Устройство для удаления в насосно-компрессорных трубах асфальтено-смолисто-парафиновых отложений

Устройство для удаления в насосно-компрессорных трубах асфальтено-смолисто-парафиновых отложений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в нефтяных скважинах при удалении в насосно-компрессорных трубах (НКТ) асфальтено-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) в процессе добычи нефти.

Известно устройство для удаления в насосно-компрессорных трубах асфальтено-смолисто-парафиновых отложений в процессе добыче нефти, представляющее собой кабель для нагрева, который спускают в затрубное пространство в заданный интервал НКТ (Макиенко Г.П. Кабели и провода, применяемые в нефтегазовой индустрии.- Пермь: Агентство «Стиль-МГ»,2004. - с.459-472).

Недостатком применения нагревательных кабелей является большая потеря тепловой энергии в связи с малой поверхностью теплопередачи между кабелем и поверхностью НКТ, а также наличием изолированного материала между жилами нагревательного кабеля.

Следующий недостаток известного устройства заключается в многократности выполнения спуско-подъемных операций электрокабеля по мере накопления АСПО в НКТ.

Прототипом принято известное устройство применение нагревательных кабелей для удаления асфальтено-смолисто-парафиновых отложений при добыче нефти (патент РФ RU 2249672 С1, МПК Е21В 36/04, опубликовано 10.04.2005, Бюл. №10).

Устройство для нефтяной скважины для удаления в насосно-компрессорных трубах асфальтено-смолисто-парафиновых отложений в процессе добыче нефти по прототипу содержит нагревательный кабель, токопроводящий кабель и источник тока.

Причина, препятствующая получению в известном нагревателе заявляемого технического результата, заключается в необходимости многократного выполнения спуско-подъемных операций (СПО) нагревательного кабеля и неэффективности использования тепловой энергии.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении эффективности использования тепловой энергии с минимизацией энергетических затрат, а также сведения к минимуму количество спуско-подьемных операций для предотвращения и ликвидации в насосно-компрессорных трубах асфальтено-смолисто-парафиновых отложений в процессе добыче нефти.

Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи, достигается увеличением поверхности теплопередачи от нагревательного элемента к НКТ.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для удаления в насосно-компрессорных трубах асфальтено-смолисто-парафиновых отложений содержит нагревательный элеватор, корпус которого закреплен на НКТ, состоит из двух равных частей, соединенных между собой шарнирно и закрытых посредством замка, при этом в корпусе выполнено сквозное отверстие, ориентированное по направлению спуска НКТ, ось которых параллельна по отношению к оси отверстия, в указанное отверстие вставлен бронированный токопроводящий кабель своей оголенной частью, а сверху и снизу в отверстии вставлены уплотнители-изоляторы, причем корпус нагревательного элеватора выполнен из термостойкого изоляционного материала, а уплотнители-изоляторы, из термоупругого изоляционного материала.

Причинно-следственная связь между заявляемым техническим результатом и существенными признаками изобретения следующая.

Поверхность теплопередачи увеличивается за счет того, что площадь контакта нагревательного элеватора осуществляется по боковой поверхности НКТ и по своему значению значительно больше по сравнению с поверхностью контакта известного нагревательного кабеля с НКТ.

На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

На фиг.2 показан вид сверху нагревательного элеватора с открытым положением замка.

На фиг.3 показан разрез по сечению А-А.

На фиг.4-6 показан нагревательный элеватор с закрытым положением замка.

На фиг.7 показана схема расположения устройства в скважине.

На фиг.1 показана нефтяная скважина 1, имеющая обсадные трубы 2. Показаны насосно-компрессорные трубы 3, спущенные в скважину 1, к которым под муфту 4 насосно-компрессорных труб 3 установлен нагревательный элеватор 5 и закреплен на насосно-компрессорные трубы 3 бронированный токопроводящий кабель 6 с помощью скоб 7, а оголенной своей частью 8 установлен в сквозное отверстие 9 нагревательного элеватора 5, ориентированное по направлению спуска насосно-компрессорных труб, ось которых параллельна по отношению к оси отверстия 9, в которое установлены уплотнители-изоляторы 10 из термоупругого изоляционного материала (например, силикатная резина) в посадочное место 11. Перед установкой уплотнители-изоляторы 10 разрезаны под углом 45°. В нижней части нагревательного элеватора 5 для его фиксации на насосно-компрессорные трубы 3 предусмотрены полукольца 12, установленные в посадочное место 13. Два полукольца 12 образуют кольцо, имеющее форму усеченного конуса, внутри которого выполнены насечки. Нагревательный элеватор 5 состоит из двух равных частей корпуса 14, соединенных между собой шарнирно. Корпус 14 выполнен из термостойкого изоляционного материала (например, керамика). Нагревательный элеватор 5 закрыт с помощью затвора 15 замка 16. После завершения монтажа предлагаемого устройства токопроводящий кабель 6 подключен к источнику тока 17.

