УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ИНГИБИТОРА В СКВАЖИНУ Российский патент 2015 года по МПК E21B37/06 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным устройствам для дозированной подачи ингибитора в скважину, на поверхность погружных электродвигателей и вход электроцентробежных насосов, и может быть использовано для предотвращения коррозии, отложения солей и парафинов на нефтедобывающем оборудовании с целью повышения надежности работы УЭЦН.

Известно устройство для дозирования ингибитора в нефтедобывающую скважину, содержащее глубинный насос и контейнер для ингибитора, разобщенные между собой пакером, дозировочный узел с клапаном, размещенный под насосом и связанный с контейнером для ингибитора трубкой, проходящей через пакер, причем ингибитор находится выше пакера в межтрубном пространстве (патент RU №2 127 799, 1997). После включения в работу насоса открывается клапан дозировочного узла и в область всасывания насоса из контейнера по трубке попадает доза ингибитора. При остановке насоса клапан закрывается и перекрывает поступление ингибитора.

Недостатком такого устройства является высокая концентрация ингибитора в межтрубном пространстве над пакером, что может вызвать коррозию обсадных труб и труб НКТ. Кроме того, наличие пакера в устройстве осложняет монтаж установки в целом.

Известно устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, представляющее собой цилиндрический корпус, имеющий в верхней части радиальные каналы, в котором ниже каналов размещен ингибитор в термопластичной матрице, цилиндрический корпус снизу перекрыт днищем, под которым дополнительно размещена рабочая камера в форме стакана со сплошным донышком и перфорацией на боковых стенках, при этом в днище цилиндрического корпуса выполнено, по крайней мере, одно дозировочное отверстие, обеспечивающее перетекание ингибитора под действием силы тяжести в рабочую камеру с заданной скоростью (патент РФ №2 398 097, 2010).

Недостатком такого устройства является уменьшение скорости подачи ингибитора в скважину в результате понижения скорости его растворения в пластовой жидкости внутри цилиндрического корпуса по мере уменьшения высоты столба жидкости ингибитора, заключенного в термопластичную матрицу.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является скважинное устройство для подачи химических ингибиторов на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, которое располагается ниже ЭЦН, состоящее из камеры с химическим ингибитором, находящейся внутри баллона газа с повышенным давлением, сопла и клапана с электрическим управлением прохождения ингибитора через сопло (патент РФ №2 258 805, 2005). Ингибитор вытесняется из сопла за счет давления газа, когда клапан с электрическим управлением открыт.

Недостатком такого устройства является сложность реализации электрического управления подачи химического ингибитора, а следовательно, низкая его надежность.

Задачей настоящего изобретения является создание надежного устройства, обеспечивающего длительное равномерное поступление ингибитора в пластовую жидкость.

Указанный технический результат достигается тем, что в погружном устройстве для подачи ингибитора в скважину, содержащем цилиндрический корпус с двумя сообщающимися камерами, в одну из который закачен газ под давлением, а вторая выполнена с дозировочным отверстием и заполнена ингибитором, согласно изобретению камеры разделены перегородкой, перпендикулярной оси корпуса, и связаны друг с другом через устройство для понижения давления, вмонтированное в перегородку и снабженное трубкой, одним концом погруженной в ингибитор.

В качестве устройства для понижения давления может быть использован натекатель. Например, игольчатый, имеющий отверстие, которое закрывается конической иглой с помощью вентиля. По мере открытия вентиля увеличивается сечение кольцевого зазора между иглой и корпусом и изменяется количество газа, проникающего в систему.

Возможен вариант, в котором в качестве устройства для понижения давления установлен газовый редуктор.

Кроме того, в нижней части корпуса над дозировочным отверстием может быть дополнительно размещен фильтр.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства с натекателем, на фиг. 2 - схема предлагаемого устройства с натекателем и фильтром.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, разделенный перегородкой 2 на две камеры. Нижняя камера 3 заполнена ингибитором 4, а в верхнюю камеру 5 закачен газ под давлением p. В днище верхней камеры 5 расположен натекатель 6 с трубкой 7, понижающий давление газа p до давления перетекаемого газа р₂. В днище нижней камеры 3 находится, по крайней мере, одно дозировочное отверстие 8, которое служит для отвода ингибитора 4 в затрубное пространство.

Размер и число дозировочных отверстий 8, высота h между нижним концом трубки 7 и днищем нижней камеры 3, давление перетекаемого газа р₂ и давление р₀ на выходе из дозировочного отверстия 8 определяют скорость вытекания ингибитора 4.

Во избежание засорения отверстия 8 в нижней части корпуса 1 может быть дополнительно установлен фильтр 9. Таким фильтром может служить, например, гравитационный фильтр (фиг. 2), который представляет собой цилиндрическую трубку, вмонтированную в днище нижней камеры 3 и размещенную под крышкой с цилиндрическими бортами.

Устройство для подачи ингибитора работает следующим образом.

При заполнении нижней камеры 3 ингибитором 4, а верхней камеры 5 - газом под давлением p, ингибитор 4 начинает вытекать под действием силы тяжести и давления р₂, создаваемого натекателем 6, через дозировочное отверстие 8. Значение давления p в верхней камере 5 и устройство для понижения давления выбирают так, чтобы обеспечить постоянство давления р₂. При этом скорость вытекания ингибитора равна:

$$u=\sqrt{2gh+\frac{p_2-p_0}{\rho }}$$ ,

где ρ - плотность ингибитора,

h - высота между нижним концом трубки 7 и днищем нижней камеры 3,

р₂ - давление перетекаемого газа,

р₀ - давление на выходе из дозировочного отверстия 8.

Таким образом, скорость вытекания ингибитора 4 становится постоянной, поскольку высота h остается постоянной до момента, пока уровень ингибитора 4 в корпусе 1 не достигнет нижнего конца трубки 7. Высота h подбирается так, чтобы на всем протяжении работы устройства уровень ингибитора 4 в корпусе 1 был выше, чем нижний конец полой трубки 6.

Таким образом, при изменении уровня ингибитора скорость его вытекания не меняется. Так, в отличие от прототипа, гарантируется постоянная скорость вытекания ингибитора из корпуса без электрического управления, а следовательно, повышается надежность устройства.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным устройствам для дозированной подачи ингибитора, и может быть использовано для предотвращения коррозии, отложения солей и парафинов на нефтедобывающем оборудовании. Устройство содержит цилиндрический корпус с двумя сообщающимися камерами, в одну из который закачен газ под давлением, а вторая выполнена с дозировочным отверстием и заполнена ингибитором. Камеры разделены перегородкой, перпендикулярной оси корпуса, и связаны друг с другом через устройство для понижения давления, вмонтированное в перегородку и снабженное трубкой. Один конец трубки погружен в ингибитор. Повышается надежность работы устройства, обеспечивается длительное равномерное поступление ингибитора в пластовую жидкость. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для подачи ингибитора в скважину, содержащее цилиндрический корпус с двумя сообщающимися камерами, в одну из который закачен газ под давлением, а вторая выполнена с дозировочным отверстием и заполнена ингибитором, отличающееся тем, что камеры разделены перегородкой, перпендикулярной оси корпуса, и связаны друг с другом через устройство для понижения давления, вмонтированное в перегородку и снабженное трубкой, одним концом погруженной в ингибитор.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве устройства для понижения давления установлен натекатель.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве устройства для понижения давления установлен газовый редуктор.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нижней части корпуса над дозировочным отверстием размещен фильтр.