Устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважины

Изобретение относится к горному делу и может применяться для тепловой обработки продуктивного пласта высоковязкой нефти, восстановления гидравлической связи пласта со скважиной, увеличения нефтеотдачи пластов и дебита скважин, а также возобновления эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды. Обеспечивает повышение нефтеотдачи пласта за счет увеличения передачи тепловой энергии пара с высокой сухостью (0,8-0,9) в единицу времени в призабойную зону скважины с меньшими потерями и упрощения конструкции. Сущность изобретения: устройство содержит корпус нагревателя, силовой кабель питания, связанный с центральным трубчатым тоководом, диски-электроды с перфорацией, установленные на центральном тоководе и изолированные от корпуса нагревателя, заполненного токопроводящей жидкостью, водоподающую систему, включающую клапаны и отверстия в дополнительном корпусе, соосном с корпусом нагревателя, насосно-компрессорные трубы (НКТ), соединенные с водоподающей трубой с насосом с регулируемым приводом и емкостью с водой, термостойкий пакер, расположенный над дополнительным корпусом, и регулятор напряжения. Согласно изобретению устройство снабжено расположенным под НКТ распределителем. Его внутренняя полость заполнена диэлектрической жидкостью. По его оси установлен узел сопряжения НКТ с трубчатой диэлектрической вставкой и переходником с отверстием, соосным с отверстием трубчатой вставки. Верхняя часть центрального трубчатого токовода соединена с жилами силового кабеля через упомянутый переходник, а корпус нагревателя через дополнительный корпус, промежуточный переходник, распределитель НКТ соединен с заземленной нейтралью питающего трансформатора. Центральный трубчатый токовод с термостойкими изоляторами жестко соединен со всеми дисками-электродами, изолированными от корпуса нагревателя термостойкими изоляторами с отверстиями, расположенными в зонах межэлектродных интервалов. В дополнительном корпусе выполнены выпускные клапаны и выпускные отверстия. 3 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может применяться для тепловой обработки продуктивного пласта высоковязкой нефти, восстановления гидравлической связи пласта со скважиной, увеличения нефтеотдачи пластов и дебита скважин, а также возобновления эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.

Известен скважинный генератор теплоты, авторское свидетельство № 381726, кл. Е 21 В 43/24, включающий коаксиальное расположение электродов, к которым подключается постоянный ток. Однако скважинный генератор теплоты не позволяет передать достаточно большие мощности для эффективного воздействия на призабойную зону продуктивного пласта.

Известно электронагревательное устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины, патент РФ № 2169830, кл. Е 21 В 36/04 43/24, включающий корпус нагревателя, силовой кабель питания, диски-электроды, установленные на токопроводе, размещенные по оси корпуса. Диски-электроды выполнены с перфорацией и собраны в чередующиеся пары, где верхние диски-электроды соединены с корпусом, а нижние закреплены на токопровод, причем в междисковых интервалах токопровода и корпуса размещены термостойкие изоляторы, а корпус нагревателя заполнен токопроводящей жидкостью до уровня самого верхнего диска-электрода. Недостатками этого устройства является то, что прогрев продуктивного пласта осуществляется в незамкнутом интервале скважины со значительными потерями теплоты по оси скважины выше устройства, а также отсутствие устройства, обеспечивающего нагнетание жидкости в продуктивный пласт с поверхности, что снижает технологические возможности термического воздействия на призабойную зону пласта.

Известно устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважины, патент № 2208145, кл. Е 21 В 43/25, 36/04, 43/24, принятой нами за прототип, включающий металлический корпус нагревателя, силовой кабель питания, диски-электроды, установленные на токопроводе и размещенные по оси корпуса, при этом диски-электроды выполнены с перфорацией и собраны в чередующиеся пары, где верхние диски-электроды соединены с корпусом, а нижние закреплены на токопроводе, причем в междисковых интервалах токопровода и корпуса размещены термостойкие изоляторы, а корпус нагревателя заполнен токопроводящей жидкостью, при этом устройство снабжено водоподающей системой, включающей выпускной клапан, расположенный в корпусе, соосном с корпусом нагревателя, насосно-компрессорные трубы НКТ и соединенную с ними водоподающую трубу с насосом с регулируемым приводом и емкостью с водой, термостойким пакером, расположенным над корпусом выпускного клапана, и регулятором напряжения.

