Установка и способ ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей области, в частности к ингибированию коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании при добыче углеводородного сырья. Установка содержит электромагнитные излучатели, размещенные вдоль продольной оси скважинной компоновки на определенном расстоянии друг от друга, блок сопряжения с погружным электродвигателем, установленный в отдельном корпусе, в котором размещен также электронный блок управления, соединенный с блоком сопряжения входом-выходом, и генераторы возбуждения по количеству электромагнитных излучателей, входы которых соединены с выходами электронного блока управления, а выходы соединены с обмотками возбуждения соответствующих электромагнитных излучателей, датчики параметров, установленные в скважинном пространстве и подключенные к электронному блоку управления. Каждый электромагнитный излучатель содержит цилиндрический сердечник из магнитомягкого материала с аксиальной или ортогональной обмоткой, витки которой расположены соответственно аксиально или перпендикулярно оси скважинной компоновки. Установка содержит блок электропитания, включенный в состав блока сопряжения и связанный с обмоткой электродвигателя электропогружного насоса для отбора электроэнергии и питания блоков установки для ингибирования образования отложений. Блок управления связан каналом связи с аппаратурой мониторинга и управления, размещенной на земной поверхности. Повышается эффективность защиты скважинного оборудования от коррозии и отложений. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к нефтегазодобывающей области, в частности - к устройству и способу ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании при добыче углеводородного сырья посредством электропогружных насосов (ЭПН) в осложненных условиях.

Процесс добычи углеводородного сырья характеризуется наличием в составе скважинного флюида (пластовой жидкости), представляющего собой сложную смесь углеводородов, пластовой воды, газа и твердых включений, физико-химический состав которых зависит от месторождения, технологии добычи и времени. Зачастую в составе флюида присутствует достаточное количество ингредиентов, обуславливающих солевые, гидратные и гидратно-углеводородные отложения. Кроме того, в состав флюида входят компоненты, которые способствуют интенсивной коррозии погружного оборудования и обсадной колонны скважины. Все это оказывает негативное влияние на работу ЭПН, входящего в состав скважинной компоновки, снижает эффективность добычи скважинного флюида и приводит к отказу в работе оборудования.

В сложившейся практике эксплуатации месторождений в осложненных условиях широко применяются методы искусственного воздействия на флюид, основанные на механическом, тепловом или химическом воздействии, призванные уменьшить нежелательные отложения и уменьшить вязкость добываемых углеводородов, что позволяет снизить энергозатраты. Эти методы хорошо известны, однако их применение требует сложных и затратных технологий.

Методы предотвращения коррозии скважинного оборудования также известны. В публикации [«Методы предупреждения коррозии скважинного оборудования в НГДУ»; Вахитов Т.М. и др. // Нефтяное хозяйство. - 2004 г. - №1. - с. 75-77] отмечается, что основными причинами отказа СЭПН является их коррозия и засорение сульфидами железа. Там же предложены наиболее действенные методы борьбы с коррозией: использование магниево-цинковых протекторов, применение антикоррозионных покрытий, катодная защита. Однако предлагаемые решения имеют недостатки: магниево-цинковый протектор, имеющий электрохимический потенциал, более отрицательный, чем сталь, обладает локальным действием; антикоррозионные покрытия недостаточно эффективны из-за ограниченного ресурса; применение катодной защиты обуславливает существенное удорожание процесса добычи, изменение конструкции скважинной компоновки и сложившейся системы подключения погружного электродвигателя (ПЭД) УЭПН, необходимы станция катодной защиты, четырехжильный кабель, дополнительные электроды и др.

В последнее время стало актуальным применение новых методов борьбы с нежелательными отложениями на элементах скважинного оборудования и коррозией погружного оборудования, которые заключаются в использовании электромагнитного воздействия.

