RU2807310C1 - Method for liquidation of ice plugs in well - Google Patents
Method for liquidation of ice plugs in well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807310C1 RU2807310C1 RU2022128244A RU2022128244A RU2807310C1 RU 2807310 C1 RU2807310 C1 RU 2807310C1 RU 2022128244 A RU2022128244 A RU 2022128244A RU 2022128244 A RU2022128244 A RU 2022128244A RU 2807310 C1 RU2807310 C1 RU 2807310C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- well
- ice
- plug
- electrode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 4
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к области эксплуатации наблюдательных скважин сети геотехнического мониторинга и может быть использовано для ликвидации в них ледяных пробок.The invention relates to the oil and gas production industry, namely to the field of operation of observation wells of a geotechnical monitoring network and can be used to eliminate ice plugs in them.
Известны различные способы и устройства для удаления гидратно-парафиновых и ледяных отложений в скважинах: пропаривание пробок горячим водяным паром или горячей водой через трубки и шланги, спускаемые в скважины; нагрев пробок спускаемыми в скважины нагревателями различного рода - электрическими, электролитическими, химическими и т.д. (Хорошилов В.А., Малышев А.Г. Предупреждение и ликвидация гидратных отложений при добыче нефти. - М., 1986. - //Нефтепромысловое дело: Обзор информ. /ВНИИОЭНГ; Вып. 15 (122)).Various methods and devices are known for removing hydrate-paraffin and ice deposits in wells: steaming plugs with hot steam or hot water through tubes and hoses lowered into wells; heating of plugs by various types of heaters lowered into wells - electric, electrolytic, chemical, etc. (Khoroshilov V.A., Malyshev A.G. Prevention and elimination of hydrate deposits during oil production. - M., 1986. - // Oilfield Business: Information Review / VNIIOENG; Issue 15 (122)).
Основным недостатком использования указанных технических решений для удаления льда из наблюдательных термометрических скважин является нарушение установившегося температурного режима, вмещающих скважину грунтов оснований инженерных объектов.The main disadvantage of using the specified technical solutions for removing ice from observation thermometric wells is the violation of the established temperature regime of the soils of the foundations of engineering objects containing the well.
Известен способ плавления льда без подогрева, при температуре ниже 0°С. Плавление выполняется путем обработки поверхности льда веществами, плавящими лед, например, растворами поваренной соли, этиленгликоля, глицерина и др. (Бобков В.А. Производство и применение льда. - М., Пищевая промышленность, 1977. - 232 с.). Например, при взаимодействии хлористых солей со льдом происходит гидратация ионов хлора молекулами воды, что вызывает разрушение кристаллической структуры льда. В результате лед тает (плавится) и образуется раствор соли, который имеет температуру замерзания ниже, чем температура замерзания воды.There is a known method for melting ice without heating, at temperatures below 0°C. Melting is carried out by treating the surface of the ice with substances that melt ice, for example, solutions of table salt, ethylene glycol, glycerin, etc. (Bobkov V.A. Production and use of ice. - M., Food Industry, 1977. - 232 p.). For example, when chloride salts interact with ice, chlorine ions are hydrated by water molecules, which causes destruction of the crystalline structure of ice. As a result, the ice melts (melts) and a salt solution is formed, which has a freezing point lower than the freezing point of water.
Основным недостатком данного способа является длительность процесса плавления льда, что не позволяет его эффективно использовать для удаления ледяных пробок из скважин.The main disadvantage of this method is the length of the ice melting process, which does not allow it to be used effectively to remove ice plugs from wells.
Известен способ удаления ледяной пробки из наблюдательных скважин с помощью бурения малогабаритными буровыми установками, который позволяет извлечь лед из скважины, не нарушая установившийся температурный режим грунтов.There is a known method for removing ice plugs from observation wells by drilling with small-sized drilling rigs, which allows you to remove ice from the well without disturbing the established temperature regime of the soil.
Недостатками способа является его трудоемкость и ограничения по применению в стесненных условиях, например, вентилируемых подполий.The disadvantages of this method are its labor intensity and limitations for use in cramped conditions, for example, ventilated underground spaces.
