Скважинное устройство для борьбы с отложениями солей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1!) (Я) 4 E 21 В 43 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1„..

H asXorCsOvv сниД т п Ст М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3691525/22-03 (22) 09, 01 . 84 (46) 30.05.88. Бюл. 11- 20 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Л.N.Ìàòâååíêî, Т.К.Аливердизаде и В.И.Сотник (53) 622.276.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 177812, кл. Е 21 В 43/00, 1964.

Авторское свидетельство СССР

Р 590438, кл. Е 21 В 43/00, 1976. (54) СКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОРЬБЫ

С ОТЛОЖЕНИЯМИ СОЛЕЙ (57) Изобретение относится к нефтяной пром-ти и предназначено для подъе. ма жидкости из скважины. Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет обеспечения предварительной ионизации лифтируемого потока электрическим полем. Для этого в устр-ве под узлом для воздействия ,магнитным полем установлены иглы 6 с изоляторами, размещенными по высоте подъемных труб 3 в несколько рядов.

Острые концы игл расположены в полости труб 3, а другие концы электроконтактируют с обсадной колонной труб 2 и электроизолирующими элементами 7. Последние размещены в затрубном пространстве между трубами 2 и устьевым оборудованием 1. С трубами

3 связан цилиндрический корпус 4, в котором размещен полый постоянный магнит 5, установленный И-полюсом к забою скважины, а S-полюсом к устью.

Поток попадает в продольное однородное магнитное поле, созданное магнитом 5. Действие этого поля на ионизованный поток приводт к отражению. ионов солей и заряженных твердых частиц от стенок магнита 5. Этим обеспечивается вынос из скважины солей и твердых частиц, т.е. предотвращаются солеотложения и пробкообразование в скважине. 1 ил . табл.

1399454

Изобретение относится к нефтяной промьппленности, в частности к подьему жидкости из скважины.

Целью изобретения является повы5 шение эффективности работы за счет обеспечения предварительной ионизации лифтируемого потока электрическим полем.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, Скважинное устройство для борьбы с отложениями солей содержит устьевое оборудование 1, концентрично расположенные относительно друг друга ,обсадные 2 и подъемные 3 трубы, узел для воздействия магнитным полем на лифтируемый поток, связанный с подьемнымк трубами и включающий цилиндрический корпус 4 с размещенным внутри 2О него цилиндрическим полым постоянным магнитом 5, а также иглы 6 с изоляторами, установленными под узлом для воздействия магнитным полем в несколько рядов по высоте и размещенными в 25 подъемных трубах 3, причем острые концы игл 6 расположены в полости .подъемных труб 3, а другие концы установлены с возможностью электроконтактирования с обсадной трубой 2, и 30 электроизолирующие элементы 7, размещенные в затрубном пространстве и между обсадными трубами и устьевым оборудованием, причем цилиндрические полые постоянные магниты 5 установлены N-полюсом к забою скважины, à Sполюсом к устью.

Устройство работает следующим образом.

Движение нефти с примесями воды, 4О газа и твердых частиц в подъемных трубах 3 сбпровождается генерацией электрических зарядов, причем электроизолирующие элементы, предотвращая утечку зарядов по колонне,обеспечи- 45 вают- накопление электрокинетического потенциала, На введенных в поток остриях заземленных игл 6, электроизолированных от стенок подъемных труб

3, индуцируется электрическое поле высокой напряженности, под влиянием которого происходит ионизация нефти, газа, воды и электрозарядка твердых частиц, т.е. лифтируемый поток приобретает способность к силовому элект55 ромагнитному взаимодействию с внешним магнитным полем.

Далее поток попадает в продольное однородное магнитное псле, созданное ного поля, сжимающего поток в поперечном направлении и приводящего к разрежению пограничного слоя, обеспечивает дополнительное снижение гидравлических сопротивлений, в результате чего повышается производительность лифта.

