RU80190U1

RU80190U1 - CORROSION SUBMERSIBLE PUMP UNIT PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: RU80190U1
Application number: RU2008128780/22U
Authority: RU
Inventors: Аскар Рифкатович Мавзютов; Аркадий Рувимович Эпштейн
Original assignee: Аскар Рифкатович Мавзютов; Аркадий Рувимович Эпштейн
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2009-01-27

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности в частности к добыче нефти из скважин в осложненных геолого - технических условиях. Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, изолированный от корпуса электрод, выполненный из имеющего более высокий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к обсадной колонне и корпуса установки и изолирующие элементы на уплотняемых поверхностях которых выполнены проточки в которых расположены уплотнительные кольца.The utility model relates to the oil industry, in particular, to oil production from wells in complicated geological and technical conditions. A corrosion protection device for a submersible pump installation consisting of an electric submersible pump unit that combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well by lifting tubing; mouth equipment; a control station and a transformer, an electrode isolated from the housing, made of a electrode having a higher negative electrochemical potential with respect to the casing and the installation housing, and insulating elements on the sealing surfaces of which have grooves in which the sealing rings are located.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности в частности к добыче нефти из скважин в осложненных геолого - технических условиях.The utility model relates to the oil industry, in particular, to oil production from wells in complicated geological and technical conditions.

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 большом газовом факторе и большой кривизне скважин, характерной для кустового бурения и значительного износа из-за значительной коррозии в обводненных скважинах со значительной минерализацией.The disadvantage of a downhole 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 with a large gas factor and a large curvature of the wells, typical for cluster drilling and significant wear due to significant corrosion in watered wells with significant salinity.

Наиболее близким 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, в нижней части установки размещается изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя соединенных в "звезду" через диодную сборку, причем ее «положительная» клемма подключена к электроду.The closest technical solution is the installation of a submersible centrifugal pump, which includes a submersible electric pump unit, which combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well on lifting tubing; mouth equipment; a control station and a transformer, in the lower part of the installation there is an electrode isolated from the housing, electrically connected to a common point of the motor windings connected to a "star" through a diode assembly, and its "positive" terminal is connected to the electrode.

Данная конструкция позволяет на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ вследствие перетоков в трехфазных обмотках электродвигателя при работе насоса и обеспечить катодную защиту металлического оборудования от коррозии и предупреждение накопление твердых отложений на защищаемом оборудовании (Патент РФ №2217579) (2).This design makes it possible to obtain a potential difference on the electrode relative to the tubing string due to overflows in the three-phase windings of the electric motor during pump operation and to provide cathodic protection of metal equipment from corrosion and to prevent the accumulation of solid deposits on the protected equipment (RF Patent No. 2217579) (2).

Однако недостатком устройства является опасность перенапряжения защиты и, тем самым, разрушение изоляционных покрытий насосно-компрессорных труб и коррозионного разрушения корпусных деталей установки.However, the disadvantage of this device is the danger of overvoltage protection and, thus, the destruction of the insulating coatings of tubing and corrosion destruction of the body parts of the installation.

Известно также устройство для предупреждения коррозионного износа и твердых отложений на поверхностях скважинного оборудования, размещаемый в нижней части корпуса установки изолированный от корпуса электрод, выполненный из материала имеющего более высокий электрохимический потенциал, относительно стали и не имеющий контакта с обсадной колонной. Известно, что два металла, имеющие различные электрохимические потенциалы в электролите создают гальванический источник тока, работа которого влияет на скорость коррозии каждого из этих металлов. Металл, имеющий более высокий электрохимический потенциал (отрицательный) усиленно коррозирует, а скорость коррозии металла (стали) с большим положительным потенциалом уменьшается или полностью прекращается. Положительное решение по заявке №2004120083 [3]. Недостатком устройства, принятого за прототип, является недостаточная стойкость магниевого электрода из-за попадания через резьбовое соединение и изолирующие элементы пластовой жидкости внутрь жертвенного электрода.It is also known a device for preventing corrosion wear and solid deposits on the surfaces of downhole equipment, placed in the lower part of the installation casing, an electrode isolated from the casing, made of a material having a higher electrochemical potential relative to steel and not having contact with the casing string. It is known that two metals having different electrochemical potentials in the electrolyte create a galvanic current source, the operation of which affects the corrosion rate of each of these metals. A metal having a higher electrochemical potential (negative) corrodes intensely, and the corrosion rate of a metal (steel) with a large positive potential decreases or completely stops. A positive decision on the application No. 2004120083 [3]. The disadvantage of the device adopted for the prototype is the lack of resistance of the magnesium electrode due to ingress through the threaded connection and insulating elements of the reservoir fluid inside the sacrificial electrode.

