RU76068U1

RU76068U1 - DEVICE FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE REAGENT PUMPING INTO A WELL

Info

Publication number: RU76068U1
Application number: RU2008108800/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Алексеевич Лебедев; Аркадий Анатольевич Боксерман; Альберт Фаридович Шагеев; Борис Яковлевич Маргулис; Максим Альбертович Шагеев; Олег Владимирович Лукьянов; Валерий Николаевич Хлебников; Геннадий Васильевич Романов
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2008-09-10

Abstract

Устройство может быть использовано при обработке призабойной зоны реагентом с целью интенсификации процесса комплексного воздействия на продуктивные пласты, насыщенные высоковязкой парафинистой нефтью. Устройство содержит: твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма выполненного в виде стакана в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который срабатывает под действием груза сброшенного сверху и располагается внутри корпуса запального механизма, причем корпус запального механизма имеет отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной подачи исходных компонентов, которые проходят через топливный контейнер и входят через настроенный обратный клапан тангенсально в реактор смешения сверху, который представляет собой цилиндрическую емкость в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта на конце которого имеется настроенный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты.The device can be used in the treatment of the bottom-hole zone with a reagent in order to intensify the process of complex effects on reservoirs saturated with high-viscosity paraffin oil. The device comprises: a solid fuel heater, comprising a fuel container with a grate bottom, having openings for discharging combustion products, an ignition mechanism housing made in the form of a glass in the bottom of which there is an opening for air flow for maintaining combustion, in which there is a valve pair and a check valve that is connected with a fuel container by means of a coupling, a cylinder filled with a flammable mixture, which is triggered by the action of a load dropped from above and is located inside the housing and the housing of the ignition mechanism has openings for two tubes to pass through it for separate supply of the initial components, which pass through the fuel container and enter tangentially into the mixing reactor from above, which is a cylindrical tank in the bottom of which there is an overflow tube the output of the obtained product at the end of which there is a tuned valve that is connected to the fuel container by means of a coupling.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к тепло-физико-химической обработке призабойной зоны пласта и может быть использована при обрабатывания призабойной зоны реагентом, получаемого жидкофазным окислением легких углеводородов в пластовых условиях, с целью интенсификации процесса комплексного воздействия на продуктивные пласты карбонатных коллекторов, насыщенных высоковязкой парафинистой нефтью.The utility model relates to the oil industry, in particular to the heat-physico-chemical treatment of the bottom-hole formation zone and can be used when treating the bottom-hole zone with a reagent obtained by liquid-phase oxidation of light hydrocarbons in the formation, in order to intensify the process of the complex effect on carbonate reservoirs, saturated with high viscosity paraffin oil.

Известна технология обработки призабойной зоны на основе жидкофазного окисления легких углеводородов в ластовых условиях (Б.М.Сучков «Добыча нефти из карбонатных коллекторов» Москва-Ижевск, 2005, с 283-284, 293-294), которая предназначена для интенсификации процесса комплексного воздействия на продуктивные пласты карбонатных коллекторов, насыщенных высоковязкой парафинистой нефтью. Окисление легких углеводородов С₃-С₁₂ так и их смесей, а также конденсата газоконденсатных месторождений, в пористой среде с участием инициаторов и катализаторов окисления приводит к образованию оксидата, представляющего собой смесь карбонатных кислот, кетонов, спиртов, эфиров с выделением значительного количества тепла, что обеспечивает комплексное воздействие на нефтесодержащий коллектор.A well-known technology for treatment of the bottom-hole zone based on liquid-phase oxidation of light hydrocarbons in fins conditions (B. M. Suchkov, “Oil production from carbonate reservoirs” Moscow-Izhevsk, 2005, p. 283-284, 293-294), which is designed to intensify the process of complex effects on productive strata of carbonate reservoirs saturated with high-viscosity paraffin oil. Oxidation of light hydrocarbons C ₃ -C ₁₂ and their mixtures, as well as condensate of gas condensate deposits, in a porous medium with the participation of initiators and oxidation catalysts leads to the formation of an oxidate, which is a mixture of carbonate acids, ketones, alcohols, esters with the release of a significant amount of heat, which provides a comprehensive effect on an oily reservoir.