Пример, Величину тока заря— жения, возникающего при течении в трубах нефти с примесями воды, газа и твердых частиц, можно определить из выражения

7 8 15!8 Ъ Етг

I = 1,75 10

" Г 1 — exp()).К, Е ЕРЧ а соответствующую этому току напряженность электрического поля — из формулы

I 1 . Е

X А (2) В выражениях (1) и (2) обозначено:

I — ток заряжения, Š— диэлектрическая проницаемость потока, Т вЂ” температура; r — внутренний радиус подьемных труб, V — скорость потока, вязкость потока кинематическая, 1 длина подъемных труб; Š— диэлектрическая постоянная; р и Ж вЂ” удельное электрическое сопротивление и электрическая проводимость потока, Е напряженность электрического поля, А — площадь проходного сечения труб;

К вЂ” коэффициент, учитывающий увелицилиндрическим полым постоянным магнитом 5. Действие этого поля на ионизованный поток приводит к отражению ионов солей и заряженных твердых частиц от стенок цилиндрического полого постоянного магнита 5, где скорость минимальна, и их фокусировка в центре потока, где скорость максимальная, чем обеспечивается вынос из скважины солей и твердых частиц, т,е. предотвращаются солеотложения и пробкообразование в скважине.

Одновременно в продольном магнитном поле происходит ламинаризация верхней части пограничного слоя ионизованного потока, приводящая к снижению гидравлических сопротивлений, а наличие вокруг ионизованного потока собственного аксиального магнит13994 54

Параметры поля электрокинетического потенциала при различных дебитах скважины

Показатели Дебиты скважины, м" /сут

-l

10 20 30 40 50 100

О, 059

V, м/с

I.10, а

Е 10 В

0,118 0,177 0,236 0,295 0,590

6,56 9,85 36,6

0,49 1,77 3,94

9,0 20

2,5

33, 5 50, 2 186,6

I I

ВНИИПИ Заказ 2651/34 Тираж 531 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, чение потока заряжения в зависимости от концентрации в нефти примесей воды, газа и твердых частиц.

Расчет по формулам (1) и (2) про5 изведен для следующих исходных данных; =.4, Т = 310 К ; r = 0 025 м, 1 = 2 10 м /с (2 сантистокса), = 8854 10 ", P 10 Ом

10 Ом.м ; А = 19,625 10 м, 10

К = 3 и при различных скоростях потока Ч, соответствующих различным дебитам Q скважины.

Результаты расчетов сведены в таблице. 15

Из таблицы видно, что в практически широко встречающемся интервале параметров работы скважины напряженность возникающего электрического поля составляет от 2,5 10 до 186» 20

6 к10 В, Напряженность индуцированного поля, возникающего на острие каждой из игл, расположенных в лифтируемом потоке, можно приближенно определить, 25 разделив полученные выше величины

Е на количество игл и умножив полученный результат на коэффициент, учитывающий увеличение напряженности вследствие малого радиуса кривизны З0 острия.

Располагая значением напряженности электрического поля, при которой поток является сильно ионизированным, можно определить допустимое общее количество игл с учетом .того, что расстояние между иглами не должно быть меньше радиуса действия электрического поля вокруг острий, иначе вследствие наложения соседних полей умень- 40 шаются иониэационные токи.

Сильная ионизация жидких углеводородов (нефти) происходит при напряженностях электрического поля поряцс ка 10 R. Тогда. например, при 0 — 30 м /сут (см.таблицу) ионизация нефти будет обеспечена при количестве игл порядка не более 200.

Это количество игл можно менять для каждого конкретного случая эксплуатации, Формул а изобретения

Скважинное устройство для борьбы с отложениями солей, содержащее устьевое оборудование, концентрично расположенные одни относительно других обсадные и подъемные трубы, узел для воздействия магнитным полем на лифтируемый поток, связанный с подьемными трубами и включающий цилиндрический корпус с размещенным внутри него цилиндрическим полым постоянным магнитом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет обеспечения предварительной ионизации лифтируемого потока электрическим полем, оно снабжено установленными под уз— лом для воздействия магнитным полем иглами с изоляторами, размещенными по высоте подъемных труб в несколько рядов, причем острые концы игл расположены в полости подъемных . труб, а другие концы установлены с возможностью электроконтактирования с обсадной колонной, и электроизолирующими элементами, размещенными в затрубном пространстве и между обсадными трубами и устьевым оборудованием, причем цилиндрический полый постоянный магнит установлен Мполюсом к забою скважины, а 8-полюсом к устью.