Устройство для подачи реагента в скважину

Устройство для подачи реагента в скважину

Реферат

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к устройствам для подачи химических реагентов в скважину для предотвращения, например, отложения солей на рабочих органах электроцентробежных насосов.

Известно устройство для обработки скважинной жидкости, содержащее патрубок с радиальными каналами в верхней части, соединенный с башмаком лифтовых труб, и твердый реагент с открытой пористостью, размещенный ниже радиальных каналов с возможностью прохода через него и верхний конец патрубка потока скважинной жидкости (патент РФ №2165009, E21B 37/06, 1999).

Недостатком данной конструкции является неравномерная скорость дозирования вследствие постоянно уменьшающейся площади поверхности твердого реагента при смывании скважинной жидкостью и заиливания перового пространства реагента механическими частицами, находящимися в жидкости.

Известно устройство для подачи реагента в скважину в виде многокамерного контейнера, состоящего из отдельных камер для размещения в них реагента в виде полых цилиндров с отверстиями, гидравлически связанными со скважиной и выполняющими роль вторичных дозирующих устройств, фильтров в каждой камере, выполняющих роль первичных дозирующих устройств, при этом отверстия расположены только в емкости предварительного смешивания, которая образована между фильтром и глухой заглушкой камеры (Патент РФ №2342519, E21B 37/06, 2008).

Недостатком устройства для подачи реагента является сложность настройки первичных и вторичных дозирующих устройств под конкретные осложняющие факторы в скважине.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для подачи ингибитора, содержащее цилиндрический корпус с заглушкой, имеющий в верхней части отверстия, расположенные в верхнем и нижнем рядах, и ингибитор, размещенный в корпусе ниже отверстий, причем оси отверстий рядов направлены под углом и сходятся внутри корпуса (Патент РФ №2382177, E21B 37/06, 2010).

Устройство характеризуется невысокой точностью дозирования реагента и низкой адаптационной способностью к внутрискважинным условиям и ресурсом работы.

Настоящее изобретение решает задачу повышения точности и продолжительности дозирования реагента различного агрегатного состояния в скважинную жидкость с учетом ее химико-технологических характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для подачи реагента в скважину в виде цилиндрического корпуса с расположенными в верхней части заглушкой и отверстиями, заполненного реагентом ниже уровня отверстий с образованием свободной полости, согласно изобретению, в заглушке выполнено сквозное отверстие, перекрытое снаружи дозатором, а со стороны свободной полости - рукавным фильтром, на корпусе установлена муфта с отверстиями для выноса разбавленного реагента, поступившего из свободной полости через дозатор.

Наличие рукавного фильтра, перекрывающее отверстие в заглушке со стороны свободной полости, предотвращает попадание механических примесей внутрь дозатора и обеспечивает стационарный режим дозирования реагента.

Отверстия в цилиндрическом корпусе направлены под острым углом к его оси в сторону, противоположную движению жидкости в скважине. Над отверстиями могут быть установлены козырьки для увеличения площади забора жидкости и ее направленного движения внутрь корпуса.

Дозатор может быть выполнен из профилированной проволоки или из пористого спеченного материала или из металлической или полимерной сетки. Через дозатор осуществляется гидравлическая связь свободной полости со скважиной.

Дозатор может иметь, например, цилиндрическую или дискообразную форму, минимизирующую попадание механических примесей из пластовой жидкости на проницаемую поверхность, через которую осуществляется дозирование реагента. Точность подачи реагента определяется размером характерного отверстия дозатора; в зависимости от конструктивного исполнения дозатора, таким размером является щель, пора или ячейка. Габариты дозатора задают удельное количество проходящего сквозь него реагента.

Дозатор выполнен из материала с высокой химической и коррозионной стойкостью по отношению к реагенту и скважинной жидкости, например, из нержавеющей стали или стеклопластика.

Цилиндрические корпуса присоединяются друг к другу или к основанию погружного электродвигателя с помощью гибкого или жесткого элемента, не нарушающего гидравлическую связь полости корпуса со скважиной. Примером жесткого элемента является соединительная муфта с отверстиями на боковой поверхности, направленными под острым углом к оси в сторону движения жидкости в скважине, причем площади сечения отверстий на муфте и цилиндрическом корпусе равны.

