Устройство для разрушения асфальтено-смолистых и парафиногидратных отложений в скважине

 

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть использовано для очистки насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных фонтанных, газлифтных скважин и скважин, оборудованных погружными насосами типа УЭЦН, от асфальтено-смолистых и парафино-гидратных отложений. Устройство включает оболочку, выполненную из алюминия и заполненную химически активной массой, приготовленной на основе по крайней мере одного щелочного металла. Активная масса покрыта битумом. На оболочку снаружи нанесен слой смеси парафина и трансформаторного масла, покрытый снаружи алюминиевой пудрой. Оболочка обычно выполнена из алюминиевой фольги. Устройство помещено в транспортную упаковку и имеет приспособление для ее снятия перед использованием. Активная масса может быть из двух половин цилиндра, образующих внутри замкнутую сквозную или секционную полость, заполненную наполнителем (алюминиевой пудрой или смесью алюминиевой пудры и утяжелителя, или ПАВ и/или эмульгатором и/или катализатором). Наполнитель используется в виде порошка, гранул или таблеток. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть использовано для очистки насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных фонтанных, газлифтных скважин и скважин, оборудованных погружными насосами типа УЭЦН от асфальтено-смолистых и парафино-гидратных отложений (АСПГО) в скважине.

Известно устройство для разрушения асфальтено-смолистых и парафино-гидратных отложений в скважине, включающее оболочку, выполненную из химически активного материала и заполненную химически активной массой [1] Недостатком известного устройства является то, что его использование предполагает наличие тягового органа, с которым он связан, и лебедки, посредством которой осуществляется спуск в скважину устройства и подъем его и остатков не прореагировавшей оболочки.

Известно устройство для разрушения асфальтено-смолистых и парафино-гидратных отложений в скважине, включающее оболочку, выполненную из химически активного материала и заполненную химически активной массой [2] Недостатком известного устройства является то, что в качестве химически активной массы в нем используется пятихлористый фосфор, что отрицательно влияет на коррозионную стойкость НКТ, поскольку в добываемой нефти обычно присутствуют сернистые соединения.

Известно устройство для разрушения асфальтено-смолистых и парафино-гидратных отложений в скважине, включающее оболочку, выполненную из алюминия и заполненную химически активной массой, приготовленной на основе по крайней мере одного щелочного металла [3] Недостатком известного устройства является то, что оно обладает низкой эффективностью разрушения отложений в скважине и представляет определенную опасность в хранении, транспортировке и подготовке к работе ввиду ненадежной герметизации.

Целью изобретения является получение технического результата, выражающегося в создании устройства, обеспечивающего высокоэффективное разрушение отложений в скважине, удобного и безопасного в обращении.

Получение технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для разрушения асфальтено-смолистых и парафино-гидратных отложений в скважине, включающем оболочку, выполненную из алюминия и заполненную химически активной массой, приготовленной на основе, по крайней мере одного щелочного металла, активная масса изолирована снаружи битумом, на оболочку снаружи нанесен слой смеси парафина и трансформаторного масла, покрытый снаружи алюминиевой пудрой, а диаметр активной массы определен по формуле где d диаметр активной массы, мм; D наружный диаметр оболочки, мм; К коэффициент, учитывающий технические, технологические особенности использования устройства (К 0,03 0,1).

Способствует достижению технического результата то, что оболочка выполнена из алюминиевой фольги.

Для предотвращения механических и химических воздействий на устройство в период его доставки к месту выполнения работ или в период его хранения оно снабжается транспортной упаковкой и приспособлением для ее снятия перед использованием устройства, при этом транспортная упаковка выполнена в виде наружного чехла с торцевыми заглушками и подстилающей промасленной бумаги, причем наружный чехол с торцевыми заглушками выполнен из алюминиевой фольги, а между последним и промасленной бумагой имеется слой тугоплавкого битума.

