RU49893U1 - Дозатор реагента для скважин с низким газовым фактором - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к скважинным дозаторам реагента, и может быть использована при внутрискважинной обработке нефти. Дозатор реагента, подвешенный к штанговому насосу, предназначен для объемного дозирования ингибиторов парафиноотложения, коррозии и деэмульгаторов из контейнерных труб, в скважинах с низким газовым фактором и может быть использован в дозировочных установках, приводящихся в действие за счет изменения длины насосно-компрессорных труб (НКТ).

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к скважинным дозаторам реагента, и может быть использована при внутрискважинной обработке нефти. Дозатор реагента, подвешенный к штанговому насосу, предназначен для объемного дозирования ингибиторов парафиноотложения, коррозии и деэмульгаторов из контейнерных труб, в скважинах с низким газовым фактором и может быть использован в дозировочных установках, приводящихся в действие за счет изменения длины насосно-компрессорных труб (НКТ).

Известно устройство для дозирования подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, приводимое в действие за счет циклического удлинения и укорачивания НКТ (патент РФ №1055859, кл. Е 21 В 43/00, публ. 23.11.1983 г.), а также глубинно-насосная установка для добычи и внутрискважинной обработки нефти (патент РФ №966229, кл. Е 21 В 43/00, публ. 15.10.1982 г.). Недостатком данных устройств является

сложность конструкции и большая вероятность отказа в работе дозирующего устройства при попадании мусора из скважины.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки (патент РФ №45455, кл. Е 21 В 43/00, опубл. 10.05. 2005 г.), включающее размещенный под насосом и жестко связанный с ним контейнер для реагента и дозатор, состоящий из полого цилиндра, нижняя торцевая часть которого подвижно соединена со средством его фиксации в скважине, а верхняя жестко связана с контейнером корпуса, при этом система корпус-контейнер имеет возможность возвратно-поступательного движения при изменении длины НКТ, а дозирующее устройство в виде штока с боковыми канавками, выполненными в верхней его части, жестко крепится к устройству, фиксирующему конструкцию дозатора в скважине. Реагент из контейнера попадает в объем, наполненный скважинной жидкостью и газом через канавки на штоке в момент, когда плунжер штангового насоса перемещается вверх при укорачивании колонны НКТ. Далее, смесь реагента и скважинной жидкости, насыщенная газом, через осевые и радиальные отверстия в корпусе фиксатора попадает в добываемую жидкость.

Недостатком данного устройства является то, что при эксплуатации данного устройства на скважинах с низким газовым фактором, не происходит вытеснения смеси реагента и скважинной жидкости в затрубное пространство из-за отсутствия газа.

Целью создания данной полезной является получение устройства для объемного дозирования, гарантирующего попадание жидкого реагента в добываемую жидкость при добыче нефти из скважин с низким газовым фактором с помощью штанговых глубинных насосов.

Указанная цель достигается благодаря тому, что при удлинении НКТ, нижний торец подвижного вала дозатора создает дополнительное давление,

воздействуя через слой водонефтяной смеси, находящейся в полости дозатора, на смесь скважинной жидкости и реагента, и при низком или отсутствующем газовом факторе, обеспечивает обязательное поступление этой смеси в поток добываемой жидкости в затрубное пространство через радиальные боковые отверстия во втулке и корпусе дозатора.

Дозатор реагента для скважин с низким газовым фактором состоит из стационарной и подвижной части (Фиг.1). Стационарная часть устройства включает цилиндрический корпус 1 со ступенчатым внутренним каналом с диаметрами D_макс., D_ср. и D_мин, при этом внутри нижней половины канала, имеющего диаметр D_макс, снизу концентрично запрессована втулка 2 с верхней поперечной перегородкой, имеющей центральное отверстие. Втулка 2 установлена так, что верхним торцем упирается в ступеньку, образованную переходом на внутренний диаметр D_cp корпуса 1. С нижнего торца втулка 2 поджата переводником 3 контейнера для реагента путем соединения внутренней резьбы корпуса 1 и наружной резьбы переводника 3. С нижнего торца переводника 3, имеющего вид втулки с крышкой с центральным отверстием, к его внутренней резьбе крепится верхняя контейнерная труба НКТ 4, при этом крышка и стенки переводника 3 выполняют функцию верхней части контейнера для реагента. Нижняя часть контейнера для реагента представляет собой заглушку, соединенную с трубой НКТ 4 резьбовым соединением.