Недостатком этого устройства является, сложность конструкции при изготовлении и сборки. Недостаточный прогрев призабойной зоны скважины.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение нефтеотдачи пласта за счет увеличения передачи тепловой энергии - пара с высокой сухостью (0,8-0,9) в единицу времени в призабойную зону скважины с меньшими потерями и упрощения конструкции.

Технический результат достигается тем, что устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважины, содержащее корпус нагревателя, силовой кабель питания, связанный с центральным трубчатым тоководом, диски-электроды с перфорацией, установленные на центральном тоководе и изолированные от корпуса нагревателя, заполненного токопроводящей жидкостью, водоподающую систему, включающую клапаны и отверстия в дополнительном корпусе, соосном с корпусом нагревателя, насосно-компрессорные трубы (НКТ), соединенные с водоподающей трубой с насосом с регулируемым приводом и емкостью с водой, термостойкий пакер, расположенный над дополнительным корпусом, и регулятор напряжения, согласно изобретению устройство снабжено расположенным под НКТ распределителем, внутренняя полость которого заполнена диэлектрической жидкостью, по оси которого установлен узел сопряжения НКТ с трубчатой диэлектрической вставкой и переходником с отверстием, соосным с отверстием трубчатой вставки, при этом верхняя часть центрального трубчатого токовода соединена с жилами силового кабеля через упомянутый переходник, а корпус нагревателя через дополнительный корпус, промежуточный переходник, распределитель НКТ соединен с заземленной нейтралью питающего трансформатора, причем центральный трубчатый токовод с термостойкими изоляторами жестко соединен со всеми дисками-электродами, изолированными от корпуса нагревателя термостойкими изоляторами с отверстиями, расположенными в зонах межэлектродных интервалов, а в дополнительном корпусе выполнены выпускные клапаны и выпускные отверстия.

Устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины обеспечивает восстановление гидравлической связи пласта со скважиной, увеличение нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью и дебита скважин, а также возобновление эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.

Устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез;. на фиг.2 представлен поперечный разрез распределителя; на фиг.3 представлен поперечный разрез корпуса нагревателя.

Устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины содержит корпус 1 нагревателя, верхняя часть которого соединена с дополнительным корпусом 2 с выпускными клапанами 3 и выпускными отверстиями 4, причем оба корпуса расположены по одной оси. Устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины содержит колонну НКТ 5, соединенную с верхней частью корпуса распределителя 6, выполненного в форме цилиндра, внутренняя полость которого заполнена диэлектрической жидкостью. Центральный изолированный по всей длине трубчатый токовод 7 соединен с узлом сопряжения 9 НКТ через трубчатую диэлектрическую вставку 8 и переходник 10. Переходник 10 имеет отверстие, соосное с отверстием диэлектрической вставке 8, а верхняя часть центрального трубчатого токовода 7 соединена с жилами силового питающего кабеля 11. Центральный трубчатый токовод 7 жестко соединен со всеми дисковыми перфорированными электродами 12, между которыми размещены трубчатые термостойкие цилиндрические изоляторы 13 и 14. Термостойкие цилиндрические изоляторы 13 размещены на поверхности центрального трубчатого токовода 7, а термостойкие цилиндрические изоляторы 14, оснащенные отверстиями 15, выполненными в зонах межэлектродных интервалов, размещены на внутренней поверхности корпуса 1 нагревателя. Корпус 1 нагревателя заполнен токопроводящей жидкостью 16. Верхняя полость корпуса 1 нагревателя, свободная от дисковых перфорированных электродов 12, образует паровую зону 17. Корпус распределителя 6 соединен с дополнительным корпусом 2 переходником 18. Устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины содержит водоподающую трубу 19, оснащенную насосом 20. Регулируемый привод 21 и регулятор напряжения 22 связывают систему питания ВЛ3-6 кВ с корпусом 1 нагревателя. Водоподающая труба 19 одним концом соединена с колонной НКТ 5, а другим концом соединена с емкостью 23, заполненной котловой водой 23. Между дополнительным корпусом 2 и распределителем 6 установлен термостойкий пакер 24, при этом обсадные трубы 25 соединены с заземленной нейтралью питающего трансформатора N, а корпус 1 нагревателя через дополнительный корпус 2, промежуточный переходник 18, распределитель 6 и НКТ 5 соединен с заземленной нейтралью питающего трансформатора N.

