Устройство для электропрогрева скважин

Устройство для электропрогрева скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ и956764

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскки

Социалистических

Реслублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 270680 (21) 2924615/22-03 (51) М. КЛ. з

Е 21 В 43/24 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 622.245..514(088.8) Опубликоввно070982, Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 070982 (72) Авторы изобретен (71) Заявите (54) JJCTPOACTBO ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРОГРЕВА

CKBAXHH

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технике прогрева нефтяных скважин.

Известно устройство для электропрогрева скважин, содержащее кабельную головку, клеммную камеру, уплотнение кабельного ввода, трубчатые нагревательные элементы и перфорирован- ный кожух, установленный между кабельной, головкой и клеммной камерой(1).10

Недостатком устройства является наличие большого числа соединений.

Работа этого устройства под уровнем жидкости в скважине приводит к проникновению жидкости через соедине- 15 ния в узлах устройства в клеммную камеру, что вызывает короткое заьыкание и выход устройства иэ строя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 20 является устройство для электропрогрева скважин, содержащее корпус, во внутренней полости которого размещен кабель-трос и узел его уплот.— нения, установленный над клеммной 25 пластиной трубчатые нагревательные элементы (23.

Основными недостатками этого устройства являются сложность конструкции, обусловленная тем, что головная часть и клеммная пластина размещены в отдельных корпусах:, что привело к наличию трудноуплотняеьых соединений и сложности изготовления и сборки устройства; низкая надежность работы устройства под давлением столба скважинной жидкости и высокой температуры, в результате чего в уплотняющих элементах появляются остаточные деформации, а уплотнительные материалы деструктируют, открывая доступ скважинной жидкости к клеммам, что вызывает короткое заьиыкание и выход устройства из строя.

Цель изобретения — повышение надежности его в работе устройства.

Поставленная цель достигается тем, что полость, образованная клеммной пластиной и узлом уплотнения кабель-троса, заполнена минеральным сорбентом, пропитанным органическим сублиматом, а также тем, что в качестве минерального сорбента используют:гранулированный цеолит или фаянс, а в качестве органического сублимата — камфору, или нафталин, или дифенил.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид на фиг.2 - графики, изоб956764 ражающие зависимость упругости паров органических сублиматов от тем пературы.

Кабель-трос 1 соединен с устройством крепления, состоящий из зубчатых плашек 2, вставленных вовнутрь направляющего конуса 3, и нажимной гайки 4, навернутой на направляющий конус. Крепление кабель-троса соединено сваркой с корпусом 5 головкой части устройства. 10

Над клеммной пластиной 6 внутри встроен узел уплотнения кабель-тро-, са состоящее из посадочного конуса 7, имеющего наружную резьбу и ввернутого до упора во внутренний бурт корпуса с помещенным на нем уплотнительным кольцом 8, рабочего конуса 9 и цилиндрическим осевым от-. верстием для пропуска кабель-троса, эпоксидной смолы 10 в зазоре ме ду а кабель-тросом и поверхностью этого отверстия, и нажимной гайки 11, соединенной резьбой по наружной цилиндрической поверхности с корпусом головной части.

Трубчатые электронагревательные элементы 12 закреплены по фланце 13 в бурт фланца вставлено уплотнительное кольцо 14. Перфолированный кожух

15 при помощи резьбы соединен с корпусом головной части.

Полость, образованная корпусом головной части устройства, клеммной пластиной и узлом уплотнения кабельтроса, заполнена минеральным сорбентом 16, пропитанным органическим 35 сублиматом.

Зависимость упругости паров органических сублиматов от температуры изображена на фиг.2:17 — для камфоры, 18 — для нафталина, 19 - для ди- 40 фенила.