Подвижная часть дозатора реагента для скважин с низким газовым фактором включает вал 5, втулку 6 и плунжер 7. Снаружи вал 5 имеет вид одноступенчатого цилиндра, причем большая часть вала имеет диаметр, равный D_мин внутреннего диаметра корпуса 1, а остальная часть - диаметр, равный D_cp. внутреннего диаметра корпуса 1. С целью облегчения подвижной части дозатора и для увеличения заполнения его водонефтяной смесью, на нижней наружной поверхности вала 5 по длине диаметра D_cp, прорезаны продольно несколько пазов (Фиг.2). С обоих торцев вала 5

расположены центральные несквозные отверстия примерно одинакового диаметра, верхнее из которых выполнено с целью облегчения и упрочнения конструкции, а через нижнее осуществляется крепление вала 5 с плунжером 7, имеющим форму штока с поперечными канавками 8 на нижней боковой поверхности, а его верхняя часть имеет вид шляпки с диаметром, немного меньшим диаметра нижнего несквозного отверстия вала 5. Шляпка плунжера 7 свободно устанавливается в нижнее внутреннее несквозное отверстие вала 5, и фиксируется там втулкой 6, которая жестко крепится резьбовым соединением в несквозное отверстие нижнего торца вала 5, поджимая шляпку плунжера 7, ограничивая при этом его осевое перемещение относительно вала 5. Плунжер 7 свободно, с зазором около 2 мм на сторону, проходит сквозь перегородку втулки 2, и далее через калибровочную вставку 9, концентрично установленную в центральном отверстии крышки переводника 3, и закрепленную в ней резьбовым соединением.

Дозатор реагента для скважин с низким газовым фактором фиксируется в скважине посредством пружин 10, выполненных в виде пяти узких пластин, расположенных диаметрально вдоль корпуса дозатора и закрепленных в верхней и нижней части по диаметру кольцами 11, зафиксированных в свою очередь винтами 12 по периметру колец так, что под ними между концами пластин пружины 11 и фиксирующими кольца винтами 12 имеется зазор, позволяющий пластинам пружины удлиняться до упора в винты 12 под воздействием усилий сжатия при установке дозатора в скважину. Поверхностью контакта подвижной и стационарной частей дозатора является внутренняя поверхность корпуса 1 дозатора и наружная поверхность вала 5.

Верхним ограничителем движения подвижной части дозатора, включающей вал 5, втулку 6 и плунжер 7, является уступ внутри корпуса 1, образованный переходом со среднего D_cp. на минимальный внутренний диаметр D_мин корпуса 1. Нижним крайним положением подвижной части

устройства является верхний торец корпуса 1. Для выхода смеси скважинной жидкости и реагента из дозатора, в боковых стенках втулки 2 и корпуса 1 имеются радиальные отверстия 13 и 14.

Дозатор реагента для скважин с низким газовым фактором работает следующим образом. При спуске в скважину, корпус 1 скважинного дозатора усилием пяти пластин пружины 11 прижимается к внутренней поверхности обсадной трубы скважины, фиксируя устройство на заданной глубине обсадной колонны. Контейнер реагента соединяется с корпусом дозатора через внутренне резьбовое соединение переводника 3 и затем контейнер заполняется реагентом посредством насоса через шланг, введенный в контейнер через отверстие в крышке переводника 3. При работе ШГН, колонна НКТ циклически удлиняется, придавая валу 5 и плунжеру 7 скважинного дозатора возвратно-поступательные движения относительно неподвижных частей устройства.

