Устройство для защиты от коррозии погружного оборудования нефтедобывающих скважин

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована на скважинах для защиты от коррозии погружного оборудования, например, погружных установок электроцентробежных насосов (УЭНЦ) в процессе извлечения агрессивной пластовой жидкости из скважин. Устройство содержит корпус с центрирующими выступами, выполненный из металла или сплава, имеющего более высокий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к материалу оборудования. Внутри корпуса установлен сердечник взаимодействующий (контактирующий) и с материалом корпуса устройства, и с материалом защищаемого оборудования, при этом сердечник выполнен из металла или сплава, имеющего более низкий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к материалу корпуса. Для крепления к погружному оборудованию, для простой и быстрой замены и многократного использования сердечник имеет выступающий из корпуса конец, снабженный резьбой. Технической результат заключается в упрощении с помощью предлагаемого устройства способа защиты от коррозии и повышение его надежности.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована на скважинах для защиты от коррозии погружного оборудования, например, погружных установок электроцентробежных насосов (УЭНЦ) в процессе извлечения агрессивной пластовой жидкости из скважин.

В зависимости от существующих условий и типа агрессивной жидкости металл подвергается сплошной или локальной коррозии с образованием раковин, язв, свищей вплоть до полного разрушения оборудования. При образовании сквозных отверстий в корпусе электродвигателя минерализованная пластовая вода попадает внутрь, что приводит к короткому замыканию и выходу из строя насосной установки.

Известные методы защиты от коррозии погружного оборудования УЭЦН заключаются в применении высоколегированных коррозионностойких сталей либо нанесении защитного покрытия (лак, краска, эмаль) на поверхность стального оборудования.

Недостатками первого из используемых методов являются высокая стоимость легированных сталей и повышенная пластичность коррозионностойких сталей, которая усложняет соединение отдельных деталей и узлов при помощи резьбовых соединений - происходит «закусывание» резьбы, и узлы не развинчиваются при разборке.

При защите вторым методом покрытие с течением времени стареет, трескается и отслаивается от поверхности. Под отслоившимся покрытием и на оголенных местах возникают микрогальванические пары, в результате чего оборудование подвергается более интенсивной электрохимической коррозии.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является устройство для защиты от коррозии погружного оборудования нефтедобывающих скважин, содержащее корпус, выполненный из металла или сплава, имеющего более высокий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к материалу оборудования (см. патент RU 2047741 С1, публикация 1995 г.). Известное устройство предназначено для защиты насосно-компрессионных штанг и внутренней поверхности насосно-компрессионных труб от коррозии, смолопарафиновых отложений и взаимного истирания и выполнено в виде скребков-центраторов-протекторов, устанавливаемых методом литья на штангу вблизи муфтовых соединений.

Недостатком известного технического решения является сложность и трудоемкость закрепления устройства (нескольких устройств) на защищаемом оборудовании. Другим недостатком является то, что из-за неразъемного крепления устройства на защищаемом оборудовании невозможно использование этого устройства для защиты другого оборудования.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка простой и надежной демонтируемой конструкции, предназначенной для защиты от коррозии оборудования нефтедобывающих скважин, например, погружных электроцентробежных насосов.

Поставленная задача решается тем, что устройство для защиты от коррозии погружного оборудования нефтедобывающих скважин, преимущественно, установок электроцентробежных насосов содержит корпус и установленный внутри корпуса сердечник, взаимодействующий (контактирующий) с материалом корпуса устройства и имеющий средство крепления на защищаемом оборудовании, при этом сердечник выполнен из металла или сплава, имеющего более низкий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к материалу корпуса.

Для крепления к погружному оборудованию, для простой и быстрой замены и многократного использования сердечник может иметь выступающий из корпуса конец, снабженный резьбой.

Корпус предпочтительно имеет цилиндрическую форму.

Для центрации оборудования и исключения его контакта с эксплуатационной колонной на внешней поверхности корпуса выполнены центрирующие выступы, в поперечном сечении выступающие за пределы защищаемого оборудования.

Корпус может быть выполнен из магния, алюминия, цинка или из их сплавов, при этом сердечник и защищаемое оборудование выполнено из материала, имеющего более низкий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к материалу корпуса, например, из стали.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется с помощью чертежей.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, установленное на электроцентробежном насосе.

На фиг.2 показан вид А на фиг.1

Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, на внешней поверхности которого выполнены центрирующие выступы 2, в поперечном сечении выступающие за пределы защищаемого оборудования. Внутри корпуса расположен сердечник 3, имеющий выступающий из корпуса 1 конец 4 с резьбой для закрепления на нижней части защищаемого электроцентробежного насоса 5. Сердечник 3 и корпус электроцентробежного насоса 5 выполнены из стали, имеющей более низкий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к материалу корпуса 1 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Устройство с помощью выступающего из его корпуса 1 резьбового конца 4 сердечника 3 закрепляется на нижней части защищаемого электроцентробежного насоса 5. Протекторная защита заключается в

катодной поляризации защищаемого изделия. Поляризация достигается за счет контакта основного металла электроцентробежного насоса 5 с более активным (электроотрицательным) металлом корпуса 1 устройства. Например, алюминий имеет стандартный электродный потенциал (-1,66 В), служит анодом и окисляется. Основной металл - железо с потенциалом (-0,48 В), является катодом и не подвергается электрохимической коррозии. В качестве протектора при защите стальных изделий помимо алюминия используют также магний, цинк и их сплавы. Благодаря наличию прочной окисной пленки на поверхности магния, алюминия и цинка разрушение и переход металлов в раствор в виде ионов протекает достаточно медленно.

Предлагаемое устройство, наряду с защитой металла от электрохимической коррозии, обеспечивает центрацию оборудования в эксплуатационной колонне и исключение контакта погружного оборудования с эксплуатационной колонной, благодаря чему решается серьезная проблема при эксплуатации УЭЦН - развитие электрохимической и биохимической коррозии из-за возникновения в местах контакта застойных зон, особенно в искривленных стволах и наклонно-направленных скважинах, являющейся одной из причин перегрева электродвигателя.

Устройство может быть использовано в нефтяной промышленности при добыче нефти с использованием погружных электроцентробежных насосов. Устройство наиболее эффективно в скважинах добывающих коррозионноагрессивную жидкость, особенно наклонно-направленных и с искривленным стволом.

1. Устройство для защиты от коррозии погружного оборудования нефтедобывающих скважин, содержащее корпус и установленный внутри корпуса контактирующий с ним сердечник, выполненный из металла или сплава, имеющего более низкий отрицательный электрохимический потенциал по отношению к материалу корпуса и имеющий средство крепления к защищаемому оборудованию.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанное средство крепления представляет собой выступающий из корпуса конец сердечника, снабженный резьбой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внешней поверхности корпуса выполнены центрирующие выступы, выступающие в поперечном сечении за пределы защищаемого оборудования.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что корпус выполнен цилиндрической формы.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен из магния, или из алюминия, или из цинка или из сплавов на основе упомянутых металлов, а сердечник выполнен из стали.