Наиболее близким является Способ ликвидации гидратных и парафиногидратных пробок в скважинах, включающий заливку в скважину электропроводящей жидкости с возможностью расположения ее над верхней частью пробки, спуск в скважину электрода, подключенного к источнику тока, с погружением его в электропроводящую жидкость до верхней границы пробки, расплавление материала пробки посредством электрода и продвижение его по мере плавления материала пробки [RU 2204698 С2, МПК Е21В 37/00, Е21В 36/04, опубликовано 20.05.2003 г.], взятый в качестве ближайшего аналога.The closest is the Method for eliminating hydrate and paraffin hydrate plugs in wells, which includes pouring an electrically conductive liquid into the well with the possibility of placing it above the top of the plug, lowering an electrode connected to a current source into the well, immersing it in the electrically conductive liquid to the upper boundary of the plug, melting the material plugs by means of an electrode and its advancement as the plug material melts [RU 2204698 C2, IPC E21B 37/00, E21B 36/04, published 05/20/2003], taken as the closest analogue.
Основными недостатками указанного способа являются растепление (оттаивание) вмещающих скважину грунтов, в результате нагрева электродов и электролита за счет использования мощных источников энергии.The main disadvantages of this method are the thawing (thawing) of the soils containing the well, as a result of heating the electrodes and electrolyte through the use of powerful energy sources.
Задачей изобретения является удаление ледяных пробок из наблюдательных скважин без нарушения температурного режима вмещающих грунтов, за счет плавление льда без нагрева раствора электролита.The objective of the invention is to remove ice plugs from observation wells without disturbing the temperature regime of the surrounding soils, due to the melting of ice without heating the electrolyte solution.
Поставленная задача достигается тем, что Способ ликвидации ледяных пробок в скважине включает:The goal is achieved by the fact that the method for eliminating ice plugs in a well includes:
- заливку в скважину электропроводящей жидкости с возможностью расположения ее над верхней частью пробки;- pouring electrically conductive liquid into the well with the possibility of placing it above the top of the plug;
- спуск в скважину электрода, подключенного к источнику тока, с погружением его в электропроводящую жидкость до верхней границы пробки;- lowering an electrode connected to a current source into the well, immersing it in an electrically conductive liquid to the upper boundary of the plug;
- расплавление материала пробки посредством электрода и продвижение его по мере плавления материала пробки,- melting the plug material through an electrode and advancing it as the plug material melts,
при этом:wherein:
- материал пробки представляет лед;- the cork material represents ice;
- скважина представляет собой наблюдательную скважину в виде металлической трубы заданного размера;- the well is an observation well in the form of a metal pipe of a given size;
- электропроводящая жидкость представляет собой раствор электролита;- the electrically conductive liquid is an electrolyte solution;
- используется, по меньшей мере, один электрод, в этом случае вторым электродом будет металлическая труба термометрической скважины, причем она будет катодом (подключена к отрицательному полюсу источника питания), чтобы не разрушаться в результате электрохимических реакций;- at least one electrode is used, in this case the second electrode will be the metal pipe of the thermometric well, and it will be the cathode (connected to the negative pole of the power source) so as not to be destroyed as a result of electrochemical reactions;
- располагают электроды в скважине коаксиально с использованием электроизоляционных материалов, обеспечивая изоляцию электродов от стенки скважины и между электродами, и закрепляют их;- place the electrodes in the well coaxially using electrical insulating materials, ensuring the insulation of the electrodes from the wall of the well and between the electrodes, and secure them;
- электроды подключают к источнику постоянного тока, чередуя соединение электродов с катодом и анодом, обеспечивая протекание процесса электролиза раствора электролита и плавление льда ледяной пробки без нагрева;- the electrodes are connected to a direct current source, alternating the connection of the electrodes with the cathode and anode, ensuring the process of electrolysis of the electrolyte solution and melting of the ice of the ice plug without heating;
- дополнительно электроды снабжают отверстиями, дополнительно в процессе плавления льда ледяной пробки подают воздух под давлением от компрессора, например, по шлангу, на контакт электродов с поверхностью ледяной пробки;- additionally, the electrodes are provided with holes; additionally, during the process of melting the ice of the ice plug, air under pressure is supplied from a compressor, for example, through a hose, to the contact of the electrodes with the surface of the ice plug;
- дополнительно устанавливают датчик температуры в межэлектродное пространство, обеспечивая контроль температуры раствора электролита.- additionally install a temperature sensor in the interelectrode space, ensuring control of the temperature of the electrolyte solution.
