Устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования

Полезная модель относится к защите от коррозии погружных электроцентробежных скважинных насосов при их эксплуатации в средах с повышенным содержанием сероводорода и углекислого газа. Увеличение токоотдачи и повышение надежности работы устройства достигается за счет того, что на части поверхности армирующего элемента, выступающей за край протектора, нанесена резьба. На поверхности части армирующего элемента, находящейся в теле протектора, выполнены выемки, на наружной поверхности протектора выполнены продольные ребра. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, к защите от коррозии погружного скважинного оборудования, в частности, к защите глубинных погружных электроцентробежных скважинных насосов, и может быть использована при их эксплуатации в средах с повышенным содержанием сероводорода и углекислого газа, где коррозия протекает особенно интенсивно.

Известен способ защиты от коррозии погружного электроцентробежного насоса, подвешенного на колонне насосно-компрессорных труб, по патенту РФ на изобретение 2435940, E21B 41/02, 2011. В стволе скважины размещают протектор с изоляцией контакта со стенками скважины. Корпус электроцентробежного насоса изолируют от стенок эксплуатационной колонны скважины центраторами-изоляторами с ребрами и диэлектрическими прокладками. Центраторы размещают в наднасосном и поднасосном пространстве. Протектор переводником присоединяют к нижнему центратору-изолятору. Недостатком является удаленность протектора от защищаемого электроцентробежного насоса, ограничение радиуса защитного действия протектора, невысокая эффективность антикоррозионной защиты.

Известно устройство для защиты от коррозии глубинного оборудования добывающих скважин, преимущественно электроцентробежных насосов по патенту РФ на изобретение 2327856, E21B 41/02, 2008, включающее протяженный протектор, выполненный в виде длинномерного полнотелого цилиндра с размещенным внутри него стержнем-сердечником. Стержень-сердечник имеет два вывода из протектора, оба вывода с разных сторон крепятся хомутами к глубинному оборудованию. Недостатком является невысокая надежность крепления протектора к корпусу электроцентробежного насоса посредством хомутов. Выполнение одного вывода стержня-сердечника с изгибом и размещение его в скважинном пространстве вдоль глубинного оборудования до его верхней части может привести к повреждению данного вывода и повлиять на надежность работы всего устройства.

В качестве ближайшего аналога заявляемой полезной модели выбрано техническое решение по патенту РФ на изобретение 2231629 «Способ защиты от коррозии погружного электроцентробежного насоса, подвешенного на колонне насосно-компрессорных труб», E21B 41/02, 2004. Способ включает размещение в стволе скважины протектора, выполненного в форме длинномерного цилиндрического стержня с армированием по центру стальной проволокой. Протектор размещают в поднасосном пространстве в стволе скважины с изоляцией контакта со стенками скважины. Контакт протектора с корпусом электроцентробежного насоса осуществляют через стальную армирующую проволоку. Недостатком является малая площадь контакта поверхности протектора с электролитом, вызывающая недостаточную токоотдачу протектора, невысокую эффективность его работы. Кроме того, расположение армирующей проволоки только с одного конца протектора, без использования крепежных устройств приводит к ненадежному закреплению подвешенного к насосу длинномерного протектора, и к вероятности обрыва протектора в результате его растворения в процессе работы.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства.

Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства для защиты от коррозии и в повышении его токоотдачи.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования, содержащем длинномерный протектор со стержневым армирующим элементом, согласно полезной модели на части поверхности армирующего элемента, выступающей за край протектора, нанесена резьба, на поверхности части армирующего элемента, находящейся в теле протектора, выполнены выемки, на наружной поверхности протектора выполнены продольные ребра.

Стержневой армирующий элемент может быть расположен в теле протектора на части его длины.

Стержневой армирующий элемент может быть выполнен сквозным в теле протектора.

Технический результат обеспечивается тем, что на концевую часть армирующего элемента, выступающую за край протектора, нанесена резьба, это позволяет надежно крепить протектор к погружному оборудованию, например к погружному электродвигателю, к муфте насосно-компрессорных труб, предотвращая обрыв протектора в скважине и тем самым, повышая надежность работы устройства. Выполнение резьбы обоих на концах армирующего элемента, выступающих за края протектора с двух сторон в случае, когда армирующий элемент выполнен сквозным в теле протектора, позволяет собирать протекторы в гирлянду. Этим увеличивается анодная масса, а следовательно и токоотдача, т.к., токоотдача протектора считается на единицу массы. При выполнении арматурного стержня сквозным исключается вероятность обрыва протектора в результате его частичного растворения. Для повышения надежности скрепления протектора со стержневым армирующим элементом на поверхности части армирующего элемента, находящейся в теле протектора, выполнены выемки в виде кольцевых проточек. За счет этого стержень арматуры надежно фиксируется в отливке протектора, т.к., в процессе изготовления, при заливке в изложницу сплав заполняет все свободное пространство, в том числе попадает в выемки арматуры. После кристаллизации образуется надежная монолитная конструкция устройства для защиты от коррозии. Выполнение продольных ребер на наружной поверхности протектора придает ему дополнительную жесткость, исключая его повреждение, например, при спуске в скважину, и повышает тем самым его надежность. Наличиие ребер увеличивает площадь поверхности протектора, что в свою очередь увеличивает токоотдачу. Кроме того, наличие продольных ребер обеспечивает беспрепятственное протекание пластовой жидкости.