Известен способ ингибирования процесса электрохимической коррозии посредством формирования электромагнитной волны, раскрытый в [Патент GB 2447028, МПК C02F 1/48, C23F 13/00, опубликовано 09.03.2008 г]. Способ заключается в формировании на устье скважины стоячей электромагнитной волны, образованной интерференцией прямой и отраженной волн, таким образом, чтобы узел стоячей волны располагался в непосредственной близости от области, где требуется ингибирование процесса коррозии. Согласно описанию способ эффективен при адекватной идентификации положения узла стоячей волны в условиях незначительного рассеивания электромагнитной энергии, то есть для случая однородной протяженной трубы в диэлектрической среде. В реальности скважинная компоновка представляет соединение разнородных элементов с множеством отражений и заполнена электропроводящим флюидом, что обуславливает значительные трудности в реализации указанного способа.

Известен способ обработки вещества магнитным полем и устройство для его осуществления [патентРФ 2155081, МПК C02F 1/48, опубл. 27.08.2000 г.]. Способ заключается в воздействии на жидкость переменным магнитным полем посредством излучателя, содержащего установленные в корпусе соосно электромагнитную катушку и постоянные магниты. Электромагнитная катушка расположена между магнитами и подключена к генератору, который генерирует модулированные сигналы с частотой 1-200 кГц и несущей частотой 100-2000 кГц, подвергнутые девиации с частотой 1 Гц. Недостатком способа является то, что обрабатывается ограниченный объем жидкости, находящейся в статическом положении, в специальном резервуаре. К недостаткам устройства следует отнести использование излучателя довольно сложной конструкции при локальном характере его воздействия.

Известно устройство для ингибирования образования отложений на скважинном оборудовании [патент RU 2570870, МПК Е21В 37/00, Е21В 41/02, опубл. 10.12.2015]. Устройство включает электромагнитный излучатель, двухканальный генератор, электронный блок управления, имеющий выход, подключенный к входу генератора, блок сопряжения с погружным электродвигателем, датчики параметров скважинной среды, подключенные к блоку управления. Излучатель содержит сердечник из магнитомягкого высокочастотного материала на скважинном оборудовании с пазами, в которых размещены витки аксиальной обмотки, ортогональную обмотку, витки которой расположены перпендикулярно оси скважинного оборудования. Генератор подключен одним управляющим выходом к аксиальной обмотке, вторым управляющим выходом к ортогональной обмотке. Достоинством настоящего изобретения является то, что излучатель представляет единый конструктив с двумя обмотками, что позволяет упростить конструкцию, т.к. защита излучателя от воздействия внешней среды является сложной задачей. Недостатком - наличие двух обмоток на одном сердечнике, даже при ортогональности магнитных потоков внутри сердечника, приводит к взаимному влиянию этих потоков (магнитомодуляционный эффект) и, соответственно, к взаимному влиянию параметров излучения, что усложняет и затрудняет стабилизацию и регулировку этих параметров.

Известен способ ингибирования отложений на скважинном оборудовании [патент RU 2570870, МПК Е21В 37/00, Е21В 41/02, опубл. 10.12.2015]. Способ ингибирования образования отложений, заключающийся в том, что подают на аксиальную и ортогональную обмотки переменные электрические сигналы с соответствующих двух управляющих выходов двухканального генератора и формируют электромагнитное поле в непосредственной близости от системы электропогружного насоса, причем посредством аксиальной обмотки формируют электродвижущую силу, результирующий вектор которой направлен вдоль оси а-а скважинного оборудования, а посредством ортогональной обмотки формируют магнитодвижущую силу, результирующий вектор которой направлен вдоль оси а-а скважинного оборудования, осуществляют первоначальное формирование закона изменения выходных сигналов двухканального генератора на основе априорных данных или стохастических зависимостей, варьируют пространственную ориентацию формируемого электромагнитного поля с получением многомодового электромагнитного поля, регулируют величину напряженности электромагнитного поля в объеме скважинного пространства в непосредственной близости от системы электропогружного насоса путем изменения величин магнитодвижущих сил излучателя в соответствии с заданным диапазоном значений напряженности электромагнитного поля в зависимости от параметров скважинного флюида, посредством чего ингибируют образование гидратных и гидратно-углеводных отложений на скважинном оборудовании. Достоинством способа является его эффективность и экологичность. Недостатком - перекрестное влияние на флюид практически в одной и той же зоне скважинного пространства, что может привести к нежелательным эффектам, например, в условиях высокой обводненности флюида, содержащим высокоминерализованную пластовую воду, ортогональная обмотка гальванизирует (существенно повышает электропроводность) прилегающую к излучателю жидкость и тем самым шунтирует аксиальную обмотку (цепь тока замыкается в ограниченной зоне излучателя), и эдс обмотки практически отсутствует вдоль скважинной компоновки, тем самым ограничивая воздействие на флюид.