На фиг. 1 изображена наблюдательная скважина с ледяной пробкой и раствором электролита, на фиг. 2 изображена наблюдательная скважина с ледяной пробкой и раствором электролита, снабженная трубчатыми электродами, на фиг. 3 изображен график динамики плавления ледяной пробки.In fig. 1 shows an observation well with an ice plug and an electrolyte solution; FIG. 2 shows an observation well with an ice plug and an electrolyte solution, equipped with tubular electrodes; FIG. Figure 3 shows a graph of the melting dynamics of an ice plug.
Наблюдательные скважины являются обязательным элементом сети геотехнического мониторинга, проведение которого в области распространения многолетнемерзлых пород предусмотрено на стадии строительства и эксплуатации всех видов зданий и сооружений.Observation wells are an obligatory element of the geotechnical monitoring network, the implementation of which in the area of permafrost distribution is provided at the stage of construction and operation of all types of buildings and structures.
Наблюдательные скважины, например, термометрические, изготавливаются из стальных труб диаметром 38-76 мм, длиной 10-15 м и более. В процессе эксплуатации часть наблюдательных скважин выходит из строя, в результате образования в них ледяных пробок. На некоторых производственных объектах количество неработающих по указанной причине наблюдательных скважин может достигать 50% и более, от всего фонда наблюдательных скважин.Observation wells, for example, thermometric ones, are made of steel pipes with a diameter of 38-76 mm, a length of 10-15 m or more. During operation, some observation wells fail due to the formation of ice plugs in them. At some production facilities, the number of observation wells inoperative for this reason can reach 50% or more of the entire stock of observation wells.
Вывод наблюдательной скважины из эксплуатации предполагает погружение новой наблюдательной скважины-дублера, для сохранения информативности результатов геотехнического мониторинга, что является дорогостоящим мероприятием. Кроме того, значительное количество наблюдательных скважин располагается на участках плотной застройки или под зданиями с вентилируемым подпольем, где производство буровых работ на стадии эксплуатации затруднительно или невозможно осуществить. В результате снижается информативность и достоверность результатов режимных наблюдений за состоянием грунтов оснований зданий и сооружений.Decommissioning an observation well involves sinking a new observation well-backup to preserve the information content of the results of geotechnical monitoring, which is an expensive undertaking. In addition, a significant number of observation wells are located in densely built areas or under buildings with ventilated underground, where drilling operations at the operational stage are difficult or impossible to carry out. As a result, the information content and reliability of the results of routine observations of the condition of the soils of the foundations of buildings and structures is reduced.
Таким образом, разработка способа плавления льда в скважинах является актуальной задачей, имеющей важное значение для обеспечения эксплуатационной надежности инженерных объектов.Thus, the development of a method for melting ice in wells is an urgent task, which is important for ensuring the operational reliability of engineering facilities.
Способ ликвидации ледяных пробок - отложений реализуется следующим образом.The method for eliminating ice plugs - deposits is implemented as follows.
1. Приготовляют раствор электролита, например, гидрокарбоната натрия, заданной концентрации.1. Prepare a solution of an electrolyte, for example, sodium bicarbonate, of a given concentration.
2. В наблюдательную скважину 1 с ледяной пробкой 2 заливают раствор электролита 3 (фиг. 1) в заданном объеме.2. Electrolyte solution 3 (Fig. 1) in a given volume is poured into observation well 1 with an ice plug 2.
3. Берут металлические трубчатые электроды 4 (Электроды), которые представляют собой трубы заданного размера диаметра, например, стальные трубы заданного размера диаметра, и выполняют в них отверстия 5.3. Take metal tubular electrodes 4 (Electrodes), which are pipes of a given diameter size, for example, steel pipes of a given diameter size, and make holes 5 in them.
