Дозатор реагента для нефтяных скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к внутрисква- жинному оборудованию для подачи водорастворимых твердых (в исходном состоянии) веществ в жидкую продукцию скважин, содержащую кроме воды любую, менее плотную, компоненту (газ, нефть, газонасыщенная нефть).

Известен дозатор твердого реагента 1, недостатком которого является то, что он неработоспособен в газожидкостной среде с пульсирующим давлением, так как за счет процесса сжатие-расширение в газовой подушке над реагентом идет интенсивная промывка и растворение реагента независимо от установки регулирующих элементов.

Известны и другие конструкции 2, 3 дозаторов, но они так же не обеспечивают надежного управления растворением и подачей реагента в скважинных условиях.

Наиболее близким по конструкции и принципу действия к предлагаемому является дозатор 4.

Недостатками этого устройства являются невозможность подачи твердых растворимых реагентов и сложность определения коэффициента К в формуле f q F/K Q, определяющей режим работы дозатора. Этот коэффициент зависит не только от свойств компонентов продукции скважины, но и от их соотношения и от гидродинамического режима работы последней.

Целью изобретения, обобщая вышеуказанные недостатки прототипа, является упрощение регулировка (при эксплуатации с использованием твердых растворимых реагентов, как наиболее концентрированных веществ, обеспечивающих наиболее длительный период работы дозаторов без дозаправки, а также с использованием жидких, нерастворимых в воде, реагентов с плотностью, меньшей, чем плотность попутно добываемой воды).

Поставленная цель достигается тем, что дозатор реагента для нефтяных скважин, содержащий контейнер для реагента с размещенными в его.верхней части входным каналом для сообщения полости контейнера с внешней средой и регулируемым выходным каналом для выхода реагента, и водоотделитель, установленный на стойке, жестко закрепленной на контейнере, снабжен U-образной трубкой и гибкой (соедини- тельной) трубкой. U-образная трубка установлена внутри контейнера и соединена концами с входным и выходным каналами. Нисходящий участок этой трубки, соединенный с входным каналом, выполнен с проницаемой стенкой, а водоотделитель установлен настойке с возможностью относительного перемещения и связан гидравлически с входным каналом гибкой (соединительной) трубкой.

Контейнер дозатора также снабжен дополнительным обводным каналом и перекрывающим его запорно-регулируемым вентилем, причем этот обводной канал после запорно-регулируемого вентиля гидравлически (сообщен) связан с регулируемым

0 (первым) выходным каналом.

Предлагаемый дозатор реагента для нефтяных скважин обладает новизной и существенными отличиями, так как не обнаружены известные технические решения с

5 признаками, сходными с существенными признаками, отличающими его от прототипа, и не обнаружены эквивалентные и сходные с заявляемым технические решения (как совокупность существенных призна0 ков), обладающие теми же свойствами.

На чертеже изображен вариант исполнения предлагаемого дозатора.

Контейнер 1 для реагента с размещенными в его верхней части входным каналом

5 2 для сообщения его полости с внешней средой, регулируемым выходным каналом 3 для выхода реагента и водоотделителем 4, установленным на стойке 5, жестко закрепленной на контейнере, снабжен U-образной

0 трубкой 6 и гибкой (соединительной) трубкой 7. Трубка 6 установлена внутри контейнера и соединена концами с входным и выходным каналами 2 и 3. Нисходящий участок 8 U-образной трубки, соединенный со

5 входным каналом 2, выполнен с проницаемой стенкой (показано условно). Водоотделитель 4 установлен на стойке 5 с возможностью относительного перемещения и связан гидравлически со входным ка0 налом 2 гибкой трубкой 7. Кроме того, для обеспечения подачи жидких, нерастворимых в воде, реагентов, контейнер снабжен вторым выходным каналом 9 и перекрывающим его запорно-регулируемым вентилем

5 10, причем этот выходной канал 9 после запорно-регулируемого вентиля 10 гидравлически (сообщен) связан с регулируемым (первым) выходным каналом 3, регулируемость которого обеспечена тем, что он окан0 чивается гидравлическим сопротивлением (штуцером) 11, длина и сечение которого определяется исходя из реологических свойств раствора реагента (для предотвращения засорения штуцера 11 он может быть

5 закрыт фильтром 12).

