RU209680U1 - Corrosion protection device for downhole equipment - Google Patents

Abstract

Предложение относится к нефтяной промышленности, а именно к протекторным устройствам для скважинного оборудования, используемым для защиты от коррозии скважинного оборудования. Устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии, включающее длинномерный протектор, на наружной поверхности которого выполнены продольные ребра, чередующиеся с пазами, со стержневым цилиндрическим полым армирующим элементом, оборудованным выступающими верхней и нижней резьбами для соединения со скважинным оборудованием и верхним и нижним упорами для фиксации протектора между ними. Протектор выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием. Армирующий элемент выполнен сборным, состоящим из верхней и нижней частей с соответствующими упорами, верхняя часть вставлена в протектор и телескопически в нижнюю часть с возможностью продольного перемещения вниз с ударом верхнего упора о нижний при полном растворении протектора. Предлагаемое устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии простое и надежное по конструкции, при этом позволяет производить контроль за растворением электрода протекторной защиты простым механическим способом. 2 ил.The proposal relates to the oil industry, namely to protective devices for downhole equipment used to protect against corrosion of downhole equipment. A device for protecting downhole equipment from corrosion, including a long-length protector, on the outer surface of which longitudinal ribs are made, alternating with grooves, with a rod cylindrical hollow reinforcing element, equipped with protruding upper and lower threads for connection with downhole equipment and upper and lower stops for fixing the protector between them. The protector is made of an alloy with an electrode potential lower than that of the protected equipment. The reinforcing element is prefabricated, consisting of the upper and lower parts with corresponding stops, the upper part is inserted into the tread and telescopically into the lower part with the possibility of longitudinal movement down with the impact of the upper stop against the lower one when the tread is completely dissolved. The proposed device for protecting downhole equipment from corrosion is simple and reliable in design, while allowing control over the dissolution of the electrode protection electrode in a simple mechanical way. 2 ill.

Description

Предложение относится к нефтяной промышленности, а именно к протекторным устройствам для скважинного оборудования, используемым для защиты от коррозии скважинного оборудования.The proposal relates to the oil industry, namely to protective devices for downhole equipment used to protect against corrosion of downhole equipment.

Известен протектор для защиты колонны насосно-компрессорных труб от коррозии в скважинах (патент на ПМ 60080, МПК C23F 13/00, E21B 37/06, опубл. 10.01.2007, бюл.1), содержащий анодные элементы, выполненные в виде полого цилиндра из материала, имеющего более высокий электрохимический потенциал по отношению к материалу колонны насосно-компрессорных труб, отличающийся тем, что цилиндр плотно установлен на конец насосно-компрессорной трубы снаружи, а масса каждого цилиндра составляет не менее 0,2% от массы одной насосно-компрессорной трубы.Known protector for protecting tubing strings from corrosion in wells (patent for PM 60080, IPC C23F 13/00, E21B 37/06, publ. 10.01.2007, bull. 1), containing anode elements made in the form of a hollow cylinder from a material having a higher electrochemical potential in relation to the material of the tubing string, characterized in that the cylinder is tightly installed on the end of the tubing from the outside, and the mass of each cylinder is at least 0.2% of the mass of one tubing pipes.

Недостатком протектора является сложность установки контроля коррозии, подверженность трубы воздействию коррозионного разрушения.The disadvantage of the protector is the complexity of installing corrosion control, the susceptibility of the pipe to corrosion damage.

Известно протекторное устройство для скважинного оборудования, скважинный узел и способ протекторной защиты (патент на ИЗ 2751766, МПК E21B 41/02, опубл. 16.07.2021, бюл. №20), содержащее удлиненный протектор по существу цилиндрической формы и армирующий элемент по существу цилиндрической формы, продолжающийся через весь протектор и содержащий концы, которые выступают за пределы протектора, причем оба выступающих конца снабжены резьбой, при этом на поверхности протектора предусмотрено множество канавок, и армирующий элемент выполнен составным и содержит по меньшей мере две части, жестко соединенные друг с другом посредством соединительного элемента, который выполнен по существу цилиндрической формы, причем диаметр соединительного элемента меньше диаметра составных частей армирующего элемента.A protective device for downhole equipment, a downhole assembly and a method of protective protection are known (patent for IZ 2751766, IPC E21B 41/02, publ. shape, continuing through the entire tread and containing ends that protrude beyond the tread, both protruding ends are threaded, while a plurality of grooves are provided on the surface of the tread, and the reinforcing element is made composite and contains at least two parts rigidly connected to each other by means of a connecting element which is substantially cylindrical in shape, the diameter of the connecting element being smaller than the diameter of the component parts of the reinforcing element.

Недостатком протектора является невозможность контроля за растворением электрода протекторной защиты, возможность повреждения скважинного оборудования вследствие работы в агрессивной среде при отсутствии защиты от коррозии.The disadvantage of the protector is the impossibility of controlling the dissolution of the protective electrode, the possibility of damage to downhole equipment due to operation in an aggressive environment in the absence of corrosion protection.