4. Далее электроды 4 устанавливают коаксиально с использованием электроизоляционных материалов 6. Электроизоляционные материалы 6, которые представляют собой, например, изоляционную ленту ПВХ, обеспечивают изоляцию электрода 4 от стенок скважины 1 и между электродами 4. Кроме того, дополнительно посредством электроизоляционных материалов 6 формируют направление циркуляции раствора электролита и пузырьков газов, атмосферного воздуха.4. Next, the electrodes 4 are installed coaxially using electrical insulating materials 6. Electrical insulating materials 6, which are, for example, PVC insulating tape, provide insulation of the electrode 4 from the walls of the well 1 and between the electrodes 4. In addition, the direction circulation of electrolyte solution and gas bubbles, atmospheric air.
5. Затем трубчатые электроды 4 закрепляют посредством фиксирующих элементов 7, например, шпилек.5. Then the tubular electrodes 4 are secured by means of fixing elements 7, for example, pins.
6. Затем трубчатые электроды 4 опускают в скважину 1 на канате 8, погружая в раствор электролита 3, расположенный над ледяной пробкой (фиг. 2), до контакта с ледяной пробкой 2.6. Then the tubular electrodes 4 are lowered into the well 1 on a rope 8, immersing them in an electrolyte solution 3 located above the ice plug (Fig. 2) until they come into contact with the ice plug 2.
7. Электроды 4 подключают к источнику постоянного тока 9, чередуя катод-анод, затем на электроды 4 подают напряжение по питающей линии 10, при этом электрический потенциал на электродах 4 должен обеспечивать протекание процесса электролиза раствора электролита.7. Electrodes 4 are connected to a direct current source 9, alternating cathode-anode, then voltage is applied to the electrodes 4 via the supply line 10, while the electric potential on the electrodes 4 must ensure the process of electrolysis of the electrolyte solution.
В результате протекания процесса электролиза раствора электролита кристаллическая структура льда ледяной пробки 2 в месте контакта ее с электродами 4 и в межэлектродном пространстве разрушается под воздействием продуктов окислительно-восстановительных реакций,As a result of the process of electrolysis of the electrolyte solution, the crystalline structure of the ice of the ice plug 2 at the point of contact with the electrodes 4 and in the interelectrode space is destroyed under the influence of the products of redox reactions,
8. При этом необходимо обеспечивать постоянный контакт электродов 4 со льдом ледяной пробки 2 и перемешивание раствора электролита всплывающими пузырьками электрохимических газов.8. In this case, it is necessary to ensure constant contact of the electrodes 4 with the ice of the ice plug 2 and mixing of the electrolyte solution with floating bubbles of electrochemical gases.
Учитывая, что окислительно-восстановительные реакции протекают на поверхности электродов 4, наиболее интенсивное плавление льда ледяной пробки 2 наблюдается непосредственно на контакте с электродами 4. Разрушение кристаллической структуры льда ледяной пробки 2 в межэлектродном пространстве связано с массообменными процессами, обусловленными, главным образом, выделением на электродах 4 пузырьков газов.Considering that redox reactions occur on the surface of the electrodes 4, the most intense melting of the ice of the ice plug 2 is observed directly at the contact with the electrodes 4. The destruction of the crystalline structure of the ice of the ice plug 2 in the interelectrode space is associated with mass transfer processes, caused mainly by the release of electrodes 4 gas bubbles.
9. В процессе плавления льда выполняется контроль напряжения и силы тока. По мере плавления льда объем раствора электролита в скважине 1 увеличивается, а концентрация раствора электролита понижается, что фиксируется по изменению контролируемых параметров и может выражаться как в затухании процесса электролиза, так и нагревании электродов.9. Voltage and current are monitored during the ice melting process. As the ice melts, the volume of the electrolyte solution in well 1 increases, and the concentration of the electrolyte solution decreases, which is recorded by changes in the controlled parameters and can be expressed both in the attenuation of the electrolysis process and in the heating of the electrodes.
