SU1355693A2

SU1355693A2 - Rack for modelling the process of salt deposition in gas wells

Info

Publication number: SU1355693A2
Application number: SU864034742A
Authority: SU
Inventors: Вахид Хумаидович Межидов; Александр Иванович Гужов; Ризван Нажмудинович Ибрагимов
Original assignee: Грозненский Нефтяной Институт Им.Акад.М.Д.Миллионщикова
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1986-03-05
Publication date: 1987-11-30

Abstract

Изобретение относитс к газовой пром-ти. Цель изобретени - по- вьшение достоверности результатов исследовани путем обеспечени учета вли ни трени твердых поверхностей в объеме газожидкостного потока . Дл этого стенд имеет размещенный в нижней части колонки 1 на ее оси узел трени 29-33. При помощи последнего создаетс трение твердых поверхностей в потоке жидкости. Узел трени может иметь любое конструктивное исполнение. При определенной концентрации раствора на твердых поверхност х стенок и механических примесей могут формироватьс кристаллические зародыши. Жидкость проходит через узел трени 29-33. При прохождении жидкости с увеличенной концентрацией степень вли ни трени на нее уменьшаетс . 2 ил.,1 табл. i S (Л а 00 ел сд а: со 00 NThe invention relates to gas industry. The purpose of the invention is to increase the reliability of the research results by taking into account the influence of friction of solid surfaces in the volume of gas-liquid flow. For this, the stand has a friction unit 29-33 located at the bottom of column 1 on its axis. With the help of the latter, friction of solid surfaces in the fluid flow is created. Node friction can have any design. At a certain concentration of the solution, crystalline nuclei can form on the solid surfaces of the walls and mechanical impurities. The fluid passes through the friction unit 29-33. With the passage of fluid with an increased concentration, the degree of influence of friction on it decreases. 2 ill., 1 tab. i S (L a 00 ate sd a: co 00 N

Description

Изобретение относитс к газовой промышленности и предназначено дл экспериментальнот о изучени в лабораторных услови х процесса солеотло- жени в нефт ных и газовых скважинах .The invention relates to the gas industry and is intended to experiment with the study in laboratory conditions of the process of salt deposition in oil and gas wells.

Цель изобретени - повышение достоверности результатов исследовани обеспечени учетавли ни трени твердых поверхностей в объеме газожидкостного потока.The purpose of the invention is to increase the reliability of the results of the study to ensure the inclusion of solid surface friction in the gas-liquid flow volume.

На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд с установленным узлом трени j на фиг.2 - узел трени .FIG. 1 shows the proposed stand with the installed friction j in figure 2 - the friction node.

Стенд представл ет собой макет скважины, состо щий из колонки 1, ко внутренней полости которой размещена трубка 2, а в верхней его части установлен холодильник 3, предназначенный дл конденсации вод ных паров и создани гидравлического сопротивлени газожидкостному потоку. В качестве лифтового канала могут быть использованы стальные трубки диаметром 5-10 мм. Дл обогрева нижней части скважинной колонки служит термо- статируема рубашка 4. Герметизаци сочленений лифтового канала со сква- жинной колонкой и термостатируемой рубашкой осуществл етс при помощи уплотнений, состо ищх из сальниковой набивки 5 и 6 и гаек 7 и 8. Колонка 1 вмонтирована в емкость 9 с жидкостью, состо щей из металлических корпуса и крышки, рассчитанную на высокое давление и снабженную мешалкой 10 и электронагревателем 11. Кроме того, емкость 9 снабжена регулируемым газожидкостным эжектором 12, при помощи которого организуетс совместное движение газа и жидкости и последующее их дросселирование на забое скважинной колонки.The stand is a mock-up of a well, consisting of column 1, to the inner cavity of which tube 2 is placed, and in its upper part there is a refrigerator 3 designed to condense water vapor and create a hydraulic resistance to gas-liquid flow. Steel tubes with a diameter of 5-10 mm can be used as an elevator channel. For heating the lower part of the well column, a thermostatted jacket 4 serves. Sealing of the articulations of the elevator channel with the well column and thermostatted jacket is carried out using seals, consisting of packing gland 5 and 6 and nuts 7 and 8. Column 1 is mounted into the tank 9 with a liquid consisting of a metal case and a lid, designed for high pressure and equipped with a stirrer 10 and an electric heater 11. In addition, the tank 9 is equipped with an adjustable gas-liquid ejector 12, with which it organizes with the joint movement of gas and liquid and their subsequent throttling at the bottom of the well column.