На фигуре 1 представлен общий вид устройства для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования с армирующим элементом, расположенным на части длины протектора.

На фигуре 2 представлен вид сверху устройства для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования со сквозным армирующим элементом с поперечным местным сечением.

На фигуре 3 представлено поперечное сечение устройства для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования.

Устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования содержит длинномерный протектор 1 со стержневым армирующим элементом 2. На поверхности армирующего элемента 2 выполнены выемки 3 и концевые резьбовые участки 4, на поверхности протектора 1 выполнены ребра 5.

Устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования работает следующим образом.

На колонне насосно-компрессорных труб в скважину спускают погружной электродвигатель и центробежный насос (ЭЦН) установки погружных центробежных насосов (УЭЦН). К нижней части ЭЦН предварительно прикрепляют длинномерный протектор 1, длина которого значительно превышает его остальные размеры. Таким образом, устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования помещают в поднасосное пространство. Протектор 1 выполняют из протекторного сплава, т.е., из сплава металла с большим отрицательным потенциалом, чем у материала защищаемого оборудования, так могут быть использованы магниевые, алюминиевые и цинковые сплавы. Протектор 1 содержит внутренний стержневой армирующий элемент 2. Армирующий элемент 2, вставленный в тело протектора 1 может занимать только часть длины протектора 1, т.е., только одна концевая его часть находится снаружи, выступая за край протектора 1. Также армирующий элемент 2 может быть сквозным, проходящим через все тело протектора, в этом случае концы армирующего элемента 2 выступают снаружи за края протектора 1 с обеих его сторон. Для надежности крепления армирующего элемента 2 в теле протектора 1 на поверхности армирующего элемента 2 выполнены выемки 3 в виде кольцевых проточек. Протектор 1 прикрепляют к погружному оборудованию с помощью резьбового соединения. Для удобства монтажа и эксплуатации концевые участки 4 стержневого армирующего элемента 2 изготавливают с конической резьбой R2. Протектор 1 со сквозным армирующим элементом 2 выполняют с конической резьбой с двух концов 4. В поперечном сечении устройство имеет форму шестеренки за счет выполнения продольных ребер 5 на поверхности протектора 1. Данная геометрия обеспечивает беспрепятственное протекание пластовой жидкости вдоль протектора 1 и защищает УЭЦН от механических повреждений. В результате использования устройства возникает протекторная защита в гальванической паре, у которой катодом является погружное оборудование, а анодом - протектор 1, присоединенный к данному оборудованию, в частности к - ЭЦН, перекачиваемая скважинная жидкость является электролитом. В результате электрохимических реакций происходит разрушение анода-протектора 1, при этом освободившиеся электроны протектора 1 перетекают как избыточные на катод-ЭЦН, заряжая его отрицательно. Под действием электро-движущей силы данной гальванопары возникает защитный ток, натекающий на защищаемое погружное оборудование. При необходимости увеличения значения - токоотдачи для защиты скважинного оборудования используют несколько соединенных между собой заявляемых устройств. Устройства соединяют при помощи муфт и конической резьбы, нанесенной на концевые участки 4 армирующего элемента 2.

Практическое использование устройство для защиты от коррозии показало, что при его применении более, чем в 2 раза увеличивается межремонтный период погружного оборудования.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить эффективность работы устройства для защиты от коррозии за счет увеличения токоотдачи и повысить надежность его работы.

1. Устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования, содержащее длинномерный протектор со стержневым армирующим элементом, отличающееся тем, что на поверхности части армирующего элемента, выступающей за край протектора, нанесена резьба, на поверхности части армирующего элемента, находящейся в теле протектора, выполнены выемки, на наружной поверхности протектора выполнены продольные ребра.

2. Устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования по п.1, отличающееся тем, что длина части стержневого армирующего элемента, расположенной в теле протектора, менее длины протектора.

3. Устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования по п.1, отличающееся тем, что стержневой армирующий элемент выполнен сквозным в теле протектора.