Задачей изобретения является создание установки и способа ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании при добыче углеводородного сырья, которые адаптированы к реальным условиям эксплуатации, непосредственно в зоне установки в скважине ЭПН без существенного усложнения конструкции скважинной компоновки.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты элементов скважинного пространства и погружного оборудования непосредственно в зоне этого оборудования от солей, естественных гидратных и гидратно-углеводородных отложений и одновременно от коррозии при добыче углеводородного сырья путем генерации электромагнитного поля в разных точках скважинного пространства.

Поставленная задача решается путем создания установки для ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании, входящем в состав скважинной компоновки, содержащей по крайней мере два электромагнитных излучателя, размещенные вдоль продольной оси скважинной компоновки на определенном расстоянии друг от друга, блок сопряжения с погружным электродвигателем, установленный в отдельном корпусе, в котором размещен также электронный блок управления, соединенный с блоком сопряжения входом-выходом, генераторы возбуждения по количеству электромагнитных излучателей, входы которых соединены с выходами электронного блока управления, а выходы соединены с обмотками возбуждения соответствующих электромагнитных излучателей, датчики параметров, установленные в скважинном пространстве и подключенные к электронному блоку управления. Каждый электромагнитный излучатель содержит цилиндрический сердечник из магнитомягкого материала с аксиальной или ортогональной обмоткой, витки которой расположены соответственно аксиально или перпендикулярно оси скважинной компоновки.

Согласно изобретению установка содержит блок электропитания, включенный в состав блока сопряжения и связанный с обмоткой погружного электродвигателя установки электропогружного насоса для отбора электроэнергии и питания блоков установки для ингибирования образования отложений.

Согласно изобретению блок управления установки связан каналом связи с аппаратурой мониторинга и управления, размещенной на земной поверхности.

Согласно изобретению установка содержит датчики для измерения параметров среды - давления, температуры, обводненности, расхода, а также параметров работы излучателей.

Поставленная задача решается способом ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании, входящем в состав скважинной компоновки, включающий размещение на скважинной компоновке электромагнитных излучателей с образованием зон воздействия посредством аксиальной или ортогональной обмотки возбуждения на сердечнике каждого излучателя. Посредством аксиальной обмотки на сердечнике одного излучателя формируют электродвижущую силу, результирующий вектор которой направлен вдоль оси скважинной компоновки, а посредством ортогональной обмотки на сердечнике другого излучателя формируют магнитодвижущую силу, результирующий вектор которой направлен вдоль оси скважинной компоновки. Воздействие осуществляют электромагнитными полями, разнесенными на определенное расстояние излучателями со своими обмотками вдоль продольной оси скважинной компоновки для обеспечения:

- заданных диапазонов излучения от 10 кГц до 1 МГц по аксиальному каналу и от 0 до 1 МГц по ортогональному каналу;

- независимости воздействия на скважинный флюид по каждому каналу излучения;

- взаимной инвариантности при выборе и регулировании параметров по каждому каналу излучения;

- расширения области электромагнитного воздействия для интенсификации процессов при значительной протяженности скважинной компоновки;

- стабильности параметров по каждому каналу излучения;

- максимального согласования выходного импеданса по каждому каналу излучения со средой излучения для эффективной передачи электромагнитной энергии.