10. При фиксации отклонений контролируемых параметров от заданных значений, источник постоянного тока 9 выключают и с помощью каната 8 электроды 4 поднимают из скважины 1 на дневную поверхность.10. When detecting deviations of the monitored parameters from the specified values, the direct current source 9 is turned off and, using a rope 8, the electrodes 4 are lifted from the well 1 to the surface.
11. Отработанный водный раствор электролита 3, разбавленный талой водой ледяной пробки 2 и содержащий продукты разрушения электродов 4, подключенных к аноду (продуктами электрохимической коррозии электродов 4), удаляют из скважины 1 с помощью известного устройства, например, вычерпывают из скважины с помощью желонки.11. The spent aqueous solution of electrolyte 3, diluted with melt water from the ice plug 2 and containing products of destruction of the electrodes 4 connected to the anode (products of electrochemical corrosion of the electrodes 4), is removed from the well 1 using a known device, for example, scooped out of the well using a bailer.
12. Выполняют визуальный осмотр трубчатых электродов 4 и, при необходимости, вытаскивают фиксирующий элемент 7 и заменяют электрод (анод), разрушенный электрохимической коррозией.12. Perform a visual inspection of the tubular electrodes 4 and, if necessary, remove the fixing element 7 and replace the electrode (anode) destroyed by electrochemical corrosion.
13. Затем в скважину 1 заливают свежий раствор электролита. Указанные технологические операции выполняют до тех пор, пока ледяная пробка не будет полностью удалена из скважины 1.13. Then a fresh electrolyte solution is poured into well 1. The specified technological operations are performed until the ice plug is completely removed from well 1.
В процессе плавление льда возможно локальное снижение концентрации раствора электролита в зоне контакта электродов 4 со льдом ледяной пробки 2, за счет разбавления раствора талой водой.During the process of ice melting, a local decrease in the concentration of the electrolyte solution in the contact zone of the electrodes 4 with the ice of the ice plug 2 is possible due to dilution of the solution with melt water.
Дополнительно в процессе плавления льда ледяной пробки 2 подают воздух под давлением от компрессора, например, по гибкому шлангу, на контакт электродов 4 с поверхностью ледяной пробки 2 для выравнивания концентрации раствора электролита во всем заполненном объеме скважины 1, то есть целесообразно дополнительно выполнять во всем заполненном объеме скважины 1 барботаж воздухом.Additionally, during the process of melting the ice of the ice plug 2, air under pressure is supplied from a compressor, for example, through a flexible hose, to the contact of the electrodes 4 with the surface of the ice plug 2 to equalize the concentration of the electrolyte solution in the entire filled volume of the well 1, that is, it is advisable to additionally perform well volume 1 air bubbling.
Воздух подают непосредственно в зону контакта электродов 4 со льдом ледяной пробки 2.Air is supplied directly to the contact area of the electrodes 4 with the ice of the ice plug 2.
Дальнейшая циркуляция воздуха и увлекаемого им раствора электролита осуществляется через отверстия 5 электродов 4, по направлениям, которые предварительно формируют с помощью изоляционных материалов.Further circulation of air and the electrolyte solution entrained by it is carried out through the holes 5 of the electrodes 4, in directions that are previously formed using insulating materials.
Дополнительно, при необходимости сохранить установившийся температурный режим, вмещающих скважину 1 многолетнемерзлых грунтов, рекомендуется контролировать температуру раствора электролита в процессе электролиза, установив в межэлектродное пространство датчик температуры. Пример конкретного осуществления способа.Additionally, if it is necessary to maintain the established temperature regime of permafrost soils containing well 1, it is recommended to control the temperature of the electrolyte solution during the electrolysis process by installing a temperature sensor in the interelectrode space. An example of a specific implementation of the method.