В нижней части колонки 1 по длине лифтового канала установлен узел трени , при помощи которого создаетс трение твердых поверхностей в потоке жидкости.At the bottom of column 1, along the length of the elevator channel, a friction unit is installed, by means of which friction of solid surfaces in the fluid flow is created.

Подогрев сжатого воздуха, выход щего из баллона 13 через редукторы высокого 14 и низкого 15 давлений, осуществл етс в термостате 16, из которого теплоноситель циркулирует в термостатируемую рубашку колонки. Дл отделени капельной влаги из газожидкостного потока предназначен сепаратор 17, из которого она перио- дически сбрасываетс в емкость 18.The compressed air leaving the cylinder 13 is heated through gears of high 14 and low 15 pressures in a thermostat 16, from which coolant circulates to a thermostatted column jacket. A separator 17 is designed to separate the droplet moisture from the gas-liquid stream, from which it is periodically discharged into the tank 18.

1355693 1355693

Дозировка растворителей и ингибиторов в затрубное пространство колонки осуществл етс из емк;ости 19 путем открыти вентил 20. Расход газа определ етс ротаметром 21, влажность - влагомером 22, а начальное и конечное давление - манометрами 23 и 24. Температура Harpetoro и отработанногоThe dosage of solvents and inhibitors to the annulus of the column is carried out from tank 19 by opening valve 20. Gas consumption is determined by a rotameter 21, humidity by a moisture meter 22, and initial and final pressure by gauges 23 and 24. Harpetoro temperature and waste

1 аза, теплоносител , а также пластовой воды измер етс термометрами 25-28.1 a, coolant, and produced water is measured by thermometers 25-28.

Узел трени состоит из корпуса 29 со штуцерами 30 входа и штуцерами 31 выхода газожидкостной смеси. Внутри корпуса размещены шестерни 32 и 33. Герметизаци сочленений оси шестерни 32 с корпусом 29 узла трени и колонкой 1 осуществл етс сальниковым уплотнением 34. Ось шестерни 32 соединена с валом электродвигател 35. Узел трени может иметь любое другое конструктивное исполнение. При этом вид трени (качени или скольжени ) значени не имеет.The friction unit consists of a body 29 with inlets 30 inlets and inlets 31 in a gas-liquid mixture. Gears 32 and 33 are located inside the housing. Sealing the articulations of the axis of gear 32 to the friction assembly body 29 and column 1 is sealed by a gland seal 34. The axis of gear 32 is connected to the motor shaft 35. The friction assembly can have any other design. Moreover, the type of friction (rolling or sliding) does not matter.

