Погружной скважинный контейнер для подачи твердого ингибитора в скважину (варианты)
Изобретение относится к области нефтедобычи. Технический результат - обеспечение возможности подачи увеличенных доз ингибитора в скважину в начальный период времени и последующей постепенной подачи ингибитора в скважину даже в условиях содержания в скважинной жидкости механических примесей. Погружной скважинный контейнер для подачи твердого ингибитора в скважину включает соединенные друг с другом посредством муфтового соединения секции. Каждая секция состоит из перфорированного корпуса и размещенной внутри него и при этом не закрепленной по меньшей мере одной емкости с ингибитором, установленной в корпусе с образованием зазора между ее наружными стенками и внутренней поверхностью корпуса. Емкость выполнена с обоими глухими торцами и перфорирована в радиальном направлении. Нижняя часть корпуса секции снабжена упорным элементом, предотвращающим выпадение емкости из корпуса при вертикальном расположении секции. Корпус секции в верхней части, выше перфораций корпуса, дополнительно снабжен ограничительным элементом, закрепленным в стенке корпуса. Расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе секции превышает длину емкостей, размещенных внутри этой секции. Нижний торец нижней секции контейнера снабжен перфорированной заглушкой. Перфорация в радиальном направлении в емкости выполнена в верхней и нижней части. Внутренняя полость по меньшей мере одной емкости в нижней части снабжена выполненным с возможностью продольного перемещения поршнем-разделителем. Поршень-разделитель по первому варианту выполнен в виде емкости из мягкого, проницаемого для жидкости материала, с размещенными внутри сыпучими, пористыми, химически нейтральными к пластовой жидкости и к ингибитору гранулами. Поршень-разделитель по второму варианту выполнен в виде полого цилиндра с отверстием в нижней части, внутри которого размещены сыпучие, пористые, химически нейтральные к пластовой жидкости и к ингибитору гранулы. Указанные гранулы имеют среднюю плотность менее 1000 кг/м3. Твердый ингибитор размещен в емкости выше поршня-разделителя. Поршень-разделитель с гранулами занимает 5-20% объема емкости. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к скважинным погружным устройствам для подачи реагента-ингибитора в жидкую среду. Предлагаемое техническое решение может быть использовано в процессе разработки и эксплуатации нефтяных месторождений.
Из уровня техники широко известны различные конструкции погружных скважинных контейнеров, предназначенных для подачи ингибитора в скважину.
Например, из патента РФ №2350912 известен дозатор реагента в скважину, представляющий собой контейнер, содержащий несколько цилиндрических корпусов-секций, соединенных между собой в контейнер переходной муфтой, при этом цилиндрический корпус секции контейнера имеет в нижней и верхней боковой части перфорационные отверстия, и размещенную внутри него ячейку для реагента, имеющую крышку и днище с отверстиями и прижатую к внутренней стенке корпуса контейнера упорным кольцом, причем нижнее входное отверстие в корпусе контейнера закрывается посредством регулируемой заслонки, а верхнее выходное отверстие корпуса снабжено обратным клапаном, снизу корпус контейнера снабжен днищем в виде крышки.
Недостатком указанного известного дозатора является сложность конструкции обратного клапана и возможность заклинивания как указанного клапана, так и регулируемой заслонки, при повышенном содержании механических примесей в пластовой жидкости, в результате чего контейнер может перестать выполнять свою функцию.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является погружной скважинный контейнер для подачи твердого реагента, преимущественно, в гранулированной или таблетированной форме, в скважину (Патент РФ №197769), включающий соединенные друг с другом посредством муфтового соединения секции, каждая из которых состоит из трубчатого корпуса и размещенной внутри него и при этом не закрепленной емкости с реагентом, установленной в корпусе с образованием зазора между ее наружными стенками и внутренней поверхностью корпуса. При этом емкость выполнена с обоими глухими торцами и перфорирована в радиальном направлении, а нижняя часть корпуса секции снабжена упорным элементом, предотвращающим выпадение емкости из корпуса при вертикальном расположении секции, при одновременном исключении его влияния на свободное перемещение емкости внутри корпуса под действием движения пластовой жидкости или при различном пространственном расположении корпуса. Нижний торец нижней секции контейнера снабжен перфорированной заглушкой. Корпус секции выполнен перфорированным, причем корпус секции в верхней части, выше перфораций корпуса, дополнительно снабжен ограничительным элементом, закрепленным в стенке корпуса. Расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе превышает длину емкости.