При осуществлении процесса окисления легких углеводородов кислородом воздуха наиболее сложными с технологической точки зрения является операции, связанные с нагнетанием реагентом в пласт. Во избежание возможности образования взрывоопасных смесей в скважине при ОПЗ закачка реагентов производится последовательно. Однако When carrying out the process of oxidation of light hydrocarbons by atmospheric oxygen, the most complex from a technological point of view is the operations associated with the injection of the reagent into the reservoir. In order to avoid the possibility of the formation of explosive mixtures in the well during an SCR, the injection of reagents is carried out sequentially. However

оптимальной, с точки зрения химического воздействия при обеспечении необходимой безопасности, является одновременно - раздельная закачка легких углеводородов и воздуха с осуществлением интенсивного перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт. С этой целью разработана технология приготовления смеси воздуха с легкими углеводородами на основе использования инжектора, устанавливаемого в призабойной зоне скважины. Это устройство позволяет получать непосредственно в призабойной зоне мелкодисперсные смеси двух реагентов при их раздельной транспортировке к забою скважины.optimal from the point of view of chemical exposure while ensuring the necessary safety, is at the same time - separate injection of light hydrocarbons and air with the implementation of intensive mixing at the bottom of the well when entering the reservoir. To this end, a technology has been developed for preparing a mixture of air with light hydrocarbons based on the use of an injector installed in the bottomhole zone of the well. This device allows to obtain finely dispersed mixtures of two reagents directly in the bottomhole zone during their separate transportation to the bottom of the well.

Однако известное устройство имеет недостаток: низкий выход получаемого продукта.However, the known device has the disadvantage of a low yield.

Задачей настоящей полезной модели является создание устройства, позволяющего производить одновременно- раздельную закачку легких углеводородов и воздуха, с высоким выходом продуктов реакции и осуществлением перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт.The objective of this utility model is to create a device that allows simultaneous and separate injection of light hydrocarbons and air, with a high yield of reaction products and mixing at the bottom of the well when it enters the formation.

Поставленная задача решается так, что устройство для одновременно- раздельной закачки реагентов в скважину включающая, две трубки для раздельной подачи исходных компонентов в смеситель, дополнительно содержит твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма выполненного в виде стакана в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который срабатывает под действием груза сброшенного сверху и располагается внутри корпуса запального механизма, причем корпус запального механизма имеет отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной подачи исходных компонентов, которые проходят через топливный контейнер и The problem is solved in such a way that the device for simultaneously and separately injecting reagents into the well, comprising two tubes for separately supplying the initial components to the mixer, further comprises a solid fuel heater containing a fuel container with a grate bottom, having openings for outputting combustion products, the housing of the ignition mechanism made in the form of a glass in the bottom of which there is an opening for air flow to maintain combustion, in which there is a valve pair and a check valve that connects is connected to the fuel container by means of a coupling, a cylinder filled with a flammable mixture, which is triggered by the load dropped from above and is located inside the housing of the ignition mechanism, the housing of the ignition mechanism having openings for two tubes to pass through it for separate supply of the initial components that pass through the fuel container and

входят через настроенный обратный клапан тангенсально в реактор смешения сверху, который представляет собой цилиндрическую емкость в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта на конце которого имеется настроенный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты.enter through the tuned check valve tangentially into the mixing reactor from above, which is a cylindrical tank at the bottom of which there is an overflow pipe for outputting the product obtained at the end of which there is a tuned valve that is connected to the fuel container via a sleeve.

