Гидрореагирующий элемент

Полезная модель относится к области эксплуатации нефтегазовых месторождений и может быть использована для восстановления продуктивности скважин при обработке призабойной зоны продуктивного пласта (ПЗП) Задача полезной модели - повышение эффективности комплексного воздействие на границе сопряжения продуктивного пласта и скважины, обеспечение сохранности изделия в процессе транспортировки и безопасности персонала. Для достижения технического результата алюминиевый корпус гидрореагирующего элемента, заполненный натрием металлическим, защищенным слоем парафина, выполнен в виде цельнотянутого стакана с вогнутым днищем и конической горловиной, имеет дополнительную изолирующую оболочку. Кроме того стенка алюминиевого стакана имеет толщину 0,5-0,6 мм при диаметре не более 59 мм, а изолирующая оболочка выполнена из влагонепроницаемого материала по всей поверхности контакта изделия с внешней средой. 1 с.п. формулы, 2 з.п. формулы, 1 рисунок

Полезная модель относится к устройствам, используемым для локального термо-газо-химического воздействия в труднодоступных коммуникациях нефтегазодобывающих скважин, как автономный генератор водорода гидролизного типа.

В последнее десятилетие возможности гидрореагирующих металлов начали использоваться для решения эксплуатационных проблем нефте- и газодобычи. Борьба с проявлениями газогидратных образований в насосно-компрессорных трубах (НКТ), разрушение отложении парафинов, асфальтенов. [Пат. РФ 2028447, Е21В 37/06, Б.И. №4, 1995]. В указанном известном способе в качестве химреагента используют щелочные металлы, выбранные из группы, включающей литий, натрий, калий или их композиты с другими металлами, диспергированные в количестве 10-75 мас.% в обезвоженной углеводородной жидкости или их смесях. После подачи химреагента закачивают воду в количестве 50-200 мас.ч. на 1 мас.ч. щелочного металла. Недостаток - неуправляемость процесса, высокая вероятность тепловых взрывов из-за несбалансированного теплоотвода из реакционного объема.

Указанные недостатки преодолены в большей мере в устройстве и способе удаления асфальтосмолистых и парафиногидратных (АСПГ) отложений [Пат. РФ 2123101, приоритет от 30.01.96]. Согласно известному устройству для удаления АСПГ отложений, оно включает корпус, заполненный химически активным веществом, способным взаимодействовать с водой, отличается тем, что корпус выполнен в виде цилиндрической оболочки из алюминия или его сплава, имеет свободный объем внутри оболочки, в качестве химически активного вещества применен металлический натрий. При этом внутренний диаметр корпуса в нижнем основании равен внешнему диаметру в верхнем основании для соединения устройств между собой с использованием свободного объема

внутри оболочки. Кроме того, масса корпуса по отношению к массе металлического натрия составляет не более 1/3. Устройство успешно прошло промышленные испытания, выпущены технические условия [Заряд термохимический направленного действия. ТУ 3666-002-33905302-98, регистрационный №070/00703 от 30.11.98], объем его производства и использования превысил 5000 шт. Для обеспечения безопасности персонала при хранении и транспортировке активная масса защищена гидроизолирующим слоем, который удаляется непосредственно перед применением. По принципу действия это реактивный движитель, в котором скорость взаимодействия активной массы ограничена доступом воды в кольцевом сечении алюминиевого корпуса. Натрий в контакте с водой образует щелочь. Щелочь взаимодействует с алюминием оболочки и растворяет ее, открывая доступ воды к непрореагировавшей части натрия. В процессе промысловых испытаний выявлены следующие недостатки:

- эффективность устройства как инструмента для локального воздействия на АСПГ проявления в НКТ недостаточна из-за паразитного расходования активной массы на транспорт устройства до интервала обработки;

Известен гидрореагирующий элемент [Патент РФ №2275494, приоритет от 2004.04.05] включает алюминиевый цилиндрический стакан, заполненный активной массой на основе металлического натрия, защитный гидроизолирующий слой, удаляемый перед началом использования, указанный защитный слой представляет собой состав на основе парафина, между указанными активной массой и защитным слоем размещена вставка, выполненная из смеси нитрата натрия и гидроксида натрия, обеспечивающая временную задержку взаимодействия указанной активной массы с водным раствором.