Согласно изобретению формирование электромагнитных полей в зонах воздействия осуществляют синхронно, либо асинхронно.

Согласно изобретению регулируют давление и температуру скважинного флюида на входе в систему электропогружного насоса для дополнительной защиты от нежелательных отложений.

Технический результат изобретения достигается благодаря следующему.

Образование твердого осадка во флюиде классифицируется как процесс кристаллизации. Известно, что движущей силой процесса кристаллизации является перенасыщение, которое характеризуется коэффициентом перенасыщения

ki=Ci/Ri,

где ki - коэффициент перенасыщения для i-го вещества;

Ci - фактическая концентрация i-го вещества в растворе;

Ri - растворимость i-го вещества, в данном объеме жидкости в фиксированных термодинамических условиях, т.е.

Ri=f(T, Р, Ф, ∑),

где Т - температура, Р - давление, Ф - химический потенциал растворенных солей, ∑ - совокупность других факторов.

При этом центром зародышеобразования может быть любая энергетическая неоднородность: заряженная частица, свободная поверхностная энергия кристаллической поверхности и ее дефекты.

Еще одно важное положение из теории химической термодинамики. Это понятие термодинамической энтропии, как одно из объективных качеств, характеризующих хаотичность системы. Согласно выводам Л. Больцмана энтропия определяется соотношением:

S=b⋅lnW,

где S - энтропия;

b - постоянная Больцмана;

W - термодинамическая вероятность - число возможных микросостояний системы (в данном случае - скважинного флюида), которые обеспечивают параметры данного макросостояния.

Расчет изменений энтропии в конкретных процессах хорошо известен, так процесс растворения и смешивания приводит к повышению энтропии, а кристаллизация - к ее уменьшению. Условием интенсивного объемного кристаллообразования является высокий уровень энтропии флюида и, чем выше энтропия, тем выше интенсивность кристаллообразования.

Обзор методов электромагнитной обработки жидкостей позволяет отнести, с некоторыми допущениями, к двум основным группам по виду доминирующей энергии воздействия: электрические и магнитные. Характерным случаем является использование постоянных магнитов и электростатических полей.

Электрические методы оказывают существенное воздействие на термодинамическую энтропию жидкостей. Этот фактор используют при деэмульгации водонефтяных эмульсий [патент РФ №2167692, МПК B01D 17/06, опубл. 27.05.2001; патент США №5468385, М.кл. B01D 17/06, опубл. 21.11.95]. Применительно к предлагаемому техническому решению - это формирование электрического поля на элементах скважинной компоновки с равнодействующим вектором электродвижущей силы (эдс), направленным вдоль продольной оси этой компоновки. При обработке флюида переменным электрическим полем усиливается локализация его компонентов - углеводородов, пластовой воды, газа. Пластовая вода, будучи минерализованной, под действием электрического поля обладает высокой подвижностью ионов и заряженных частиц. Эта активность провоцирует интенсивное кристаллообразование в локальных объемах воды. Эффективность метода снижается при уменьшении доли пластовой воды в составе скважинного флюида из-за низкой электропроводности углеводородов.