Однако указанный известный скважинный контейнер не обеспечивает подачу повышенной дозы ингибитора в скважину в начальные периоды времени работы (например, в течение 3-10 ч). Необходимость подачи увеличенного количества ингибитора в скважину в начальный период работы контейнера может быть обусловлена этапом запуска насоса и отбором жидкости глушения скважины, а также в период вывода из бурения или после капитального ремонта скважины. В это время происходят самые частые остановки насоса в виду его перегрева, в связи с возникающими отложениями на насосе.
Единый технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности защиты нефтепромыслового оборудования, как в период освоения, запуска скважины, так и при последующей работе, за счет обеспечения возможности подачи повышенных доз ингибитора в скважину в начальный период работы и последующей постепенной подачи ингибитора в скважину, даже в условиях содержания в скважинной жидкости механических примесей.
Указанный технический результат достигается предлагаемым погружным скважинным контейнером для подачи твердого ингибитора в скважину, включающий соединенные друг с другом посредством муфтового соединения секции, каждая из которых состоит из перфорированного корпуса и размещенной внутри него и при этом не закрепленной, по меньшей мере, одной емкости с ингибитором, установленной в корпусе с образованием зазора между ее наружными стенками и внутренней поверхностью корпуса, при этом емкость выполнена с обоими глухими торцами и перфорирована в радиальном направлении; нижняя часть корпуса секции снабжена упорным элементом, предотвращающим выпадение емкости из корпуса при вертикальном расположении секции, корпус секции в верхней части, выше перфораций корпуса, дополнительно снабжен ограничительным элементом, закрепленным в стенке корпуса, при этом расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе секции превышает длину емкостей, размещенных внутри этой секции, при этом нижний торец нижней секции контейнера снабжен перфорированной заглушкой, при этом новым по первому варианту является то, что перфорация в радиальном направлении в емкости выполнена в верхней и нижней части, при этом внутренняя полость, по меньшей мере, одной емкости в нижней части снабжена выполненным с возможностью продольного перемещения поршнем-разделителем, выполненным в виде емкости из мягкого, проницаемого для жидкости материала, с размещенными внутри сыпучими, пористыми, химически нейтральными к пластовой жидкости и к ингибитору гранулами, имеющими среднюю плотность менее 1000 кг/м3, с размещением твердого ингибитора в емкости выше указанного поршня-разделителя, при этом поршень-разделитель с гранулами занимает 5-20% объема емкости; а новым по второму варианту является то, что перфорация в радиальном направлении в емкости выполнена в верхней и нижней части, при этом внутренняя полость, по меньшей мере, одной емкости в нижней части снабжена выполненным с возможностью продольного перемещения поршнем-разделителем, выполненным в виде полого цилиндра с отверстием в нижней части, внутри которого размещены сыпучие, пористые, химически нейтральные к пластовой жидкости и к ингибитору гранулы, имеющие среднюю плотность менее 1000 кг/м3, с размещением твердого ингибитора в емкости выше указанного поршня-разделителя, при этом поршень-разделитель с гранулами занимает 5-20% объема емкости.
В предпочтительном исполнении по первому варианту:
- мягкий проницаемый для жидкости поршень-разделитель выполнен из нетканого материала или из сетки, преимущественно, синтетической, капроновой, полимерной, полиэтиленовой.
- в качестве пористых, химически нейтральных к пластовой жидкости и к ингибитору гранул он содержит керамзит, или аглопорит, или пемзу, или шлаковую пемзу, или пенокерамику.
- пропускная способность отверстий в верхней части емкости больше пропускной способности в нижней части емкости.
- расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе соотносится с длиной емкости/емкостей, находящихся в корпусе, преимущественно, как 1 к 0,3-0,99 соответственно.
В предпочтительном исполнении по второму варианту:
- поршень-разделитель выполнен из пластика.
- в качестве пористых, химически нейтральных к пластовой жидкости и к ингибитору гранул он содержит керамзит, или аглопорит, или пемзу, или шлаковую пемзу, или пенокерамику.
- пропускная способность отверстий в верхней части емкости больше пропускной способности в нижней части емкости.
- расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе соотносится с длиной емкости/емкостей, находящихся в корпусе, преимущественно, как 1 к 0,3-0,99 соответственно.
Поставленный технический результат достигается за счет следующего.
