Устройство для подачи ингибитора

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным устройствам для подачи ингибитора солеотложений на вход погружных установок для добычи пластовой жидкости. Устройство содержит цилиндрический корпус, перекрытый снизу днищем, внутри которого размещен ингибитор. Выше уровня ингибитора расположено входное отверстие, соединяющее внутренний объем устройства с затрубным пространством. В нижней части корпуса выполнено, по крайней мере, одно дозировочное отверстие, обеспечивающее вытекание ингибитора под действием силы тяжести. Во входное отверстие вмонтирована полая трубка, погруженная одним концом в ингибитор, а другим - сообщающаяся с затрубным пространством. Изобретение обеспечивает длительное равномерное поступление ингибитора в пластовую жидкость. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным устройствам для внутрискважинной подачи ингибитора солеотложений и может быть использовано для повышения надежности УЭЦН.

Известно устройство для дозирования реагента в нефтедобывающую скважину, содержащее глубинный насос, контейнер для реагента, разобщенный с ним пакером, и дозировочный узел с клапаном, размещенный под насосом и связанный с контейнером для реагента трубкой, проходящей через пакер, причем реагент находится выше пакера в межтрубном пространстве (патент РФ 2127799, 1997). После включения в работу насоса открывается клапан дозировочного узла и в область всасывания насоса из контейнера по трубке попадает доза реагента. При остановке насоса клапан закрывается и перекрывает поступление реагента.

Недостатком такого устройства является высокая концентрация реагента в межтрубном пространстве над пакером, что может вызвать коррозию обсадных труб и труб НКТ. Кроме того, наличие пакера в устройстве осложняет монтаж установки в целом.

Известно скважинное устройство для подачи химических реагентов на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, которое располагается ниже ЭЦН, состоит из клапана с электрическим управлением, камеры с химическим реагентом, находящимся под повышенным давлением, создаваемым баллоном с газом или пружиной (патент РФ 2258805, 2005).

Недостатком такого устройства является сложность реализации электрического управления подачи химического реагента.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, представляющее собой цилиндрический корпус, имеющий в верхней части радиальные каналы, в котором ниже каналов размещен ингибитор в термопластичной матрице, цилиндрический корпус снизу перекрыт днищем, под которым дополнительно размещена рабочая камера в форме стакана со сплошным донышком и перфорацией на боковых стенках, при этом в днище цилиндрического корпуса выполнено, по крайней мере, одно дозировочное отверстие, обеспечивающее перетекание ингибитора под действием силы тяжести в рабочую камеру с заданной скоростью (патент РФ 2398097, 2010).

Недостатком такого устройства является уменьшение скорости подачи ингибитора в скважину в результате понижения скорости его растворения в пластовой жидкости внутри цилиндрического корпуса по мере уменьшения высоты столба жидкости ингибитора, заключенного в термопластичную матрицу.

Задачей является обеспечение длительного равномерного поступления ингибитора в пластовую жидкость.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, содержащее цилиндрический корпус, перекрытый снизу днищем, ингибитор, размещенный в корпусе, выше уровня которого расположено входное отверстие, и, по крайней мере, одно дозировочное отверстие, выполненное в нижней части корпуса и обеспечивающее вытекание ингибитора под действием силы тяжести, согласно полезной модели, снабжено полой трубкой, один конец которой погружен в ингибитор, а другой - вмонтирован во входное отверстие и гидравлически связан с затрубным пространством.

В нижней части корпуса у дозировочного отверстия может быть размещен фильтр.

Целесообразно, кромки дозировочного отверстия выполнять с двух сторон с коническими фасками, сходящимися под углом внутри отверстия.

Кроме того, длина полой трубки может быть равна 0.3-0.95 длины корпуса.

Для защиты от засорения во время спускоподъемных операций дозировочного отверстия, выполненного в днище корпуса, с наружной стороны днища может быть вмонтирована трубка с диаметром меньшим диаметра корпуса.

В некоторых вариантах исполнения дозировочное отверстие может быть расположено в цилиндрической стенке корпуса, а входное отверстие - в крышке корпуса.

Дозирующее устройство, образованное гидравлическим соединением входного отверстие с полой трубкой, погруженной одним концом в ингибитор, а другим - сообщающимся с затрубным пространством через входное отверстие, по сути представляет собой сосуд Мариотта [Алешкевич B.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Механика сплошных сред. М: МГУ, 1998. C. 51], постоянство скорости вытекания жидкости из которого обеспечивается постоянством перепада давления на дозировочном отверстии.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена общая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - схема устройства с фильтром и входным отверстием выполненным в крышке корпуса, на фиг. 3 - схема с защитой дозировочного отверстия от засорения, на фиг. 4 показано дозировочное отверстие, продольный разрез; на фиг. 5 - схема устройства с дозировочным отверстием, выполненным на цилиндрической стенке корпуса.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого помещен ингибитор 2. В верхней части корпуса 1 имеется входное отверстие 3, соединяющее его внутренний объем с затрубным пространством. Отверстие 3 может быть выполнено в крышке 8 корпуса 1 (фиг. 2, 3, 5) или в его цилиндрической стенке (фиг. 1). Через отверстие 3 происходит выравнивание давления внутри корпуса 1 и в затрубном пространстве при вытекании смеси из корпуса 1. В нижней части корпуса 1 находится, по крайней мере, одно дозировочное отверстие 4, которое служит для отвода ингибитора в затрубное пространство под действием силы тяжести и может быть расположено как непосредственно в днище 9 корпуса 1 (фиг. 1-3), так и вблизи его на цилиндрической стенке (фиг. 5). Вдоль корпуса размещена открытая с обоих концов (полая) трубка 5, вмонтированная одним концом во входное отверстие 3 и сообщающаяся через него с затрубным пространством. Другой конец полой трубки 5 погружен в ингибитор 2 (фиг. 1-3, 5).

