Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт (варианты)

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности. Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт состоит из источника питания, помещенных в скважину электрических нагревателей и трех идентичных напорных труб, причем каждая труба состоит из двух частей. Нижняя часть расположена в призабойной зоне скважины и выполнена из сплава с высоким удельным сопротивлением, а верхняя часть выполнена из металла или сплава с малым удельным сопротивлением. Вблизи устья каждая труба снабжена проходным изолятором и контактным узлом, к которому подведена фаза от трехфазного источника питания. Внешняя поверхность каждой трубы электроизолирована, в призабойной части скважины три трубы объединены коллектором, снабженным выходным патрубком, герметично проходящим через затвор в забой. Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт состоит из источника питания, помещенных в скважину электрических нагревателей и двух идентичных напорных труб, причем каждая труба состоит из двух частей. Нижняя часть расположена в призабойной зоне скважины и выполнена из сплава с высоким удельным сопротивлением, а верхняя часть выполнена из металла или сплава с малым удельным сопротивлением. Вблизи устья каждая труба снабжена проходным изолятором и контактным узлом. Через контактные узлы трубы соединены с источником постоянного тока. Внешняя поверхность каждой трубы электроизолирована, в призабойной части скважины две трубы объединены коллектором, снабженным выходным патрубком, герметично проходящим через затвор в забой. Группа изобретений позволяет упростить конструкцию и оборудование напорной трубы нефтяной скважины, повысить надежность и понизить затраты на ее обустройство. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи высоковязкой нефти посредством теплового воздействия на нефтяные пласты при подаче в них рабочего вещества.

Известен паросиловой способ добычи тяжелой нефти из скважин напорным и заборным трубопроводами, в котором на входе в напорный трубопровод к нефтеносному слою подают под давлением рабочее вещество - водяной пар и извлекают из заборного трубопровода нефть (патент РФ №2117756, 1998 г.).

Недостатком способа является снижение темпа нагнетания пара при его закачке в нагнетательные скважины, заметная продолжительность периода закачки пара, в течение которого отбор нефти из пласта не ведут. Снижение темпа нагнетания пара приводит к снижению темпа прогрева нефтяных пластов и, соответственно, к увеличению сроков его разработки. Генерация пара на поверхности земли приводит к значительной конденсации его по длине напорного трубопровода, по крайней мере, на начальном этапе его подачи, к снижению интенсивности разогрева нефтяных пластов.

Известен "Гравитационный паросиловой способ добычи нефти" с использованием напорного и заборного трубопровода, при котором по напорному трубопроводу в нефтеносный слой вводят рабочее вещество под давлением, выше давления в нефтеносном слое, и через заборный трубопровод извлекают на поверхность нефть (патент РФ №2245999, 1998 г.). Способ может быть использован для добычи высоковязкой нефти.

Важным признаком данного способа является то, что кипение рабочего вещества происходит па выходе из напорного трубопровода. Однако для этого в качестве рабочего вещества используется легкокипящая жидкость, в частности, аммиак, что приводит к экологическим проблемам и проблемам обеспечения техники безопасности, а также к существенному усложнению технологического процесса. Этих недостатков можно избежать, если в качестве напорной жидкости использовать горячую воду.

Известен способ нагрева нагнетательной жидкости в стволе скважины для вытеснения нефти из пласта (патент РФ №2450121, 2010 г.). Согласно этому способу в скважине расположен напорный трубопровод. На внешней поверхности этого трубопровода герметично расположены кольцевые электрические нагреватели. Вода из трубопровода затекает в нагреватель, нагревается и вытекает обратно в трубопровод. Таким образом осуществляется последовательный нагрев воды до заданной температуры на выходе из напорного трубопровода в призабойпой зоне. Затем горячая вода поступает в нефтяной пласт через перфорационные отверстия, где нагревает нефть, снижая ее вязкость.

Недостатки устройства следующие:

- относительно невысокая конечная температура нагретой воды (согласно описанию вода нагревается на 75 град);

- неэффективность нагрева воды кольцевым нагревателем вследствие малой поверхности взаимодействия с водой;

- использование только одной фазы трехфазной сети вызывает нежелательный перекос фаз;

- технические трудности при увеличении количества кольцевых нагревателей и их суммарной мощности.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции и оборудования напорной скважины, повышение надежности и уменьшение затрат на ее обустройство.

Эта цель достигается применением нового технического решения, согласно которому каждая труба напорного тракта выполняет одновременно три функции - напорного трубопровода, нагревателя воды и токоподвода к нагревателю.

