УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СКВАЖИННЫХ ТРУБ Российский патент 1997 года по МПК E21B37/00 E21B36/04 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки внутренней поверхности труб асфальтосмоляных и парафиновых отложений, в частности, и при добыче нефти из скважин, разбуренных в зоне вечной мерзлоты.

Известно устройство для предотвращения отложения парафина (описание изобретения СССР к авт. св. N 359376), содержащее трубчатые электронагревательные элементы, которые размещены внутри подъемных труб.

Недостатком данного устройства является то, что оно позволяет производить прогрев локального фиксированного участка скважины в предлагаемом месте наибольшего отложения асфальтосмоляных и парафиновых отложений.

Известен скважинный электрический нагреватель (Багиров М. А. и др. Электротермические способы увеличения нефтеотдачи пластов, Баку, Азерб. гос. изд. 1962 г. стр. 32, рис. 18), включающий корпус, в который залита вода и вставлен электрический нагревательный элемент.

Существенным недостатком этого скважинного электрического нагревателя является то, что в нем осуществляется равномерный прогрев всего корпуса, а не рабочего нижнего конца корпуса, что приводит к неэффективному использованию электроэнергии и снижению скорости прохождения скважинного электрического нагревателя через асфальтосмоляные и парафиновые отложения. Кроме того, при этом используется тяжелый кабель, который может выдерживать значительную токовую нагрузку. Использование тяжелого кабеля резко снижает производительность ремонтных работ на скважине.

Известен также скважинный электронагреватель (описание изобретения СССР к авт. св. N 1627671), содержащий трубчатый корпус с размещенным по спирали на его поверхности длинномерным нагревательным элементом. Скважинный электронагреватель спускают в колонну насосно-компрессорных труб на глубины начала отложения застывших компонентов на грузонесущем кабеле.

Хотя в этом скважинном электронагревателе, за счет размещения нагревательного элемента по спирали, с увеличением шага спирали от конца корпуса по направлению к токовводу, предусматривается более интенсивный прогрев рабочего конца, однако также характерна значительная токовая нагрузка на кабель, а использование тяжелого кабеля резко снижает производительность ремонтных работ на скважине.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности скважинных труб, содержащее корпус в виде полого герметично закрытого токопроводящего цилиндра с наконечником, частично заполненным солевым, кислотным или щелочным раствором, узел токоввода с токопроводящим кабелем и электронагревательный элемент, выполненный в виде токопроводящего и изолированного от корпуса стержня, погруженного в солевой, кислотный или щелочной раствор (см. SU, авторское свидетельство N 1613588, ил. E 21 В 43/24, 1990), прототип.

Недостатком прототипа является низкая эффективность очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от асфальтосмоляных и парафиновых отложений.

Цель заявляемого изобретения быстрая и эффективная очистка внутренней поверхности насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от асфальтосмоляных и парафиновых отложений, в том числе и пробкообразного характера.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности труб, содержащем корпус, электронагревательный элемент с токоподводящим кабелем, корпус выполнен в виде полого герметично закрытого токопроводящего цилиндра с наконечником на его нижнем рабочем конце, внутренняя полость корпуса заполнена солевым, щелочным или кислотным раствором, в который погружен токопроводящий и изолированный от корпуса стержень.

Для обеспечения эффективного и интенсивного прогрева нижнего рабочего конца корпуса с его наконечником, изолированный от корпуса стержень на своем конце, погруженном в солевой раствор, также может содержать токопроводящий наконечник, внешняя поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности дна корпуса.

С целью повышения эффективности удаления тугоплавких тяжелых отложений верхняя поверхность узла токоввода выполняется тарелкообразной, обращенной вогнутой поверхностью вверх.

На чертеже изображено устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб нефтяных скважин.

Устройство содержит корпус в виде полого токопроводящего цилиндра 1 с наконечником 2. Во внутреннюю полость корпуса 1 заливается солевой, щелочной или кислотный раствор 3. В корпус 1 вставлен токопроводящий стержень 4, на конце стержня 4 закреплен наконечник 5, внешняя поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности дна корпуса, что обеспечивает эквидистантное расстояние между поверхностью дна корпуса и поверхностью наконечника 5. Стержень 4 в корпусе 1 разделен изоляторами 6, которые обеспечивают необходимую точность установки и фиксации стержня 4 относительно внутренней поверхности корпуса 1. Корпус герметично, плотно закрывается крышкой 7. Стержень 4 отделен от крышки 7 изолятором 8. Стержень 4, крышка 7, а через нее и корпус 1 через узел токоввода 9 подсоединяются к грузонесущему кабелю 10. Верхняя внешняя поверхность узла токоввода 9 выполнена тарелкообразной, обращенной вогнутой поверхностью вверх.