Был приготовлен водный раствор гидрокарбоната натрия (NaHCO3) с концентрацией 20 г/л. В скважину в виде стальной трубы 1 диаметром 57 мм (57×5) с ледяной пробкой 2 залили водный раствор гидрокарбоната натрия (NaHCO3) в объеме 180 мл. Взяли три стальных трубчатых электрода 4, диаметром 42, 20 и 8 мм. В электродах 4 диаметром 42 и 20 мм выполнили отверстиями 5 диаметром 4 мм, а нижний конец электрода 4 диаметром 8 мм заглушили и сформировали в виде конуса, чтобы процессе плавления льда пузырьки газов и воздуха не выходили на дневную поверхность через полое пространство трубчатого электрода 4 диаметром 8 мм. Электроды 4 установили коаксиально с использованием электроизоляции 6 в виде изоляционных колец 6. Изоляционные кольца на электродах 4 и электроизоляция шпильки выполнены из изоляционной ленты ПВХ. Трубчатые электроды 4 закрепили фиксирующей электроизоляционной шпилькой. Электроды 4 опустили на канате 8 в скважину 1 и погрузили водный раствор гидрокарбоната натрия (NaHCO3) до поверхности льда ледяной пробки 2. Электроды 4 диаметром 42 и 8 мм подсоединили к отрицательному полюсу 12В автомобильного аккумулятора, а электрод 4 диаметром 20 мм, расположенный в межэлектродном пространстве двух электродов 4 диаметром 42 и 8 мм, к положительному полюсу.An aqueous solution of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) with a concentration of 20 g/l was prepared. An aqueous solution of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) in a volume of 180 ml was poured into a well in the form of a steel pipe 1 with a diameter of 57 mm (57×5) with an ice plug 2. We took three steel tubular electrodes 4, with a diameter of 42, 20 and 8 mm. In electrodes 4 with a diameter of 42 and 20 mm, holes 5 with a diameter of 4 mm were made, and the lower end of the electrode 4 with a diameter of 8 mm was plugged and formed in the form of a cone so that during the melting of ice, gas and air bubbles did not escape to the day surface through the hollow space of a tubular electrode 4 in diameter 8 mm. The electrodes 4 are installed coaxially using electrical insulation 6 in the form of insulating rings 6. The insulating rings on the electrodes 4 and the electrical insulation of the stud are made of PVC insulating tape. Tubular electrodes 4 were secured with a fixing electrical insulating pin. Electrodes 4 were lowered on a rope 8 into well 1 and an aqueous solution of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) was immersed to the ice surface of ice plug 2. Electrodes 4 with a diameter of 42 and 8 mm were connected to the negative pole of a 12V car battery, and electrode 4 with a diameter of 20 mm, located in the interelectrode space of two electrodes 4 with a diameter of 42 and 8 mm, to the positive pole.
В результате электроды 4 диаметром 42, 20 и 8 мм подключены по схеме катод-анод-катод. В качестве питающей линии использовали медный провод ПВС 3×1,5.As a result, electrodes 4 with diameters of 42, 20 and 8 mm are connected according to the cathode-anode-cathode circuit. PVA 3×1.5 copper wire was used as the supply line.
От аккумулятора подали на три электрода 4 постоянное напряжение 12 вольт для протекания электролиза водного раствора гидрокарбоната натрия (NaHCO3), что визуально фиксировалось по всплывающим пузырькам газа.A constant voltage of 12 volts was supplied from the battery to three electrodes 4 to allow electrolysis of an aqueous solution of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), which was visually detected by floating gas bubbles.
В процессе электролиза три электрода 4 погружались внутрь стальной трубы 1 под действием собственного веса, за счет разрушения (плавления) кристаллической структуры льда ледяной пробки 2 в результате воздействия продуктов окислительно-восстановительных реакций, протекающих на поверхности трех электродов 4. Наиболее интенсивное плавление льда ледяной пробки 2 наблюдалось по площади соприкосновения с поверхностью электродов 4.During the electrolysis process, three electrodes 4 were immersed inside the steel pipe 1 under the influence of their own weight, due to the destruction (melting) of the crystalline structure of the ice of the ice plug 2 as a result of the influence of the products of redox reactions occurring on the surface of the three electrodes 4. The most intense melting of the ice of the ice plug 2 was observed by the area of contact with the surface of electrodes 4.