Технический результат заключается в том, что напорная труба является одновременно токоподводом к электронагревателю, что увеличивает КПД нагрева, так как выделяющаяся в стенке трубы теплота отводится протекающей по трубе водой.

Устройство согласно изобретению выполнено в двух вариантах.

По первому варианту устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт состоит из трех идентичных напорных труб, проходящих в скважине по всей ее глубине, коллектора, затвора, выходного патрубка и источника переменного трехфазного тока. Каждая труба снабжена проходным электрическим изолятором и контактным узлом, расположенными вблизи устья скважины. К контактным узлам подсоединены три фазы источника электропитания. Каждая напорная труба состоит из двух частей. Одна часть, расположенная в призабойной зоне скважины (труба-нагреватель), выполнена из сплава с высоким удельным сопротивлением. Другая часть трубы (труба-токоподвод) выполнена из металла или сплава с малым удельным сопротивлением. Внешняя поверхность каждой трубы электроизолирована. Обе части трубы соединяются между собой способом, обеспечивающим хороший электрический контакт. В призабойной зоне все три трубы объединены общим коллектором с выходным патрубком, герметично проходящим через затвор в забой.

Назначение затвора заключается в том, чтобы обеспечить герметичность призабойной зоны по отношению к скважине, в противном случае будет происходить утечка воды или пара из призабойной зоны через ствол скважины и ее устье в атмосферу.

В устройстве по второму варианту вместо трех труб в скважину помещают две трубы, присоединенные к плюсовому и минусовому контактам источника постоянного тока.

При этом каждая труба выполнена таким же образом и снабжена такими же элементами, что и труба по первому варианту изобретения: каждая труба состоит из двух частей, при этом нижняя ее часть, расположенная в призабойной зоне скважины, выполнена из сплава с высоким удельным сопротивлением, а верхняя часть выполнена из металла или сплава с малым удельным сопротивлением, вблизи устья каждая труба снабжена проходным изолятором и контактным узлом, внешняя поверхность каждой трубы электроизолирована, в призабойной части скважины две трубы объединены коллектором, снабженным выходным патрубком, герметично проходящим через затвор в забой.

Верхняя часть каждой трубы может быть выполнена из меди или ее сплавов, а нижняя - из нержавеющей стали, при этом ее внешняя поверхность может быть теплоизолирована.

Устройство по первому варианту может содержать повышающий трансформатор.

В источник питания по второму варианту может входить выпрямитель.

На фиг.1 показана схема устройства по первому варианту изобретения, на фиг.2 - по второму варианту.

Устройство содержит: насос 1, проходной изолятор 2, труба-токоподвод 3, контактный узел 4, обсадная труба 5, труба-нагреватель 6, затвор 7, патрубок 8, отверстия 9 в обсадной трубе, коллектор 10, источник электропитания 11, повышающий трансформатор 12.

Устройство по первому варианту работает следующим образом. Воду насосом через проходные изоляторы подают в три напорных трубы, соединенных с источником электропитания. Использование повышающего трансформатора позволяет уменьшить величину тока в трубопроводе при той же вкладываемой мощности и тем самым уменьшить сечение трубы и ее вес. Поскольку три трубы объединены общим коллектором, электрической схемой соединения труб является "звезда" с нулевой точкой на коллекторе.

При прохождении верхней части трубы вода нагревается слабо из-за малого выделения мощности в этой части трубы вследствие ее малого сопротивления. Основной нагрев воды происходит в нижней, призабойной части трубы. Для увеличения эффективности процесса нагрева эта часть трубы может быть теплоизолирована.

Нагретая вода из трех труб поступает в коллектор и далее через патрубок выходит в забой.

Аналогичным образом работает устройство по второму варианту.

Использование источника постоянного тока во втором варианте устройства приводит к снижению затрат за счет уменьшения количества используемых труб.

Проведенные расчеты подтвердили возможность создания предлагаемых вариантов устройства.

1. Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт, состоящее из источника питания и помещенных в скважину напорной трубы и электрических нагревателей, отличающееся тем, что устройство снабжено тремя идентичными напорными трубами, каждая труба состоит из двух частей, при этом нижняя часть, расположенная в призабойной зоне скважины, выполнена из сплава с высоким удельным сопротивлением, верхняя часть выполнена из металла или сплава с малым удельным сопротивлением, вблизи устья каждая труба снабжена проходным изолятором и контактным узлом, к которому подведена фаза от трехфазного источника питания, внешняя поверхность каждой трубы электроизолирована, в призабойной части скважины три трубы объединены коллектором, снабженным выходным патрубком, герметично проходящим через затвор в забой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник питания включает повышающий трансформатор.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть трубы выполнена из нержавеющей стали.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя часть трубы выполнена из меди или ее сплавов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность нижней части трубы теплоизолирована.

6. Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт, состоящее из источника питания и помещенных в скважину напорной трубы и электрических нагревателей, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя идентичными напорными трубами, каждая труба состоит из двух частей, при этом нижняя часть, расположенная в призабойной зоне скважины, выполнена из сплава с высоким удельным сопротивлением, а верхняя часть выполнена из металла или сплава с малым удельным сопротивлением, вблизи устья каждая труба снабжена проходным изолятором и контактным узлом, через контактные узлы трубы соединены с источником постоянного тока, внешняя поверхность каждой трубы электроизолирована, в призабойной части скважины две трубы объединены коллектором, снабженным выходным патрубком, герметично проходящим через затвор в забой.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что источник питания включает выпрямитель.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что нижняя часть трубы выполнена из нержавеющей стали.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что верхняя часть трубы выполнена из меди или ее сплавов.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что внешняя поверхность нижней части трубы теплоизолирована.



 

Похожие патенты:

Эрлифт // 2497026
Изобретение может быть использовано в технологических процессах грануляции металлургического шлака с получением мелкого граншлака в виде песка, который необходимо откачать из глубокого грануляционного бассейна для его последующего обезвоживания.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к нагнетателям двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности вентиляции картера двигателя.

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для растворения и размыва струями осадка. В пульсационном клапанном погружном насосе, включающем корпус, пульсопровод, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, камеру нижних сопел, внутри которой размещен вал, соединяющий нижние сопла с приводом поворота и систему управления, камера нижних сопел расположена в корпусе за перегородкой, разделяющей корпус на камеру нижних сопел и камеру выдачи.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды из скважин и колодцев, и может быть использовано при проектировании гидротранспортных систем в промышленности и строительстве, изыскательских работах, в сельском хозяйстве, а также в водоснабжении.

Изобретение относится к нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при добыче нефти, содержащей большое количество попутного газа.

Эрлифт // 2482340
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосным установкам типа эрлифт. .

Изобретение относится к способам и устройствам для подъема жидкостей из скважин и может быть использовано для подъема как нефти, так и воды из подземных источников.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано непосредственно в сфере разработки подводных месторождений полезных ископаемых, подъем элементов которых осуществляют при помощи эрлифта.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды с помощью струйных насосов, и может быть использовано при водоснабжении села, садовых участков и фермерских хозяйств.

Изобретение относится к устройствам для откачки и транспортирования гидросмеси по горизонтальным выработкам в горной и других отраслях хозяйства. .

Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для более полного освобождения емкостей-хранилищ от радиоактивных осадков, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях. Насос содержит корпус, воздухораспределитель, состоящий из клапанов подачи сжатого воздуха, сброса отработанного воздуха и подачи разрежения в корпус, пульсопровод, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном, систему управления и впускной клапан. Впускной клапан снабжен золотником, взаимодействующим с торцом выполненного в виде трубы седла и соединенным валом со штоком пневмоцилиндра. К донышкам корпусов по периметру присоединены всасывающие патрубки, на торце которых выполнены пазы, расширяющиеся внутрь, а к торцам прикреплены заглушки. По одному из вариантов пневмоцилиндр устанавливается в зоне обслуживания и подключается к системе управления, электропневмораспределители которой, управляющие работой клапана подачи разрежения и пневмоцилиндра двустороннего действия, соединены параллельно. По второму варианту пневмоцилиндр устанавливается на корпусе насоса, а верхняя полость пневмоцилиндра соединяется трубопроводом с пульсопроводом. В нижней полости пневмоцилиндра устанавливается возвратная пружина, усилие которой меньше усилия пневмоцилиндра при рабочем давлении и составляет при верхнем и нижнем положениях поршня пневмоцилиндра соответственно 0,4 и 0,6 усилия пневмоцилиндра. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к установкам типа эрлифт, в частности к эрлифтам с малыми заглублениями и низконапорными системами подачи газа с подъемом жидкости и пульпы на большую высоту. Эрлифтная установка включает подъемные трубы и подводящие газ патрубки, которые помещены в секциях, располагающихся ярусами, по высоте става в виде переливных коллекторов. Коллекторы снабжены отводными каналами, соединяющими их с атмосферой. К нижней перфорированной входной секции диаметрально закреплены два барботера и перпендикулярно ко дну - газоотводная труба. На верхней части трубы монтируют став, выполненный из входной секции, кольцевых коллекторов и верхнего приемного коллектора, расположенных ярусами по высоте става. Изобретение направлено на повышение эффективности изготовления и эксплуатации эрлифтной установки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяных залежей. Технический результат - повышение эффективности эрлифта и обеспечение возможности контроля давления и температур. Система для откачки пластового флюида содержит не менее двух скважин. Каждая из этих скважин оборудована двумя насосно-компрессорными трубами - НКТ, соединенными каналами гидродинамической связи. Нагнетательная скважина предназначена для закачивания по одному ее каналу раствора селитры, а по другому ее каналу - инициатора разложения селитры с возможностью прогрева продуктами экзотермической реакции каналов гидродинамической связи и окисления нефти в пласте. Добывающая скважина предназначена для контроля окисления нефти в пласте по выходу углекислого газа. Кроме того, нагнетательная скважина обеспечена возможностью прекращения экзотермической реакции и прокачки воздуха по каналам гидродинамической связи с обеспечением эрлифта и фонтанирования пластового флюида в добывающей скважине и возможности контроля гидродинамической связи между скважинами, температуры, мощности эрлифта и безопасности работ. Для этого в нагнетательной скважине на внешней НКТ установлен пакер, а по внутренней НКТ проложен кабель, соединяющий датчики давления и температуры, установленные около пакера и ниже него. В добывающей скважине установлены упомянутые датчики на выходе из НКТ и обеспечена возможность контроля состава выходящих газов. 1 ил.

