СПОСОБ РАСКЛИНИВАНИЯ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ Российский патент 2017 года по МПК E21B37/00 E21B43/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и позволяет повысить эффективность эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов (УЭЦН) за счет увеличения межремонтного периода.

Одним из важных факторов, осложняющих работу ЭЦН, является отложение механических примесей и неорганических соединений, солей, содержащихся в пластовом флюиде, на поверхностях рабочих органов. В результате отложения солей происходит ухудшение гидродинамических характеристик рабочих органов насоса, увеличение их вибрации, что приводит к уменьшению эффективности работы УЭЦН и снижению наработки на отказ, кроме того, при значительных отложениях происходит заклинивание рабочих органов насоса.

Известен способ расклинивания скважинных УЭЦН при засорении их рабочих органов механическими примесями и солевыми отложениями, основанный на применении оппозитно-планетарного редуктора, устанавливаемого между валом электроцентробежного насоса (ЭЦН) и погружным электродвигателем (ПЭД) [1]. Такой способ приводит к существенному удорожанию УЭЦН, применим только при незначительном подклинивании ЭЦН и не устраняет причины заклинивания.

Известен способ эксплуатации скважины электронасосом с частотно-регулируемым приводом [2], позволяющий проводить расклинивание ЭЦН путем запуска ПЭД в колебательном режиме. Однако этот способ также не устраняет причины заклинивания.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому способу является способ расклинивания скважинных УЭЦН путем запуска ПЭД с помощью частотно-регулируемого привода в толчковом или колебательном режиме [3]. Однако этот способ эффективен при незначительном подклинивании ЭЦН и не устраняет основной причины заклинивания - засорение рабочих органов отложениями механических примесей и солей, кроме того, данный способ не обеспечивает возможность осуществления профилактики преждевременных отказов путем своевременной очистки рабочих органов насоса от отложений механических примесей и солей.

Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является обеспечение возможности расклинивания и очистки УЭЦН от отложений механических примесей и солей, образовавшихся в процессе отбора пластового флюида и, как следствие, увеличение межремонтного периода эксплуатации насосных установок данного типа.

На фигуре представлены: 1 - частотно-регулируемый привод; 2 - колонна насосно-компрессорных труб; 3 - гибкая труба или насосно-компрессорные трубы меньшего диаметра; 4 - гидродинамический генератор; 5 - центробежный насос; 6 - погружной электродвигатель.

Изобретение представляет собой измененный относительно прототипа [3] способ расклинивания установок электроцентробежных насосов, включающий запуск погружного электродвигателя (6) в толчковом или колебательном режиме с помощью частотно-регулируемого привода (1), отличающийся тем, что через насосно-компрессорные трубы (2) на гибкой трубе, или на НКТ меньшего диаметра (3), до уровня центробежного насоса (5) спущен гидродинамический генератор (4), создающий до, во время и после запуска погружного электродвигателя (6) колебания давления рабочей жидкости, причем частота колебаний давления совпадает с частотой толчковых или колебательных движений ротора погружного электродвигателя, что обеспечивает возникновение эффекта резонанса, причем частоты и амплитуды резонансного воздействия подбирают из условия предотвращения повреждений рабочих органов электроцентробежного насоса, но обеспечивающих интенсивное механическое разрушение твердой фазы отложений упомянутого заклиненного насоса с увеличением дисперсности этой фазы, причем при воздействии на заклиненный насос пульсациями давления, создаваемыми гидродинамическим генератором, осуществляют интенсивную промывку электроцентробежного насоса рабочей жидкостью в пульсационном режиме с заданным расходом.

При этом происходит резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний рабочих органов заклиненного насоса, вызванных работой электродвигателя в заданном толчковом или импульсном режиме, за счет совпадения этих колебаний с частотой внешнего воздействия пульсаций давления рабочей жидкости, создаваемых работой спущенного гидродинамического генератора (эффект резонанса). Полученные высокоамплитудные колебания рабочих органов заклиненного насоса способствуют интенсивному механическому разрушению целостности твердой фазы отложений с последующим увеличением дисперсности полученных частиц. Кроме того, при воздействии на заклиненный насос гидродинамическим генератором осуществляется интенсивная промывка ЭЦН рабочей жидкостью в пульсационном режиме с заданным расходом, что способствует эффективному выносу за пределы насоса образовавшихся частиц твердой фазы.