Применение магнитных методов также сопровождается изменением энтропии жидкостей. Как показано в [«Результаты использования магнитных индукторов обработки нефти при ее добыче и транспорте»; Бородин В.И. и др. // Нефтяное хозяйство. - 2004 г., №4, с. 82-86], воздействие магнитного поля на жидкость связано с ориентацией носителей магнитных моментов (малых у парамагнетиков - солей и больших у ферромагнетиков), коагуляцией их за счет магнитного взаимодействия в более крупные частицы. Постоянное магнитное поле оказывает ориентирующее действие на молекулы жидкости. Установлено, что магнитное поле сдвигает процесс кристаллизации в область низких температур. Переменное магнитное поле повышает число центров кристаллизации во всем температурном интервале. После образования в переохлажденной или пересыщенной системе частиц (зародышей), размер которых превышает критический, они начинают расти, превращаясь в частицы видимого размера. В способе обезвоживания и обессоливания нефти [Патент РФ №2160762, МПК C10G 33/00, опубл. 20.12.2000], заключающемся в высокочастотной магнитной обработке нефти сигналом в формируемом им магнитном поле. Сигнал формируют с набором спектральных компонент как результирующий сигнал системы не менее трех источников СВЧ суммированием их выходных сигналов и управлением взаимной связью между ними. Его применение обусловлено границами обводненности нефти не более 10%. Воздействие влияния магнитного на процесс кристаллообразования связывают с эффектом объемного кристаллообразования СаСО3, BaSO4, SrSO4 [«Влияние электромагнитного поля на процесс кристаллизации карбоната кальция, сульфатов бария и стронция»; В.А. Докичев и др. // Нефть. Газ. Новации. - 2015. - №6. - с. 52-55]. Формирование магнитного поля для воздействия на флюид целесообразно осуществлять таким образом, чтобы результирующий вектор магнитодвижущей силы (мдс) был направлен вдоль продольной оси скважинной компоновки. Следует отметить, как уже было замечено, эффективность магнитных методов падает с ростом обводненности флюида. Высокая электропроводность флюида способствует возникновению вторичных токов, которые оказывают размагничивающее воздействие на основное поле (аналогично вторичной обмотке электрического трансформатора).

Эффект от воздействия обоих методов значительно усиливается при возникновении магнитогидродинамического (МГД) резонанса, обусловленного совпадением резонансным характером электромагнитного воздействия с собственными колебаниями электрически заряженных частиц (ионов, свободных радикалов, мельчайших твердых частиц). С учетом динамики физико-химических свойств флюида частота МГД резонанса может быть различной и ее точная идентификация в условиях скважинного пространства проблематична, поэтому вариация типов излучателей и параметров излучения, при последовательной обработке, позволяет добиться существенного увеличения эффективности воздействия.

Таким образом, в условиях неоднородности физического состава скважинного флюида, его химической вариантности необходим комплексный характер электромагнитного воздействия с различными параметрами для обеспечения эффективного воздействия на все фракции флюида при различном химическом составе для защиты от нежелательных отложений на скважинном оборудовании.

В предлагаемом изобретении, помимо защиты от нежелательных отложений, осуществляется защита от коррозии. В большинстве практических случаев протекание электрохимической коррозии обычно характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных участках коррозирующей поверхности металла. Эти отличающиеся по своим физическим и химическим свойствам участки коррозирующей поверхности металла, на которых происходят анодный или катодный процессы, являются гальваническими элементами. В целом поверхность коррозирующего металла представляет собой многоэлектродный гальванический элемент. Процесс электрохимической коррозии в немалой степени провоцируют блуждающие токи. Механизм их действия - формирование катодных и анодных зон на поверхностях металлических конструкций. Известно, что серьезной причиной, вызывающей коррозию ПЭД и обсадной колонны, является наведенный потенциал с брони кабеля на корпус ПЭД [«О причинах разрушения корпусов погружных электродвигателей в добывающих скважинах»; Закиров В.Р. и др // Нефть. Газ. Новации. - 2009. - №2. - с. 46-51)].

Возбуждение переменного электрического поля с результирующей эдс вдоль продольной оси УЭПН приводит к возникновению уравнительных токов на металлических поверхностях и обеспечивает компенсацию потенциалов многоэлектродных гальванических элементов, что приводит к торможению процесса электрохимической коррозии.

Кроме того, гальванизация зазора между обсадной колонной и ПЭД посредством высокочастотного магнитного поля, равнодействующая мдс которой направлена вдоль продольной оси скважинной компоновки, обеспечивает выравнивание наведенного потенциала между броней и корпусом ПЭД за счет протекания наведенных токов в этом зазоре.