В определенных условиях использования устройства химически активная масса может быть представлена в виде двух половин цилиндра с выемками на смежных их поверхностях, половины цилиндра стянуты алюминиевым бандажем с возможностью образования замкнутой секционной или сквозной полости, расположенной вдоль продольной оси устройства и заполненной наполнителем, при этом смежные поверхности половин цилиндра также покрыты битумом.

В качестве наполнителя может быть применена алюминиевая пудра или смесь алюминиевой пудры с утяжелителем, или ПАВ, и/или эмульгатор, и/или катализатор, при этом наполнитель может быть представлен в виде порошка, гранул или таблеток.

В качестве связующего при формировании таблеток может быть использован парафин.

На фиг. 1 показан упрощенный вариант выполнения устройства с замкнутой сквозной полостью для наполнителя, продольный разрез; на фиг. 2 продольный разрез устройства с замкнутой секционной полостью в активной массе, в которой содержится наполнитель; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 устройство в транспортной упаковке; на фиг. 7 сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 половины цилиндра активной массы и таблетки наполнителя.

Устройство во всех случаях содержит оболочку 1, выполненную из химически активного материала алюминия. Оболочка 1 заполнена химически активной массой 2, приготовленной на основе по крайней мере одного щелочного металла натрия.

Активная масса 2 может быть представлена и композицией щелочных металлов, например натрий с литием. В активной массе 2 наряду с основой щелочным металлом, например натрием, могут присутствовать добавки, ускоряющие или замедляющие процесс термохимической реакции при разрушении отложений. Активная масса 2 снаружи изолирована битумом 3. Оболочка 1 в предпочтительном исполнении выполняется из алюминиевой фольги, которая накладывается на слой битума 3. Активная масса 2 может быть выполнена из двух половин 4 и 5 цилиндра, имеющих выемки 6 на смежных им поверхностях 7. При совмещении смежных поверхностей 7 в активной массе 2 образуется сквозная или замкнутая секционная полость, расположенная вдоль продольной оси устройства. Эти полости предварительно заполняются наполнителем 8, который может быть представлен алюминиевой пудрой, или смесью алюминиевой пудры с утяжелителем, или ПАВ, и/или эмульгатором, и/или катализатором. Наполнитель 8 может быть представлен в виде порошка, гранул или, как это показано на фиг. 3 и 8, в виде таблеток. В качестве материала утяжелителя обычно применяется барит, кварцевый песок или металлические опилки. ПАВ могут быть представлены, например, сульфанолом, эмульгатор жидким стеклом, катализатор солями и оксидами Ni, Co, Mo, W. Смежные поверхности 7 перед совмещением покрываются битумом. Снаружи половины 4 и 5 цилиндра также покрываются слоем битума 3 и стягиваются алюминиевым бандажом 9, как показано на фиг. 5. После того, как будет сформирована поверх слоя битума 3 оболочка 1 (из алюминиевой фольги, алюминиевой трубки), на нее наносится слой смеси 10 парафина и трансформаторного масла, который покрывается слоем 11 алюминиевой пудры.

