2, дата приоритета 17.04.2015, дата публикации 27.11.2016, автор Скворцов Д.Е., RU, прототип).As a prototype, a downhole electric heater has been adopted, which is integrated in the tubing string, including a tubing, the end sections of which are configured to be embedded in the tubing string, a casing concentrically mounted relative to the tubing, and heating elements installed between the tubing a pipe and a casing connected to a current-conducting cable (RF patent No. 2603311 C2, priority date 04.17.2015, publication date 11.27.2016, author Skvortsov D.E., RU, prototype).
Недостатками прототипа являются высокие энергетические затраты и низкая надежность работы, обусловленные наличием большого количества нагревательных элементов в виде электродов, требующих энергообеспечения для поддержания процесса тепловой обработки пластового флюида, а также необходимостью использования громоздких и тяжелых токопроводящих кабелей, имеющих риск обрыва и/или разгерметизации фонтанной арматуры.The disadvantages of the prototype are the high energy costs and low reliability, due to the presence of a large number of heating elements in the form of electrodes that require energy to support the process of heat treatment of the formation fluid, as well as the need to use bulky and heavy conductive cables that have the risk of breakage and / or depressurization of fountain fittings .
Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является снижение энергетических затрат, повышение надежности и эффективности ликвидации парафиновых и гидратных отложений в насосно-компрессорных трубах эксплуатационных скважин путем создания потокового скважинного нагревателя, независимого от внешнего источника электроэнергии и обеспечивающего автономный нагрев как внутри, так и в затрубном пространстве насосно-компрессорной трубы для эффективной ликвидации пробок из парафино-гидратных отложений, в том числе, в неработающих заблокированных скважинах.The technical problem solved by the invention is to reduce energy costs, increase the reliability and efficiency of eliminating paraffin and hydrated deposits in tubing of production wells by creating a downhole heater that is independent of an external source of electricity and provides autonomous heating both inside and in the annulus the space of the tubing for the effective elimination of plugs from paraffin-hydrate deposits, including in non-working melting blocked wells.
Для решения технической проблемы и достижения технического результата предложен потоковый скважинный нагреватель, характеризующийся работой в автономном режиме без подвода внешнего источника электроэнергии, содержащий приводной гидравлический двигатель, мультипликатор, синхронный генератор электрического тока и нагревательный элемент, представляющие собой отдельные модули, соединенные последовательно с помощью муфтовых соединений в насосно-компрессорной трубе внутри скважины, при этом в качестве приводного гидравлического двигателя использован винтовой забойный двигатель типовой конструкции, преобразующий энергию потока жидкости в механическую энергию вращения при прохождении в его внутренних полостях промывочной жидкости, причем в корпусе винтового забойного двигателя дополнительно выполнены промывочные окна, предназначенные для непрерывной циркуляции через них и упомянутые внутренние полости промывочной жидкости и удаления вместе с ней расплавленных парафиновых и гидратных отложений.To solve a technical problem and achieve a technical result, a downhole heater is proposed, which is characterized by operating autonomously without supplying an external electric power source, comprising a hydraulic drive motor, a multiplier, a synchronous electric current generator and a heating element, which are separate modules connected in series using coupling joints in the tubing inside the well, while as a hydraulic drive The inventor used a downhole screw motor of a typical design, which converts the energy of the fluid flow into mechanical rotational energy when washing fluid passes through its internal cavities, and in the housing of the downhole motor there are additionally made washing windows designed for continuous circulation through them and the said internal cavities of washing liquid and removal together with it molten paraffin and hydrated deposits.
Согласно изобретению, в качестве мультипликатора применено механическое устройство эксцентрикового типа с роликовым зацеплением, предназначенное для повышения скорости вращения.According to the invention, a mechanical device of an eccentric type with roller gearing is used as a multiplier, designed to increase the speed of rotation.
Согласно изобретению, в качестве синхронного генератора применен трехфазный синхронный генератор переменного тока с постоянными магнитами, предназначенный для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию.According to the invention, a three-phase synchronous alternating current generator with permanent magnets is used as a synchronous generator for converting mechanical rotation energy into electrical energy.
Согласно изобретению, в качестве нагревательного элемента применен резистивный электронагреватель.According to the invention, a resistive electric heater is used as a heating element.
На чертеже схематично представлен потоковый скважинный нагреватель, продольный разрез.The drawing schematically shows a flow downhole heater, a longitudinal section.