Принципиальное функционирование предлагаемого контейнера по обоим вариантам в скважине следующее. Жидкость через перфорации в корпусе и через отверстия в нижней заглушке заходит внутрь корпуса, проходит в зазорах между боковыми стенками емкостей и внутренними стенками корпуса, поступает по радиальным отверстиям внутрь емкостей, растворяя ингибитор. Раствор ингибитора выходит из боковых радиальных отверстий емкости в зазор и далее - через отверстия корпуса в межтрубное пространство скважины. Данные обстоятельства свидетельствуют о том, что твердый ингибитор в любой его форме (кусковой, гранулированной, пластичной и т.п.) из самого этого устройства через отверстия в емкости, а потом через отверстия в корпусе уже в скважину проходит исключительно в одном жидком виде, т.е. в виде раствора.
При этом в предлагаемом контейнере на начальном этапе растворения скважинная жидкость попадает во внутреннюю полость контейнера, далее через радиальные отверстия емкости попадает в ее внутреннюю полость и начинает растворять ингибитор. Ингибитор, вначале растворяясь частично, начинает разделяться на твердый нерастворенный ингибитор и жидкий раствор ингибитора. Далее, когда значительная часть ингибитора пропиталась скважинной жидкостью, а часть стала в виде раствора, то пористые гранулы в поршне-разделителе за счет того, что средняя плотность материала, из которого выполнены указанные гранулы, меньшей плотности раствора ингибитора и меньше плотности скважинной жидкости, обеспечат подъем поршня-разделителя в продольном направлении емкости. Следует пояснить, что в рамках настоящего описания средняя плотность материала, из которого выполнены пористые гранулы, входящие в конструкцию поршня-разделителя (далее по тексту называется «плотность»), физическая величина, определяемая отношением массы (кг) материала ко всему занимаемому им объему (м3), включая имеющиеся в них пустоты и поры (http://townevolution.ru/books/item/f00/s00/z0000028/st006.shtml). А фактическая плотность гранул из этого материала будет еще меньше. Из уровня техники известно, что, например, плотность керамзита, из которого могут быть сделаны гранулы, может составлять от 500-800 кг/м3, плотность пемзы, из которой могут быть сделаны гранулы, составляет 400-700 кг/м3 (подробные сведения о плотности ряда пористых гранул приведены на эл. сайте: http://thermalinfo.ru/eto-interesno/tablitsa-plotnosti-veshhestv), а плотность скважинной жидкости составляет более 1000 кг/м3 и до 1450 кг/м3 (Справочная книга по добыче нефти, под ред. Ш.К. Гиматудинова, М., Недра, 1974, с. 40), отсюда с очевидностью следует, что раствор ингибитора в емкости будет тоже, по меньшей мере, более 1000 кг/м3. Поэтому пористые гранулы начинают всплывать внутри емкости и вместе с этим поршень-разделитель также начинает медленно всплывать внутри емкости (учитывая, что ингибитор растворяется не сразу, а постепенно, и будет находиться в емкости и в твердой, и в жидкой - раствор, фазах), обеспечивая выталкивающий эффект раствору ингибитора через верхние отверстия в емкости, тем более учитывая, что в преимущественном исполнении пропускная способность верхних отверстий в емкости может быть больше, чем нижних. Таким образом, достигается подача повышенной дозы раствора ингибитора в скважину в начальный период работы (преимущественно, в течение 3-10 ч) сначала в зазор между емкостью и корпусом, а потом - в скважинное пространство.
Кроме того различные емкости в контейнере могут быть заполнены разным количеством (объемом) пористых гранул в поршне-разделителе (оптимально, но не ограничиваясь только этим диапазоном, поршень-разделитель занимает от 5 до 20% объема емкости. Если менее 5%, то выталкивающее усилие (усилие всплытия) будет недостаточным, а более 20% - снизится количество ингибитора в емкости, что в свою очередь может снизить эффективность работы контейнера), в связи с чем, усилие всплытия поршня-разделителя может быть разным, а также дополнительно, в зависимости от пропускной способности (проходного сечения) радиальных отверстий в емкости, можно также регулировать скорость выноса ингибитора и момент всплытия гранул (т.е. этот начальный период повышенной подачи ингибитора). Каждая емкость может срабатывать на выброс ингибитора в различный момент. Таких выбросов ингибитора может быть несколько за время работы контейнера. Кроме того из нижних отверстий емкости происходит обычная подача раствора ингибитора. Все это происходит благодаря тому, что внутренняя полость, по меньшей мере, одной емкости в нижней части снабжена поршнем-разделителем с сыпучими, пористыми, химически нейтральными к пластовой жидкости и к ингибитору гранулами, а твердый ингибитор размещен во внутренней полости емкости поверх этого поршня-разделителя в ее верхней части (его большее или меньшее количество в емкости определяется условиями проблем в скважине).