Изготовленное таким образом устройство помещается в транспортную упаковку и снабжается приспособлением для ее снятия перед использованием устройства (см. фиг. 6). Транспортная упаковка выполнена в виде наружного чехла 12 с торцевыми заглушками 13 и 14 и подстилающей промасленной бумаги 15, 16 и 17. Наружный чехол 12 и заглушки 13 и 14 выполнены из алюминиевой фольги. Между чехлом 12 и промасленной бумагой 15 имеется слой тугоплавкого битума 18. Между заглушками 13 и 14 и промасленной бумагой 16 и 17 также имеется слой тугоплавкого битума 19 и 20. Приспособление для снятия транспортной упаковки представляет собой прочную нить 21, например леску, которой охватывают устройство вдоль его образующей. Причем свободные концы нити располагают с конца устройства, на который предварительно была надета одна из заглушек, например 13. Затем устанавливается вторая заглушка 14, и формируется наружный чехол 12. Свободные концы нити 21 могут быть соединены между собой, а образованная таким образом петля для удобства при транспортировке и хранении может быть прикреплена к наружной поверхности упаковки, например, при помощи кусочка фольги и тугоплавкого битума.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Для разрушения отложений, частично или полностью закупоривающих НКТ в скважине, осуществляют подготовку устройства к работе. Для этого снимается транспортная упаковка путем ее перерезания нитью 21 и удалением заглушек 13 и 14. Подготавливается лубрикатор, и вводится в него и далее в НКТ устройство, с нижнего торца которого удалена оболочка 1 до активной массы 2. Затем заливается некоторое количество воды. Аналогичным образом вводится в НКТ расчетное количество устройств. Если скважина имеет достаточную обводненность (>10% ), а УЭЦН в рабочем состоянии, то она может быть включена, процесс разрушения и удаления АСПГО будет осуществлен без остановки скважины. Таким же образом, то есть без остановки фонтанной скважины, в ней осуществляют разрушение и удаление АСПГО. Если условия иные, то в течение 40-60 мин осуществляется выдержка. При этом контролируется давление в НКТ, и при его превышении 100 атм оно стравливается открытием рабочей задвижки в шлейф. Разрушение отложений происходит под воздействием выделяющегося в результате термохимической реакции тепла. Температура в зоне реакции повышается до 90-95^oС. Выделяющиеся газы барботируют через реакционную среду, способствуют массо- и теплообмену системы, Транспортируют расплавленные отложения по НКТ. Продукты реакции способствуют удалению центров АСПГО и покрывают стенки НКТ составом, предотвращающим на длительный период образование отложений. Управление данным процессом основано на использовании принципа саморегулируемой реакции, при котором скорость реакции, а значит и количество выделяющегося тепла зависит от доступной площади взаимодействия активной массы со средой и скоростью растворения оболочки. Эта зависимость увязана предлагаемой формулой для определения диаметра (d) активной массы.

При осуществлении разрушения отложений открывают боковую трубную задвижку, включают УЭЦН и производят прием разрушенных отложений в передвижную емкость или бункер цементировочного агрегата. При выходе чистой нефти закрывают буферную задвижку и переводят скважину в работу на шлейф. При неработающей УЭЦН вымыв разрушенных отложений осуществляют путем обратной промывки, например, с использованием цементировочного агрегата.

Формула изобретения

1. Устройство для разрушения асфальтено-смолистых и парафиногидратных отложений в скважине, включающее оболочку, выполненную из алюминия и заполненную химически активной массой, приготовленной на основе по крайней мере одного щелочного металла, отличающееся тем, что активная масса изолирована снаружи битумом, на оболочку снаружи нанесен слой смеси парафина и трансформаторного масла, покрытый снаружи алюминиевой пудрой, а диаметр активной массы определен по формуле d
где d диаметр активной массы, мм;
D наружный диаметр оболочки, мм;
K коэффициент, учитывающий технические и технологические особенности применения устройства (K 0,03 ^oC 0,1).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оболочка выполнена из алюминиевой фольги.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено транспортной упаковкой и приспособлением для ее снятия перед использованием устройства, при этом транспортная упаковка выполнена в виде наружного чехла с торцевыми заглушками и подстилающей промасленной бумаги, причем наружный чехол с торцевыми заглушками выполнен из алюминиевой фольги, а между последним и промасленной бумагой имеется слой тугоплавкого битума.

4. Устройство по одному из пп.1 3, отличающееся тем, что химически активная масса представлена в виде двух половин цилиндра с выемками на смежных их поверхностях, половины цилиндра стянуты алюминиевым бандажом с возможностью образования замкнутой секционной или сквозной полости, расположенной вдоль продольной оси устройства и заполненной наполнителем, при этом смежные поверхности половин цилиндра также покрыты битумом.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в качестве наполнителя применена алюминиевая пудра или смесь алюминиевой пудры с утяжелителем или ПАВ и/или эмульгатор, и/или катализатор, при этом наполнитель представлен в виде порошка, гранул или таблеток.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 12.07.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---