Устройство работает следующим образом

После сборки устройства и постановки его в область продуктивного пласта обрабатываемая зона изолируется термостойким пакером 18. Через регулятор тока 22 по силовому питающему кабелю 11 на диски-электроды 12, размещенные в полости корпуса 1 нагревателя, заполненного токопроводящей жидкостью 16, подают напряжение 3-6 кВ, частотой 50 Гц, после чего от дисковых перфорированных электродов 12 через жидкость 16 к корпусу 1 нагревателя через отверстия в термостойких цилиндрических изоляторах 15 потечет ток, вызывая нагрев жидкости 16, кипение и образование пара. При достижении в паровой зоне 17 давления срабатывания (открытия) клапанов 3 пар, обладающий высоким теплосодержанием, через выпускные клапаны 3 и выпускные отверстия 4 поступает в область внутрискважинной жидкости, интенсивно нагревая ее. При этом по мере расхода жидкости 16 в полости корпуса 1 нагревателя осуществляется ее подпитка котловой водой, транспортируемой из емкости 23 через трубу 19, оснащенную насосом 20 и регулируемым приводом 21, по колонне НКТ 5, узел 9 сопряжения НКТ, диэлектрическую трубчатую вставку 8 и центральный трубчатый токовод 8 в нижнюю полость корпуса 1 нагревателя.

При подаче воды с заданным расходом электрическая мощность реализуется на интервалах нагрева до кипения воды и интервалах парообразования. При увеличении расхода воды в полости корпуса 1 нагревателя количество токопроводящих участков на интервалах растет и соответственно увеличиваются ток и мощность. При уменьшении расхода воды в полости корпуса 1 нагревателя ток и мощность снижаются. Таким образом, изменяя производительность насоса, можно регулировать мощность и ток питающей погружной кабельной линии.

Устройство для тепловой обработки призабойной зоны скважины, содержащее корпус нагревателя, силовой кабель питания, связанный с центральным трубчатым тоководом, диски-электроды с перфорацией, установленные на центральном тоководе и изолированные от корпуса нагревателя, заполненного токопроводящей жидкостью, водоподающую систему, включающую клапаны и отверстия в дополнительном корпусе, соосном с корпусом нагревателя, насосно-компрессорные трубы (НКТ), соединенные с водоподающей трубой с насосом с регулируемым приводом и емкостью с водой, термостойкий пакер, расположенный над дополнительным корпусом, и регулятор напряжения, отличающееся тем, что устройство снабжено расположенным под НКТ распределителем, внутренняя полость которого заполнена диэлектрической жидкостью, по оси которого установлен узел сопряжения НКТ с трубчатой диэлектрической вставкой и переходником с отверстием, соосным с отверстием трубчатой вставки, при этом верхняя часть центрального трубчатого токовода соединена с жилами силового кабеля через упомянутый переходник, а корпус нагревателя через дополнительный корпус, промежуточный переходник, распределитель, НКТ соединен с заземленной нейтралью питающего трансформатора, при этом центральный трубчатый токовод с термостойкими изоляторами жестко соединен со всеми дисками-электродами, изолированными от корпуса нагревателя термостойкими изоляторами с отверстиями, расположенными в зонах межэлектродных интервалов, а в дополнительном корпусе выполнены выпускные клапаны и выпускные отверстия.