Устройство для предотвращения коррозии скважинного оборудования

Полезная модель относится к скважинным насосам предназначенным для откачки из нефтяных скважин жидкости высокой обводненности, минерализации, вязкости - условиях, вызывающих интенсивную коррозию нефтепромыслового оборудования, а также при наличии условий вызывающих соле и парафиноотложения подземного нефтепромыслового оборудования. Устройство для предотвращения коррозии скважинного оборудования содержит защитный корпус, электрод, изготавливаемый из магниевого сплава, перфорированные изоляторы, и соединительные муфты для формирования электрохимической защиты подземной части нефтепромыслового оборудования электрод расположен в нижней части защитного корпуса свинченного с перфорированной пробкой установленной в его нижней части.

Полезная модель относится к устройствам для оснащения скважинных насосов предназначенных для откачки из нефтяных скважин жидкости высокой обводненности, минерализации, вязкости в условиях, вызывающих интенсивную коррозию нефтепромыслового оборудования, а также при наличии соле и парафиноотложений нефтепромыслового оборудования.

Известен штанговый насос для откачивания высоковязкой жидкости из скважин (Нефтепромысловое оборудование; Справочник /Под ред. Е.И.Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.; Недра, 1990. - 559 с.; ил. (1).

При ходе плунжера вниз в зоне цилиндров, заключенной между плунжерами, создается разряжение, за счет чего открывается нижний клапан блока клапанного устройства и в упомянутую зону поступает пластовая жидкость. Закрытый верхний клапан блока клапанного устройства воспринимает давление столба жидкости и создает дополнительную направленную вниз нагрузку, способствующую преодолению гидравлических сопротивлений в насосе и усилий трения колонны штанг об откачиваемую высоковязкую жидкость. Последнее весьма существенно, так как исключает зависание штанг из-за чрезмерных усилий трения.

Недостатком известного устройства является невозможность применения устройства для откачивания из скважин жидкости с высокой обводненностью и минерализацией, наличием значительного количества абразивных веществ, как на забое скважин, так и вымываемых из пласта, - факторами, способствующими усталостно-коррозионному износу нефтепромыслового оборудования, включающего насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги и скважинный насос, - вследствие протекания электрохимических процессов, вызывающих его коррозию.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предполагаемому изобретению является штанговый скважинный насос по откачиванию высоко минерализованной жидкости и при наличии значительных механических включений (Патент 2303164, С1. Опубликовано 20.07.2007, БИ 20) [2].

Недостатком конструкции устройства является высокое гидравлическое сопротивление, значительный абразивный износ магниевого протектора механическими включениями (песок) в лифтируемой жидкости, возможность попадания продуктов износа протектора в проточную часть насоса, в случае использования химически активных реагентов (кислот, ингибиторов, растворителей) способствующих химическому растворению протектора.

Целью полезной модели является повышение эффективности протекторного устройства в осложненных геолого-технических условиях, то есть, снижение отрицательного воздействия углекислотной коррозии, отложений солей и парафина без дополнительного износа магниевого электрода.

Указанная цель достигается тем, что устройство для предотвращения коррозии скважинного оборудования содержащее защитный корпус, электрод перфорированные изоляторы, и соединительные муфты, отличающийся тем, что электрод выполнен составным, верхняя часть которого выполнена из стали и ввернута в магниевый стержень, размещенный в герметичный нижний корпус, центрируемый диэлектрическим фиксатором, и заполненный электролитом, например 25% раствор NaCl, герметичность составного электрода обеспечена верхним и нижним уплотнительными сальниками, донная часть крышки содержит дренирующую пробку.

Предлагаемая конструкция исключает отрицательное влияние коррозионной среды на конструкцию насоса и создает условия для обеспечения электрохимических реакций в герметичном корпусе устройства, предупреждает отложения нефтяных эмульсий на рабочей поверхности магниевого электрода, сохраняя условия катодной поляризации скважинного оборудования.

На фиг. изображено заявляемое устройство для предупреждения коррозии скважинного оборудования.

Устройство для предупреждения коррозии скважинного оборудования содержит электрод стальной 1, патрубок 2, соединительные муфты 3, стержень магниевый 4, корпус 5, верхний уплотнительный сальник 6, кольцо установочное 7, нижний уплотнительный сальник 8, центратор диэлектрический 9 с отверстиями 10, донная крышка 11, дренирующую пробку 12, внутренняя полость А устройства будет заполнена лифтируемой жидкостью, а полость В предварительно заполняется электролитом, например 25% раствором NaCl.

Устройство для предупреждения коррозии скважинного оборудования работает следующим образом.

После установки протектора скважинного ниже фильтра штангового глубинного насоса (ШГН), поток лифтируемой жидкости в насос обеспечивается через входные окна патрубка 2, исключая прохождение жидкости через активную зону протекторного устройства, предохраняя его от механического износа и химического растворения. Под действием электрического поля, сформированного с помощью химического источника тока Fe - Mg, в минерализованной воде эмульгированной в нефти будет обеспечена протекторная защита насосного оборудования, одновременно, вследствие вторичных электрохимических реакций на металлических поверхностях устройства и насосного оборудования, включая обсадную колонну, будут образовываться электрически заряженные газовые пузырьки, препятствующие образованию на стенках корпуса насоса и труб парафиногидратных отложений и способствуя их отрыву. В свою очередь, снижается вязкостное трение лифтируемого потока и создается газожидкостная среда, плотностью меньшей плотности жидкости в затрубном пространстве. За счет изменения геометрических размеров электрода (диаметра и длинны, количества и концентрации электролита) осуществляется регулирование эффективности и длительность процессов очистки и предупреждения коррозии и коррозионных отложений на поверхностях глубиннонасосного оборудования и обсадной колонны.

Источники информации:

1. Нефтепромысловое оборудование; Справочник /Под ред. Е.И.Бухаленко, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.; Недра, 1990. - 559 с.; ил.

2. Патент 2303164, C1. Опубликовано 20.07.2007, БИ 20.

Устройство для предотвращения коррозии скважинного оборудования, содержащее защитный корпус, электрод, перфорированные изоляторы и соединительные муфты, отличающееся тем, что электрод выполнен составным, верхняя часть которого выполнена из стали, нижняя часть электрода ввернута в магниевый стержень, размещаемый в герметичный нижний корпус, центрируемый диэлектрическим фиксатором и заполненный электролитом, герметичность составного электрода обеспечена верхним и нижним уплотнительными сальниками, донная часть крышки снабжена дренирующей пробкой.