Установка содержит (см. фиг 1.) твердотопливный нагреватель 1 содержащий топливный контейнер 3 с отверстиями для вывода продуктов сгорания (см. фиг 3.) и решетчатым дном 19, с трубкой змеевиком 11 и трубкой 12 расположенными внутри, корпус запального механизма 2 выполненный в виде стакана в днище которого имеется канал (А) для подачи запальной жидкости и воздуха в топливный контейнер 3 для поддержания горения, клапан 9, служит для предотвращения возможного распространение обратной ударной волны по колоне НКТ 20 при резком повышении давления в момент воспламенения и защищает запальный механизм от попадания продуктов горения из топливного контейнера 3, также в корпусе выполнены каналы (Б) и (В) (см. фиг 2. - вид сверху) для подвода углеводородного сырья и воздуха в реактор смешения 4, клапанная пара 10 которая служит для предотвращения возможного обратного хода углеводородного сырья и воздуха, реактор смешения 4 представляющий собой цилиндрическую емкость, в внутри которой установлены трубки 15, 16 с тангенсальным выводом и переливная трубка 13, на выходе которой установлен отрегулированный на определенное давление клапан 7, на входе (Г) углеводородного сырья в реактор стоит так же отрегулированный на определенное давление клапан 6. А также установка содержит соединительные муфты 5, 8, трубопроводной обвязки 14 закрепленная клямсами к НКТ 20 и присоединенная к запальному механизму 2. Внутри запального механизма 2 расположен баллон 17 с воспламеняющей смесью. Для ввода нагревателя в действие, в колону НКТ с верху сбрасывается груз 18, в The installation contains (see Fig. 1.) a solid fuel heater 1 containing a fuel container 3 with holes for outputting combustion products (see Fig. 3.) and a trellised bottom 19, with a pipe coil 11 and a pipe 12 located inside, the housing of the ignition mechanism 2 made in in the form of a cup in the bottom of which there is a channel (A) for supplying ignition fluid and air to the fuel container 3 to maintain combustion, valve 9 serves to prevent the possible propagation of the backward shock wave along the tubing string 20 with a sharp increase in pressure at the moment ignition and protects the ignition mechanism from ingress of combustion products from the fuel container 3, also channels (B) and (C) are made in the body (see Fig. 2 - top view) for supplying hydrocarbon feed and air to the mixing reactor 4, valve pair 10 which serves to prevent a possible return stroke of hydrocarbon feedstocks and air, the mixing reactor 4, which is a cylindrical tank, inside which tubes 15, 16 with a tangential outlet and an overflow tube 13 are installed, at the outlet of which a regulated and a certain pressure is valve 7, at the inlet (G) of the hydrocarbon feedstock to the reactor, there is also a valve 6. Inside the ignition mechanism 2 is located a cylinder 17 with a flammable mixture. To put the heater into operation, load 18 is dumped from the top to the tubing string

качестве груза может быть использован любой предмет массой от 0,5 кг до 1 кг и размером который позволяют свободно двигаться внутри колоны НКТ и своим весом и формой способен разбить баллон 17.As the cargo, any object weighing from 0.5 kg to 1 kg and having a size that allows it to move freely inside the tubing string and using its weight and shape can break the cylinder 17 can be used.

В исходном положении рабочий объем контейнера 3 заполнен твердым топливом. Внутри запального механизма расположен баллон 17 с воспламеняющей смесью. Груз 18 установлен в патрубке лубрикатора с задвижкой на устье скважины.In the initial position, the working volume of the container 3 is filled with solid fuel. Inside the ignition mechanism is a cylinder 17 with a flammable mixture. The load 18 is installed in the nozzle of the lubricator with a valve at the wellhead.

Установка работает следующим образом. В НКТ 20 подают воздух, который через клапан 9 и канал (А) в корпусе 2 попадает в контейнер 3. По трубопроводу 14 канал (Б) прокачивают углеводородное сырье, для того чтобы заполнить змеевик 11. Клапан 6 не позволяет проникнуть углеводородное сырье раньше времени в реактор 4.Installation works as follows. Air is supplied to the tubing 20, which flows through valve 9 and channel (A) in housing 2 into container 3. Hydrocarbon feed is pumped through pipe 14 to channel (B) to fill coil 11. Valve 6 prevents hydrocarbon feed from penetrating ahead of time into the reactor 4.