Такое заполнение емкостей в контейнере с использованием ингибитора и размещения в нижней части емкости гранул в мягкой емкости или внутри (т.е. под «стенками крышки») полого цилиндра с отверстием в нижней части возможно или во всех емкостях, или только в ряде емкостей, например, через одну. Это может быть обусловлено проблемой в скважине (например, в одной емкости будет ингибитор солеотложения, в другой ингибитор коррозии и т.п.), а также параметрами скважины (дебит, условия нефтедобычи и т.п.). Кроме того, в преимущественном варианте, но не ограничиваясь только им, стенки полого цилиндра могут не доходить до дна емкости, когда он выполнен неперфорированным, а как бы «нависать» над дном емкости за счет «приподнимания» его гранулами, чтобы был проход раствора ингибитора к гранулам.
Благодаря тому, что перфорация в радиальном направлении в емкости выполнена в верхней и нижней части, в преимущественном варианте, например, при выполнении диаметра отверстий в верхней части емкости больше диаметра отверстий в нижней части емкости, или, например, при различном количестве радиальных отверстий в верхней и нижней части, обеспечивается возможность увеличенного выброса ингибитора в начальный период работы контейнера (например, в течение 3-10 ч) в процессе растворения ингибитора через верхние отверстия.
Выполнение по первому варианту поршня-разделителя в виде емкости для пористых гранул из мягкого, проницаемого для жидкости материала, а по второму варианту в виде полого цилиндра с отверстием в нижней части, например, в виде перфорированной или неперфорированной втулки с крышкой, или в виде полого цилиндра, с размещенными внутри (между его стенками) пористыми гранулами, позволит обеспечить нужный объем заполнения емкости этими гранулами. В качестве мягкого материала можно использовать, например, нетканый материал, или различные виды сеток, например, синтетической капроновой или полиэтиленовой. А в качестве материала для полого цилиндра можно использовать, например, пластик или другой легкий материал, например, полиэтилен низкого давления.
Выполнение по первому варианту емкости из проницаемого для жидкости материала, а по второму варианту поршня-разделителя в виде полого цилиндра, который выполнен с возможностью продольного перемещения (т.е. диаметр верхней крышки этого цилиндра меньше внутреннего диаметра емкости) позволит обеспечить прохождение раствора ингибитора к пористым гранулам, которые в свою очередь постепенно будут пропитываться раствором ингибитора и за счет этого, через какой-то период времени, поршень перестанет работать на выталкивание. Однако за счет наличия этих пористых гранул получается своего рода дополнительное «хранилище» этого ингибитора. И ингибитор из этого «хранилища», наряду с ингибитором, находящимся в емкости, будет постепенно поступать в скважину в виде раствора.
После того, как поршень-разделитель внутри емкости будет подниматься вверх по мере растворения ингибитора, обеспечивая «выталкивание» через верхние радиальные отверстия повышенных доз ингибитора, и одновременно пропитываясь раствором ингибитора за счет пористой структуры, будет обеспечена в дальнейшем подача ингибитора в скважину через нижние отверстия посредством «вымывания» ингибитора, в том числе, из пор гранул (ингибитор будет десорбироваться в течение продолжительного периода времени), а учитывая, что в преимущественном варианте пропускная способность нижних отверстий в емкости меньше верхних, будет обеспечиваться постепенная подача (со снижением степени подачи со временем, т.к. твердого ингибитора в емкости станет меньше).
Благодаря тому, что корпус секции выполнен перфорированным, обеспечивается равномерная боковая подача пластовой жидкости к емкости с реагентом. Причем за счет выполнения отверстий в емкости в радиальном направлении будет происходить многократное изменение направления потока скважинной жидкости. А общеизвестно, что при изменении направления потока жидкости происходит снижение давления и скорости потока (закон гидродинамики), в результате чего изменяется энергия этого потока, и мехпримеси, находящиеся в этом потоке во взвешенном состоянии, уже не удерживаются в нем, а под действием силы тяжести оседают в зазоре между капсулами и стенкой корпуса и потом выносятся в скважину из отверстий перфорированной заглушки корпуса. Благодаря этому будет обеспечена подача ингибитора в поток скважинной жидкости даже при наличии в ней механических примесей. А особенно это важно для реагентов с твердой формой, постоянный доступ пластовой жидкости к которым необходим для непрерывного растворения и поступления раствора ингибитора в скважину.