Согласно существующим представлени м при определенной концентрации раствора на твердых поверхност х стенок и механических примесей могут формироватьс кристаллические заро- дьш1и вследствие физической адсорбции. Размеры зародышей составл ют дес тки или сотни ангстрем, поэтому их начальный рост лимитируетс не диффузией ионов, а количеством источников слоев роста (т.е. дефектами на гра- н х кристалла), Р звестно, что совершенна грань кристалла обладает чрезвычайно малой скоростью роста и любое разрушение этой грани, например, посредством механического воздействи , т.е. трением, ведет к немедленному увеличению скорости роста кристаллов на пор док. Поэтому трение твердых тел, на поверхности которых имеютс указанны кристаллйчес- . кие зародьш и, создает источники слоев роста, т.е. дефектов на грани кристалла, и TeNf самым вызывает интенсивное образование новой фазы на этих поверхност х. По этой причине в нефтепромысловом оборудовании узлы трени (например, лопасти электроцентробежных насосов и другие) наиболее всего подвержены солеотложению. Кристаллы, образовавшиес при трении на поверхност х, создают центры кристаллизации в .объеме потока вследствие вторичного зарождени кристаллов . Таким образом, трущиес поверхности вл ютс генераторами центров кристаллизации, которые могут расти как на этих поверхност х, так и в потоке.According to the existing concepts, at a certain concentration of the solution, crystalline nuclei can form on solid surfaces of walls and mechanical impurities due to physical adsorption. The embryo sizes are tens or hundreds of angstroms, so their initial growth is not limited by the diffusion of ions, but by the number of sources of growth layers (i.e., defects on the facets of the crystal), P is known that the perfect face of the crystal has an extremely small growth rate and any destruction of this face, for example, by mechanical action, i.e. friction leads to an immediate increase in the crystal growth rate by an order of magnitude. Therefore, the friction of solids, on the surface of which there are indicated crystalline. embryos and creates sources of growth layers, i.e. defects on the face of the crystal, and TeNf most causes an intensive formation of a new phase on these surfaces. For this reason, in oilfield equipment, friction units (for example, blades of electric centrifugal pumps and others) are most susceptible to scaling. The crystals formed by friction on the surfaces create crystallization centers in the flow volume due to the secondary nucleation of the crystals. Thus, the rubbing surfaces are generators of crystallization centers, which can grow on these surfaces as well as in the stream.

При пересьпцении раствора (как указано выше) на твердых поверхност х труб и механических примесей вследствие физической адсорбции формируют- Q холодильнике 3, а змеевик создаетWhen recrypting a solution (as indicated above) on solid surfaces of pipes and mechanical impurities, due to physical adsorption form Q-cooler 3, and the coil creates

с кристаллические зародыши, способные расти с большой скоростью при наличии источников слоев. А столкновение твердых тел даже с очень маленькой энергией ведет к образованию источников слоев роста. Поэтому в точке контакта поверхностей трубы и кристалла, наход щегос в потоке,адсорбированные зародьшги быстро растут, образу при этом кристаллическую перемычку , котора жестко прикрепл ет кристалл к трубе.with crystalline nuclei capable of growing at high speed in the presence of sources of layers. And the collision of solids, even with very little energy, leads to the formation of sources of growth layers. Therefore, at the point of contact between the surfaces of the pipe and the crystal in the stream, the adsorbed nuclei grow rapidly, thus forming a crystal bridge that rigidly attaches the crystal to the pipe.

Таким образом, люба пара трени , опущенна в скважину (например,подшипник или зубчата передача), будет представл ть из себ эффективный генератор кристаллических зародьш1ей, которые будут закрепл тьс на насас- но-компрессорных трубах в соответствии с описанным вьше механизмом.Thus, any pair of friction lowered into the well (for example, a bearing or a gear train) will be an efficient generator of crystalline nuclei that will be attached to the tubing in accordance with the mechanism described above.

Стенд работает следуюш 1м образом.The stand works in the following way.

Выход ш 1й из баллона 13 через редукторы высокого 14 и низкого 15 давлений сжатый природный газ поступает в термостат 16, нагреваетс в нем до заданной температуры и с требуемым расходом, который контролируетс по ротаметру 21, подаетс на газожидкостный эжектор 12, на выходе из которого происходит его дросселирование , сопровождающеес падением давлени и температуры.The output of the 1st cylinder from the cylinder 13 through the high-pressure reducers 14 and 15 low pressure compressed natural gas enters the thermostat 16, is heated in it to a predetermined temperature and with the required flow, which is controlled by the flowmeter 21, is fed to the gas-liquid ejector 12, at the outlet of which it is throttled, accompanied by a drop in pressure and temperature.

Подсасывание пластовой воды, нагретой до требуемой температуры, в зону разрежени осуществл етс по запорной трубе (штуцерам) 30.Suction of the reservoir water heated to the required temperature to the dilution zone is carried out through the stop pipe (fittings) 30.