При этом соотношение площадей сечения указанных активной массы и стакана предпочтительно не больше 50.

Последний принят в качестве прототипа и наиболее близок к заявляемой полезной модели, предназначенной для восстановления проницаемости призабойной зоны продуктивных пластов добывающих скважин с использованием канатной техники. Основной недостаток прототипа заключается в том, что он, как универсальный инструмент для скважин, имеет ограниченный диаметр корпуса равный 32 мм. Этот размер продиктован соотношением свободного сечения запорной арматуры, диаметром насосно-компрессорных труб. Относительно низкое соотношение активной массы на единицу длины устройства в пределах 0,6-0,65 кг на 1 метр снижает эффективность обработки.

Задачей полезной модели, является повышение эффективности комплексного воздействие на границе сопряжения продуктивного пласта и скважины, обеспечение сохранности изделия и безопасности персонала.

Техническое решение достигается тем, что гидрореагирующий элемент, включающий алюминиевый стакан, заполненный металлическим натрием, защитный изолирующий слой на основе парафина, отличается тем, что имеет дополнительную изолирующую оболочку, а цельнотянутый стакан имеет вогнутое днище и зауженную горловину, используемую для заполнения натрием и парафином.

Другим отличием является то, стенка алюминиевого стакана имеет толщину 0,5-0,6 мм при диаметре 59 мм.

Кроме того изолирующая оболочка выполнена из влагонепроницаемого материала по всей поверхности контакта с внешней средой.

На фиг.1 изображено сечение гидрореагирующего элемента в сборе и его размеры

Алюминиевый цельнотянутый стакан (1), в который залит металлический натрий (2), для исключения контакта с влажной атмосферой в процессе остывания изделия покрыт слоем парафина (3). После остывания изделия вся его поверхность покрывается изолирующей пленкой (4). При использовании по назначению пленка на срезе горловины удаляется вместе со слоем парафина.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что гидрореагирующий элемент предельно-возможной удельной мощности, отвечающей условию предотвращения перехода процесса взаимодействия в режим теплового взрыва, сложен в изготовлении и обеспечении сохранности изделия. Следы щелочи, остаток которых на внешней стенке стакана трудно проконтролировать при изготовлении, для тонкой стенки губительны при длительном контакте с влажным воздухом. По истечении времени при хранении наблюдается сквозная коррозия. Изолирующая оболочка, создаваемая после заполнения натрием и защитным слоем парафина в горловине ГРЭЛ, имеет назначение закрыть от воздействия с атмосферной влагой следовых количеств щелочи, вероятность образования которых из мелких капель натрия нельзя исключить при заполнении. Как показала практика, сохранность изделий при использовании такого приема увеличивается в десятки раз. Может быть использована обычная фольга алюминиевая или фольга с клеящим слоем, полиэтилен и др. пленочные материалы. Вогнутое днище и зауженная горловина обеспечивают жесткость корпуса и сопряжение элементов по высоте с максимальной плотностью. Реализация технических решений в заявляемой модели, позволяет увеличить соотношение активной массы на единицу длины устройства до 2 кг на 1 метр, увеличить гарантийный срок хранения изделий и безопасность транспортировки. Непосредственно перед загрузкой ГРЭЛ в перфоратор вскрывается только часть оболочки, закрывающая горловину для удаления защитного слоя парафина с поверхности натрия. Элементы поочередно опускаются в полость перфоратора, образуя столбчатую пирамиду требуемой высоты.

1. Гидрореагирующий элемент, включающий алюминиевый стакан, заполненный металлическим натрием, защитный слой на основе парафина, отличающийся тем, что снабжен дополнительной изолирующей оболочкой, а цельнотянутый стакан выполнен с вогнутым днищем и зауженной горловиной для заполнения натрием и парафином.

2. Гидрореагирующий элемент по п.1, отличающийся тем, что стенка алюминиевого стакана выполнена толщиной 0,5-0,6 мм при диаметре, предпочтительно, не более 59 мм.

3. Гидрореагирующий элемент по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительная изолирующая оболочка выполнена из влагонепроницаемого материала по всей поверхности контакта изделия с внешней средой.