Снабжение корпуса секции в верхней части дополнительно ограничительным элементом, выполненным, например, в виде самореза со сверлом, или в виде трубки, или в виде стержня, закрепленным в стенке корпуса, позволяет при перемещении емкости внутри пространства корпуса (т.к. емкость не закреплена) под действием динамического протекающего потока пластовой жидкости (а этот поток в скважинных условиях может быть, например, пульсирующим, с газовыми пробками, или чередующимися пачками нефти, воды и т.п.), ударяться об этот элемент, в результате чего будет происходить своего рода «встряхивание» емкости, а значит и ингибитора внутри нее, что не только исключит забивание мехпримесями отверстий в емкости, но и дополнительно исключит образование застойных зон с мехпримесями внутри емкости и замоноличивание ингибитора внутри емкости этими механическими примесями. При таком «встряхивании» гарантировано будет очищаться поверхность реагента от налипших мехпримесей, т.е. пластовая жидкость будет иметь постоянный доступ к реагенту для его растворения. При этом также не будет забиваться мехпримесями и поверхность поршня-разделителя и поверхность пористых гранул, что может негативно сказаться на его продольном перемещении и на снижении адсорбционной способности гранул к впитыванию порами ингибитора (механические примеси - продукты разрушения коллектора, попадание загрязнения с насосно-компрессорных труб, вынос пропанта после ГРП, продукты коррозии, песок https://studfile.net/preview/4241605/page:4/). Т.е. под воздействием механических примесей поршень-разделитель указанной конструкции может перестать выполнять предназначенную ему функцию по выталкивающему воздействию на раствор ингибитора в требуемый период работы контейнера, т.к. его поверхность и поры гранул могут забиваться мехпримесями и неоправданно увеличится его вес, что может привести к снижению способности к продольному перемещению в емкости. Т.е. этот признак - незакрепление емкости внутри корпуса секции контейнера и возможность ее некоторого встряхивания, соударяясь с упорным и ограничительным элементами, наряду с другими отличительными признаками, в частности, наличия поршня-разделителя и его конструктивных особенностей, обеспечит достижение поставленного технического результата.
Причем на эту же цель работает и то, что расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе превышает длину емкости (в преимущественном исполнении длину всех емкостей, если их будет в корпусе секции несколько), причем в преимущественном (оптимальном) исполнении, но, не ограничиваясь только этим диапазоном, расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе соотносится с длиной емкости/емкостей, находящихся в корпусе, преимущественно, как 1 к 0,3-0,99 соответственно.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 схематично изображен в разрезе заявляемый контейнер, представляющий собой ряд секций, связанных друг с другом посредством муфтового соединения.
Предлагаемый контейнер состоит из секций 1, соединенных друг с другом посредством муфтового соединения (муфты 2). Верхняя секция контейнера выполнена с возможностью присоединения к скважинному насосу (на чертеже не показан), например, посредством переводника. Секция 1 состоит из корпуса 3 в виде трубы (длина такой трубы может варьироваться от 1 до 3 м), в теле которой выполнены перфорационные отверстия 4 (например, но не ограничиваясь этим диапазоном, диаметром 10-14 мм), обеспечивающие гидравлическое сообщение внутренней полости корпуса со скважинным пространством. Корпус 3 нижней секции контейнера снабжен перфорированной заглушкой 5, в которой выполнено отверстие 6 (например, но не ограничиваясь этим диапазоном, диаметром 3-5 мм). Внутри корпуса 3 размещена, по меньшей мере, одна емкость 7 с поршнем-разделителем 8 в нижней части и реагентом-ингибитором 9, размещенным выше этого поршня 8. Поршень-разделитель по первому варианту выполнен в виде мягкой емкости, с размещенными внутри нее пористыми гранулами 10 (например, в качестве пористых, химически нейтральных к пластовой жидкости и к ингибитору гранул он может содержать, например, но не ограничиваясь только ими, керамзит, или пемзу, или шлаковую пемзу, или пенокерамику или другие, со средней плотностью материала из которых они выполнены, менее 1000 кг/м3). По второму варианту в качестве поршня-разделителя емкость содержит полый цилиндр с отверстием в нижней части, внутри которого размещены пористые, химически нейтральные к пластовой жидкости и к ингибитору гранулы 11. В емкости выше указанного поршня-разделителя 8 размещен ингибитор 9, количество которого и его вид зависят от проблемы в скважине (т.е. указанным ингибитором может быть емкость заполнена, например, полностью или только частично). В качестве таких реагентов-ингибиторов 9 могут быть использованы, например, традиционные твердые ингибиторы коррозии, соле- и парафиноотложений. Емкость 7 снабженная по торцам глухими крышкой 12 (например, в качестве такой крышки может быть использована герметичная пробка для 19-ти литровых бутылей для воды) и днищем 13 (днище может быть съемным или выполненным заодно с телом емкости). Емкость 7 выполнена перфорированной в радиальном направлении на боковых стенках (перфорационные отверстия 14). Отверстия 14 выполнены в верхней и нижней части емкости. Диаметр отверстий 14 в преимущественном варианте может составлять, например, 1-4 мм, а также пропускная способность верхних отверстий в преимущественном варианте может быть больше нижних. Емкость 7 размещена в корпусе 3 секции 1 с образованием зазора 15 между ее наружными стенками и внутренней поверхностью корпуса 3. Этот зазор может быть, например, 2 мм или более. Емкость 7 может быть выполнена из металлического или полимерного материала.
