RU56945U1

RU56945U1 - DEVICE FOR PREVENTING SOLID DEPOSITS IN A WELL

Info

Publication number: RU56945U1
Application number: RU2006105393/22U
Authority: RU
Inventors: Антон Иванович Подъяпольский; Аркадий Рувимович Эпштейн; Дмитрий Сергеевич Худяков; Радик Ринатович Ямлихин
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов"
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в условиях отложений асфальтенов, парафинов, гидратов и коррозии. Установка погружного центробежного насоса отличается тем, что в скважину на глубину начала асфальтопарафиновых отложений, дополнительно, опускают на геофизическом кабеле электрод, оснащенный центратором, с диэлектрическими свойствами, обеспечивающими электрическую изоляцию электрода от колонны НКТ, и сальниковым устройством,, обеспечивающим электрическую изоляцию штанговой колонны от устьевого оборудования, в верхней (наземной) части, центральная жила геофизического кабеля подключается к «положительному» полюсу источнику питания постоянного тока размещаемого на земной поверхности, «отрицательный» полюс подключается к устью скважины.The utility model relates to the oil industry and can be used to intensify oil production by rodless pumps in the conditions of deposits of asphaltenes, paraffins, hydrates and corrosion. The installation of a submersible centrifugal pump is characterized in that an electrode equipped with a centralizer, with dielectric properties providing electrical isolation of the electrode from the tubing string, and with an stuffing box, providing electrical isolation of the rod string from the tubing string, are lowered into the well to the depth of the beginning of the asphalt-paraffin deposits; wellhead equipment, in the upper (ground) part, the central core of the geophysical cable is connected to the “positive” pole power source DC placed on the earth's surface, the "negative" pole is connected to the wellhead.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в условиях отложений асфальтенов, парафинов и гидратов.The utility model relates to the oil industry and can be used to intensify oil production by rodless pumps in the conditions of deposits of asphaltenes, paraffins and hydrates.

Известен скважинный насос представляющий собой вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами; спускаемыми в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и насосных штанг (1). Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И.Бухаленко 2-е изд., переработанное и дополненное М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил. - аналог.A well-known downhole pump is a vertical single-acting structure with a fixed cylinder, a movable metal plunger and ball valves; lowered into the well on a string of tubing and sucker rods (1). Oilfield Equipment: Handbook / Ed. EI Bukhalenko 2nd ed., Revised and supplemented by M .: Nedra, 1990. - 559 pp., Ill. - analogue.

Недостатком скважинного насоса является применимость только в малодебитных скважинах и необходимость использования сложного металлоемкого наземного оборудования (станок-качалка), а также, его ограниченная применимость при отложениях парафина, солей и гидратов, большом газовом факторе характерных при добыче обводненной нефти.The disadvantage of a well pump is its applicability only in low-production wells and the need to use complex metal-intensive ground equipment (rocking machine), as well as its limited applicability for deposits of paraffin, salts and hydrates, a large gas factor characteristic of the production of flooded oil.

Целью изобретения является повышение эффективности лифтирования в сложных геолого-технических условиях; искривленных скважинах и при интенсивном асфальтопарафиногидратоотложении. Наиболее близким The aim of the invention is to increase the efficiency of lifting in difficult geological and technical conditions; deviated wells and with intensive asphalt paraffin hydrate deposition. Closest

техническим решением является установка погружного центробежного насоса, в которую входит; погружной электронасосный агрегат, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемые в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах, оборудование устья; станцию управления и трансформатор, которые устанавливаются на расстоянии 20-30 м от устья скважины (2). Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И.Бухаленко 2-е изд., переработанное и дополненное - М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил, - прототип.the technical solution is the installation of a submersible centrifugal pump, which includes; submersible electric pump unit, which combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well by lifting tubing, wellhead equipment; a control station and a transformer, which are installed at a distance of 20-30 m from the wellhead (2). Oilfield Equipment: Handbook / Ed. EI Bukhalenko 2nd ed., Revised and supplemented - M .: Nedra, 1990. - 559 p.: Silt, - prototype.

Однако недостатком устройства является сниженная производительность при осложненных геологических условиях при повышенной вязкости, значительном газовом факторе, значительных отложениях солей, асфальтопарафинов и гидратов в интервале глубин вечно мерзлых пород (50-400 м).However, the disadvantage of this device is the reduced productivity under complicated geological conditions with increased viscosity, significant gas factor, significant deposits of salts, asphalt paraffins and hydrates in the depth range of permafrost (50-400 m).

