Установка для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах

Полезная модель относится к области нефтедобывающего оборудования и может быть использовано в установках для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах. Задачей полезной модели является создание установки, позволяющего ликвидировать и предотвращать возникновение асфальтопарафиновых отложений при наличии сплошных асфальтопарафиновых пробок, а так же позволяющих оптимизировать режимы тепловыделения в зависимости от условий эксплуатации. Указанный технический результат достигается тем, что: Ток, в токопроводящих жилах нагревателя, задается на трех уровнях - максимальном I_max, минимальном I_min и равном нулю, при чем ток задается равным максимальному при температуре токопроводящих жил нагревателя меньшей или равной заданного минимального значения, ток задается равным минимальному значению при температуре токопроводящих жил нагревателя больше заданной и ток задается равным нулю при ухудшении эксплуатационных характеристик нагревателя ниже заданного уровня.

Полезная модель относится к области нефтедобывающего оборудования и может быть использовано в установках для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах.

Наиболее близким к данному изобретению является установка для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах - патент. [Патент РФ № RU 2166615, опубликован 05.10.2001 г.]

Недостатком известной установки для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах является невозможность его реализации при наличии в нефтегазовых скважинах сплошной асфальтопарафиновой пробки, препятствующей введению нагревателя на заданную глубину, а так же отсутствием возможности реализации оптимальных режимов тепловыделения в зависимости от условий эксплуатации.

Задачей полезной модели является создание установки, позволяющего ликвидировать и предотвращать возникновение асфальтопарафиновых отложений при наличии сплошных асфальтопарафиновых пробок, а так же позволяющих оптимизировать режимы тепловыделения в зависимости от условий эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что:

Ток, в токопроводящих жилах нагревателя, задается на трех уровнях - максимальном I_max, минимальном I _min и равном нулю, при чем ток задается равным максимальному при температуре токопроводящих жил нагревателя меньшей или равной заданного минимального значения, ток задается равным минимальному значению при температуре токопроводящих жил нагревателя больше заданной и ток задается равным нулю при ухудшении эксплуатационных характеристик нагревателя ниже заданного уровня.

Нагреватель выполнен в виде кабеля, содержащего первую и вторую токопроводящие жилы, которые в нижней части кабеля соединены между собой токопроводящей жилой повышенного сопротивления.

Нагреватель выполнен в виде кабеля, содержащего первую и вторую токопроводящие жилы, которые в нижней части замкнуты накоротко, нагревательный элемент, вторую и третью токопроводящие жилы, нижние концы которых подключены к нагревательному элементу, а верхние концы

соединены соответственно с верхними концами первой и второй токопроводящими жилами.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежом и описанием принципа работы.

На фиг.1 представлена функциональная схема установки для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах.

Установка для предотвращения и ликвидации асфальтопарафиновых пробок и отложений в нефтегазовых скважинах, содержит нагреватель 1, спускаемый в скважину, станцию управления 2 нагревом кабеля, силовой вход которой соединен с трехфазной сетью, а силовой выход соединен с выводами нагревателя 1. Станция 2 управления содержит регулируемый источник 3 тока, вход которого соединен с трехфазной сетью, а выход соединен с выводами нагревателя 1, датчик 4 тока нагревателя 1, датчик 5 напряжения нагревателя 1, блок 6 контроля изоляции нагревателя 1, входы которого соединены с выводами нагревателя 1. Контроллер 7 имеет входы управления задания эксплуатационных параметров нефтегазовой скважины и нагревателя, входы приема контролируемых параметров скважины и нагревателя, входы и выходы сигналов управления. Первый вход управления контроллера 7 соединен с выходом датчика 4 тока, второй вход управления контроллера 7 соединен с выходом датчика 5 напряжения, третий вход управления контроллера 8 соединен с выходом блока 6 контроля изоляции, первый выход управления контроллера 7 соединен с входом задания тока регулируемого источника 3. Контроллер 7 реализует следующую зависимость выходного от входных сигналов:

I_зад =I_max при TT_min

I_зад =I_min при T>T_max

I_зад=0 при A>A _n,

где I_зад - сигнал задания тока;

I_max - максимальная уставка задания тока;

I_min - минимальная уставка задания тока;

Т - средняя по длине температура токопроводящих жил нагревателя;

T_max - максимальная уставка задания температуры токопроводящих жил нагревателя

T_min - минимальная уставка задания температуры токопроводящих жил нагревателя;

Т _о, r_o - температура и сопротивление одного метра токопроводящей жилы нагревателя;

- постоянный коэффициент;

L - длина нагревателя;

I, U - ток и напряжение нагревателя;

А - текущее значение сигнала на выходе блока 6 контроля изоляции нагревателя;

A_n - предельно допустимый сигнал на выходе блока 6 контроля изоляции нагревателя.

Нагреватель выполнен в виде кабеля, содержащего первую и вторую токопроводящие жилы 8, которые в нижней части кабеля соединены между собой токопроводящей жилой 9 повышенного сопротивления.

