Устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов
Изобретение относится к техническим средствам добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов. Устройство содержит насос откачки нефтепродукта на поверхности, скважину с установленными в ней колонной НКТ, со скважинным фильтром и нагревательным устройством для подогрева трудноизвлекаемого нефтепродукта. При этом устройство для подогрева выполнено в виде индуктивного подогревателя в корпусе и соединено с кабелем силовым, который присоединен к входу и выходу блока коммутации, расположенного на поверхности, и выходит через колонну НКТ в нагревательное устройство. Причем индуктивный подогреватель установлен в нижней части корпуса подогревателя. Между скважинным фильтром и индуктивным подогревателем установлен переходник-удлинитель. Индуктивный подогреватель выполнен с возможностью вращения электромагнитного поля и его одновременного перемещения вдоль оси корпуса индуктивного подогревателя в виде трех индуктивных катушек, сердечники которых повернуты друг относительно друга на 120° и смещены вдоль оси корпуса подогревателя. Техническим результатом является повышение производительности подогрева трудноизвлекаемых нефтепродуктов при минимальном расходе энергии. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 15 ил.
Изобретение относится к техническим средствам добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов из скважин.
Известно изобретение на устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов по патенту на изобретение №2 138 622, МПК Е21В 43/00, опубл. 27.09.1999 г.
Это устройство содержит добывающий подъемник и вспомогательную трубу, в которой устанавливают внутри или снаружи электронагреватели.
Недостатком этого способа является сложность конструкции.
Известно изобретение на устройство добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов по патенту на изобретение №2 306 406, МПК Е21В 37/00, опубл. 20.09.2007 г.
Это устройство для борьбы с отложениями парафина и смолистых соединений при добыче нефти использует термохимические, электротепловые, тепловые и механические методы обработки. Призабойную зону и скважину прогревают при помощи глубинных электронагревателей и газонагревателей, горячей нефтью, нефтепродуктами, водой и паром, устанавливают скребки.
Известны и методы растворения парафинов различными растворителями.
Недостатками этих методов является сложность технологии их применения и дороговизна. Как показывает практика, единственным универсальным средством предупреждения парафинообразования является сохранение в подъемной колонне скважины оптимального температурного режима (температура стенки подъемной колонны должна быть выше температуры начала кристаллизации парафина). В этой борьбе в качестве одного из превентивных методов борьбы с парафиновыми отложениями может служить комплекс мероприятий по снижению теплопередачи через систему труб скважины. Существенно улучшить температурную обстановку в подъемной колонне позволяет использование теплоизолированных труб, в качестве теплоизолирующего слоя используется пенополиуритан. Негативной стороной использования теплоизолирующих труб является то, что изготовление подобных труб довольно сложно и не всегда экономически оправданно.
Известно устройство для подогрева трудноизвлекаемых нефтепродуктов по патенту РФ на полезную модель №57 541, МПК Н05В 6/10, опубл. 10.10.2006 г., прототип.
Это устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов, содержит насос откачки нефтепродукта на поверхности, скважину с установленными в ней колонной НКТ, скважинным фильтром и устройство подогрева трудноизвлекаемых нефтепродуктов, устройство подогрева трудноизвлекаемых нефтепродуктов выполненное в виде индуктивного подогревателя в корпусе подогревателя, соединенного с кабелем силовым на поверхности.
Недостатки: низкая производительность и большой расход электроэнергии при подогреве трудноизвлекаемого нефтепродукта.
Задача создания изобретения: повышение производительности подогрева трудноизвлекаемых нефтепродуктов при минимальном расходе энергии.
Достигнутый технический результат: повышение производительности подогрева трудноизвлекаемых нефтепродуктов при минимальном расходе энергии.
Достигнутый технический результат: повышение производительности подогрева трудноизвлекаемых нефтепродуктов при минимальном расходе энергии.