Следует отметить, что гидродинамический генератор во время работы находится на постоянном заданном расстоянии от насоса, позволяющем создавать колебания давления рабочей жидкости, необходимой для эффективного воздействия амплитуды, внутри насоса. В качестве рабочей жидкости, с целью повышения эффективности расклинивания и очистки насоса, помимо воды и нефти может применяться широкий спектр химических реагентов: растворителей, ПАВ и т.д. и их растворов.

В случае совпадения частот расклинивающего воздействия избыточной амплитуды с собственными резонансными частотами УЭЦН возможно механическое повреждение или даже разрушение рабочих органов насоса. Для предотвращения повреждения рабочих органов УЭЦН частоты и амплитуды воздействия необходимо подбирать с учетом механических свойств конкретного насоса.

Предложенный способ не только позволяет расклинить скважинные УЭЦН, он эффективно борется с основной причиной заклинивания - засорением рабочих органов механическими примесями и солевыми отложениями. Кроме того, предложенный способ позволяет производить профилактику преждевременных отказов УЭЦН путем своевременной очистки рабочих органов насоса от отложений механических примесей и солей.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Динуров О.Ф., Топал А.Ю. Применение оппозитно-планетарного редуктора для плавного пуска и расклинивания установок электроцентробежных насосов // Научно-технический вестник ОАО «НК «РОСНЕФТЬ». - 2012. - №2. - С. 35-37.

2. Пат. 2426867 РФ. Способ эксплуатации скважины электронасосом с частотно-регулируемым приводом / В.Г. Ханжин. Заявл. 23.08.2010; Опубл. 20.08.2011, Бюл. №23.

3. Лопатин P.P., Ведерников В.А., Лысова О.А. Исследование и анализ процесса расклинивания погружных насосов установок добычи нефти. Журнал «Вестник кибернетики». - Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2010, №9. - С. 28-36.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов. Технический результат - повышение эффективности расклинивания и очистки установки электроцентробежного насоса от отложений механических примесей и солей, образовавшихся в процессе отбора пластового флюида и, как следствие, увеличение межремонтного периода эксплуатации насосных установок данного типа. По способу через насосно-компрессорные трубы - НКТ на гибкой трубе или на НКТ меньшего диаметра до уровня насоса спускают гидродинамический генератор для создания до, во время и после запуска погружного электродвигателя колебаний давления рабочей жидкости. Частоту колебаний давления рабочей жидкости обеспечивают такой, что она совпадает с частотой толчковых или колебательных движений ротора погружного электродвигателя и возникновения эффекта резонанса. Частоты и амплитуды резонансного воздействия подбирают из условия предотвращения повреждений рабочих органов электроцентробежного насоса, но обеспечения интенсивного механического разрушения твердой фазы отложений упомянутого заклиненного насоса с увеличением дисперсности этой фазы. При воздействии на заклиненный насос пульсациями давления, создаваемыми гидродинамическим генератором, осуществляют интенсивную промывку электроцентробежного насоса рабочей жидкостью в пульсационном режиме с заданным расходом. 1 ил.

Способ расклинивания установок электроцентробежных насосов, включающий запуск погружного электродвигателя в толчковом или колебательном режиме с помощью частотно-регулируемого привода, отличающийся тем, что через насосно-компрессорные трубы - НКТ на гибкой трубе или на НКТ меньшего диаметра до уровня насоса спускают гидродинамический генератор для создания до, во время и после запуска погружного электродвигателя колебаний давления рабочей жидкости, частота колебаний давления которой совпадает с частотой толчковых или колебательных движений ротора погружного электродвигателя, и возникновения эффекта резонанса, причем частоты и амплитуды резонансного воздействия подбирают из условия предотвращения повреждений рабочих органов электроцентробежного насоса, но обеспечения интенсивного механического разрушения твердой фазы отложений упомянутого заклиненного насоса с увеличением дисперсности этой фазы, причем при воздействии на заклиненный насос пульсациями давления, создаваемыми гидродинамическим генератором, осуществляют интенсивную промывку электроцентробежного насоса рабочей жидкостью в пульсационном режиме с заданным расходом.