Установка погружного электроцентробежного насоса для добычи нефти

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в сложных геологических условиях. Устройство для предупреждения коррозионных отложений в электропогружных установках состоящее из электрода с диэлектрическим центратором и выпрямительного устройства, подключенного к общей точке трехфазного двигателя, причем электрод с диэлектрическим центратором свинчен с насосом, расположен внутри насосно-компрессорных труб и закреплен муфтой через - перфорированный фланец. Электрическая связь электрода с выпрямительным устройством, подключенного к общей точке трехфазного двигателя, обеспечивается участком бронированного кабеля проложенного вдоль установки электропогружного насоса с использованием кабельной головки, защитных поясов и сальниковых уплотнений.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть исользована для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в сложных геологических условиях.

Известен скважинный насос представляющий собой вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами спускаемыми в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и насосных штанг (1). Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И.Бухаленко 2-е изд., переработанное и дополненное М.: Недра, 1990. - 559 с.

Недостатком скважинного насоса является применимость только в малодебитных скважинах и необходимость использования сложного металлоемкого наземного оборудования (станок-качалка), а также его ограниченная применимость при большом газовом факторе и большой кривизне скважин, характерной для кустового бурения.

Наиболее близким техническим решением является установка погружного центробежного насоса для добычи нефти.

Установка погружного центробежного насоса состоит из погружного насосного агрегата, состоящего из погружного центробежного насоса и двигателя (электродвигатель с гидрозащитой), кабеля в сборе обеспечивающего подвод энергии к электродвигателю спускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, крепящегося к гидрозащите, насосу и насосно-центробежного насоса поз. одвигателя поз.2 (электродвигатель с гидрозащитой), кабеля в сборе поз.3, спускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб поз.4 которой крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами поз.5, электрод поз.6, сдиэлектрическим центратором поз.7, фиксируемый муфтой поз.8, через перфорированный фланец поз.9, бронированный одножильный кабель поз.10, диодная сборка поз.11, уплотнительные устройства поз.12 и поз.13 для герметизации бронированного кабеля поз.10, подключение электрода поз.6 к кабелю поз.10 осуществляется через соединительное устройство (геофизическая кабельная головка) поз.14. компрессорным трубам металлическими поясами, входящими в состав насоса. В крышке торцевой части корпуса электродвигателя через сальниковое уплотнительное устройство наружно размещен электрод электрически изолированный от корпуса электродвигателя и снабженный центратором. Электрод через диодную сборку электрически соединен с общей точкой обмоток электродвигателя соединенных в «звезду», причем, «положительная» клемма подключается к встроенному электроду, а «отрицательная» - к общей точке статорных обмоток электродвигателя (Патент на изобретение 2217579) (2).

Однако недостатком устройства является сниженная производительность при осложненных геологических условиях; повышенной вязкости, значительном газовом факторе, повышающем «газовую засеренность» насосного оборудования, а также, вследствие дополнительного попадания газа генерируемого электродом, в проточную часть насоса.

Цель полезной модели - повышение эффективности работы установки путем интенсификации добычи нефти в сложных геолого-технических условиях.

Техническая задача решается тем, что в верхней части установки выше клапана размещается с помощью муфты и перфорированного фланца изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя соединенных в «звезду» через диодную сборку, причем ее «положительная» клемма подключена к электроду, электрическая связь с общей точкой обмоток с электродом обеспечивается через участок одножильного кабеля, например геофизического, проложенного вдоль установки, закрепленного хомутами и двух сальниковых уплотнений, расположенных в нижней части корпуса двигателя и верхней части насоса.

На фиг. схематически изображена заявляемая установка для для добычи нефти.

