Устройство для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в нефтяных скважинах

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для нагревания высоковязкой и парафинистой нефти непосредственно в скважине. Устройство для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в нефтяных скважинах содержит теплогенератор, соединенный с помощью всасывающего и напорного трубопровода циркуляционного насоса со скважинным подогревателем, который является составной частью насосно-компрессорной трубы. При этом подогреватель представляет собой корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего и отводящего коллектора с патрубками, во внутренней полости которого установлен дополнительный теплообменный элемент. Дополнительный теплообменный элемент выполнен в виде двух цилиндрических оболочек, установленных коаксиально и соединенных между собой. При этом на концах дополнительного теплообменного элемента расположены пилоны, в которых выполнены каналы для подвода и отвода греющего теплоносителя. Техническим результатом является повышение эффективности добычи высоковязкой и парафинистой нефти. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для нагревания высоковязкой и парафинистой нефти непосредственно в скважине.

Одной из основных проблем, возникающих при добыче нефти и вызывающих осложнения в работе скважин, нефтепромыслового оборудования и трубопроводных коммуникаций являются асфальтосмолопарафиновые и гидратные отложения.

Известен скважинный подогреватель, содержащий цилиндрический трубчатый корпус, внутри которого коаксиально размещен участок трубы подвески насосно-компрессорной трубы, на внешней поверхности которой вдоль трубы размещены отстоящие друг от друга индукционные цилиндрические катушки, подключенные с помощью соединительного электрического кабеля к источнику переменного тока, находящемуся на поверхности (патент РФ №2317401, МПК: Е21B 36/00 - прототип).

Указанный скважинный подогреватель работает следующим образом.

При подаче через соединительный электрический кабель переменного тока на индукционные цилиндрические катушки на участке трубы из подвески насосно-компрессорной трубы индуцированными переменными магнитными потоками наводятся токи, которые можно рассматривать как вихревые или как ток короткого замыкания вторичной обмотки трансформатора, имеющий один виток. Этот ток нагревает участок трубы из подвески насосно-компрессорной трубы, тепло от которого отводится протекающей нефти, подлежащей нагреву.

Основным недостатком данного скважинного подогревателя является низкая тепловая мощность.

Задачей изобретения является предотвращение образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в насосно-компрессорных трубах эксплуатационных скважин за счет нагревания высоковязкой и парафинистой нефти непосредственно в скважине.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное устройство для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в нефтяных скважинах согласно изобретению содержит теплогенератор, соединенный с помощью, всасывающего и напорного трубопровода циркуляционного насоса со скважинным подогревателем, который является составной частью насосно-компрессорной трубы и представляет собой корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего и отводящего коллектора с патрубками, во внутренней полости которого установлен дополнительный теплообменный элемент, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом на концах дополнительного теплообменного элемента расположены пилоны, в которых выполнены каналы для подвода и отвода греющего теплоносителя.

В варианте исполнения пилоны, расположенные со стороны подачи нефти, установлены под углом к продольной оси корпуса.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана схема устройства для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в нефтяных скважинах, на фиг. 2 - продольный разрез скважинного подогревателя, на фиг. 3 - разрез А-А - поперечный разрез скважинного подогревателя, на фиг. 4 - выносной элемент Б - продольный разрез скважинного подогревателя.

Предложенное устройство содержит теплогенератор 1, соединенный с помощью всасывающего и напорного трубопровода циркуляционного насоса 2 со скважинным подогревателем 3.

Скважинный подогреватель 3 является составной частью насосно-компрессорной трубы 4 и представляет собой корпус 5, состоящий из наружной стенки 6 и внутренней стенки 7, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего коллектора 8 и отводящего коллектора 9 с патрубками, во внутренней полости которого установлен дополнительный теплообменный элемент 10, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек 11 и 12, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом на концах дополнительного теплообменного элемента 10 расположены пилоны 13, в которых выполнены каналы 14 для подвода и отвода греющего теплоносителя.

В варианте исполнения пилоны 13, расположенные со стороны подачи нефти, установлены под углом к продольной оси корпуса 5.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Скважинный подогреватель 3 соединяется с помощью муфт с насосно-компрессорной трубой 4.

Во внутреннюю полость корпуса 5 скважинного подогревателя 3 подается нефть. Нефть равномерно распределяется во внутренней полости корпуса 5 и движется в кольцевом зазоре, расположенном между цилиндрической оболочкой 12 дополнительного теплообменного элемента 10 и внутренней стенкой 7 корпуса 5, а также во внутренней полости цилиндрической оболочки 11.

В теплогенераторе 1 сжигается жидкое или газообразное топливо. Образующиеся продукты сгорания топлива передают свое тепло греющему теплоносителю, заполняющему теплогенератор 1.

Греющий теплоноситель из теплогенератора 1 по всасывающему и напорному трубопроводу циркуляционного насоса 2 поступает в подводящий коллектор 8 скважинного подогревателя 3 и далее - в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой 6 и внутренней стенкой 7 корпуса 5. В кольцевом зазоре греющий теплоноситель разделяется на два потока.

Первый поток греющего теплоносителя проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой 6 и внутренней стенкой 7 корпуса 5, охлаждается, отдавая теплоту потоку нефти, движущемуся во внутренней полости корпуса 5, и отводится в отводящий коллектор 9.

Второй поток греющего теплоносителя поступает по каналам 14, выполненным в пилонах 13, в кольцевой зазор, расположенный между цилиндрическими оболочками 11 и 12 дополнительного теплообменного элемента 10. Проходя по кольцевому зазору, греющий теплоноситель охлаждается, отдавая теплоту потоку нефти, движущемуся во внутренней полости корпуса 5, после чего поток по каналам 14 поступает в отводящий коллектор 9.

В отводящем коллекторе 9 два потока греющего теплоносителя смешиваются между собой. Греющий теплоноситель поступает из отводящего коллектора 9 в теплогенератор 1.

В варианте исполнения поток нефти, проходящий через пилоны 13, установленные под углом к продольной оси корпуса 5, приобретает вращательное движение, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи.

Использование предлагаемого изобретения позволит предотвратить образование асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в насосно-компрессорных трубах эксплуатационных скважин за счет нагревания высоковязкой и парафинистой нефти непосредственно в скважине.

1. Устройство для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в нефтяных скважинах, характеризующееся тем, что оно содержит теплогенератор, соединенный с помощью всасывающего и напорного трубопровода циркуляционного насоса со скважинным подогревателем, который является составной частью насосно-компрессорной трубы и представляет собой корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего и отводящего коллектора с патрубками, во внутренней полости которого установлен дополнительный теплообменный элемент, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом на концах дополнительного теплообменного элемента расположены пилоны, в которых выполнены каналы для подвода и отвода греющего теплоносителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пилоны, расположенные со стороны подачи нефти, установлены под углом к продольной оси корпуса.