Устройство для подачи ингибитора

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным устройствам для подачи ингибитора солеотложений на поверхность погружных электродвигателей и вход электроцентробежных насосов. Устройство содержит цилиндрический корпус, имеющий в верхней части радиальные каналы, и отверстия, выполненные на боковой поверхности у нижнего торца, размещенный в цилиндрическом корпусе ингибитор. Ингибитор распределен в термопластичной матрице и имеет плотность, превышающую плотность пластовой жидкости. Радиальные каналы расположены выше уровня ингибитора. Повышается эффективность процесса подачи ингибитора. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным устройствам для подачи ингибитора солеотложений на поверхность погружных электродвигателей и вход электроцентробежных насосов, и может быть использовано для повышения надежности работы УЭЦН.

Известно устройство для подачи ингибитора (патент РФ №2165009, 1999), представляющее собой цилиндрический контейнер с радиальными каналами в верхней части боковой поверхности. Пористый твердый ингибитор размещен ниже радиальных каналов. Растворение ингибитора пластовой жидкостью происходит при попадании пластовой жидкости в пористую структуру ингибитора внутри контейнера. От поверхности ингибитора до уровня радиальных каналов ингибитор выносится по диффузионному механизму, далее, за пределы контейнера создающимся внутри каналов потоком пластовой жидкости.

Недостатком данной конструкции является быстрое уменьшение скорости подачи ингибитора в скважину в результате понижения скорости растворения ингибитора в пластовой жидкости внутри контейнера из-за отложения в порах ингибитора твердых частиц, всегда присутствующих в добываемой жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для подачи ингибитора, представляющее собой цилиндрический корпус с радиальными каналами, омываемый скважинной жидкостью, внутри которого находится твердый ингибитор. Радиальные каналы расположены равномерно по всей высоте корпуса (патент РФ №2227206, Е21В 37/06, 2004). Такая конструкция обеспечивает большую поверхность контакта скважинной жидкости и ингибитора по всей длине контейнера, а также постоянный отвод растворенного ингибитора из устройства.

Однако оба эти процесса ускоряют растворение ингибитора и делают невозможной длительную работу устройства, особенно в высокотемпературных скважинах.

Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции устройства для подачи ингибитора солеотложений в термопластичной матрице, обеспечивающей длительное равномерное поступление ингибитора в пластовую жидкость.

Поставленная техническая задача достигается тем, что устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, содержащее цилиндрический корпус, имеющий в верхней части радиальные каналы и отверстия, выполненные на боковой поверхности у нижнего торца, и размещенный в цилиндрическом корпусе ингибитор, отличается тем, что ингибитор распределен в термопластичной матрице и имеет плотность, превышающую плотность пластовой жидкости, при этом радиальные каналы расположены выше уровня ингибитора. Для регулирования скорости растворения ингибитора отверстия могут быть ориентированы под разными углами к стенке корпуса и размещены на разных уровнях. При этом углы между отверстиями на нижнем и верхнем уровнях могут быть выполнены сходящимися внутри цилиндрического корпуса.

Использование ингибитора в термопластичной матрице с плотностью, превышающей плотность пластовой жидкости, может обеспечить возможность непрерывного опускания ингибитора в нижнюю часть устройства под действием силы тяжести.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена общая схема заявляемого устройства с радиальными отверстиями на нижней части корпуса, на фиг.2 - заявляемое устройство с радиальными отверстиями на разных уровнях; на фиг.3 - заявляемое устройство с отверстиями на разных уровнях, выполненных под углом.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого помещен ингибитор 2 в термопластичной матрице. В верхней части боковой поверхности корпуса 1 имеется один или несколько радиальных вентиляционных каналов 3, проходящих над ингибитором 2 и соединяющих внутренний объем емкости устройства с затрубным пространством. Вентиляционные каналы 3 предназначены для выравнивания давления внутри емкости и в затрубном пространстве при вытекании смеси из емкости. В нижней части корпуса на боковой поверхности выполнены отверстия 4. Подбором размера и числа отверстий 4 можно регулировать время вытекания смеси из корпуса, чтобы обеспечить требуемый вынос раствора ингибитора и требуемую длительность работы контейнера. Для увеличения скорости выноса отверстия 4 размещают на нескольких уровнях (фиг.2, 3), благодаря этому внутри устройства будет формироваться интенсивное течение из одних отверстий в другие. Регулирование процесса растворения достигается также варьированием угла наклона отверстий 4 к стенке контейнера (фиг.3). Углы наклона по высоте одного устройства могут изменяться, в том числе могут быть сходящимися внутри цилиндрического корпуса 1. Следует иметь в виду, что отверстия 4, образующие острый угол с потоком пластовой жидкости, будут способствовать ускорению растворения, а отверстия 5, расположенные под тупым углом к потоку, замедляют растворение. Образование между отверстиями 4 и 5 сходящегося угла (фиг.3) приведет к образованию интенсивного кругового движения внутри устройства и активизации процесса растворения.

Устройство для подачи ингибитора работает следующим образом.

При спуске устройства в скважину поток пластовой жидкости, омывающий его, попадает в отверстия 4 и создает внутри них вихревое течение. Находящийся в цилиндрическом корпусе 1 ингибитор 2 нагревается за счет повышенной температуры окружающей среды в скважине и становится текучим. Благодаря текучести ингибитор приобретает возможность под действием силы тяжести опускаться в нижнюю часть корпуса 1, где растворяется и выносится через нижние отверстия 4 в затрубное пространство. Растворение и последующий вынос ингибитора осуществляется за счет диффузии и вихревого течения внутри отверстий 4. Скорость вытекания ингибитора из устройства определяется реологическими свойствами ингибитора и размером отверстий в нижней части боковой поверхности. Во время движения часть пластовой жидкости через вентиляционные отверстия 3 попадает внутрь устройства и скапливается над ингибитором 2, выравнивая давление внутри емкости и в затрубном пространстве. При этом выноса ингибитора через отверстия 3 не происходит, так как на его поверхности в результате расслоения пластовой жидкости скапливается вода, содержащаяся в скважинной жидкости и являющаяся более тяжелым компонентом, а термопластичная смесь в воде не растворяется.

Геометрические размеры отверстий 4 и вентиляционных отверстий 3 устройства для эксплуатации в конкретных скважинах подбираются в ходе имитационного моделирования рабочего процесса для заявляемого устройства. Правильность подбора подтверждена стендовыми испытаниями.

1. Устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, содержащее цилиндрический корпус, имеющий в верхней части радиальные каналы, и отверстия, выполненные на боковой поверхности у нижнего торца, и размещенный в цилиндрическом корпусе ингибитор, отличающееся тем, что ингибитор распределен в термопластичной матрице и имеет плотность, превышающую плотность пластовой жидкости, при этом радиальные каналы расположены выше уровня ингибитора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстия ориентированы под углом к стенке корпуса.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отверстия размещены на разных уровнях.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что углы между отверстиями на нижнем и верхнем уровнях выполнены сходящимися внутри цилиндрического корпуса.