Реагент может иметь различный химический состав и агрегатное состояние, которые подбираются с учетом внутрискважинных условий.

На фиг. схематично изображено заявляемое устройство для подачи реагента, общий вид, разрез.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с заглушкой 2 и отверстиями 3 в верхней части, оси которых направлены под острым углом к его оси вниз. Корпус 1 заполнен ниже уровня отверстий 3 твердым или жидким реагентом 4 так, что вверху остается свободная полость 5. Состав и агрегатное состояние реагента подбираются с учетом температуры, обводненности и химического состава добываемой жидкости. Над отверстиями 3 размещены козырьки 8. В заглушке 2 выполнено сквозное отверстие 6, которое снаружи перекрыто дозатором 7, а изнутри - рукавным фильтром 9, например, из полимерного материала. Размеры характерных отверстий и габариты дозатора определяются дебитом скважины. На цилиндрическом корпусе 1 установлена муфта 10, на боковой поверхности которой выполнены отверстиями 11, оси которых направлены под острым углом вверх. Площади сечения отверстий 11 на муфте 10 и отверстий 3 на корпусе 1 равны, при этом диаметр, количество и угол наклона оси подбираются в зависимости от подачи жидкости и необходимого содержания в ней реагента.

Устройство для подачи реагента работает следующим образом.

Заполненные реагентом 4 цилиндрические корпуса 1 с транспортировочными пробками в отверстиях 3 и 6 доставляют на месторождение. При спуске корпусов 1 в скважину пробки из отверстий 3 удаляют, а пробки из отверстий 6 в заглушках 2 заменяют дозаторами 7. Параметры дозаторов 7 выбираются с учетом химико-технологических характеристик скважинной жидкости и требуемой точности и продолжительности дозирования реагента. Корпуса 1 соединяют друг с другом, например, соединительными муфтами 10. Количество одновременно спускаемых корпусов задается дебитом скважины. Устройство для подачи реагента размещается в скважине выше интервала перфораций.

При включении погружного насоса добываемая жидкость движется вдоль корпусов вверх. Небольшой поток жидкости поступает через отверстия 3 в свободную полость 5 цилиндрического корпуса 1 и растворяет по диффузионному механизму или смешивается с находящимся в нем твердым или жидким реагентом 4. Благодаря козырьковым элементам 8 и ориентации отверстий 3 интенсифицируется забор и вихревое течение жидкости в свободной полости 5, способствующее растворению, перемешиванию и образованию раствора реагента повышенной концентрации. Скважинная жидкость, поступающая в свободную полость 5, продавливает концентрированный раствор реагента через рукавный фильтр 9 и отверстие 6 в заглушке 2 во внутреннюю полость дозатора 7, при этом раствор очищается от механических примесей. Далее раствор реагента по каналам дозатора 7 - щелям, порам или ячейкам дозируется в скважинную жидкость, заполняющую внутреннюю полость муфты 10, где происходит их смешивание. Разбавленный раствор выносится через отверстия 11 из полости муфты 10 в затрубное пространство за счет вихревых течений, смешивается с основным потоком добываемой жидкости и попадает на прием погружного насоса. Благодаря наличию реагента предотвращается отложение солей на рабочих органах насоса.

1. Устройство для подачи реагента в скважину в виде цилиндрического корпуса с заглушкой и отверстиями в верхней части, заполненного реагентом ниже уровня отверстий с образованием свободной полости, отличающееся тем, что в заглушке выполнено сквозное отверстие, перекрытое снаружи дозатором, а со стороны свободной полости - рукавным фильтром, на корпусе установлена муфта с отверстиями для выноса разбавленного реагента, поступающего из свободной полости через дозатор.

2. Устройство для подачи реагента в скважину по п.1, отличающееся тем, что отверстия в цилиндрическом корпусе направлены под острым углом к его оси в сторону, противоположную движению жидкости в скважине.

3. Устройство для подачи реагента в скважину по п.1, отличающееся тем, что над отверстиями установлены козырьки.