Нижняя часть корпуса 3 секции снабжена упорным элементом 16, выполненным с возможностью предотвращения выпадения емкости 7 из корпуса при вертикальном расположении секции. Т.е. упорный элемент 16 служит в качестве временной подпорки при сборке контейнера из нескольких секций 1 и при спуске его в скважину и не влияет на свободное перемещение емкости внутри корпуса под действием пластовой жидкости или при различном пространственном расположений корпуса, т.к. нет жесткого закрепления емкости 7 с корпусом 3. В верхней части корпуса 3 установлен ограничительный элемент 17. При этом расстояние между ограничительным элементом 17 и упорным элементом 16 больше длины емкости 7 с реагентом (или длины всех емкостей, если внутри корпуса их несколько) в корпусе 3. В качестве упорного и ограничительного элементов 16 и 17 соответственно могут быть использованы такие технические средства, как, например, саморез со сверлом, или стержень, или трубка.
Принцип работы предлагаемого контейнера следующий.
Контейнер может состоять и из одной трубной секции 1 (это зависит от скважинных условий), но преимущественно, он используется в виде модуля из нескольких секций (например, в количестве 1-8), например, длиной 1-3 м каждая, соединенных друг с другом в зоне резьбы корпуса 3 посредством муфты 2. В цилиндрический корпус 3 секции 1 помещают емкость или емкости 7. Во всех или в ряде емкостей в нижней их части размещен поршень-разделитель с пористыми гранулами, занимающий, преимущественно, 5-20% объема емкости. Выше этого поршня-разделителя размещен твердый ингибитор 9 в нужном количестве. Форму выполнения твердого ингибитора (например, порошок, гранулы, куски, пластичный вид и т.п.), его вид выбирают из условия исключения его выпадения из радиальных отверстий 14 емкости 7 или варьируют его объемом в емкости. Длина емкости возможна от 200 мм и более. В качестве твердого ингибитора можно использовать в разных емкостях реагенты разного назначения. Выбор твердого ингибитора, поршня-разделителя с гранулами, количество емкостей в корпусе, количество секций в контейнере зависит от скважинных условий, например, от возникшей проблемы (вид осложнений и/или наличие коррозии), от вида ингибитора, от обводненности флюида, дебита, вида скважинной добычи и т.п. На практике в корпус 3 секции 1 преимущественно помещают несколько емкостей 7. Емкости 7 не закреплены внутри корпуса 3 и размещены свободно с зазором 15 к внутренней поверхности корпуса 3. Верхняя секция 1 контейнера может быть снабжена переводником, выполненным с возможностью присоединения к скважинному насосу или к трубам, установленным ниже насоса, а нижняя секция снабжена перфорированной заглушкой 5.
При работе контейнера в скважине пластовая жидкость через отверстие 6 перфорированной заглушки 5 и через отверстия 4 заходит внутрь корпуса 3, проходит в зазорах 15 между боковыми стенками емкостей 7 и внутренними стенками корпуса 3, поступает по радиальным (боковым) отверстиям 14 внутрь емкостей 7, растворяя и смачивая ингибитор 9. При этом частично раствор ингибитора проходит по первому варианту через проницаемые стенки поршня-разделителя к пористым гранулам, пропитывая их, а по второму варианту - через зазоры между стенками полого цилиндра и стенками емкости к пористым гранулам, также пропитывая их. За счет различия удельного веса раствора ингибитора и плотности материала, из которых сделаны пористые гранулы, находящиеся в поршне-разделителе, последний с гранулами начнет постепенно подниматься к верхней части емкости, вытесняя раствор ингибитора через верхние радиальные отверстия емкости в зазор 15 и далее в скважину. Кроме того следует отметить, что часть его поступает по отверстиям 4 корпуса 3 в межтрубное пространство, а часть может поступать в следующую вышерасположенную секцию непосредственно, совершая тот же путь, что и в первой секции. За счет дополнительного физического воздействия поршня-разделителя: мягкой емкости с пористыми гранулами или полого цилиндра с пористыми гранулами, на ингибитор и его раствор в первые периоды работы контейнера в скважину будут подаваться (вытесняться через верхние отверстия емкости) повышенные дозы ингибитора, что позволит подать в скважину увеличенную дозу ингибитора на начальном (самом тяжелом) этапе запуска и работы насоса. Далее раствор ингибитора будет подаваться в скважину за счет постепенного растворения ингибитора, оставшегося в емкости и за счет вымывания ингибитора из пор пористого материала - гранул в поршне-разделителе. Таким образом, контейнер будет работать, пока не кончится ингибитор в контейнере.