Установка для добычи нефти состоит из погружного насосного агрегата, состоящего из погружного центробежного насоса поз.1 и электродвигателя поз.2 (электродвигатель с гидрозащитой), кабеля в сборе поз.3, спускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб поз.4, который крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами поз.5, электрод поз.6, с диэлектрическим центратором поз.7, фиксируемый муфтой поз.8, через перфорированный фланец поз.9, бронированный одножильный кабель поз.10, диодная сборка поз.11, уплотнительные устройства поз.12 и поз.13 для герметизации бронированного кабеля поз.10, подключение электрода поз.6 к кабелю поз.10 осуществляется через соединительное устройство (геофизическая кабельная головка) поз.14. Предлагаемая конструкция позволит на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ, вследствие перетоков в трехфазных обмотках электродвигателя при работе насоса. Наличие перетоков может быть объяснено, например, разностью сопротивлений трехфазных обмоток статора или неравномерностью их нагрузки вследствие несимметричности расположения установки погружного центробежного насоса в искривленной скважине. При изменении режима работы установки, например, из-за изменения пластового давления, величины газового фактора, отложения солей и парафинов в колонне НКТ, также меняется в сторону увеличения потенциала, исключая отрицательный эффект воздействия. Установка работает следующим образом. Выше погружного центробежного насоса 1, под действием электрического поля вода эмульгированная в нефти и содержащая растворы солей, вследствие вторичных электрических реакций разлагается на молекулы водорода Н₂ из атомов Н на катоде и молекулы кислорода O₂ из радикалов ОН на аноде. Под действием внешнего источника тока (образовавшегося вследствие перекоса фаз связанного с их несимметричностью из-за разности сопротивлений обмоток) с последующим выпрямлением с помощью диодной сборки 11, создаются условия разгазирования воды, эмульгированной в нефти, вследствие ее электролитического разложения с образованием газовой фазы, препятствующей отложению гидратов и солей на поверхности колонн и образованию высокодисперсной газожидкостной смеси пониженной плотности. На электроде 6, подключенном к аноду, будут происходить реакции окисления и коррозия будет происходить именно на этом электроде, обеспечивая эффект катодной поляризации и предотвращение соле и парафиногидратоотложений на установке погружного центробежного насоса и внутренней поверхности НКТ-4. Эффект «холодного кипения» жидкости вследствие электролиза воды, эмульгированной в нефти, происходящий в колонне НКТ 4 и электроде 6, расположенным выше насоса, позволит за счет образования и всплывания газовых пузырьков, одновременно понизить плотность лифтируемого потока, облегчить работу глубинно-насосного оборудования, предотвратить образование «газовой засоренности» в проточной части насоса и создать дополнительную депрессию на пласт. В результате электрических реакций создаются условия катодной поляризации, предохраняющей оборудование от коррозии и одновременным созданием пассивирующей пленки магнетита на защищаемом оборудовании препятствующей дальнейшему окислению. Существование таких «оксидных пленок» доказано различными методами: поляризацией отраженного света, рентгенографическим путем и др.

Использование предлагаемой полезной модели позволит увеличить дебит лифтируемой жидкости и повысить межремонтный период работы установки в осложненных условиях поздней стадии разработки месторождений.

Источники информации:

1. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И.Бухаленко - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Недра, 1990 559 с., С.53-58.

2. Патент на изобретение 2217579. Приоритет от 05.04.2002.

Установка погружного электроцентробежного насоса для добычи нефти, содержащая погружной центробежный насос с электродвигателем, электрод с диэлектрическим центратором и выпрямительным устройством, подключенным к общей точке обмоток по схеме в «звезду», при этом «положительная» клемма подключена к электроду, а «отрицательная» - к общей точке трехфазного двигателя, отличающаяся тем, что электрод с диэлектрическим центратором расположен внутри насосно-компрессорных труб (выше насоса) и закреплен в трубах муфтой через перфорированный фланец, при этом подключение электрода с выпрямительным устройством осуществляют участком бронированного кабеля, проложенного вдоль установки электропогружного насоса, с использованием кабельной головки, защитных поясов и сальниковых уплотнений.