В процессе плавления льда ледяной пробки 2 выполнялся контроль величины напряжения и силы тока. В условиях эксперимента сила тока составляла 1-2 ампера при объеме водного раствора NaHCO3 около 180 мл. При существенном увеличении площади контакта трех электродов 4 с раствором электролита, за счет таяния льда ледяной пробки 2, сила тока повышалась до 3-4 ампер и электроды 4 начинали нагреваться, поэтому часть электролита вычерпывали. Если наблюдалось падение силы тока ниже 1 ампера, в результате постепенного разбавления водного раствора NaHCO3 талой водой от ледяной пробки 2, отработанный электролит вычерпывали и заливали его свежий раствор.During the process of melting the ice of ice plug 2, the voltage and current were monitored. Under the experimental conditions, the current was 1-2 amperes with a volume of an aqueous NaHCO 3 solution of about 180 ml. With a significant increase in the contact area of the three electrodes 4 with the electrolyte solution, due to the melting of the ice of the ice plug 2, the current increased to 3-4 amperes and the electrodes 4 began to heat up, so part of the electrolyte was scooped out. If there was a drop in current below 1 ampere, as a result of gradual dilution of the aqueous solution of NaHCO 3 with melt water from ice plug 2, the spent electrolyte was scooped out and its fresh solution was poured.
Динамика плавления льда ледяной пробки 2 в трубе 1 при постоянном напряжении 12 вольт и силе тока 1-2 ампера, представлена на фиг. 3.The dynamics of ice melting of ice plug 2 in pipe 1 at a constant voltage of 12 volts and a current of 1-2 amperes is shown in Fig. 3.
Всего было пройдено 19,7 см ледяной пробки за 129 минут. Средняя скорость плавления льда составила 9,2 см/час.A total of 19.7 cm of ice plug was passed in 129 minutes. The average ice melting rate was 9.2 cm/hour.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет:Thus, the claimed technical solution allows:
- плавить лед ледяной пробки 2 в скважинах при низком напряжении и силе постоянного тока, без нарушения теплового режима грунтов (плавить лед без растепления вмещающих скважину грунтов);- melt the ice of the ice plug 2 in the wells at low voltage and direct current, without disturbing the thermal regime of the soil (melt the ice without thawing the soils containing the well);
- использовать малогабаритные автономные источники энергии (автомобильный аккумулятор);- use small-sized autonomous energy sources (car battery);
- снизить энергоемкость работ по плавлению льда в скважине;- reduce the energy intensity of ice melting in the well;
- повысить безопасность работ на опасных производственных объектах.- increase the safety of work at hazardous production facilities.
Использование, например, в качестве источника питания аккумулятора, позволяет применять заявленное техническое решение на опасных промышленных объектах, нефтегазодобывающего комплекса, где предусмотрены жесткие требования в области промышленной безопасности.Using, for example, a battery as a power source allows the claimed technical solution to be used at hazardous industrial facilities, oil and gas production complexes, where strict requirements in the field of industrial safety are provided.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807310C1 true RU2807310C1 (en) | 2023-11-14 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU829944A1 (en) * | 1979-03-06 | 1981-05-15 | Ордена Трудового Красного Знамениинститут Горного Дела Им. A.A.Скочинского | Unch of formations |
| SU1739011A1 (en) * | 1989-10-12 | 1992-06-07 | Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности | Method for elimination of ice, hydrate and hydrate-paraffin plugs in borehole |
| RU2199650C2 (en) * | 2000-09-25 | 2003-02-27 | Медведский Родион Иванович | Process of elimination of paraffin, hydrate and ice plugs in operating wells |
| RU2204698C1 (en) * | 2001-11-19 | 2003-05-20 | Багров Александр Иванович | Method of elimination of hydrate and paraffin-hydrate plugs in wells and device for method embodiment |
| US20060081374A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-20 | Baker Hughes Incorporated | Process for downhole heating |
