Стенд для моделирования процесса солеотложения в газовых скважинах

 

(72) Авторы изобретения

В.А.Iapanoe, З.Е.Капитанова и N.À.Áàêèà8, E

УкраинсМий научно-исследовательский инстйтут природных газов (71) Заявятеяь (54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ В ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к исследованию в газовой промышленности и мо4 жет быть использовано, в частности, для экспериментального изучения в лабораторных условиях процесса соле" отложения в газовых скважинах.

Известна установка. для моделирования глубинных процессов, включающая рабочую камеру с пуансоном, доэирующий насос, систему термостатирования и группу контрольно-измерительных приборов, поддерживающих заданное давление (1 .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является экспериментальная установка для исследования процессов отложений солей, содержащая колонку с трубкой во внутренней полости, емкость с жидкостью и баллон со сжатым газом (23.

Недостатком данной установки является то, что она не моделирует изменения термодинамических условий на забое скважинной колонки, как это происходит в природных условиях, где в газоносном пласте осуществляется совместное движение газа и пластовой воды с последующим их дросселированием на забое скважины. Причиной выпадения солей является изменение термодинамических условий на забое скважины, сопровождающееся снижением давления и температуры.

Цель изобретения - приближение условий работы стенда к реальным условиям скважины за счет обеспечения учета изменения давления на забое скважины е процессе ее эксплуаН тации.

Эта цель достигается тем, что стенд снабжен регулируемым газожидкостным эжектором с насадкой для сообщения емкости с жидкостью и баллона со сжатым газом с нижней частью колонки.

На фиг. 3 изображена схема стенда; на фиг. 2 - газожиркостный эжектор.

92 79

Стенд предс гавляет собой макет сква>хины, состоящий из скважинной колонки 1, Во внутренней полости которой размещена трубка 2, а в верхней части его установлен холодильник

3, предназначенный для конденсации водяных паров и создания гидравличв<„-кого сопротивления газожидкостному потоку. В качестве лифтового канала могут быть использованы стальные щ трубки ф 5-10 мм. Для обогрева нижней части скважинной колонки служит термостатируемая рубашка 4. Герметизация сочленений лифтового канала со скважинной колонкой и термостатируемой рубашкой осуществляется при помощи уплотнений, состоящих из сальниковой набивки 5, 6 и гаек 7. Скважинная колонка вмонтирована в емкость с жидкостью 9, состоящей из металлических корпуса и крышки, р. =считанную на высокое давление и снабженную мешалкой 10 и электронагревателем 11.

Кроме того, она снабжена регулируемым газон<идкостным эжектором 12, при помощи которого организуется совместное движение газа и жидкости и последующее их дросселирование на забое скважинной колонки.

Подогрев сжатого газа, выходящего из баллона 13, через редукторы высокого 14 и низкого 15 давлений, осуществляется в термостате 16, из которого теплоноситель циркулирует в термостатируемую рубашку скважинной

35 колонки. Для отделения капельной влаги из газожидкостного потока предназначен сепаратор 17, из которого она периодически сбрасывается в емкость

18. Дозировка растворителей и инги40 биторов в затрубное пространство сква>кинной колонки осуществляется из емкости 19 путем открытия вентиля 20.

Расход газа определяется .ротаметром

2 1, влажность — влагометром 22, а

45 начальное и конечное давление - манометрами 23 и 24. Температура нагретого и отработанного газа, теплоносителя, а также пластовой воды измеряется термометрами 25-28.

Газожидкостный эжектор состоит из подвижной втулки 29, в которой жестко закреплена подводящая трубка 30, и насадки 31, жестко связанной со скважинной колонкой.

Для передачи статистического давления на рабочий раствор в подвижной втулке выполнено отверстие 32, кроме того, к ней жестко прикреплен

82 4 кронштейн 33, в котором имеется отверстие с нарезанной резьбой.

Для регулирования поступающей в газовый поток пластовой воды эжектор снабжен регулирующими узлами, например, винтом 34. Винт связан разъемной шайбой 35 с корпусом емкости 9 и посредством резьбового соединения с кронштейном подвижной втулки. Герметизация соединения подвижной втулки с корпусом металлического контейнера осуществляется уплотнением

36. С целью предотвращения отложения солей в подводящей трубке и насадке, возникающими при движении пластовой воды из емкости 9 на забой скважинной колонки, они выполнены из фторопласта. В том случае, когда насадка и подводящая трубка выполнены из стали, на них происходит отложение неорганических солей, в результате этого нарушается работа установки, т.е. происходит забивание проходных каналов.

Стенд, работает следующим образом.

Выходящий из баллона 13 через редукторы высокого 14 и низкого 15 давлений сжатый природный газ поступает в термостат 16, нагревается в нем до заданной температуры и с требуемым расходом, который контролируется по ротометру 21, подается в газожидкостный эжектор 12, на выходе из которого происходит его дросселирование, сопровождающееся падением давления и температуры.

Подсасывание пластовой воды, нагретой до требуемой температуры, в зону разряжения осуществляется по заборной трубке 30 за счет разности давлений в емкости 9 и на забое скважинной колонки 1.

При дросселировании газового потока на забое скважинной колонки происходит частичное испарение раствора, т.е. часть жидкости переходит в паровую фазу. В результате этого оставшаяся в потоке в виде мелких капель пластовая вода становится пересыщенной и из нее выпадают соли, которые затем откладываются на стенках трубки 2.

Далее газожидкостный поток движется по трубке в нестабильном состоянии, т.е. с падением температуры и давления, как и в реальных условиях.

Водяные пары, находящиеся в газожидкостном потоке, в холодильнике

3 конденсируются, а змеевик создает

7982 6 и баллон со сжатым газом, сообщающиеся с нижней частью колонки, сепаратор и контрольно-измерительные приборы, отличающийся тем, что, с целью приближения условий работы стенда к реальным условиям скважины за. счет обеспечения учета изменения давления на забое скважины в процессе ее эксплуатации, он снаб о жен регулируемым газожидкостным эжектором с насадкой для сообщения емкости с жидкостью и баллона со сжатым газом с нижней частью колонки.

5 92 гидравлическое сопротивление. Отработанный газожидкостный поток.в сепараторе 17 разделяется. Отсепарированная влага периодически сбрасывается в емкость 18, а газ уходит на свечу.

Для исследования влияния на процесс предупреждения солеобразования различных реагентов их вводят в затрубное пространст во скважинной колонки из емкости 19 путем открытия вентиля 20.

Предлагаемый стенд позволяет моделировать забойные условия газовой скважины, при которых отлагаются солевые отложения.

Формула изобретения

Стенд для моделирования процесса солеотложения в газовых скважинах, включающий колонку с,трубкой во внутренней полости, емкость с жидкостью

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

h"295869, кл. Е 21 8 43/12, 1969.

2. Чернобай Л.А. и др . Экспериментальная установка для исследования процессов отложения:;солей. Сб. Проблемы нефти и газа Тюмени. Тюмень, 1977, вып. 34, с. 47 (прототип).

927982

Составитель Н. Харламова

ТехредК. Кастелевич Корректор Н.Стец

Редактор Н.Горват филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3195/43 Тираж 624 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам йэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5