На фиг.2, 3 показаны вид сверху нагревательного элеватора 5 с открытым положением замка 16 и разрез по сечению А-А. Замок 16 на фиг.2 содержит затвор 15, имеющий зуб 18 прямоугольной формы, шарнирно закрепленный на одной из частей корпуса 14 нагревательного элеватора 5. Затвор 15 имеет прижимное устройство 19, снабженное прижимными клыками 20 и связанное с ним шарнирно. Прижимные окна 21 расположены на другой части корпуса 14 нагревательного элеватора 5.

На фиг.4-6 показан нагревательный элеватор 5 с закрытым положением замка 16. Замок 16 закрыт нажатием на плоскую поверхность 22 прижимного устройства 19 до того момента, пока не совпадут отверстия на прижимном устройстве 19 и кулачках 23 корпуса 14 нагревательного элеватора 5 на фиг.1, в которые вставлен стержень 24, затем повернут и зафиксирован нажатием на изогнутую под 90° часть 25 стержня 24 в фиксаторе 26.

Устройство работает следующим образом.

В скважину 1 спускают внутрь обсадных труб 2 насосно-компрессорные трубы 3. Предварительно перед началом спуска в первую очередь устанавливают под муфту 4 насосно-компрессорных труб 3 нагревательный элеватор 5. После чего нагревательный элеватор 5 фиксируют к насосно-компрессорным трубам 3 с помощью полукольца 12, устанавливаемого в посадочное место 13 предварительно в одной из частей корпуса 14 нагревательного элеватора 5. Затем устанавливают бронированный токопроводящий кабель 6 оголенной своей частью 8 в отверстие 9 нагревательного элеватора 5 и закрепляют токопроводящий кабель 6 к насосно-компрессорным трубам 3 с помощью скоб 7. Далее устанавливают на жилу токопроводящего кабеля 6 уплотнители-изоляторы 10 в посадочное место 11. Уплотнители-изоляторы 10 обжимают жилу токопроводящего кабеля 6, создавая контактное напряжение, после чего нагревательный элеватор 5 закрывают благодаря шарнирному соединению двух частей корпуса 14. При закрывании уплотнители-изоляторы 10 подвергаются упругой деформации, чем обеспечивается надежное запирание оголенной части кабеля 8 с нагревательным элеватором 5. Затем закрытие нагревательного элеватора 5 осуществляется замком 16. После завершения монтажа нагревательного элеватора 5 и токопроводящего кабеля 6 токоподводящий кабель 6 подключают к источнику тока 17. В результате чего электрическая энергия от источника тока переходит в тепловую энергию в нагревательном элеваторе 5, которая служит для разогрева насосно-компрессорных труб 3. Затем нагревательный элеватор передает часть тепловой энергии к НКТ через площадь контакта 29 (фиг.5), которая распределена равномерно по всей боковой поверхности насосно-компрессорных труб 3 в месте фиксации нагревательного элеватора 5, что обеспечивает эффективную теплопередачу от нагревательного элеватора 5 к насосно-компрессорным трубам 3 за счет увеличения поверхности теплопередачи. Нагрев насосно-компрессорных труб 3 осуществляется в постоянном режиме работы предлагаемого устройства в скважине, что способствует сокращению количества спуско-подъемных операций при удалении асфальтено-смолисто-парафиновых отложений 30 (фиг.5) в НКТ 3 нефтяных скважин в процессе добыче нефти, оборудованных установками электроцентробежных насосов. Постоянство работы предлагаемого устройства в скважине обеспечивает поддержание некоторого значения температуры потока газожидкостной смеси, при которой выпадение АСПО 30 в процессе добычи нефти в НКТ 3 не осуществляется. Таким образом, из-за увеличения поверхности теплопередачи достигается эффективное использование тепловой энергии и удаление АСПО.

1. Устройство для удаления в насосно-компрессорных трубах асфальтено-смолисто-парафиновых отложений, содержащее источник тока, к которому подключен бронированный токопроводящий кабель, спускаемый на насосно-компрессорных трубах в затрубное пространство скважины, отличающееся тем, что дополнительно содержит нагревательный элеватор, корпус которого закреплен на насосно-компрессорных трубах и состоит из двух равных частей, соединенных между собой шарнирно и закрытых посредством замка, при этом в корпусе выполнено сквозное отверстие, ориентированное по направлению спуска насосно-компрессорных труб, ось которых параллельна по отношению к оси отверстия, в указанное отверстие вставлен бронированный токопроводящий кабель своей оголенной частью, а сверху и снизу в отверстие вставлены уплотнители-изоляторы, причем корпус нагревательного элеватора выполнен из термостойкого изоляционного материала, а уплотнители-изоляторы из термоупругого изоляционного материала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус нагревательного элеватора выполнен из керамики.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве термоупругого изоляционного материала использована силикатная резина.