В лабораторных условиях были проведены испытания по выносу ингибитора из лабораторной модели емкости. Указанные испытания проведены с целью доказательства возможности выноса ингибитора в повышенной дозе на начальном этапе. В качестве последней была взята трубчатая емкость из прозрачного материала диаметром 65 мм с закрытыми глухими торцами. Внутри нее был помещен поршень-разделитель в виде мягкой емкости в виде мешка из сетки капроновой, внутри которого находились гранулы керамзита с пористостью 12%, (средняя плотность материала - керамзита 800 кг/м3). Поршень-разделитель с гранулами занимал объем 13% объема емкости. Сверху этого поршня был размещен ингибитор на основе оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ее смесь с 2 мас. % кубовых остатков при производстве аминов) гранулированной формы. Радиальные отверстия в емкости в количестве 4 шт. и диаметром 2.5 мм в емкости были выполнены в верхней части, в нижней части емкости были выполнены тоже 2 отверстия диаметром 1,5 мм. Емкость была помещена в закрытую емкость большего размера (прототип корпуса контейнера). Через шланг для подвода внутрь емкости большего размера (прототип корпуса) была подана водонефтяная эмульсия (ВНЭ) с обводненностью 91%, а нижнее отверстие корпуса было сделано для отвода жидкости с раствором ингибитора.
Через 40, 120, 300, 500 минут прокачки ВНЭ замеряли в отводимой ВНЭ содержание информационного иона (фосфат-иона) по методике, изложенной в РД 39-1-237-79, «Определение содержания ингибитора отложения солей и фосфорорганических химреагентов в пластовых и пресных водах», Уфа, БашНИПИнефть, 1979 г.
Было установлено следующее:
- в отобранных порциях ВНЭ через 40 и 120 минут было установлено наличие фосфат-иона. А через 200-420 минут концентрация уже превышала в 2,1-2,9 раза, что доказывает наличие повышенной подачи ингибитора за пределы емкости в первые периоды работы;
- визуально было установлено, что мягкий поршень-разделитель с пористым керамзитом при прокачке ВНЭ постепенно перемещался вверх емкости. По истечении 420 мин. его перемещение остановилось и далее вынос ингибитора стал происходить со сниженной концентрацией примерно стабильно.
Подобный опыт был также проведен с использованием в качестве поршня-разделителя полого цилиндра с отверстием в нижней части, внутри которого были размещены пористые гранулы пемзы с пористостью 21% (средняя плотность материала - пемзы 600 кг/м3). Указанный поршень-разделитель с гранулами занимал 18% объема емкости. Диаметр верхней части полого цилиндра был меньше диаметра емкости на 3 мм. В качестве твердого ингибитора в емкости размещали смесь нитрилотриметилфосфоновой кислоты с техническими моющими средствами (3% ТМС) и 0,3% кубовых аминов. Характер растворения ингибитора при испытаниях был аналогичен первому опыту. Отличие состояло в том, что поршень-разделитель указанной конструкции начал перемещаться вверх после 200 минут и далее к 500 мин его перемещение внутри емкости остановилось. Характер выноса раствора ингибитора по концентрации был аналогичен первому опыту, т.е. вначале при перемещении поршня концентрация раствора ингибитора увеличивалась, а потом уменьшилась и примерно стабилизировалась, снижаясь со временем.
Таким образом, контейнер заявляемой конструкции по обоим вариантам действительно может обеспечить подачу твердого ингибитора в поток жидкости в виде двух этапов: повышенный вынос на первом этапе и примерно постепенный вынос в последующем.
Указанный эффект должен быть обеспечен даже при повышенном содержании в ВНЭ механических примесей за счет особенностей конструктивных элементов предлагаемого контейнера. При таком эффекте в промысловых условиях будет обеспечена гарантированная защита нефтепромыслового оборудования от отложений или коррозии.