Цель достигается тем, что в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), дополнительно на геофизическом кабеле спускают электрод, оснащенный диэлектрическими центраторами, обеспечивающими электрическую изоляцию электрода от колонны НКТ и сальниковым устройством, обеспечивающим герметизацию колонны. В верхней (наземной) части геофизический кабель подключается к «положительному» полюсу источнику питания постоянного тока, «отрицательный» полюс которого подключается к устью скважины.The goal is achieved by the fact that an electrode equipped with dielectric centralizers, providing electrical isolation of the electrode from the tubing string and an stuffing box, providing sealing of the string, is lowered into the column of tubing (tubing), additionally on a geophysical cable. In the upper (ground) part, the geophysical cable is connected to the “positive” pole with a DC power source, the “negative” pole of which is connected to the wellhead.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволит на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ. В верхней части колонны подъемных труб под действием электрического поля вода, эмульгированная в нефти и содержащая растворы солей разлагается на молекулы водорода Н₂ из атомов Н на катоде и молекулы кислорода О₂ на аноде из молекул гидроксильной группы ОН. Образующие газы, обладая хорошей проникающей и разрушающей способностью в жидкой щелочной среде, обеспечивают на поверхности загрязненных поверхностей труб НКТ и насосных штанг очищающее воздействие. Микропузырьки газов, образующиеся на поверхности колонны насосных штаги НКТ, нарушают сцепление частиц парафина, солей, продуктов коррозии, песка и других механических отложений, облегчая их отрыв от металлических поверхностей глубинно насосного оборудования и восходящим потоком лифтируемой жидкости отложения выносятся на устье скважины. Как известно, частицы асфальтенов заряжены и поэтому могут связываться со смоляными или мальтовыми компонентами нефти путем электростатического, полярного и дисперсного взаимодействия и поэтому легко адсорбируются на поверхности НКТ. Использование электростатического поля противоположной полярности позволит снизить адгезию продуктов отложения на поверхности глубиннонасосного оборудования. Кроме очищающего воздействия, на поверхности труб образуются вещества, способствующие возникновению на на металле защитной пленки (пассивирующего агента). Таковым для стали являются сильные окислители, например, хорошим пассивирующим агентом Thus, the proposed design will allow the electrode to obtain the potential difference relative to the tubing string. Under the influence of an electric field, water emulsified in oil and containing salt solutions decomposes into hydrogen molecules H ₂ from H atoms on the cathode and O ₂ oxygen molecules on the anode from OH hydroxyl molecules in the upper part of the lifting pipe string. Generating gases, having good penetrating and destructive properties in a liquid alkaline medium, provide a cleaning effect on the surface of contaminated surfaces of tubing pipes and sucker rods. Microbubbles of gases formed on the surface of the tubing string of the tubing pump head violate the adhesion of particles of paraffin, salts, corrosion products, sand and other mechanical deposits, facilitating their separation from the metal surfaces of the downhole pumping equipment and deposits are carried upstream of the lifted fluid to the wellhead. As is known, asphaltene particles are charged and therefore can bind to the tar or malt components of oil through electrostatic, polar and dispersed interactions and are therefore easily adsorbed on the surface of the tubing. The use of an electrostatic field of opposite polarity will reduce the adhesion of deposition products on the surface of the deep pump equipment. In addition to the cleaning effect, substances are formed on the pipe surface that contribute to the appearance of a protective film (passivating agent) on the metal. These are strong oxidizing agents for steel, for example, a good passivating agent.

служат ионы ОН. Вследствие образования на поверхности металла тончайшего поверхностного слоя окиси (Fе₃O₄-магнетит), создаются условия препятствующие дальнейшему окислению. Существование таких «оксидных пленок» доказано различными методами; поляризацией отраженного света, рентгенографическим путем и др. Одновременно, при подборе соответствующего режима, отмечено термическое воздействие характерное для работы ионно-плазменного генератора в электропроводящей жидкости, снижающее накопление гидратных отложений в интервале глубин вечномерзлых пород.OH ions serve. Due to the formation of the thinnest surface layer of oxide (Fe ₃ O ₄ magnetite) on the metal surface, conditions are created that impede further oxidation. The existence of such "oxide films" is proved by various methods; polarization of reflected light, X-ray diffraction, etc. At the same time, when selecting the appropriate regime, a thermal effect was noted that is characteristic of the operation of an ion-plasma generator in an electrically conductive liquid, which reduces the accumulation of hydrated deposits in the depth range of permafrost.