Из этих графиков следует, что при повышении температуры возрастает упругость .паров органического сублимата, что объясняется испарением 45

его под действием нагрева.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения по кабель- 5О тросу 1 температура трубчатых нагревательных элементов 12 резко повышается. При этом нижняя часть этих элементов,- находящаяся в перфорированном, кожухе 15, имеет меньшую температуру, чем верхняя, вследствие теплообмена со скважинной жидкостью. Температура же верхней части нагревательных элементов и конусов 7 и 9 и нажимной гайки 11 узла уплотнения кабельтроса, а также внутренних слоев корпуса 5 и клеммной пластины б может достигать 300-700ОС, вследствие слабого теплообмена с внешней средой, Одновременно кондуктивным путем и изучением от указанных деталей раэог- 65 ревается материал, заполняющий ограниченную ими полость, т.е. минеральный сорбент 16, пропитанный органическим сублиматом.

Под действием нагрева органический сублимат, находящийся в порах сорбента, переходит в парообразное состояние и давление в полости растет, следуя графикам на фиг.2.

Фазовый переход органического сублимата обратим, т.е. при отключении нагревателя и его остывания сконденсировавшийся сублимат вновь переходит в твердое состояние, т.е. кристаллизуется. Термически обратиьий фазовый переход сублимата описывается выражениями: камфара С вН„ О (тверд.), С1ОН„ О (пар); нафталйн

С„„Н (тверд.), С,, На(пар); дифенил

С„ Н„„(ерд. ), С«н,д(пар) .

Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы устройства за счет предотвращения проникновения скважинной жидкости к клеммной пластине 6; механическое противоздействие паров сублимата подступлению скважинной жидкости к клеммной пластине через неплотности соединений за счет противодавления; понижение проницаемости для воды в зазорах неплотностей вследствие того, что металлы лучше смачиваются органическими веществами, чем водой; при отключении нагревателя и его остывании в среде скважинной жидкости пары органического сублимата конденсируются и кристаллизуются в зазорах и неплотностях, блокируя доступ воды к клемманой пластине.

После отключения устройства пары органического сублимата, находящиеся в межгранулярном пространстве, всасываются внутрь гранул сорбента сорбционными силами и кристаллизуется во внутрипаровом пространстве этих гранул. Это исключает затруднения при разборке нагревателя, так как клеммные соединения и жилы кабель-троса остаются свободными.

Выбор конкретного органического сублимата из числа перечисленных производят, исходя иэ условий работы устройства в скважине, температурного интервала в клеммной камере и высоты столба скважинной жидкости над нагревателем.

Так, если. гидростатическое давле- ние на нагреватель составляет

60 кгс/см1, а температура разогрева внутренних деталей головной части составляет 450-550 С, то в качестве органического сублимата можно использовать камфару или нафталин, так как в укаэанном интервале температур упругость паров этих сублиматов выше

60 кгс-см1, что обеспечивает дости-, 956764

Формула изобретения

Р ко/си

Ы гоо мо ю ыи фи э. 2 фи в.1 жение положительного эффекта (см. кривые 17 и 18 на фиг.2).

Очевидно, нельзя для той же цели использовать неорганические . сублиматы, так как они обладают электропроводностью и приведут к короткому замаканию между клеммами: нельзя использовать и минеральные масла, так как они нетермостойки и склонны к коксообразованию, а кокс также электропроводен.

Таким образом, основными преимуществами устройства являются простота конструкции и повышенная надежность работы an сравнению с известными устройствами для электропрогрева скважин.

1. Устройство для электропрогрева

20 скважин, включающее корпус, во внутренней полости которого размещен каф бель-трос и узел его уплотнения, установленный над клеммной пластинрй, трубчатые нагревательные элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повъиаеиия надежности его - в работе, полость, образованная клеммной пластиной и узлом уплотнения кабель-троса, заполнена минеральным сорбентом, пропитанным органическим сублиматом. .2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве минерального сорбента используют гранулированный цеолит или фаянс, а в качестве органического сублимата. камфору или нафталин, или -дифенил.

Источники информацри принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 659729, кл. Е 21 В 43/24, 1979.

2. Шейнман A.Á. и др. Воздействие на пласт теплом при добыче нефти.

М., "Недра", с.234,(прототип).

ВНИИПИ Заказ 6548/15

Тираж 623 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4