Заявляемый потоковый скважинный нагреватель, характеризующийся работой в автономном режиме без подвода внешнего источника электроэнергии, включает четыре модуля: приводной гидравлический двигатель 1, мультипликатор 2, синхронный генератор 3 и резистивный электронагреватель 4, соединенные последовательно в насосно-компрессорной трубе 5 внутри скважины с помощью муфтовых соединений (условно не показано). В качестве приводного гидравлического двигателя 1 использован винтовой забойный двигатель типовой конструкции, преобразующий энергию потока жидкости в механическую энергию вращения при прохождении в его внутренних полостях промывочной жидкости, например, (http://www.burtehresurs.ru/catalog-filter/vintovye-zaboynye-dvigateli, дата просмотра 19.11.2018). При этом в корпусе винтового забойного двигателя дополнительно выполнены промывочные окна 6, предназначенные для непрерывной циркуляции через них и внутренние полости винтового забойного двигателя промывочной жидкости и удаления вместе с ней парафиновых и гидратных отложений.The inventive downhole flow heater, characterized by operating autonomously without supplying an external electric power source, includes four modules: a
С винтовым забойным двигателем 1 соединен мультипликатор 2, предназначенный для повышения скорости вращения до величины, необходимой для устойчивой работы соединенного с мультипликатором синхронного генератора 3. Мультипликатор 2 представляет собой механическое устройство эксцентрикового типа с роликовым зацеплением (условно не показано).A
В качестве синхронного генератора 3 применен трехфазный синхронный генератор переменного тока с постоянными магнитами, например, (https://w-elma.com/catalog/vsem/bystrokhodnye-elektrogeneratory-velma-na-postoyannykh-magnitakh/, дата просмотра 19.11.2018), предназначенный для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию.As a
С трехфазным синхронным генератором переменного тока соединен резистивный электронагреватель 4, например, (https://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35819, дата просмотра 19.11.2018), предназначенный для эффективного нагрева внутреннего 7 и затрубного 8 пространства насосно-компрессорной трубы 5 с обеспечением высокой теплоотдачи.A resistive
Потоковый скважинный нагреватель работает следующим образом. При непрерывной циркуляции промывочной жидкости через внутренние полости и промывочные окна 6 винтового забойного двигателя 1 его выходной вал приводится в устойчивое вращательное движение. Вращение выходного вала винтового забойного двигателя 1 передается трехфазному синхронному генератору переменного тока 3 через мультипликатор 2, повышающий скорость вращения до величины, необходимой для устойчивой работы синхронного генератора 3. Далее синхронный генератор 3 преобразует механическую энергию вращения в электрическую энергию, которая затем преобразуется в тепловую энергию в резистивном электронагревателе 4. Тепловая энергия от резистивного нагревателя 4 передается частично стенке участка насосно-компрессорной трубы 5 вокруг резистивного электронагревателя 4 и частично поверхности парафино-газогидратных отложений, расположенных ниже. В результате обеспечивается расплавление и ликвидация пробок из парафино-гидратных отложений как в трубном пространстве 7, так и в затрубном пространстве 8 насосно-компрессорной трубы 5. Высвобождаемый газ и жидкие продукты расплавления парафинов и газогидратов уносятся вверх по насосно-компрессорной трубе вместе с промывочной жидкостью под действием внутреннего давления.Stream downhole heater operates as follows. With continuous circulation of the flushing fluid through the internal cavities and flushing
Преимущество заявленного потокового скважинного нагревателя заключается в том, что благодаря использованию в конструкции синхронного генератора и приводного гидравлического двигателя обеспечивается автономность работы системы, а также повышается надежность и эффективность, за счет упрощения конструкции, отсутствия громоздких проводов и дополнительных источников питания.The advantage of the claimed downhole flow heater is that due to the use of a synchronous generator and a hydraulic drive motor in the design, the autonomy of the system is ensured, and reliability and efficiency are improved due to the simplification of the design, the absence of bulky wires and additional power sources.
Таким образом, технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении энергозатрат, в повышении надежности и эффективности работы за счет упрощения конструкции, повышения производительности, увеличения теплоотдачи, а также обеспечения автономности работы потокового скважинного нагревателя за счет использования в конструкции синхронного генератора с постоянными магнитами, приводимого в движение при помощи приводного гидравлического двигателя и мультипликатора.Thus, the technical result achieved by the invention is to reduce energy consumption, to increase reliability and operational efficiency by simplifying the design, increasing productivity, increasing heat transfer, as well as ensuring the autonomy of the flow downhole heater by using a synchronous generator with permanent magnets in the design, driven by a hydraulic drive motor and a multiplier.