Комбинируя размещение источников электромагнитных полей, осуществляют ингибирование коррозии.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1а, б изображены схематично электромагнитные излучатели, 1а - аксиальный излучатель, 1б - радиальный излучатель; на фиг. 2 изображена структурная схема установки для ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании; на фиг. 3 показан фрагмент скважинной компоновки с установкой для ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании, имеющей два излучателя.

Электромагнитные излучателя (фиг. 1а, б) содержат сердечники 1 и 2, выполненные из магнитомягкого материала и имеющие центральные отверстия 3 и 4 для размещения на скважинном оборудовании 5 и 6, например, на основании погружного электродвигателя (ПЭД), несущих деталях (не показаны). Обмотки 7 и 8 показаны упрощенно. Вся компоновка вставлена в обсадную трубу скважины 9.

Сердечник 1 имеет цилиндрическую (тороидальную) форму, на него намотана обмотка возбуждения, плоскость витка которой совпадает с аксиальной плоскостью, проходящей через центральную ось скважинной компоновки. Эта обмотка 7 наводит эдс, результирующий вектор Е которой направлен вдоль оси скважинной компоновки. Эдс вызывает перемещение заряженных и поляризованных частиц флюида, протекание радиальных токов различного характера (ионная, электронная проводимости, токи смещения), замыкаемых через флюид, обсадную трубу 9.

Сердечник 2 также имеет цилиндрическую форму. Его обмотка возбуждения намотана таким образом, что плоскость витка перпендикулярна аксиальной плоскости скважинной компоновки. Обмотка создает мдс, результирующий вектор F которой направлен вдоль оси скважинной компоновки. Мдс наводит в скважинном пространстве магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через элементы скважинной компоновки 6, обсадную трубу 9, сердечник 4, пронизывая флюид.

При этом количество витков аксиальной обмотки и количество витков ортогональной обмотки, материалы сердечников подобраны таким образом, чтобы обеспечить:

- стабильность параметров по каждому каналу излучения;

- максимальное согласование выходного импеданса по каждому каналу излучения со средой излучения для эффективной передачи электромагнитной энергии.

Диапазон частот излучения, применительно к поставленной задаче, составляет от 10 кГц до 1 МГц по аксиальному излучателю и от 0 до 1Мгц по ортогональному излучателю. При этом количество излучателей, их типы могут быть различными в зависимости от решаемой задачи.

Установка 10 (фиг. 2) для ингибирования образования отложений на скважинном оборудовании содержит электромагнитные излучатели 11, 12, предназначенные для размещения на скважинном оборудовании, генераторы 13 и 14, подключенные своими выходами к излучателям 11 и 12. Установка 10 содержит электронный блок управления 15, обеспечивающий управление генераторами 13, 14, блок сопряжения 16 с погружным электродвигателем 17 (ПЭД), обеспечивающий электрическое соединение с обмоткой ПЭД.

Конструктивно блоки установки 10 размещены в отдельном баростойком корпусе, который механически соединен с основанием ПЭД. Излучатели 11, 12 могут быть пристыкованы к корпусу установки 10 или механически разнесены от него.

Набор датчиков 18, 19 установлены в скважинном пространстве и подключены к электронному блоку управления 18.

Установка 10 содержит блок электропитания, включенный в состав блока сопряжения 16 и связанный с обмоткой ПЭД 17 электропогружного насоса для осуществления отбора электроэнергии от его обмотки или получении электроэнергии от наземной аппаратуры через эту обмотку для питания блоков установки 10.

Электронный блок 15 управления связан через блок 16 каналом 20 связи с аппаратурой 21 мониторинга и управления, размещенной на земной поверхности.

В качестве датчиков 18, 19 используют датчики, выбранные из группы, состоящей из датчиков давления, температуры, обводненности и расхода, а также параметров работы излучателя.

