Устройство для удаления асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений

Устройство для удаления асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений

Реферат

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при удалении парафиногидратов в газовых скважинах и/или асфальтеносмолопарафиновых (АСПО) и парафиногидратных отложений (ПГО) в насосно-компрессорных трубах и призабойной зоне пласта при добыче нефти. Устройство изготовлено в виде цельного массива из щелочного металла или кальция и имеет изолирующее покрытие. В качестве покрытия применены алюминиевая или цинковая фольга или алюминиевая или цинковая фольга с нанесенным на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки. Покрытие может быть из алюминиевой или цинковой фольги с нанесенным на ее поверхность слоем битума, или консистентной смазки с утяжелителем, или алюминиевой краски "Серебрянка", или битумного лака. Устройство в поперечном сечении может иметь вид круга, овала или прямоугольника, а глобула - вид вытянутой капли. В качестве утяжелителей применены мелкодисперсный металл, или песок, или растворяющиеся в нефти и/или воде соли металлов. Толщина слоя битума или консистентной смазки составляет 0,1-5 мм. Максимальный размер в поперечном сечении для стержня и глобулы от 1 до 50 мм и длина от 4 до 1000 мм. Для шара и колец "Рашига" диаметр составляет от 1 до 50 мм. Использование изобретения увеличивает эффективность разрушения газогидратных пробок в газовых и удаления АСП и ПГО в нефтяных скважинах. 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобыче, и может быть использовано для очистки скважины и призабойной зоны пласта (ПЗП) от отложений.

В порах пласта, на стенках насосно-компрессорных труб (НКТ) и промыслового оборудования во время эксплуатации отлагаются высокомолекулярные парафины, асфальтены и смолы, входящие в состав нефти, в результате чего уменьшается дебит.

В попутном и природном газе, помимо газов парафинового ряда, содержится сероводород, диоксид углерода, азот и другие газы, способствующие образованию гидратов, которые также забивают трубы.

В промысловой практике широкое распространение получили термохимические устройства (заряды) для удаления асфальтеносмолопарафиновых (АСПО) и парафиногидратных отложений (ПГО).

Известны заряды на основе магния для термохимической обработки нефтяных и газовых скважин с использованием тепла реакции между магнием и соляной кислотой. Данное устройство включает корпус, выполненный из магния или магниевого сплава (электрон), заполненный соляной кислотой. При взрыве такого устройства в скважине соляная кислота реагирует с магнием с выделением тепла и способствует расплавлению отложений [1].

Недостатком известного устройства является то, что взрыв такого устройства может привести к аварии скважины, кроме того, наблюдается коррозия НКТ и промыслового оборудования при взаимодействии с соляной кислотой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является применение цельнолитых магниевых стержней [2]. На их поверхности очень быстро образуется защитная оксидная пленка, представляющая собой защитное покрытие от воздействия внешней среды.

Недостатком данного технического решения является применение дополнительного специального "наконечника" (устройства) для доставки реактива в скважину и использование соляной кислоты для протекания реакции. Выполнение такого решения возможно только при предварительном подъеме всего нефтяного оборудования из скважины и требует применения сложной техники и специального оборудования.

Целью данного изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что согласно изобретению устройство для удаления асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений выполнено в виде цельного массива из щелочного металла или кальция в виде стержня, глобулы, шара или колец Рашига [3], причем стержень в поперечном сечении может иметь вид круга, овала или прямоугольника, а глобула - вид вытянутой капли. В качестве покрытия применены алюминиевая или цинковая фольга или алюминиевая или цинковая фольга с нанесенным на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки, или алюминиевая или цинковая фольга с нанесенной на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки с утяжелителем, или алюминиевая краска, или битумный лак. Стержень или глобула имеет максимальный размер в поперечном сечении от 1 до 50 мм и длину от 4,0 до 1000 мм, а для шара и колец "Рашига" диаметр составляет 1-50 мм. Толщина слоя битума или консистентной смазки, нанесенных на фольгу, составляет 0,1-5,0 мм, а в качестве утяжелителей применены водо-, нефтерастворимые соли металлов или песок, или мелкодисперсный металл.