Нагреватель выполнен в виде кабеля, содержащего первую и вторую токопроводящие жилы 10, которые в нижней части замкнуты накоротко, нагревательный элемент 11, вторую и третью токопроводящие жилы 12, нижние концы которых подключены к нагревательному элементу 11, а верхние концы соединены соответственно с верхними концами соответственно первой и второй токопроводящими жилами 10.

Установка работает следующим образом. Перед началом работы установки через входы задания эксплуатационных параметров нефтегазовой скважины и нагревателя в память контроллера записываются: геотерма и другие параметры нефтегазовой скважины, параметры нагревателя, параметры, характеризующие ухудшение эксплуатационных характеристик кабеля (сопротивление изоляции, ток утечки, сопротивление токопроводящих жил).

В процессе работы в нагреватель подается электрическая энергия таким образом, что бы обеспечить оптимальный режим тепловыделения таким образом, что бы ликвидировать или исключить асфальтопарафиновые

отложения и пробки. Это достигается тем, что по электрическим параметрам вычисляется средняя температура токопроводящих жил нагревателя. Эта температура регулируется таким образом, что бы обеспечить оптимальное тепловыделение учетом параметров нефтегазовой скважины и нагревателя.

При наличии сплошной асфальтопарафиновой пробки нижняя часть нагревателя, имеющая повышенную мощность тепловыделения, расплавляет содержимое пробки и проходит через пробку. Остальная часть нагревателя обеспечивает ликвидацию остатков асфальтопарафиновой пробки и других асфальтопарафиновых отложений по всей длине нефтегазовой скважины.

Нагреватель может содержать датчики температуры распределение по длине кабеля, датчик температуры нефти на выходе из скважины и другие датчики, характеризующие параметры нагревателя. Эти датчики по сигнальным проводам нагревателя соединены с входами приема контролируемых параметров скважины и нагревателя.

В зависимости от постоянных эксплуатационных и переменных контролируемых параметров нефтегазовой скважины и нагревателя задаются величины минимальных и максимальных токов задания и температур задания, что обеспечивает повышение эффективности нагрева.

Приведенное выше описание работы заявляемой установки показывает, что данная полезная модель может быть реализована на практике. Следовательно, заявленная установка соответствует критерию «промышленная применяемость».

1. Установка для предотвращения и ликвидации асфальтопарафиновых пробок и отложений в нефтегазовых скважинах, содержащее нагреватель, спускаемый в скважину, станцию управления нагревом, силовой вход которого соединен с трехфазной сетью, а силовой выход соединен с выходами нагревателя, отличающаяся тем, что станция управления содержит регулируемый источник тока, вход которого соединен с трехфазной сетью, а выход соединен с выводами нагревателя, датчик тока нагревателя, датчик напряжения нагревателя, блок контроля изоляции нагревателя, входы которого соединены с выходными клеммами регулируемого источника тока, контроллер, имеющий входы задания эксплуатационных параметров нефтегазовой скважины, входы приема контролируемых параметров скважины и нагревателя, входы и выходы сигналов управления, первый вход управления контроллера соединен с выходом датчика тока, второй вход управления контроллера соединен с выходом датчика напряжения, третий вход управлении контроллера я соединен с выходом блока контроля изоляции, выход управления контроллера соединен с входом задания тока регулируемого источника, причем контроллер реализует следующую зависимость выходного от входных сигналов:

I_зад=I _max при TT_min,

I_зад =I_min при T>T_max ,

I_зад=0 при A>A _n,

где I_зад - сигнал задания тока;

I_max - максимальная уставка задания тока;

I_min - минимальная уставка задания тока;

Т - средняя по длине температура токопроводящих жил нагревателя;

T_max - максимальная уставка задания температуры токопроводящих жил нагревателя;

T_min - минимальная уставка задания температуры токопроводящих жил нагревателя;

Т _о, r_o - температура и сопротивление одного метра токопроводящей жилы нагревателя в условиях заводских испытаний;

- постоянный коэффициент;

L - длина токопроводящих жил нагревателя;

I, U - ток и напряжение нагревателя;

А - текущее значение сигнала на выходе блока 6 контроля изоляции нагревателя;

A_n - предельно допустимый сигнал на выходе блока 6 контроля изоляции нагревателя.

2. Установка для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок по п.1, отличающаяся тем, что нагреватель выполнен в виде кабеля, содержащего первую и вторую токопроводящие жилы, которые в нижней части кабеля соединены между собой токопроводящей жилой повышенного сопротивления.

3. Установка для ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок по п.1, отличающаяся тем, что нагреватель выполнен в виде кабеля, содержащего первую и вторую токопроводящие жилы, которые в нижней части замкнуты накоротко, нагревательный элемент, вторую и третью токопроводящие жилы, нижние концы которых подключены к нагревательному элементу, а верхние концы соединены соответственно с верхними концами первой и второй токопроводящими жилами.