Очистка внутренней поверхности насосно-копрессорных труб нефтяных скважин от асфальтосмоляных и парафиновых отложений осуществляется следующим образом.

Устройство для очистки внутренней поверхности труб в полностью собранном виде спускается в колонну насосно-компрессорных труб 11 на грузонесущем кабеле 10 на глубину начала асфальтосмоляных и парафиновых отложений. По кабелю 10 подается питающее напряжение. Под действием электрического тока, протекающего через солевой, щелочной или кислотный раствор 3, происходит разогрев солевого, щелочного или кислотного раствора 3 и корпуса 1. Причем наиболее быстрый и интенсивный разогрев корпуса 1 осуществляется в его нижней части и наконечнике 2. Наибольшая плотность тока обеспечивается в эквидистантном зазоре между внутренней поверхностью дна корпуса 1 и внешней поверхностью наконечника 5.

В процессе разогрева происходит испарение солевого, щелочного или кислотного раствора в нижней части корпуса и последующая конденсация паров в верхней части корпуса и стекание жидкости в нижнюю часть корпуса. За счет теплопроводности и конвективного теплообмена во внутренней полости корпуса 1 происходит интенсивный разогрев стенок корпуса 1 снизу вверх, что создает наиболее благоприятные условия для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от асфальтосмоляных и парафиновых отложений, в том числе и пробкообразного характера.

При контакте наконечника 2 с асфальтосмоляным и парафиновым отложением происходит быстрое расплавление этого отложения, погружение всего устройства в глубь колонны насосно-компрессорных труб и вытекание асфальтосмоляных и парафиновых отложений выше узла токоввода 10.

Если асфальтосмоляное и парафиновое отложение является легким, то оно после разогрева уносится потоком нефти.

Если асфальтосмоляное и парафиновое отложение является тяжелым и тугоплавким, то после его расплавления и перетекания выше узла токоввода 10 оно извлекается из колонны насосно-компрессорных труб путем поднятия устройства из колонны на верхней вогнутой тарелкообразной поверхности узла токоввода 10.

Устройство для очистки внутренней поверхности труб позволяет осуществлять быстрый и эффективный ремонт и профилактику нефтяных скважин, осуществлять ремонт таких скважин, которые всевозможными другими средствами не поддаются очистке. Все это обеспечивает получение дополнительных объемов нефти.

Использование: изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки внутренней поверхности труб от асфальтосмоляных и парафиновых отложений, в частности и при добыче нефти из скважин, разбуренных в зоне вечной мерзлоты. В устройстве для очистки внутренней поверхности труб, содержащем корпус, электронагревательный элемент с токоподводящим кабелем, корпус выполнен в виде полого герметично закрытого токопроводящего цилиндра с наконечником на его внешнем нижнем рабочем конце. Внутренняя полость корпуса заполнена солевым, щелочным или кислотным раствором, в который погружен токопроводящий и изолированный от корпуса стержень. Для обеспечения эффективного и интенсивного прогрева нижнего рабочего конца корпуса с его наконечником, изолированный от корпуса стержень на своем конце, погруженном в солевой раствор также содержит токопроводящий наконечник, внешняя поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности дна корпуса. Для повышения эффективности удаления тугоплавких тяжелых отложений, верхняя поверхность узла токоввода выполнена тарелкообразной, обращенной вогнутой поверхностью вверх. Использование изобретения позволяет производить быструю и эффективную очистку внутренней поверхности насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от асфальтосмоляных и парафиновых отложений, в том числе и пробкообразного характера. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для очистки внутренней поверхности скважинных труб, содержащее корпус в виде полого герметично закрытого токопроводящего цилиндра с наконечником, частично заполненным солевым, щелочным или кислотным раствором, узел токоввода с токопроводящим кабелем, и электронагревательный элемент, выполненный в виде токопроводящего и изолированного от корпуса стержня, погруженного в солевой, щелочной или кислотный раствор, отличающееся тем, что токопроводящий и изолированный от корпуса стержень на своем конце, погруженным в солевой, щелочной или кислотный раствор, имеет токопроводящий наконечник, внешняя поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности наконечника полого герметично закрытого токопроводящего цилиндра. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя верхняя поверхность узла токоввода выполнена тарелкообразной, обращенной вогнутой поверхностью в направлении токоподводящего кабеля.