СКВАЖИННЫЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2016 года по МПК E21B36/00 E21B43/24 F28D7/10 

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: Е21В 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, имеющей 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 и улучшение технических характеристик скважинного подогревателя.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный скважинный подогреватель, согласно изобретению, содержит корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующие полость для греющего теплоносителя, подводящего и отводящего коллектора с патрубками, дополнительный теплообменный элемент, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом дополнительный теплообменный элемент установлен в корпусе на пилонах, расположенных на концах дополнительного теплообменного элемента, причем в пилонах 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 показан общий вид скважинного подогревателя в продольном разрезе, на фиг. 2 - разрез А-А - поперечный разрез скважинного подогревателя, на фиг. 3 - выносной элемент Б - продольный разрез скважинного подогревателя.

Предложенный скважинный подогреватель содержит корпус 1, состоящий из наружной стенки 2 и внутренней стенки 3, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего коллектора 4 и отводящего коллектора 5, подводящего патрубка 6 и отводящего патрубка 7, дополнительный теплообменный элемент 8, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек 9 и 10, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом дополнительный теплообменный элемент 8 установлен в корпусе 1 на пилонах 11, расположенных на концах дополнительного теплообменного элемента 8, причем в пилонах 11 выполнены каналы 12 для подвода и отвода греющего теплоносителя.

В варианте исполнения пилоны 11, расположенные со стороны подачи нефти, установлены под углом к продольной оси корпуса 1.

Предложенный скважинный подогреватель работает следующим образом.

Скважинный подогреватель соединяется с помощью муфт с насосно-компрессорной трубой. Во внутреннюю полость корпуса 1 скважинного подогревателя подается нефть. Нефть равномерно распределяется во внутренней полости корпуса 1 и движется в кольцевом зазоре, расположенном между цилиндрической оболочкой 9 дополнительного теплообменного элемента 8 и внутренней стенкой 3 корпуса 1, а так же во внутренней полости цилиндрической оболочки 10.

Греющий теплоноситель через подводящий патрубок 6 поступает в подводящий коллектор 4 и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой 2 и внутренней стенкой 3 корпуса 1. В кольцевом зазоре греющий теплоноситель разделяется на два потока.

Первый поток греющего теплоносителя проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой 2 и внутренней стенкой 3 корпуса 1, охлаждается, отдавая теплоту потоку нефти, движущемуся во внутренней полости корпуса 1, и отводится в отводящий коллектор 5.

Второй поток греющего теплоносителя поступает по каналам 11, выполненным в пилонах 9, в кольцевой зазор, расположенный между цилиндрическими оболочками 9 и 10 дополнительного теплообменного элемента 8. Проходя по кольцевому зазору, греющий теплоноситель охлаждается, отдавая теплоту потоку нефти, движущемуся во внутренней полости корпуса 1, после чего поток по каналам 11 поступает в отводящий коллектор 5.

В отводящем коллекторе 5 два потока греющего теплоносителя смешиваются между собой. Греющий теплоноситель выходит из отводящего коллектора 5 через отводящий патрубок 7.

В варианте исполнения поток нефти, проходящий через пилоны 11, установленые под углом к продольной оси корпуса 1, приобретает вращательное движение, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи.

Использование предлагаемого изобретения позволит предотвратить образование асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в насосно-компрессорных трубах эксплуатационных скважин и улучшить технические характеристики скважинного подогревателя.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для нагревания высоковязкой и парафинистой нефти непосредственно в скважине. Скважинный подогреватель содержит корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего и отводящего коллектора с патрубками. Кроме того, нагреватель содержит дополнительный теплообменный элемент, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек, установленных коаксиально и соединенных между собой. При этом дополнительный теплообменный элемент установлен в корпусе на пилонах, расположенных на концах дополнительного теплообменного элемента. Причем в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода греющего теплоносителя. Техническим результатом является повышение эффективности добычи высоковязкой и парафинистой нефти. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Скважинный подогреватель, характеризующийся тем, что он содержит корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего и отводящего коллектора с патрубками, дополнительный теплообменный элемент, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом дополнительный теплообменный элемент установлен в корпусе на пилонах, расположенных на концах дополнительного теплообменного элемента, причем в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода греющего теплоносителя.

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