Забойный электронагреватель Советский патент 1981 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть применено для теп ловой обработки призабойной зоны сква жин, воздействия на пласт, предупреж дения отложений парафина на стенках насосно-компрессорных труб. Изобретение может быть применено также и при разработке месторождений битуминозных сланцев, для выщелачивания нефти и при добыче сильно обводненных нефтей. Известно устройство забойного нагревателя, предназначенное для нагрева и обработки призабойной зоны, включающее электронагреватели с нагре вательными элемен;гами, снабженными электроспиралями l Недостатками этого устройства являются большая продолжительность достижения нужных температур, т.е. малая скорость нагрева и невозможность управления потоком теплоносителя в связи с передачей тепла через стенки. Известен электрический нагреватель для нагрева нефтяных скважин, включаю 1ДИЙ трубу-катод с размэщенным на ней пакером, цилиндр для подвода пара L2J Недостатками этого устройства являются невозможность эффективного использования тепловой мощности в виду наличия потерь на обогрев не требующих тепловой обработки участков скважин и столба скважчнной жидкости, невозможность полного использования пропродуктов разложения электролита для обработкипор пласта в виду наличия потерь газообразных продуктов по высоте столба жидкости и невозможность регулирования потока получаемого рабочего агента. Цель изобретения - повышение эффективности использования энергетической и тепловой мощности электронагревателя путем создания направленного потока парогазожидкостной смеси в пласт. Указанная цель достигается тем , что забойный электронагреватель снабжен улавливакядей пар воронкой с двумя стенками, установленной в верхней части цилиндра и сообщающейся с ним кожухом, размещенным коаксиально цилиндру и и-образными трубками, гидравлически связанными с цилиндром, кожухом и скважиной, причем в нижней стенке воронки и верхней части кожуха выполнены отверстия.

.. На фиг. 1 изображен общий вид забойного электронагревателя, разрез на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из воронки 2, с двойными стенками.. Нижняя стенка воронки перфорированная, воронка

коаксиально. одета на трубу-анод 3 с образованием канала для прохода парогазовой смеси. Воронка с трубой |вставлены в кожух 4, перфорированный в верхней.части и цилиндрическая часть кожуха охвачена жестко закрепленными в щелях его донной части Uобразными трубами 5 (в зависимости от требуемой мощности электронагревателя количество трубок может быть установлено от 2 и более). В цилиндр ческой части кожуха могут быть выполнены продольные углубления для размещения в них вертикальной части трубок (фиг. 1). Эти трубки перфорированы, причем перфорация трубок „в донной части кожуха выполнена с внутренней стороны, а в вертикальной части - с внешней.,

Нижняя зона скважины, в которую .помещается забойный электронагреваталь, гер «зтизируется с помощью пакерного устройства. Пакер состоит из уплотняющего резинового элемента 6 и патрубков 7 для установления гидравлической связи с нижней зоной скважины. Резиновый элемент б помещей между двумя металлическими пластинами, причем верхняя пластина жестко соединена с трубой 3, а нижняя пластина жестко соединена со штоком 8, вставленнь1м в трубу 3. Вертикальное движение штока обеспечивается имекадимися в трубе 3 прорезями. Креп,ление узлов электронагревательного устройства осуществляется гайкой 9. Электронагреватель опускается в скв жину на кабел-е 11. Соединение кабеля с электронагревателем осуществляется в узле соединения 11. Шток имеет пяту 12 для упора на забое скважины Над пакером установлен клапан 13 для пополнения нижней зоны скважины рабочей лсидкостью.

Забойный электронагреватель работает следуквдим образом.

Электронагреватель опускается в скважину на кабеле и устанавливаетс против перфорированной зоны пласта. Шток 8, упираясь на забой скважины, производит сжатие герметизирующего элемента б пакерного устройства, ко рый герметизирует нижнюю зону скважины. При подаче по кабелю и обсадной колонне (катоду)- постоянного тока, в зоне между обсадной колонной и электроназгревателем (анодом) начинается электрохимический процесс с выделением значительного количества тепла и газообразных агентов.

Поскольку нижняя зона скважины загерметизирована пакером, парогазообразные продукты разложения за

счет создавшегося давления попадают в пространство между двойными стенками воронки 1 и поканалу, образованному концом воронки с трубой 3, и трубкам 5 попадают в межэлектродное пространство. Одновременно жидкие продуктыразложения по перфорационным отверстиям цйлиндроконического кожуха 4 и трубкам также попадают в межэлектродное прОстранство. Ввиду того, что давление при этом возрастает продукты разложения с высокой температурой через отверстия обсадной колонны входят в пласт. Таким образом, создание циркулирукяцего потока газообразных и жидких продуктов электролиза позволяет получить направленный поток вышеназванных горячих агентов для тепловой обработки пласта.

Последугацие пополнения рабочей жидкостью (электролитом) зоны электролиза достигается клапаном 13 установленным на трубе 3 над пакером.

Предлагаемая конструкция забойного электронагревателя обеспечивает по сравнению с существующими, имеет возможность эффективно использовать всю энергетическую и тепловую мощность, подведенную в призабойную зону скважин, путем преобразования ее в высококалорийную паро-газо-жидкостную смесь активного электролита, обеспечения полной и быстрой передачи теплохимичееких продуктов процесса разложения электролита по узким каналам в пласт и таким образом обеспечивается возможность воздействия на более отдаленные зоны пласт и возможность получения совмещенного эффекта за счет одновременного воздествия теплового и химического эффектов непосредственно в порах пласта.

Эта конструкция проста в устройстве изготовления, монтажу и эксплуатации.

. Формула изобретения

Забойный электронагреватель, включающий трубу-катод с размещенным на ней пакером, цилиндр для подвода пара, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования энергетической и тепловой мощности электронагревателя путем создания направленного потока газожидкостной смеси в пласт, он снабжен улавливающей пар воронкой с двумя стенками, установленной в верхней части цилиндра и сообщающейся с ним кожухом, размещенным коаксиально цилиндру, и и-образными трубками, гидравлически связанными с ци.линдром, кожухом и скважиной, при