Размер и число дозировочных отверстий 4, высота h между нижним концом полой трубки 5 и верхним краем дозировочного отверстия 4 определяют время вытекания ингибитора 2 из корпуса 1.

Для обеспечения постоянной скорости дозирования на всем протяжении работы устройства целесообразно использовать трубку 5 с длиной равной 0.3-0.95 длины корпуса 1 обеспечивающей постоянную скорость вытекания ингибитора 2 пока его уровень выше нижнего конца трубки 5.

Плотность ингибитора 2 должна быть больше плотности пластовой жидкости 6.

Во избежание засорения перед дозировочным отверстием 4, выполненным в днище корпуса, дополнительно установлен фильтр 7, например, гравитационный (фиг. 2), который представляет собой цилиндрическую трубку 10, вмонтированную в днище 9, установленную под крышкой с цилиндрическими бортами 11.

Внутренние и внешние кромки дозировочного отверстия 4 выполнены с коническими фасками 13, которые сходятся под углом внутри отверстия (фиг. 4). Такое исполнение облегчает выход твердых частиц из устройства и позволяет избежать засорения дозировочного отверстия 4

Для защиты отверстия 5 от засорения твердыми частицами, находящимися в затрубном пространстве, например, во время спускоподъемных операций, в днище 9 корпуса 1 с наружной стороны установлена трубка 12, имеющая диаметр, меньше чем у корпуса 1 (фиг. 3). Устройство для подачи ингибитора работает следующим образом. При заполнении корпуса 1 ингибитором 2 последний начинает вытекать через дозировочное отверстие 4 под действием силы тяжести под влиянием давления р=gH, где - плотность ингибитора, Н - высота столба ингибитора в корпусе. При этом воздух через трубку 5 поступает внутрь корпуса и поднимается в верхнюю его часть. Таким образом, трубка 5 полностью заполняется воздухом. После этого на дозировочное отверстие 4 оказывает давление р=gh (где - плотность ингибитора) столб жидкости высотой h, где h - высота между нижним концом трубки 5 и верхним краем дозировочного отверстия 4. Таким образом, скорость вытекания ингибитора 2 становится постоянной поскольку высота h остается неизменной до момента, пока уровень ингибитора 2 в корпусе 1 не достигнет нижнего конца трубки 5. При установке устройства в скважину трубка 5 заполняется пластовой жидкостью 6. Поскольку плотность пластовой жидкости 6 меньше плотности ингибитора 2, находящегося внутри корпуса 1, то пластовая жидкость 6 при попадании внутрь корпуса 1 поднимается в его верхнюю часть. После этого ингибитор 2 вытекает из отверстия 4 под действием давления р=(-_fluid)gh, где _fluid - плотность пластовой жидкости 6. При этом скорость вытекания остается постоянной. Высота h подбирается за счет варьирования длины трубки 5 таким образом, чтобы на всем протяжении работы устройства уровень ингибитора 2 в корпусе 1 был выше, чем нижний конец полой трубки 5. Так, в отличие от прототипа, гарантируется постоянная скорость вытекания ингибитора 2 из корпуса 1. Правильность подбора подтверждена стендовыми испытаниями.

1. Устройство для подачи ингибитора на вход погружной установки для добычи пластовой жидкости, содержащее цилиндрический корпус, перекрытый снизу днищем, ингибитор, размещенный в корпусе, выше уровня которого расположено входное отверстие, и, по крайней мере, одно дозировочное отверстие, выполненное в нижней части корпуса и обеспечивающее вытекание ингибитора под действием силы тяжести, отличающееся тем, что оно снабжено полой трубкой, один конец которой погружен в ингибитор, а другой - вмонтирован во входное отверстие и гидравлически связан с затрубным пространством.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что у дозировочного отверстия размещен фильтр.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кромки дозировочного отверстия с двух сторон выполнены с коническими фасками, сходящимися под углом.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длина полой трубки равна 0,3-0,95 длины корпуса.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в днище корпуса соосно дозировочному отверстию вмонтирована трубка с диаметром, меньшим диаметра корпуса.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дозировочное отверстие расположено в цилиндрической части корпуса.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что входное отверстие выполнено в крышке корпуса.