| US7044226B2 (en) * | 2002-05-07 | 2006-05-16 | Agr Subsea As | Method and a device for removing a hydrate plug |
| RU65569U1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-08-10 | Профсервис, Инк | DEVICE FOR CLEANING THE INTERIOR SURFACE OF OIL AND GAS WELLS PIPES FROM HYDRATE AND PARAFFIN DEPOSITS AND TRAMPS |
| RU2319725C1 (en) * | 2006-05-03 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Lightened salt solution for thawing gas wells |
| RU84452U1 (en) * | 2008-11-17 | 2009-07-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов" | DEVICE FOR CLEANING OIL WELLS |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU829944A1 (en) * | 1979-03-06 | 1981-05-15 | Ордена Трудового Красного Знамениинститут Горного Дела Им. A.A.Скочинского | Unch of formations |
| SU1739011A1 (en) * | 1989-10-12 | 1992-06-07 | Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности | Method for elimination of ice, hydrate and hydrate-paraffin plugs in borehole |
| RU2199650C2 (en) * | 2000-09-25 | 2003-02-27 | Медведский Родион Иванович | Process of elimination of paraffin, hydrate and ice plugs in operating wells |
| RU2204698C1 (en) * | 2001-11-19 | 2003-05-20 | Багров Александр Иванович | Method of elimination of hydrate and paraffin-hydrate plugs in wells and device for method embodiment |
| US7044226B2 (en) * | 2002-05-07 | 2006-05-16 | Agr Subsea As | Method and a device for removing a hydrate plug |
| US20060081374A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-20 | Baker Hughes Incorporated | Process for downhole heating |
| RU65569U1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-08-10 | Профсервис, Инк | DEVICE FOR CLEANING THE INTERIOR SURFACE OF OIL AND GAS WELLS PIPES FROM HYDRATE AND PARAFFIN DEPOSITS AND TRAMPS |
| RU2319725C1 (en) * | 2006-05-03 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" | Lightened salt solution for thawing gas wells |
| RU84452U1 (en) * | 2008-11-17 | 2009-07-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов" | DEVICE FOR CLEANING OIL WELLS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9598778B2 (en) | Treatment process for concrete | |
| US2217857A (en) | Process for the removal of mud sheaths | |
| US9222341B2 (en) | Method and apparatus for artificial lift using well fluid electrolysis | |
| AU2009223855B2 (en) | Methods and systems of treating a wellbore | |
| CN105624728B (en) | A kind of metal lithium electrolytic bath | |
| US3616354A (en) | Method for installing cathodic protection | |
| KR101381053B1 (en) | Treatment process for concrete | |
| NO20170674A1 (en) | A method and system for removing iron-containing casing from a well bore | |
| CA2959123A1 (en) | Electrochemical well pipe cutting instrument | |
| RU2807310C1 (en) | Method for liquidation of ice plugs in well | |
| RU2370625C1 (en) | Method of destruction of metal pipe section in well (versions) | |
| NO159944B (en) | LINEAR ANODE. | |
| NO317167B1 (en) | Electrochemical method and electrode | |
| CA2961992C (en) | Method for removing iron-containing casing from a well bore | |
| CN109322700B (en) | Electromigration device for preventing mine concrete well bore from being damaged by ion erosion | |
| Visyagin et al. | Multifactorial electrokinetic technology and electroosmotic model of irrigation of biogeocenoses | |
| EP0488995A2 (en) | Corrosion protection | |
| ElSafty et al. | CONCRETE REPAIR AND CATHODIC PROTECTION OF CORRODED REINFORCED CONCRETE STRUCTURE | |
| GB2541686A (en) | Method | |
| RU2215062C1 (en) | Method for cathode protection of electrical centrifugal well pump and apparatus for performing the same | |
| RU2596514C2 (en) | Method of cathode protection of impeller with blades of turbine of hydraulic unit from corrosion and cavitation destruction | |
| Tremolada et al. | Application in deep vertical groundbeds of linear flexible anodes | |
| JP2014020034A (en) | Block device for crack of well, and method for blocking the crack | |
| RU2230828C1 (en) | Method of cathodic protection of a well equipment and a device for its realization | |
| Bennett et al. | Testing Of Discrete Titanium Anodes For Cathodic Protection Of Reinforced Concrete |