Группа изобретений относится к способу эксплуатации дожимных насосных станций, содержащих центробежные сепараторные фильтры, на нефтяных месторождениях. Центробежный сепараторный фильтр содержит вертикальный корпус, имеющий центральную часть, по существу, цилиндрической формы и верхнюю и нижнюю части, по существу, полусферической формы, тангенциальный впуск текучей среды, содержащей нефть и частицы, подлежащие фильтрации, расположенный в верхней части корпуса, осевую трубу с выпуском отфильтрованной текучей среды, имеющую концентрическое расположение с корпусом и закрепленную в его верхней части, множество конусных пластин, расположенных вокруг осевой трубы друг под другом, причем основание конусных пластин направлено вниз относительно положения корпуса, выпуск удаленных из текучей среды частиц, расположенный в нижней части корпуса. При этом осевая труба выполнена непрерывной, а к ее нижнему концу, расположенному в корпусе ниже основания самой нижней из множества конусных пластин, но выше выпуска удаленных из текучей среды частиц, прикреплена перфорированная заглушка. При этом конусные пластины закреплены на осевой трубе в зафиксированном положении друг относительно друга и выполнены с основаниями различного диаметра, причем диаметр основания конусных пластин увеличивается в направлении от тангенциального впуска к выпуску удаленных из текучей среды частиц. Дожимная насосная станция содержит буферную емкость, узел сбора и откачки утечек нефти, резервуар для удаленных частиц, насосный блок, множество свечей для аварийного сброса газа и центробежный сепараторный фильтр. Способ эксплуатации дожимной насосной станции включает в себя этапы, на которых принимают текучую среду, содержащую нефть и частицы, подлежащие фильтрации, в буферную емкость, подают текучую среду в фильтр посредством соединительных труб, фильтруют текучую среду для отделения от нефти частиц, подлежащих фильтрации, посредством центробежного сепараторного фильтра, накапливают отфильтрованные от нефти частицы в резервуаре для удаленных частиц, нагнетают давление в насосном блоке для последующей транспортировки текучей среды, содержащей нефть, очищенную от частиц, подлежащих фильтрации, подают текучую среду, содержащую нефть, очищенную от частиц, подлежащих фильтрации, в транспортировочную сеть или сеть магистральных нефтепроводов. Техническим результатом является обеспечение стабильного потока текучей среды, а также возможность фильтрации частиц разного размера с равной эффективностью. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при моделировании, проектировании и сооружении установок использования геотермальной энергии. Модель гейзера состоит из нижней камеры - камеры выброса жидкости, вышерасположенной камеры приема выброшенной из нижней камеры жидкости, соединенной с нижней камерой камеры накопления упругой энергии газа, под действием которого происходит выброс жидкости, источника упругой энергии газа, двух трубопроводов, соединяющих верхнюю и нижнюю камеры. Один трубопровод служит для подачи жидкости из верхней камеры в нижнюю, а второй - для выброса из нижней камеры жидкости и газа в верхнюю. При этом нижний конец первого трубопровода располагается ниже нижнего конца второго трубопровода, а верхний конец второго трубопровода находится выше верхнего конца первого трубопровода. Нижняя камера объединена с камерой накопления упругой энергии газа, верхняя камера герметично изолирована, кроме теплообмена, от окружающей среды, в качестве жидкости выброса используются легкокипящие жидкости, а в качестве газа - насыщенный пар жидкости выброса, источником упругой энергии является источник тепла, располагаемый рядом с камерой выброса жидкости. Использование изобретения позволяет создать модель со всеми основными элементами природного гейзера, такими как подводящий канал, выбрасывающий канал, полость накопления упругой энергии пара и другие. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи магматической лавы из магматических озер, расположенных в кратерах действующих вулканов, или в полостях спящих вулканов, или вблизи от них, как имеющих выход на поверхность земли, так и находящихся на глубине. Технический результат - повышение эффективности способа за счет увеличения глубины подъема магматической лавы, обеспечения безопасности, бесперебойности и управляемости процесса подъема. Способ характеризуется тем, что используют рабочую трубу для подъема лавы и трубу меньшего диаметра для нагнетания негорючего газа, соединенную с рабочей трубой на заданной глубине диспергатором. Диспергатор применяют протяженностью от 5 до 75% от длины рабочей трубы со множеством отверстий различного диаметра. При подъеме лавы осуществляют следующие шаги: а) рабочую трубу спускают в источник лавы таким образом, что ее верхняя часть на 1-2 м превышает уровень лавы; б) в диспергатор нагнетают газ до насыщения им лавы внутри рабочей трубы; в) рабочую трубу опускают в источник лавы с переливом лавы в источник лавы и так выдерживают до равномерного насыщения газом лавы внутри рабочей трубы; г) приемы а) - в) повторяют до запуска устойчивого процесса движения лавы внутри всей рабочей трубы; д) по мере стабилизации скорости потока излияния насыщенной газом лавы из рабочей трубы переходят на стационарный режим подъема лавы. Для этого рабочую трубу устанавливают на заданной глубине, предварительно герметично обвязав ее с приемной системой на поверхности земли и системой улавливания фумарольных газов. Эти газы используют в составе негорючего газа для нагнетания в диспергатор. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