Существенными признаками изобретения являются: цельный массив из химически активного вещества, имеющий защитное покрытие; конфигурация цельного массива, представляющая собой стержень, глобулу, шар или кольца "Рашига"; материал, из которого изготовлен цельный массив; защитное покрытие, представляющее собой алюминиевую или цинковую фольгу или алюминиевую или цинковую фольгу с нанесенным на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки с утяжелителем, или слой алюминиевой краски или слой битумного лака; толщина слоя битума или консистентной смазки; компоненты, служащие для увеличения удельной плотности корпуса.

Первый признак является общим с прототипом, остальные признаки являются существенными отличительными признаками.

Сущность изобретения.

Изобретение пояснено чертежами. На фиг. 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 показан вид устройства в продольном разрезе, а на фиг. 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 представлен соответственно его вид в поперечном разрезе. Устройство выполнено в виде цельного массива из щелочного металла (литий, натрий, калий) или кальция в виде цельного массива из щелочного металла или кальция в виде стержня, глобулы, шара или колец Рашига и имеет покрытие в виде алюминиевой или цинковой фольги или алюминиевой или цинковой фольги с нанесенным на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки, или алюминиевой или цинковой фольги с нанесенным на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки с утяжелителем, или алюминиевой краски "Серебрянка", или битумного лака.

На фиг. 1 представлен стержень в виде цилиндра в продольном разрезе из натрия (позиция 1), поверхность которого изолирована алюминиевой фольгой (позиция 2) с нанесенным на ее поверхность слоем битума с утяжелителем в виде оксида свинца.

На фиг. 2 представлен вид данного устройства в поперечном разрезе, представляющий собой круг.

На фиг. 3 представлен стержень в виде прямоугольного параллелепипеда в продольном разрезе из калия (позиция 1). Поверхность изолирована алюминиевой фольгой (позиция 2) с нанесенным на ее поверхность слоем консистентной смазки, утяжеленной песком (позиция 3).

На фиг. 4 представлен вид данного устройства в поперечном разрезе, представляющей собой квадрат.

На фиг. 5 представлен продольный разрез стержня в виде вытянутого овала из сплава натрия (85%) и калия (15%) (позиция 1). Поверхность его изолирована алюминиевой фольгой (позиция 2) с нанесенной на ее поверхность консистентной смазкой, утяжеленной мелкодисперсным железом (позиция 3).

На фиг. 6 представлен вид данного устройства в поперечном разрезе, представляющий собой овал.

На фиг. 7 представлена глобула в продольном разрезе, имеющая вид вытянутой капли из натрия (позиция 1). Ее поверхность изолирована цинковой фольгой (позиция 4).

На фиг. 8 показан ее поперечный разрез, имеющий идентичный вид.

На фиг. 9 представлен продольный разрез шара из кальция (позиция 1). Поверхность его изолирована с помощью краски "Серебрянка" (позиция 2).

на фиг. 10 показан его поперечный разрез, имеющий идентичную форму.

На фиг. 11 представлен продольный разрез кольца "Рашига" из кальция (позиция 1). Поверхность его изолирована битумным лаком (позиция 2).

На фиг. 12 показан его поперечный разрез в виде кольца.

на фиг. 13 представлен продольный разрез цилиндра из лития (позиция 1). Поверхность его изолирована алюминиевой фольгой (позиция 2).

На фиг. 14 показан его поперечный разрез в виде круга.

В качестве мелкодисперсного металла применены железо или свинец. В мелкодисперсном состоянии (диаметр зерна 20-2000 мкм) эти металлы не образивны, не портят нефтяное оборудование, выносятся с нефтью, осаждаются в разделительной аппаратуре и могут использоваться повторно.

Перед подачей в скважину в корпусе, изготовленном из щелочного металла, должна быть частично освобождена поверхность, например срезана оболочка торца и/или нанесены отверстия в изолирующей оболочке.

В результате реакции устройства с продукцией скважин образуются водно-нефтерастворимые соединения с выделением большого количества тепла, в результате которого расплавляются АСПО и ПГО и смываются центры парафиногидратных образований, что ведет к увеличению межремонтного периода скважин.

Изготовление корпуса с высокой удельной плотностью и различных геометрических размеров позволяет обрабатывать глубокие "глухие" (т.е. полностью забитые) скважины и скважины, оборудованные ШГН, без подъема оборудования.