Для воспламенения твердого топлива в контейнере 3 открывают задвижку лубрикатора и сбрасывают груз 18. Под действием груза 18 баллон 17 разрушается. Воспламеняющая смесь поступает в рабочую полость контейнера 3 и инициирует горение твердого топлива. В случае резкого повышения давления в момент воспламенения, клапан 9 перекрывают отверстия в корпусе механизма 2, предотвращая возможное распространение ударной волны по колоне НКТ, а продукты сгорания выходят через отверстия (Д) в топливном контейнере.To ignite the solid fuel in the container 3, open the valve of the lubricator and dump the load 18. Under the influence of the load 18, the cylinder 17 is destroyed. The igniting mixture enters the working cavity of the container 3 and initiates the combustion of solid fuel. In the case of a sharp increase in pressure at the time of ignition, valve 9 block the openings in the case of mechanism 2, preventing the possible propagation of a shock wave along the tubing string, and the combustion products exit through openings (D) in the fuel container.

Для поддержания горения в контейнере 3 продолжается подача воздуха через канал (А).To maintain combustion in the container 3, the air supply continues through the channel (A).

После инициирования горения, через определенное время начинают одновременно прокачивать углеводородное сырье и воздух по трубопроводам 14. Углеводородное сырье проходит по каналу (Б), а воздух по каналу (В). Проходя через змеевик 11 углеводородное сырье, нагревается до режимной температуры и тангенсально входит по трубке 15 в реактор смешения. Одновременно с этим в реактор смешения входит и воздух по трубке 16. Благодаря тому, что углеводородное сырье подается в нагретом состоянии и в реакторе смешения создано высокое давление, After the initiation of combustion, after a certain time, hydrocarbon feed and air begin to be pumped simultaneously through pipelines 14. Hydrocarbon feed passes through channel (B), and air passes through channel (C). Passing through the coil 11 hydrocarbon feedstock, is heated to the operating temperature and tangentially enters through the tube 15 into the mixing reactor. At the same time, air enters the mixing reactor through the tube 16. Due to the fact that the hydrocarbon feed is supplied in a heated state and high pressure is created in the mixing reactor,

реакция окисление проходит с высокой скоростью. Продукт реакции накапливается в реакторе смешения до уровня переливной трубки 13, и переливается выходя через клапан 7 канал (Г).The oxidation reaction proceeds at a high rate. The reaction product accumulates in the mixing reactor to the level of the overflow pipe 13, and overflows leaving channel 7 through the valve 7.

Затрубное пространство изолировано от призабойной зоны пакером, установленным на уровне кровли пласта.The annulus is isolated from the bottom-hole zone by a packer installed at the level of the formation roof.

Заявленное устройство надежно в эксплуатации, позволяет при использование получить продукт с высоким выходом с одновременным использованием его для интенсивного и комплексного воздействия на пласт.The claimed device is reliable in operation, allows using a product with a high yield while using it for intensive and complex impact on the formation.

Claims

A device for simultaneously and separately injecting a reagent into a well, including two tubes for separately supplying the starting components and a mixer, characterized in that the device comprises a solid fuel heater containing a fuel container with a grate bottom having openings for outputting combustion products, an ignition mechanism housing made in the form of a glass, in the bottom of which there is an opening for air flow to maintain combustion, in which there is a valve pair and a check valve that is connected to the fuel circuit by means of a clutch, a cylinder filled with a flammable mixture, which is activated by the load dropped from above, and is located inside the housing of the ignition mechanism, the housing of the ignition mechanism having openings for two tubes to pass through it for separate supply of the initial components that pass through the fuel container and enter through a tuned check valve tangentially into the mixing reactor from above, which is a cylindrical tank, in the bottom of which there is an overflow pipe a tank for outputting the obtained product, at the end of which there is a tuned valve, which is connected to the fuel container by means of a coupling.