Канал 20 связи обеспечивает двухстороннюю связь между скважинной частью и наземной аппаратурой. Он может быть беспроводным или проводным. В качестве проводного канала целесообразно использовать силовые цепи питания ПЭД 17.

Электронный блок 15 управления обеспечивает двухстороннюю связь с наземной аппаратурой 21 мониторинга, передавая измерительную и контрольную информацию и принимая внешние команды и уставки.

На фиг. 3 приведен пример реализации установки 10. Здесь схематично изображена часть скважинной компоновки с установкой 10. Здесь в обсадную трубу 9 спущен ПЭД 17, к основанию которого пристыкован один из возможных вариантов установки 10, включающей в себя аксиальный 22 и радиальный 23 излучатели, корпус установки 10. В данном случае генераторы 11 и 12 обеспечивают подачу на излучатели электрических сигналов, параметры и временная зависимость которых соответствуют командам, формируемым в электронном блоке 15 управления. При этом управляющий выход генератора 13 подключен к обмотке возбуждения аксиального излучателя 22, а управляющий выход генератора 14 подключен к обмотке возбуждения ортогонального излучателя 23. Электромагнитные излучатели 22 и 23 формируют совместно с элементами скважинного пространства - ПЭД 17, обсадной трубой 9, корпусом установки 10 и скважинным флюидом переменное электромагнитное поле, функционально зависящее от выходных сигналов генераторов 13 и 14, а также свойств скважинной среды.

Благодаря наличию двух независимых излучателей 22 и 23 электромагнитное поле варьируется в широких пределах в отношении пространственного положения и временной зависимости.

Формирование законов изменения выходных сигналов осуществляется на основании априорных данных и/или информационной обратной связи с использованием стохастических и/или регулярных зависимостей, в том числе, с последующей оптимизацией.

В условиях неоднородности физического состава скважинного флюида, его химической вариантности необходимо для эффективного воздействия на все фракции флюида, для защиты от коррозии и нежелательных отложений на скважинном оборудовании обеспечить:

- широкий диапазон излучения - от 10 кГц до 1 МГц по аксиальному излучателю и от 0 до 1 МГц по ортогональному излучателю;

- независимость воздействия на скважинный флюид по каждому излучателю;

- взаимную инвариантность при выборе и регулировании параметров по каждому излучателю;

- расширение области электромагнитного воздействия для интенсификации процессов при значительной протяженности скважинной компоновки;

- стабильность параметров по каждому излучателю;

- максимальное согласование выходного импеданса по каждому излучателю со средой излучения для эффективной передачи электромагнитной энергии.

Следует также отметить, что формирование электромагнитных полей в зонах воздействия осуществляют синхронно либо асинхронно.

Кроме того, регулируя давление и температуру скважинного флюида на входе в систему электропогружного насоса, можно осуществить дополнительную защиту от нежелательных отложений.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет обеспечить эффективную защиту скважинного оборудования от коррозии и нежелательных отложений.

1. Установка для ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании, входящем в состав скважинной компоновки, содержащая по крайней мере два электромагнитных излучателя, размещенные вдоль продольной оси скважинной компоновки на определенном расстоянии друг от друга, блок сопряжения с погружным электродвигателем, установленный в отдельном корпусе, в котором размещен также электронный блок управления, соединенный с блоком сопряжения входом-выходом, и генераторы возбуждения по количеству электромагнитных излучателей, входы которых соединены с выходами электронного блока управления, а выходы соединены с обмотками возбуждения соответствующих электромагнитных излучателей, датчики параметров, установленные в скважинном пространстве и подключенные к электронному блоку управления, причем каждый электромагнитный излучатель содержит цилиндрический сердечник из магнитомягкого материала с аксиальной или ортогональной обмоткой, витки которой расположены соответственно аксиально или перпендикулярно оси скважинной компоновки.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит блок электропитания, включенный в состав блока сопряжения и связанный с обмоткой погружного электродвигателя установки электропогружного насоса для отбора электроэнергии и питания блоков установки для ингибирования образования отложений.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления связан каналом связи с аппаратурой мониторинга и управления, размещенной на земной поверхности.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит датчики для измерения параметров среды - давления, температуры, обводненности, расхода, а также параметров работы излучателей.