При дросселировании газового по- ITOKH на забое скважинной колонки про- рсходит частично испарение раствора, т.е. часть жидкости переходит в паровую фазу. В результате этого оставша с в виде легких капель пластова вода становитс пересьш1енной и из нее выпадают соли, которые затем откладываютс на стенках трубки 2.When throttling the gas ITOKH at the bottom of the well column, the solution partially evaporates, i.e. part of the liquid enters the vapor phase. As a result, the reservoir water remaining in the form of light drops becomes transient and salts fall out of it, which are then deposited on the walls of the tube 2.

Затем газожидкостный поток движетс по трубке в нестабильном состо нии , т.е. с падением температуры и давлени , как и в реальных услови х.The gas-liquid flow then moves through the tube in an unstable state, i.e. with a drop in temperature and pressure, as in real conditions.

1515

2020

2525

гидравлическое сопротивление. Отра ботанный газожидкостный поток в се параторе 17 раздел етс . Отсепарир ванна влага периодически сбрасыва с , в емкость 18, а газ уходит на свечу.hydraulic resistance. The spent gas-liquid flow in the steam generator 17 is divided. Separate bath moisture periodically discharged from, into the container 18, and the gas goes to the candle.

Дл исследовани вли ни на про цесс предупреждени солеобразовани различных реагентов их ввод т в за трубное пространство скважинной к лонки из емкости 19 путем открыти вент1ш 20.To study the effect on the prevention of the salt formation of various reagents, they are introduced into the tubular space of the well bore from the tank 19 by opening vent 1 20.

В таблице приведены результаты экспериментов, проведенных на пред лагаемом стенде.The table shows the results of experiments conducted on the proposed bench.

30thirty

3535

5050

4040

Из данных таблицы следует, что 45 концентрации раствора CaS04 11,45 масса солеотложенйй в лифтовом ка нале известного стенда в 5 раз мен ше, чем предлагаемо1 о. При концен раций CaSO 8 г/л эта разница составл ет почти два пор дка. Из таблицы также видно, что с увеличение концентрации раствора степень вли ни трени уменьшаетс .From the data of the table it follows that 45 concentrations of the CaS04 solution are 11.45 mass scaling in the elevator channel of the well-known stand 5 times less than proposed. With a CaSO concentration of 8 g / l, this difference is almost two orders of magnitude. The table also shows that with increasing solution concentration, the degree of friction effect decreases.

Claims

55 claims

Bench for modeling the process of salt deposition in gas wells according to ed. St. № 927982, about tl and h

In the process of movement, it passes through a node that washes gears 32 and 33 driven by an electric motor. Part 35, a part of the fluid that falls between the gear teeth, is affected by friction.

Water vapor in the gas-liquid stream condenses into

hydraulic resistance. The spent gas-liquid stream in the separator 17 is separated. Separated moisture is periodically discharged into the tank 18, and the gas goes to the candle.

To study the effect on the prevention of the salt formation of various reagents, they are introduced into the well space of the well column from the tank 19 by opening the ventilator 20.

The table shows the results of experiments conducted on the proposed stand.

thirty

35

40

From the data of the table it follows that when the concentration of the CaS04 solution is 11.45 g / l, the mass of salt deposits in the elevator channel of the well-known stand is 5 times less than the proposed 1 °. With a CaSOg concentration of 8 g / l, this difference is almost two orders of magnitude. The table also shows that with increasing concentration of the solution, the degree of friction effect decreases.

55 claims

Stand for modeling the process of salt deposition in gas wells according to ed. St. No. 927982, about t of l and h and 51355693

by the fact that, in order to sweep in the volume of the liquid-liquid flow,

The accuracy of the research results by taking into account the influence of the friction of a solid surface layer additionally contains a friction node located at the bottom of the column on its axis.

it additionally contains a friction node located at the bottom of the column on its axis.

3

FI.2

Compiled by V. Boryskin Editor A. Revin Tehred A. Kravchuk

Order 5757/28 Circulation 533 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

Proofreader S. Shekmar