Дозатор работает следующим образом. При использовании твердого растворимого реагента загруженный последним дозатор опускается в скважину, при этом водоотделитель 4 устанавливают предварительно на

стойке 5 на необходимом уровне h. например, посредством фиксирующего винта (отдельной позицией не показан). Далее, скважинная жидкость в водоотделителе 4 разделяется на нефть и воду. Вода по гиб- кой трубке 7 стекает в контейнер 1 через входной канал 2 и далее по нисходящему участку 8 U-образной трубки 6 опускается до низа контейнера 1, при этом вследствие контакта воды через проницаемую стенку участка 8 с твердым реагентом, образуется насыщенный раствор реагента, заполняющий в итоге участок 8 трубки 6. Затем раствор реагента заполняет весь объем трубки б и под давлением

ДР () 9 h

вытекает из выходного канала 3 во внешнюю среду через штуцер 11 и фильтр 12, Высота h установки водоотделителя 4 на стойке 5 определяется формулой

h -

q -П

128

я 9 (рв-р)-б

где h - уровень установки водоотделителя над выходным каналом контейнера, м;

q - заданная дозировка раствора pea- гента, м3/с;

Г) - динамическая вязкость раствора реагента, Па с;

- длина штуцера 11 регулируемого выходного канала 3, м;

d - диаметр проходного сечения штуцера, м;

g - ускорение свободного падения,

рв ,р плотность попутной воды и скважинной жидкости, соответственно, кг/м3.

Для конкретного реагента на стойке 5 может быть нанесена градуировка (шкала)г позволяющая устанавливать водоотдели- тель 4 на необходимой высоте h, соответствующей расходу реагента в граммах в сутки или в иных величинах, Таким образом дозатор работает до тех пор, пока в контейнере имеется хотя бы небольшое количество твердого реагента. Далее постоянство дозировки нарушается, но реагент поступает во внешнюю среду за счет разбавления насыщенного раствора реагента до полной его промывки попутной водой. В случае исполь- зования дозатора для подачи жидких, нерастворимых в воде, реагентов должен быть открыт дополнительный канал 9. В этом случае вода из водоотделителя поступает в кон- тейнер, опускается вниз, вытесняя

5 0 5

0

5

n

g

-Q

5 Q е

заведомо более легкий, чем попутная вода, реагент на выход через канал 9 и штуцер 11. Отметим также, что при использовании сыпучих твердых водорастворимых реагентов предпочтительно после засыпки (загрузки) контейнера заполнить пустоты между частицами реагента водой, так как если этого не сделать предварительно, то после спуска дозатора в скважину пустоты могут быть заполнены жидкостью с большим содержанием нефти и произойдет некоторая задержка выдачи реагента во внешнюю среду, пока выделяющаяся в водоотделителе 4 попутная вода не вытеснит более легкую углеводородную компоненту (нефть),

Из вышесказанного следует, что поскольку гидростатическое давление столба выделяющейся в водоотделителе 4 попутной воды принимают и задают заведомо большим, чем возможное ему противодавление насыщенного раствора реагента в контейнере (путем соответствующей высоты h установки водоотделителя), то раствор реагента не может не вытекать из контейнера, что и обеспечивает работоспособность устройства и достижение поставленной цели.

Применение данного дозатора позволит унифицировать оборудование для подачи ингибиторов парафино- и солеотложения, повысит надежность процесса ингибирования и упростит обслуживание дозировочного оборудования.

Внедрение дозаторов планируется со второго полугодия 1990 года.

Формула изобретения

1.Дозатор реагента для нефтяных скважин, содержащий контейнер для реагента с размещенными в его верхней части входным каналом для сообщения полости контейнера с внешней средой и регулируемым выходным каналом для выхода реагента и водоотделитель, установленный на стойке, жестко закрепленной на контейнере, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения регулировки, он снабжен U-образной трубкой и соединительной гибкой трубкой, при этом U-образная трубка установлена внутри контейнера и соединена с входным и выходным каналами, нисходящий участок U-образной трубки, соединенный с входным каналом, выполнен с проницаемыми стенками, а водоотделитель установлен на стойке с возможностью относительного перемещения и связан гидравлически с входным каналом гибкой трубкой.

2,Дозатор по п. 1, отличающийся тем, что контейнер снабжен обводным каналом с запорно-регулируемым вентилем, сообщающим контейнер с выходным каналом.

Изобретение относится к нефтедобыче, но может быть использовано в любом другом случае для подачи водорастворимых твердых веществ в жидкую среду, содержащую кроме воды любую менее плотную компоненту, например нефть или газ, и предназначено для обеспечения подачи твердых растворимых реагентов при одновременном упрощении процесса задания необходимой дозировки. Устройство содержит контейнер 1 для реагента с входным 2 и регулируемым выходным 3 каналами, стойку 5, водоотделитель 4 и дренажную U-об- разную трубку 76. Устройство отличается тем, что нисходящий участок U-образной трубки выполнен с проницаемой стенкой, а водоотделитель 4 установлен на стойке 5 с возможностью перемещения относительно контейнера 1 и соединен с его входным каналом 2 гибкой трубкой 7. Применение данного дозатора позволяет унифицировать оборудование для подачи ингибиторов па- рафино- и солеотложений, повышает надежность процесса ингибирования и упрощает обслуживание дозировочного оборудования. 1 ил., 1 з. п. ф-лы. ч ч о о о