При движении поршня ШГН вниз, колонна НКТ удлиняется за счет веса столба жидкости, вал 5 посредством муфты 15 направляется вниз, при этом нижняя часть плунжера 7 с канавками 8, заполненными скважинной жидкостью, например, соленой водой, опускается ниже калибровочной вставки 9 и попадает в верхнюю часть контейнера с реагентом. Захваченная скважинная жидкость из канавок 8 попадает в контейнер с реагентом, вытесняется им, и постепенно, как жидкость, обладающая большей плотностью, оседает (перемещается) ниже находящегося в контейнере реагента, обеспечивая постоянный уровень жидкости в контейнере. При движении поршня ШГН вверх, колонна НКТ укорачивается, при этом вал 5 посредством муфты 15 направляет вверх выше калибровочной вставки 9 подвижную часть дозатора, включающую плунжер 7 с канавками 8, заполненными реагентом, и реагент, находящийся в канавках 8, попадает в объем, заполненный скважинной жидкостью (например, соленой водой).

Регулирование объема реагента, переносимого за один цикл движения плунжера 7, определяется объемом и количеством канавок 8.

Вал 5, двигаясь вниз, оказывает давление на объем водонефтяной смеси, находящейся между его нижним торцем и перегородкой втулки 2, которая в свою очередь, через зазор между перегородкой втулки 2 штоком плунжера 7 и, вытесняет излишки смеси скважинной жидкости и реагента в затрубное пространство через радиальные отверстия 13 и 14 в поток добываемой жидкости.

Применение данного устройства позволяет увеличить межремонтный период работы скважин, повысить эффективность внутрискважинной обработки нефти химреагентами с целью предотвращения коррозии, отложений солей и АСПО. Устройство позволяет обеспечить длительную работу оборудования скважины в заданном режиме, требуемую величину доз и экономное расходование реагента.

Claims (5)

1. Дозатор реагента для скважин с низким газовым фактором, подвешенный к штанговому насосу станка-качалки и приводимый в действие за счет изменения длины насосно-компессорных труб (НКТ), включающий корпус дозатора, состоящий из подвижной и стационарной частей, при этом подвижная часть дозатора содержит плунжер в виде штока с поперечными дозирующими канавками на его нижней боковой поверхности, определяющими объем переносимого реагента в скважинную жидкость (например, соленую воду), а стационарная часть включает полый цилиндрический корпус со ступенчатым внутренним каналом, втулку и переводник, соединенный с контейнером для реагента отличающийся тем, что контейнер с реагентом расположен ниже корпуса дозатора, а стационарная часть дозатора включает корпус с внутренним двухступенчатым каналом, втулку с центральным отверстием для свободного прохождения через него штока плунжера и боковыми отверстиями для перетекания смеси реагента и скважинной жидкости в добываемую жидкость, а также переводник в виде цилиндра с крышкой, выполняющий функцию верхней части контейнера для реагента, при этом подвижная часть устройства дополнительно к штоку включает вал, выполняющий функцию поршня, оказывающего давление на водонефтяную смесь, находящуюся в полости дозатора между нижним торцем вала и перегородкой втулки, имеющий два центральных несквозных отверстия, причем в нижнее свободно крепится верхний конец плунжера посредством закрепленной в валу резьбовым соединением втулки, а верхнее несквозное отверстие выполнено с целью увеличения жесткости и облегчения конструкции дозатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний конец вала, передающего штоку дозатора возвратно-поступательные движения при изменении длины НКТ, крепится наружным резьбовым соединением с нижним концом фильтра ШГН (штангового глубинного насоса) посредством муфты.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ограничителем перемещения подвижной части устройства при движении вниз является верхний торец корпуса дозатора, а при движении вверх - уступ перехода внутреннего канала корпуса дозатора со среднего на минимальный диаметр.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в крышке переводника установлена калибровочная втулка, центрирующая движение плунжера, и одновременно препятствующая самопроизвольному попаданию реагента в объем, заполненный скважинной жидкостью.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве устройства для фиксации корпуса дозатора в скважине используется пружина в виде гибких пластин, расположенных диаметрально вдоль корпуса дозатора, концы которых прижаты к корпусу дозатора, с возможностью осевого перемещения при сжатии, двумя поперечными кольцами, закрепленными винтами к корпусу дозатора, при этом винты выполняют функцию ограничителей осевого удлинения пластин пружины.