Группа изобретений относится к области подъема твердого материала со дна глубоководного бассейна, такого как море, озеро или река, выше поверхности воды. В пузырьковой газлифтной системе (10) у верхнего концевого участка подъемного трубопровода (11) размещена находящаяся под давлением камера (21). Камера создает давление в верхнем участке трубопровода (11), чтобы подавить возрастание объемного отношения пузырьков к смешанной текучей среде, поднимающейся внутри трубопровода (11), в мелководном районе. Верхний конец трубопровода (11) не открыт в атмосферу, но введен в находящуюся под давлением камеру (21), чтобы тем самым предотвращать расширение пузырьков газа. Деаэратор (14) для выведения пузырьков, отделенных действием центробежной силы, также предусмотрен на срединном участке трубопровода (11) в мелководном районе, чтобы тем самым обеспечивать более равномерное распределение пузырьков внутри всего трубопровода (11). Изобретения направлены на обеспечение подъема газлифтной системой целевого материала в форме суспензии, имеющей более высокий удельный вес, чем окружающая вода, что делает систему и способ эффективными и работоспособными даже в глубоководном районе. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть испьзовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Устройство содержит накопительную камеру (НК), выполненную из двух электромагнитных клапанов (ЭМК), из двух механических клапанов (МК), из двух датчиков уровня (ДУ) и из электронного блока управления (ЭБУ). Блок управления работой накопительной камеры (БУРНК) размещен на дневной поверхности и выполнен из электрического шкафа (ЭФ), из двух насосов, из ресивера (Р). Первый выход ЭФ соединен с ЭБУ, а второй и третий его выходы подсоединены к насосам. Вход БУРНК связан с одним из ЭМК трубопроводом через свободное от накопительной камеры пространство скважины через отрезок трубопровода, подсоединенного к ЭМК. В БУРНК введены два промежуточных ресивера (ПР), снабженных своими ДУ. В качестве насосов БУРНК использованы два гидронасоса (ГН), вход каждого из которых подсоединен к днищу соответствующего ПР. Выход первого ГН первого ПР подсоединен ко второму ПР, а выход второго ГН второго ПР - к первому ПР. Каждый из ПР снабжен впускным клапаном (ВпК) и выпускным клапаном (ВК), установленными над ПР и подсоединенными к ним. ВпК соединены между собой и подсоединены к трубопроводу на входе БУРНК. ВК соединены между собой и подсоединены трубопроводом сверху к упомянутому Р. Устройство позволяет повысить производительность и надежность, обеспечить возможность добычи нефти с высокой вязкостью и с повышенным содержанием механических примесей. 1 ил.
Наверх