Использование предлагаемого изобретения позволит ликвидировать парафиновые и гидратные отложения в эксплуатационных скважинах за счет нагревания отложений как внутри, так и в затрубном пространстве насосно-компрессорной трубы, при этом восстановить неработающие заблокированные скважины.Using the present invention will eliminate paraffin and hydrate deposits in production wells by heating deposits both inside and in the annulus of the tubing, while restoring idle blocked wells.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143203A RU2703591C1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Flow well heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143203A RU2703591C1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Flow well heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2703591C1 true RU2703591C1 (en) | 2019-10-21 |
Family
ID=68318436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143203A RU2703591C1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Flow well heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2703591C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730707C1 (en) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Thermodynamic method of action on well bottomhole zone and device for its implementation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998054440A1 (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Drillflex | Method and device for cleaning out a well or piping blocked with gas hydrates |
RU2203410C1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-04-27 | Закрытое акционерное общество "Рэнес" | Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well |
RU2362871C1 (en) * | 2008-02-14 | 2009-07-27 | Эдуард Федорович Соловьев | Device for cleaning flow string and well filters from asphalt-resin and wax-bearing hydrated sediments |
RU2603311C2 (en) * | 2015-04-17 | 2016-11-27 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "МАКС ИНЖИНИРИНГ" (ООО "Макс Инжиниринг") | Downhole electric heater built into the tubing string |
-
2018
- 2018-12-05 RU RU2018143203A patent/RU2703591C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998054440A1 (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Drillflex | Method and device for cleaning out a well or piping blocked with gas hydrates |
RU2203410C1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-04-27 | Закрытое акционерное общество "Рэнес" | Thermal-dynamic method of bottom hole zone stimulation of well |
RU2362871C1 (en) * | 2008-02-14 | 2009-07-27 | Эдуард Федорович Соловьев | Device for cleaning flow string and well filters from asphalt-resin and wax-bearing hydrated sediments |
RU2603311C2 (en) * | 2015-04-17 | 2016-11-27 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "МАКС ИНЖИНИРИНГ" (ООО "Макс Инжиниринг") | Downhole electric heater built into the tubing string |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730707C1 (en) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Thermodynamic method of action on well bottomhole zone and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20210138775A (en) | Graphene Heated Insulation Cover for Oilfield Oil Collection Pipeline | |
ITMI20010805A1 (en) | ELECTRICITY SUPPLY CABLE SYSTEM FOR USE IN HIGH TEMPERATURE WELL HOLE APPLICATIONS | |
WO2017020336A1 (en) | Electric-heating wax removal and prevention device with natural gas power generation based on skin effect and application thereof | |
RU2703591C1 (en) | Flow well heater | |
CN108934096B (en) | Electromagnetic induction heater | |
WO2015071470A1 (en) | Line start permanent magnet motor | |
RU134575U1 (en) | HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION DEVICE | |
CN107060712A (en) | A kind of downhole electromagnetic sensing thick oil heating arrangement and heating means | |
AR120524A1 (en) | INDUCTIVE COUPLING FOR ELECTRICAL POWER TRANSFER TO SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR | |
CN203722449U (en) | Submersible switched reluctance motor | |
RU128894U1 (en) | MULTIFUNCTIONAL AUTOMATIC COMPLEX STATION OF INTELLECTUAL WELL | |
CN205533140U (en) | Self-generating rodless oil production device | |
RU2198284C2 (en) | Downhole induction heater | |
RU57541U1 (en) | DEVICE FOR HEATING OIL IN WELLS | |
CN216244856U (en) | Solid-state three-phase electric heat pump | |
EP4179179B1 (en) | Subsea induction heating system and related method | |
US11970923B2 (en) | Downhole electrical generator | |
RU2415303C1 (en) | Submersible pumping unit | |
RU2594910C1 (en) | Device to prevent formation of paraffin and hydrate deposits in oil wells | |
RU2236742C2 (en) | Submersible electric motor | |
RU2756625C2 (en) | Submersible striction pumping plant | |
US10240406B2 (en) | Dual-walled running string for electric devices with power transmission through running string | |
CN103939054A (en) | Circulating paraffin removal device for oil well | |
CN209295440U (en) | A kind of electric heating organic heat carrier furnace | |
CN203925427U (en) | A kind of Oil Well Circulation paraffin removal unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201206 |