Примеры конкретного выполнения.

1. Фиг. 1, 2 - стержень в виде цилиндра изготовлен методом экструзии из натрия диаметром 50 мм, высотой 1000 мм; поверхность изолирована алюминиевой фольгой с нанесенным на ее поверхность слоем битума толщиной 5 мм, утяжеленной оксидом свинца.

2. Стержень в виде цилиндра изготовлен из калия, как по п.1, причем вместо алюминиевой фольги применена цинковая фольга.

3. Фиг. 3, 4 - стержень изготовлен из калия методом отлива в виде прямоугольного параллелепипеда со сторонами в поперечнике 10 мм и 15 мм и длиной 300 мм, поверхность изолирована алюминиевой фольгой с нанесенным на ее поверхность слоем консистентной смазки толщиной 0,1 мм, утяжеленной песком.

4. Фиг. 5, 6 - стержень изготовлен методом литья из сплава натрия (85%) и калия (15%) в виде вытянутого овала в поперечном сечении с максимальным размером в поперечнике 40 мм, с минимальным радиусом овала 10 мм и высотой 400 мм. Поверхность изолирована алюминиевой фольгой с нанесенным на ее поверхность слоем консистентной смазки толщиной 2 мм, утяжеленной мелкодисперсным (20-2000 мкм) железом.

5. Стержень изготовлен, как по п.3, причем поверхность изолирована битумным лаком, утяжелена мелкодисперсным свинцом.

6. Фиг. 7, 8 - устройство изготовлено из натрия методом литья в виде глобулы (вытянутой капли) с соотношением минимального и максимального радиуса закругления 5 и 10 мм соответственно и длиной 20 мм. Поверхность изолирована цинковой фольгой.

7. Фиг. 9, 10 - устройство изготовлено в виде шара из кальция диаметром 1 мм. Поверхность его изолирована с помощью краски "Серебрянка".

8. Фиг. 11, 12 - устройство изготовлено методом экструзии из кальция в виде кольца "Рашига" высотой 50 мм и диаметром: наружный 50 мм и внутренний 40 мм. Поверхность его изолирована битумным лаком.

9. Фиг. 13, 14 - устройство изготовлено методом экструзии в виде цилиндра из лития диаметром 1 мм и длиной 4 мм. Поверхность его изолирована алюминиевой фольгой.

Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом более эффективно ввиду того, что превышает его по удельной энергетической емкости, не требует дополнительных химических реагентов, просто в применении. Устройство через лубрикатор забрасывается в работающую (или остановленную) скважину. Им можно обрабатывать любой тип скважины и призабойную зону пласта.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 72047, кл. 55 а, 41, 1947.

2. Справочник по добыче нефти. Гос.науч.техн.изд. нефтяной и топливной литературы. - М.: 1959, с. 108 (прототип).

3. В.В.Кафаров. Основы массопередачи. -М.: Высшая школа, 1972, с. 380.

Формула изобретения

1. Устройство для удаления асфальтеносмолпарафиновых и/или парафиногидратных отложений, включающее цельный массив, из химически активного вещества, имеющий изолирующее покрытие, отличающееся тем, что цельный массив изготовлен из щелочного металла или кальция в виде стержня, глобулы, шара или колец "Рашига", а в качестве изолирующего покрытия применены алюминиевая или цинковая фольга, или алюминиевая или цинковая фольга с нанесенным на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки, или алюминиевая и цинковая фольга с нанесенным на ее поверхность слоем битума или консистентной смазки с утяжелителем, или алюминиевая краска "Серебрянка", или битумный лак, цельный массив имеет максимальный размер в поперечном сечении для стержня и глобулы 1 - 50 мм и длину 4 - 1000 мм, а для шара и колец "Рашига" диаметр составляет 1 - 50 мм.

2. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стержень в поперечном сечении имеет вид круга, или прямоугольника, или овала, а глобула - вид вытянутой капли.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве утяжелителя применены растворяющиеся в нефти и/или воде соли металлов, или песок, или мелкодисперсный металл, например железо или свинец.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина слоя битума или консистентной смазки, нанесенных на алюминиевую или цинковую фольгу, составляет 0,1 - 5,0 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14