Целью изобретения является повышение эффективности лифтирования в сложных геолого-технических условиях; искривленных скважинах, при интенсивной коррозии и парафиногидратоотложениях.The aim of the invention is to increase the efficiency of lifting in difficult geological and technical conditions; deviated wells, with intense corrosion and paraffin hydrate deposits.

Указанная цель достигается тем, что устройство защиты погружной насосной установки от коррозии состоящее из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и This goal is achieved by the fact that the device for protecting the submersible pump installation against corrosion consisting of a submersible pump unit that combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and

кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах; оборудование устья; станцию управления и трансформатор, изолированный от корпуса электрод, выполненный из имеющего более высокий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к обсадной колонне и корпуса установки и изолирующие элементы в изолирующих элементах на уплотняемых поверхностях выполнены проточки в которых расположены уплотнительные кольца.cable line, lowered into the well on lifting tubing; mouth equipment; a control station and a transformer isolated from the housing, an electrode made of having a higher negative electrochemical potential with respect to the casing and the installation housing and insulating elements in the insulating elements on the sealing surfaces are made grooves in which the sealing rings are located.

На фиг. схематически изображено заявляемое устройство.In FIG. schematically depicted the claimed device.

Устройство защиты погружной насосной установки от коррозии состоящее из погружного насосного агрегата, включающего погружной центробежный насос 1 и двигатель 2 (электродвигатель с гидрозащитой), кабель в сборе Запускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 4, наземное электрооборудование: - трансформаторная комплексная подстанции 5, кабель 3, крепящийся к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 6. В крышке 7 торцевой части корпуса электродвигателя через резьбовой стержень 8 и изолирующие элементы 9 и 10 установлен «жертвенный» электрод 11, выполненный из металла имеющего более высокий электрохимический потенциал, например, (магний) 9, изолированного от обсадной колонны. Силовое замыкание конструкции обеспечивается гайкой 12. В изолирующих элементах 9 выполнены проточки в которые установлены уплотнительные кольца 13 и 14.Corrosion protection device for a submersible pump installation consisting of a submersible pump unit, including a submersible centrifugal pump 1 and motor 2 (hydraulic motor with hydroprotection), cable assembly Run into a well on a tubing string 4, ground-based electrical equipment: - transformer complex substation 5, cable 3, attached to the hydraulic protection, the pump and tubing by metal belts 6. In the cover 7 of the end part of the motor housing through a threaded rod 8 and insulating ementy 9 and 10 is set "sacrificial" electrode 11 is made of a metal having a higher electrochemical potential, e.g., (Mg) 9, insulated from the casing. The power circuit of the structure is provided by a nut 12. In the insulating elements 9, grooves are made in which the sealing rings 13 and 14 are installed.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Ниже 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 O₂ из радикалов ОН на аноде. Под действием созданного гальванического источника тока создаются условия разгазирования воды, эмульгированой в нефти, вследствие ее электролитического разложения, с образованием газовой фазы, препятствующей отложению гидратов и солей на поверхности колонн и образованию Below 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. Under the action of the created galvanic current source, conditions are created for the degassing of water emulsified in oil, due to its electrolytic decomposition, with the formation of a gas phase that prevents the deposition of hydrates and salts on the surface of the columns and the formation of

высокодисперсной газожидкостной смеси пониженной плотности. На «жертвенном» электроде 11, являющимся анодом, будут происходить реакции окисления и коррозия будет происходить именно на этом электроде, обеспечивая эффект протекторной защиты и предотвращение соле и парафиногидратоотложений на установке погружного центробежного насоса и поверхности НКТ. Уплотнительные кольца 13 и 14 исключают попадание пластовой минерализованной воды в полость жертвенного электрода 11, повышая эффективность работы устройства.fine gas-liquid mixture of reduced density. On the "sacrificial" electrode 11, which is the anode, oxidation reactions will occur and corrosion will occur on this electrode, providing the effect of tread protection and preventing salt and paraffin hydrate deposits on the installation of a submersible centrifugal pump and tubing surface. O-rings 13 and 14 prevent the formation of saline water from entering the cavity of the sacrificial electrode 11, increasing the efficiency of the device.

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. EI Bukhalenko.-2nd ed., Rev. and add. - M .: Nedra, 1990 .-- 559 p .: silt, p. 53-58.

2. Патент РФ №2217579, приоритет от 05.04.2003.2. RF patent №2217579, priority dated 05.04.2003.

3. Положительное решение по заявке №2004120083/06 (021661)3. A positive decision on the application No. 2004120083/06 (021661)

Claims

Corrosion protection device for a submersible pump installation, consisting of an electric submersible pump unit that combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well by lifting tubing; mouth equipment; a control station and a transformer isolated from the housing, an electrode made of having a higher negative electrochemical potential with respect to the casing and the installation casing and insulating elements, characterized in that grooves are made in the insulating elements on the sealing surfaces, in which the sealing rings are located.