На фиг. схематически изображено заявляемое устройство.In FIG. The inventive device is schematically depicted.

Установка погружного центробежного насоса состоит из погружного центробежного насоса и двигателя 1 (электродвигатель с гидрозащитой), геофизического кабеля в сборе 2, спускаемого в скважину в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 3, наземного электрооборудования трансформаторной комплексной подстанции 4, кабеля 5, обеспечивающего подвод энергии к электродвигателю, который крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 6, входящими в состав насоса. Во фланце 7 устьевой арматуры через сальниковое уплотнительное устройство 8 спущен геофизический кабель 2 с электродом 9, и изолятором 10, обеспечивающими электрическую изоляцию электрода 9 и являющегося (анодом), от колонны труб НКТ-3 и электрически соединенного с «положительным» полюсом блока питания 11, размещенным на земной Installation of a submersible centrifugal pump consists of a submersible centrifugal pump and motor 1 (hydroprotected electric motor), a geophysical cable assembly 2, lowered into the well in the tubing string 3, ground-based electrical equipment of the transformer complex substation 4, cable 5, which supplies energy to the electric motor, which is attached to the hydroprotection, the pump and tubing pipes with metal belts 6 included in the pump. A geophysical cable 2 with an electrode 9 and an insulator 10, which provides electrical isolation of the electrode 9 and which is (anode), from the pipe string NKT-3 and electrically connected to the “positive” pole of the power supply 11, is lowered in the flange 7 of the wellhead fittings through the gland packing device 8 placed on earth

поверхности, отрицательный полюс блока питания подключен к фланцу 7 устьевой арматуры скважины.surface, the negative pole of the power supply is connected to the flange 7 of the wellhead reinforcement.

Устройство работает следующим образом. Выше погружного центробежного насоса под действием электрического поля вода, эмульгированная в нефти и содержащая растворы солей, вследствие вторичных электрических реакций разлагается на молекулы водорода Н₂ из атомов Н на катоде и молекулы кислорода О₂ из радикалов ОН на аноде и создаются условия разгазирования воды, с образованием газовой фазы, препятствующие отложению асфальтопарафиновых отложений, солей и гидратов на поверхности колонн и образованию высокодисперсной газожидкостной смеси пониженной плотности. На электроде 5, будут происходить реакции окисления и коррозия будет происходить именно на этом электроде, обеспечивая также эффект катодной защиты подземного оборудования.The device operates as follows. Above a submersible centrifugal pump, under the influence of an electric field, water emulsified in oil and containing salt solutions decomposes as a result of secondary electrical reactions into hydrogen molecules H ₂ from H atoms at the cathode and oxygen molecules O ₂ from OH radicals at the anode and conditions for water degassing are created, with the formation of a gas phase that prevents the deposition of asphalt-paraffin deposits, salts and hydrates on the surface of the columns and the formation of a highly dispersed gas-liquid mixture of reduced density. At electrode 5, oxidation reactions will occur and corrosion will occur at this electrode, providing also the effect of cathodic protection of underground equipment.

Источники информации:Information sources:

1. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И.Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил, стр.53-58.1. Oilfield equipment: Handbook. / Ed. E.I. Bukhalenko. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Nedra, 1990 .-- 559 p .: silt, p. 53-58.

2. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И.Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил, с.-113-137.2. Oilfield equipment: Handbook. / Ed. E.I. Bukhalenko. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Nedra, 1990 .-- 559 p.: Silt, p. 113-137.

Claims

A device for the prevention of solid deposits in the well, consisting of a submersible pump unit combining an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, with the possibility of descent into the well on a lift tubing, wellhead equipment, a control station and a transformer, characterized in that in addition to the depth of the beginning of hydrated and asphalt-paraffin deposits, an electrode equipped with dielectric centralizer is lowered and fixed on the geophysical cable to the well, ensuring conductive electrical isolation from the wellhead, the upper (land) part, the central conductor logging cable is connected to the "positive" pole of the DC power source located at the surface, "negative" pole is able to connect to the wellhead.