5. Способ ингибирования коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании, входящем в состав скважинной компоновки, включающий размещение на скважинной компоновке электромагнитных излучателей с образованием зон воздействия посредством аксиальной или ортогональной обмотки возбуждения на сердечнике каждого излучателя, причем посредством аксиальной обмотки на сердечнике одного излучателя формируют электродвижущую силу, результирующий вектор которой направлен вдоль оси скважинной компоновки, а посредством ортогональной обмотки на сердечнике другого излучателя формируют магнитодвижущую силу, результирующий вектор которой направлен вдоль оси скважинной компоновки, а воздействие осуществляют электромагнитными полями, разнесенными на определенное расстояние излучателями со своими обмотками вдоль продольной оси скважинной компоновки для обеспечения:

- заданных диапазонов излучения от 10 кГц до 1 МГц по аксиальному излучателю и от 0 до 1 МГц по ортогональному излучателю;

- независимости воздействия на скважинный флюид по каждому излучателю;

- взаимной инвариантности при выборе и регулировании параметров по каждому излучателю;

- расширения области электромагнитного воздействия для интенсификации процессов при значительной протяженности скважинной компоновки;

- стабильности параметров по каждому излучателю;

- максимального согласования выходного импеданса по каждому излучателю со средой излучения для эффективной передачи электромагнитной энергии.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что формирование электромагнитных полей в зонах воздействия осуществляют синхронно либо асинхронно.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что регулируют давление и температуру скважинного флюида на входе в систему электропогружного насоса для дополнительной защиты от нежелательных отложений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обработке призабойной зоны в горизонтальных стволах скважин, пробуренных в залежи битумов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для очистки наклонно-направленных и горизонтальных стволов скважин от шлама в процессе бурения на суше и море.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию для очистки насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных и газовых скважин от отложений асфальтенов, смол, парафинов, гидратов, солей кальция (АСПО) и т.д.

Изобретение относится к нефтегазобывающей промышленности, в частности к технологиям промывки проппантовых пробок в скважинах. Способ включает спуск в скважину в интервал пласта колонны труб с пакером, установку пакера над пластом, закачку жидкости гидроразрыва в продуктивный пласт, проведение дренирования пласта с удалением из него жидкости гидроразрыва и незакрепленного в пласте проппанта в скважину, затем спуск колонны гибких труб - ГТ через колонну труб и промывку проппанта из скважины.

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки скважинной жидкости в призабойной зоне пласта. Технический результат заключается в предотвращении асфальтеносмолопарафиновых отложений и снижении коррозионной активности флюида в скважинах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к эксплуатации скважин, оборудованных установками электроцентробежных насосов. Технический результат - повышение эффективности расклинивания и очистки установки электроцентробежного насоса от отложений механических примесей и солей, образовавшихся в процессе отбора пластового флюида и, как следствие, увеличение межремонтного периода эксплуатации насосных установок данного типа.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки забоя от песчаных и гипсовых пробок при текущем ремонте вертикальной скважины.

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано в телеметрических системах в качестве устройства для передачи измеренной забойной информации в процессе бурения по гидравлическому каналу связи на поверхность.

Изобретение относится к оборудованию для освоения и ремонта нефтяных и газо-конденсатных скважин и предназначено для повышения нефтеотдачи нефтяных и газо-конденсатных пластов при эксплуатации нефтедобывающих скважин.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к очистке призабойной зоны нефтяного пласта, ухудшившего свои эксплуатационные показатели вследствие загрязнения прискважинной зоны.
Наверх