1. Погружной скважинный контейнер для подачи твердого ингибитора в скважину, включающий соединенные друг с другом посредством муфтового соединения секции, каждая из которых состоит из перфорированного корпуса и размещенной внутри него и при этом не закрепленной по меньшей мере одной емкости с ингибитором, установленной в корпусе с образованием зазора между ее наружными стенками и внутренней поверхностью корпуса, при этом емкость выполнена с обоими глухими торцами и перфорирована в радиальном направлении; нижняя часть корпуса секции снабжена упорным элементом, предотвращающим выпадение емкости из корпуса при вертикальном расположении секции, корпус секции в верхней части, выше перфораций корпуса, дополнительно снабжен ограничительным элементом, закрепленным в стенке корпуса, при этом расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе секции превышает длину емкостей, размещенных внутри этой секции, при этом нижний торец нижней секции контейнера снабжен перфорированной заглушкой, отличающийся тем, что перфорация в радиальном направлении в емкости выполнена в верхней и нижней части, при этом внутренняя полость по меньшей мере одной емкости в нижней части снабжена выполненным с возможностью продольного перемещения поршнем-разделителем, выполненным в виде емкости из мягкого, проницаемого для жидкости материала, с размещенными внутри сыпучими, пористыми, химически нейтральными к пластовой жидкости и к ингибитору гранулами, имеющими среднюю плотность менее 1000 кг/м3, с размещением твердого ингибитора в емкости выше указанного поршня-разделителя, при этом поршень-разделитель с гранулами занимает 5-20% объема емкости.
2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что мягкий проницаемый для жидкости поршень-разделитель выполнен из нетканого материала или из сетки, преимущественно, синтетической, капроновой, полимерной, полиэтиленовой.
3. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористых, химически нейтральных к пластовой жидкости и к ингибитору гранул он содержит керамзит, или аглопорит, или пемзу, или шлаковую пемзу, или пенокерамику.
4. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что пропускная способность отверстий в верхней части емкости больше пропускной способности в нижней части емкости.
5. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе соотносится с длиной емкости/емкостей, находящихся в корпусе, преимущественно, как 1 к 0,3-0,99 соответственно.
6. Погружной скважинный контейнер для подачи твердого ингибитора в скважину, включающий соединенные друг с другом посредством муфтового соединения секции, каждая из которых состоит из перфорированного корпуса и размещенной внутри него и при этом не закрепленной по меньшей мере одной емкости с ингибитором, установленной в корпусе с образованием зазора между ее наружными стенками и внутренней поверхностью корпуса, при этом емкость выполнена с обоими глухими торцами и перфорирована в радиальном направлении; нижняя часть корпуса секции снабжена упорным элементом, предотвращающим выпадение емкости из корпуса при вертикальном расположении секции, корпус секции в верхней части, выше перфораций корпуса, дополнительно снабжен ограничительным элементом, закрепленным в стенке корпуса, при этом расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе секции превышает длину емкостей, размещенных внутри этой секции, при этом нижний торец нижней секции контейнера снабжен перфорированной заглушкой, отличающийся тем, что перфорация в радиальном направлении в емкости выполнена в верхней и нижней части, при этом внутренняя полость по меньшей мере одной емкости в нижней части снабжена выполненным с возможностью продольного перемещения поршнем-разделителем, выполненным в виде полого цилиндра с отверстием в нижней части, внутри которого размещены сыпучие, пористые, химически нейтральные к пластовой жидкости и к ингибитору гранулы, имеющие среднюю плотность менее 1000 кг/м3, с размещением твердого ингибитора в емкости выше указанного поршня-разделителя, при этом поршень-разделитель с гранулами занимает 5-20% объема емкости.
7. Контейнер по п. 6, отличающийся тем, что поршень-разделитель выполнен из пластика.
8. Контейнер по п. 6, отличающийся тем, что в качестве пористых, химически нейтральных к пластовой жидкости и к ингибитору гранул он содержит керамзит, или аглопорит, или пемзу, или шлаковую пемзу, или пенокерамику.
9. Контейнер по п. 6, отличающийся тем, что пропускная способность отверстий в верхней части емкости больше пропускной способности в нижней части емкости.
10. Контейнер по п. 6, отличающийся тем, что расстояние между упорным и ограничительным элементами в корпусе соотносится с длиной емкости/емкостей, находящихся в корпусе, преимущественно, как 1 к 0,3-0,99 соответственно.
