Способ предотвращения смолопарафиновых отложений в лифтовых трубах при эксплуатации нефтяных скважин штанговыми насосными установками и устройство для его осуществления

 

Использование: для предотвращения смолопарафиновых отложений в скважинах, оборудованных штанговыми насосами. Сущность изобретения: в верхней части колонны штанг установлена цилиндрическая камера, соединенная сальниковым штоком со станком -качалкой. Камера выполнена в виде плунжера с подпружиненным обратным клапаном, размещенным выше впускных отверстий. Выпускные отверстия выполнены в верхней торцовой части цилиндрической камеры. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано во всех нефтяных скважинах, оборудованных штанговыми насосными установками для предотвращения смолопарафиновых отложений.

Известен способ предотвращения выпадения осадков из-за дегазации в процессе добычи жидких полезных ископаемых, заключающийся в том, что внедряют в верхнюю часть кольцевого пространства жидкость, инертную или соответствующую характеристикам воды под давлением, которое для максимального расхода водоотлива превышает давление в точке образования первого пузырька жидкости, то есть давление в точке образования в этой жидкости появляется первый пузырек вследствие уменьшения его давления [1] Известна штанговая скважинная насосная установка, содержащая цилиндрическую камеру с впускными отверстиями, соединенную сальниковым штоком со станком-качалкой. Данная установка обладает низкой эксплуатационной надежностью [2] Цель изобретения предотвращение смолопарафиновых отложений в лифтовых трубах.

Доcтигаетcя это тем, что в cпоcобе предотвращения смолопарафиновых отложений в лифтовых трубах для предупреждения разгазирования добываемой жидкости в период, когда столб добываемой жидкости неподвижен, повышают давление путем сжатия столба добываемой жидкости.

Согласно изобретению при температуре добываемой жидкости из нефтяных скважин 15-17^оС часть растворенного парафина кристаллизуется, образуя взвешенный объем. Слипанию кристаллов парафина препятствуют естественные поверхностно-актив- ные вещества асфальтены и смолы, которые покрывают поверхности кристаллов. На границе раздела газового пузырька и нефти, возникающих в лифтовых трубах, в результате разгазирования из-за отрицательной адсорбции образуется слой с пониженной концентрацией асфальтенов и смол. Кристаллы парафина, попадающие из добываемой жидкости в этот слой, очищаются от ПАВ. Имплозия газового пузырька из-за повышения давления сопровождается гидравлическим ударом, который объединяет очищенные кристаллы парафина в мицеллы. Из-за адсорбции внутренняя поверхность лифтовых труб покрывается асфальтенами и смолами.

Адгезия, вызываемая электрической связью между субстратом (стенка трубы имеет отрицательный заряд) и адгезивом (аcфальтены и cмолы имеют положительный заряд), достаточно высока, поэтому восходящий поток добываемой жидкости не смывает адсорбционный слой. Возникающие на этом слое газовые пузырьки в результате имплозии насыщают его кристаллами парафина, а затем поверхностный слой газовых пузырьков очищает не только кристаллы парафина, находящиеся в этом слое, но и на границе контакта с адгезивом, вызывая тем самым при имплозии газовых пузырьков аутогезию (т.е. слипание парафина друг с другом). Степень очистки кристаллов парафина зависит от концентрации асфальтенов и смол в нефти. По мере роста толщины сложившегося слоя происходит его уплотнение давлением жидкости в лифтовых трубах.

Если концентрация в нефти выше критического значения, то согласно уравнению адсорбции Гиббса Г · где Г количество адсорбированного вещества; С равновесная мольная концентрация вещества в растворе; R универсальная газовая постоянная; Т абсолютная температура; поверхностная активность растворенного вещества, т.е. когда производная 0, процесс адсорбции не происходит, соответственно механизм образования смоло-парафиновых отложений не действует.

Из вышеуказанного следует, что в механизме образования смоло-парафиновых отложений газовый пузырек выполняет две функции очищает кристаллы парафина от асфальтенов и смол, а также создает на них силовое давление. Поэтому, предупреждая проявление газовых пузырьков на стенках лифтовых труб, когда столб жидкости неподвижен (при ходе штанг вниз), можно предотвратить смоло-парафиновые отложения, повышая давление путем сжатия столба жидкости.

П р и м е р. Устройство для предотвращения смоло-парафиновых отложений в нефтяной скважине 1 в лифтовых трубах 7 состоит из цилиндрической камеры 2, плунжера 3 с подпружиненным клапаном 4. Возвратно-поступательное движение осуществляется полированным сальниковым штоком 5. Привод штангового насоса 8 осуществляется колонной штанг 6. При ходе колонны штанг вниз добываемая жидкость в лифтовых трубах 7 сжимается плунжером 3 устройства, степень сжатия добываемой жидкости регулируется пружиной клапана 4. Подпружиненный клапан 4 открывается при достижении давления, при котором разгазирование добываемой жидкости не происходит. При достижении необходимого давления сжатия столба жидкости подпружиненный клапан 4 открывается, пропуская добываемую жидкость во внутреннюю полость плунжера устройства. При ходе колонны штанг 6 и сальникового штока 5 вверх происходит подъем добываемой жидкости плунжером штангового насоса и плунжером устройства 3 с подачей добываемой жидкости в выкидную линию нефтяной скважины.

Формула изобретения

1. Способ предотвращения смолопарафиновых отложений в лифтовых трубах при эксплуатации нефтяных скважин штанговыми насосными установками, включающий повышение давления в добываемой жидкости, отличающийся тем, что, с целью предотвращения смолопарафиновых отложений в лифтовых трубах, повышение давления осуществляют путем сжатия столба добываемой жидкости в период, когда столб добываемой жидкости неподвижен, для предупреждения разгазирования добываемой жидкости.

2. Устройство для предотвращения смолопарафиновых отложений в лифтовых трубах при эксплуатации нефтяных скважин, содержащее установленную в верхней части колонны штанг штангового насоса цилиндрическую камеру с впускными отверстиями, соединенную сальниковым штоком со станком-качалкой, отличающееся тем, что, с целью предотвращения смолопарафиновых отложений в лифтовых трубах, оно снабжено узлом регулирования давления на выходе, выполненным в виде подпружиненного обратного клапана, установленного в цилиндрической камере с возможностью взаимодействия с седлом, размещенным выше впускных отверстий, при этом в верхней торцевой части цилиндрической камеры дополнительно выполнены впускные отверстия, впускные отверстия расположены в нижней торцевой части цилиндрической камеры, а сама камера выполнена в виде плунжера.

РИСУНКИ

Рисунок 1