Решение указанной задачи достигнуто в устройстве для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов, содержащее насос откачки нефтепродукта на поверхности, скважину с установленными в ней колонной НКТ, со скважинным фильтром и нагревательным устройством для подогрева трудноизвлекаемого нефтепродукта, которое выполнено в виде индуктивного подогревателя в корпусе и соединено с кабелем силовым, который присоединен к входу и выходу блока коммутации, расположенного на поверхности, и выходят через колонну НКТ в нагревательное устройство, тем, что индуктивный подогреватель установлен в нижней части корпуса подогревателя, а между скважинным фильтром и индуктивным подогревателем установлен переходник-удлинитель, а индуктивный подогреватель выполнен с возможностью вращения электромагнитного поля и его одновременного перемещения вдоль оси корпуса индуктивного подогревателя в виде трех индуктивных катушек, сердечники которых повернуты друг относительно друга на 120° и смещены вдоль оси корпуса подогревателя.
Длина переходника-удлинителя может быть выбрана из условия:
Lуд=(5…20) dк,
где Lуд - длина переходника-удлинителя,
dк - диаметр колонны.
Внутри переходника-удлинителя над индуктивным подогревателем может быть установлена средняя пробка.
Признаки п. 1 формулы изобретения необходимы и достаточны для достижения заявленного технического результата.
Признаки п. п 2и 3 формулы изобретения дополнительно усиливают этот результат.
Условные обозначения, принятые в описании: поверхность 1, грунт 2, откачивающий насос 3, превентор 4, скважина 5, колонна НКТ 6, скважинный фильтр 7, нагревательное устройство 8, индуктивный подогреватель 9, сердечник 10, индуктивная катушка 11, пробка нижняя 12, продуктивный пласт 13, блок управления 14, кабель связи 15, блок коммутации 16, кабель силовой 17, переходник-удлинитель 18, защита кабеля 19, средняя пробка 20, корпус лубрикатора 21, корпус подогревателя 22, электрические провода 23.
Сущность изобретения поясняется чертежами Фиг. 1…15, где:
на фиг. 1 приведена общая компоновка устройства,
на фиг. 2 приведен скважинный фильтр с нагревательным устройством в сборе,
на фиг. 3 изображен первый вариант трехфазного индуктивного подогревателя,
на фиг. 4 приведен разрез А-А, на фиг. 3,
на фиг. 5 приведен второй вариант трехфазного индуктивного подогревателя,
на фиг. 6 приведен разрез В-В, на фиг. 5,
на фиг. 7 приведен разрез С-С, нам фиг. 5,
на фиг. 8 приведен разрез D -D, на фиг. 5,
на фиг. 9 приведен подробный чертеж скважинного фильтра и индуктивного подогревателя,
на фиг. 10 показан разрез Е=Е, на фиг. 9,
на фиг. 11 показан разрез F - F, на фиг. 9,
на фиг. 12 показан разрез G - G, на фиг. 9,
на фиг. 13 показан разрез Н - Н, на фиг. 9.
на фиг. 14 приведено соединение обмоток возбуждения треугольником,
на фиг. 15 приведено соединение обмоток звездой.
Устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов (фиг. 1…15) содержит установленные на поверхности 1 грунта 2 откачивающий насос 3, соединенное через превентор 4 с установленной в скважине 5 колонной НКТ 6, скважинный фильтр 7, под ним установлено нагревательное устройство 8, содержащее по меньшей мере один индуктивный подогреватель 9, имеющий сердечник 10 и индуктивную катушку 11. На нижнем торце нагревательного устройства 8 установлена пробка нижняя 12.
Нагревательное устройство 8 установлено под скважинным фильтром 7 в районе продуктивного пласта 13.
Устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов содержит блок управления 14, к которому присоединен кабелем связи 15 блок коммутации 16. К входу и выходу блока коммутации 16 присоединены кабели силовые 17, выходящие через колонну НКТ 6 в нагревательное устройство 8.
На нагревательном устройстве 8 выполнены переходник-удлинитель 18 и защита кабеля 19. Между переходником-удлинителем 18 и индуктивным подогревателем 9 установлена средняя пробка 20. Особенность нагревательного устройства 8 в том, что оно выполнено в виде индуктивного подогревателя 9 и расположено значительно ниже скважинного фильтра 7.
Длина переходника-удлинителя 18 выбрана из условия обеспечения максимального прогрева продуктивного пласта 13 при минимальных затратах энергии:
Lуд=(5…20) dк,
где Lуд - длина переходника-удлинителя,
dк -диаметр колонны.
Доказательство оптимальности указанного диапазона длины переходника-удлинителя 18 приведено в таблице 1.
В выбранном диапазоне длины переходника-удлинителя 18 снижение дебита трудноизвлекаемых нефтепродуктов снижается не более, чем на 5%.
Для предотвращения повреждения кабеля силового 17 в верхней части переходника-удлинителя 18 предусмотрена защита кабеля 19, в виде скобы П-образной формы.
Средняя пробка 20 установлена в корпусе лубрикатора 21. Корпус подогревателя 22 выполнен ниже переходника-удлинителя 18 и имеет пробку нижнюю 12. Пробка нижняя 12 выполнена глухой. Корпус подогревателя 22 выполнен негерметичным.
Соединение индуктивных катушек 11 индуктивных подогревателей 9 может быть выполнено треугольником (фиг. 14) или звездой (Фиг 15).
Все электрические соединения выполнены электрическими проводами 23.
Более подробное обоснование размеров устройства с использованием некоторых данных, частично позаимствованных из ГОСТ 633-80. Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия, приведено в табл.2.
Также возможно применение на практике труб по ГОСТ 632 - 80. Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия.
Устройство (фиг. 1…15) собирают на поверхности 1 и его скважинную часть устанавливают в скважине 5 на колоне НКТ 6. Подсоединяют кабель силовой 17 к индуктивному подогревателю 9.
Включают с блока управления 14 коммутатор 16 и по кабелю связи 15 подается сигнал на блок коммутации 16, который по кабелю силовому 17 и электрическим проводам 23 подают ток на все индукционные катушки 11 (фиг. 14 и 15).
При этом создается вращающееся электромагнитное поле в продуктивном пласте 13 (фиг. 3…4) или вращающееся и одновременно перемещающееся вдоль оси 00 корпуса подогревателя 22 электромагнитное поле (Фиг. 5…8). Это обеспечивает равномерный прогрев трудноизвлекаемых нефтепродуктов по большему объему и снижение потребления электроэнергии.
В течение нескольких часов подогревают породу около индуктивного подогревателя 9. После прогрева включают откачивающий насос 3. При этом подогрев продуктивного пласта 13 продолжают и тем самым продолжают подогрев трудноизвлекаемых нефтепродуктов.
Применение изобретения позволило: уменьшить расход электроэнергии при добыче трудноизвлекаемых нефтепродуктов.
1. Устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов, содержащее насос откачки нефтепродукта на поверхности, скважину с установленными в ней колонной НКТ, со скважинным фильтром и нагревательным устройством для подогрева трудноизвлекаемого нефтепродукта, которое выполнено в виде индуктивного подогревателя в корпусе и соединено с кабелем силовым, который присоединен к входу и выходу блока коммутации, расположенного на поверхности, и выходит через колонну НКТ в нагревательное устройство, отличающееся тем, что индуктивный подогреватель установлен в нижней части корпуса подогревателя, а между скважинным фильтром и индуктивным подогревателем установлен переходник-удлинитель, а индуктивный подогреватель выполнен с возможностью вращения электромагнитного поля и его одновременного перемещения вдоль оси корпуса индуктивного подогревателя в виде трех индуктивных катушек, сердечники которых повернуты друг относительно друга на 120° и смещены вдоль оси корпуса подогревателя.
2. Устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов по п. 1, отличающееся тем, что длина переходника-удлинителя выбрана из условия:
Lуд=(5…20) dк,
где Lуд - длина переходника-удлинителя,
dк - диаметр колонны.
3. Устройство для добычи трудноизвлекаемых нефтепродуктов по п. 1, отличающееся тем, что внутри переходника-удлинителя над индуктивным подогревателем установлена средняя пробка.