Наиболее близким является устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования и предотвращения падения его на забой скважины (патент на ПМ 173372, МПК E21B 41/02, E21B 23/01, опубл.19.04.2017, бюл. №24), выполненное в виде длинномерного протектора со стержневым армирующим элементом, на части поверхности которого, выступающей за край протектора, нанесена резьба, причем на наружной поверхности протектора выполнены продольные ребра, которые чередуются с пазами, имеющими П-образную форму, при этом протектор имеет активную цилиндрическую часть, выполненную из сплава алюминия с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием, а стержневой армирующий элемент выполнен во всю длину протектора, имеет круглую форму в поперечном разрезе, отличающееся тем, что стержневой армирующий элемент имеет участки, выступающие за край активной части протектора с обоих его торцов, и на эти участки нанесена резьба, причем один из указанных участков стержневого армирующего элемента с резьбой при помощи муфты соединен с ограничительной частью, выполненной в виде цельнометаллического патрубка, имеющего первую и вторую части разного наружного диаметра, причем наружный диаметр второй части превышает диаметр используемой для погружения скважинного оборудования обсадной колонны, при этом патрубок имеет на наружной поверхности продольные ребра, которые чередуются с пазами, имеющими П-образную форму.The closest is a device for protecting submersible downhole equipment from corrosion and preventing it from falling on the bottom of the well (patent for PM 173372, IPC E21B 41/02, E21B 23/01, publ. 04/19/2017, bull. No. 24), made in the form a long-length tread with a rod reinforcing element, on the part of the surface of which, protruding beyond the edge of the tread, a thread is applied, and on the outer surface of the tread, longitudinal ribs are made, which alternate with U-shaped grooves, while the tread has an active cylindrical part made of aluminum alloy with an electrode potential lower than that of the protected equipment, and the reinforcing rod is made along the entire length of the tread, has a round shape in cross section, characterized in that the rod reinforcing element has sections protruding beyond the edge of the active part of the tread from both ends , and these sections are threaded, and one of the indicated sections of the reinforcing rod its threaded element is connected by means of a coupling to a restrictive part made in the form of an all-metal branch pipe, having the first and second parts of different outer diameters, and the outer diameter of the second part exceeds the diameter of the casing used for immersion of the downhole equipment, while the branch pipe has longitudinal ribs that alternate with U-shaped grooves.

Недостатком устройства является сложность конструкции и ограниченные функциональные возможности, из-за возможности применения только с электроцентробежными насосами, при этом невозможно производить контроль за растворением электрода протекторной защиты, возможность повреждения скважинного оборудования вследствие работы в агрессивной среде при отсутствии защиты от коррозии.The disadvantage of the device is the complexity of the design and limited functionality, due to the possibility of using only with electric centrifugal pumps, while it is impossible to control the dissolution of the protective electrode, the possibility of damage to downhole equipment due to operation in an aggressive environment in the absence of corrosion protection.

Технической задачей является создание простого и надежного устройства для защиты скважинного оборудования от коррозии, позволяющего производить контроль за растворением электрода протекторной защиты простыми механическими способами.The technical task is to create a simple and reliable device for protecting downhole equipment from corrosion, which makes it possible to control the dissolution of the sacrificial protection electrode by simple mechanical methods.

Техническая задача решается устройством для защиты скважинного оборудования от коррозии, включающее длинномерный протектор, на наружной поверхности которого выполнены продольные ребра, чередующиеся с пазами, со стержневым цилиндрическим полым армирующим элементом, оборудованным выступающими верхней и нижней резьбами для соединения со скважинным оборудованием и верхним и нижним упорами для фиксации протектора между ними, при этом протектор выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием.The technical problem is solved by a device for protecting downhole equipment from corrosion, including a long-length protector, on the outer surface of which longitudinal ribs are made, alternating with grooves, with a rod cylindrical hollow reinforcing element equipped with protruding upper and lower threads for connection with downhole equipment and upper and lower stops for fixing the protector between them, while the protector is made of an alloy with an electrode potential lower than that of the protected equipment.

Новым является то, что армирующий элемент выполнен сборным, состоящим из верхней и нижней частей с соответствующими упорами, верхняя часть вставлена в протектор и телескопически в нижнюю часть с возможностью продольного перемещения вниз с ударом верхнего упора о нижний при полном растворении протектора.What is new is that the reinforcing element is made of prefabricated, consisting of the upper and lower parts with the corresponding stops, the upper part is inserted into the tread and telescopically into the lower part with the possibility of longitudinal movement down with the impact of the upper stop against the lower one when the tread is completely dissolved.

На фиг.1 представлен общий вид устройства.Figure 1 shows a General view of the device.

На фиг.2 представлен вид в разрезе А-А.Figure 2 presents a view in section A-A.

Устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии включает длинномерный протектор 1 (фиг.1 и 2), на наружной поверхности которого выполнены продольные ребра 2, чередующиеся с пазами 3, со стержневым цилиндрическим полым армирующим элементом 4, оборудованным выступающими верхней 5 (фиг.2) и нижней 6 резьбами для соединения со скважинным оборудованием (не показано) и верхним 7 и нижним 8 упорами для фиксации протектора 1 между ними. Резьбы 5 и 6 могут быть изготовлены любых типоразмеров как наружными, так и внутренними, для соединения скважинного оборудования (пакера, якоря, ниппеля, трубы, штанг или т.п.) с колонной труб или штангами (не показаны) для спуска в скважину (не показана). Протектор 1 выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием. Армирующий элемент 4 выполнен сборным, состоящим из верхней 9 и нижней 10 частей с соответствующими упорами 7 и 8. Верхняя часть 9 армирующего элемента 4 вставлена в протектор 1 и телескопически в нижнюю часть 10 с возможностью продольного перемещения вниз с ударом верхнего упора 7 о нижний 8 при полном растворении протектора 1. От разъединения нижней части 10 от верхней при работе может быть применен, например, упор 11.The device for protecting downhole equipment from corrosion includes a long protector 1 (figure 1 and 2), on the outer surface of which there are longitudinal ribs 2, alternating with grooves 3, with a rod cylindrical hollow reinforcing element 4, equipped with protruding top 5 (figure 2) and bottom 6 threads for connection with downhole equipment (not shown) and top 7 and bottom 8 stops for fixing the protector 1 between them. Threads 5 and 6 can be made of any size, both external and internal, for connecting downhole equipment (packer, anchor, nipple, pipe, rods, etc.) with a pipe string or rods (not shown) for lowering into the well ( not shown). The protector 1 is made of an alloy with an electrode potential lower than that of the protected equipment. The reinforcing element 4 is made prefabricated, consisting of the upper 9 and lower 10 parts with the corresponding stops 7 and 8. The upper part 9 of the reinforcing element 4 is inserted into the protector 1 and telescopically into the lower part 10 with the possibility of longitudinal movement down with the impact of the upper stop 7 on the lower 8 with complete dissolution of the protector 1. From the separation of the lower part 10 from the upper during operation, for example, stop 11 can be used.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на чертежах (фиг.1 и 2) не показаны или показаны условно.Structural elements and technological connections that do not affect the performance of the device, the drawings (figure 1 and 2) are not shown or shown conditionally.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

На колонне насосно-компрессорных труб или штангах в скважину спускают скважинное оборудование (например, насос, пакер или т.п.) с предварительно установленным заявленным устройством при помощи резьб 5 и 6. Во время спуска и работы скважинного оборудования жидкость будет протекать по чередующимся пазам 3 (фиг.1) между продольных ребер 2 протектора 1, снижая сопротивления потоку жидкости. При этом ребра 2 играют роль также центратора для скважинного оборудования, исключая его повреждение о стенки скважины. Так как протектор 1, расположенный на армирующем элементе 4, выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием, то весь срок службы протектора 1 он будет защищать от коррозии оборудование, при этом сам уменьшаясь в размерах. Со временем протектор 1 (фиг.2) будет полностью разрушен коррозией и продольными нагрузками, в результате освободится расстояние между упорами 7 и 8 соответствующих частей 9 и 10 армирующего элемента 4. Поэтому при ходе вниз штанг или колонны труб (при работе насосного оборудования) или при спускоподъемных операциях за счет поршневания (повышенного сопротивления в жидкости) оборудования произойдет смещение вниз верхней части 9 относительно нижней части 10 до удара верхнего упора 7 о нижней 8, что фиксируется вибрацией со звуком колонны труб или штанг, а также скачком показаний на устьевом индикаторе вес (УИВ - не показан), без использования электронного и сложного оборудования для контроля (ненадежного), значительно удешевляя этот процесс, который происходит в любой момент времени и в течение всего срока службы протектора 1. После чего устройство извлекается на колонне труб или штангах из скважины в нем заменяют протектор 1, который устанавливают на армирующий элемент 4 между упорами 7 и 8, и опять спускают в скважину.Downhole equipment (for example, a pump, packer, or the like) is lowered into the well on a tubing string or rods with a pre-installed claimed device using threads 5 and 6. During the descent and operation of the downhole equipment, the fluid will flow through alternating grooves 3 (figure 1) between the longitudinal ribs 2 of the tread 1, reducing the resistance to fluid flow. In this case, the ribs 2 also play the role of a centralizer for downhole equipment, excluding its damage against the borehole walls. Since the protector 1, located on the reinforcing element 4, is made of an alloy with an electrode potential lower than that of the protected equipment, it will protect the equipment from corrosion for the entire service life of the protector 1, while decreasing in size. Over time, the protector 1 (figure 2) will be completely destroyed by corrosion and longitudinal loads, as a result, the distance between the stops 7 and 8 of the corresponding parts 9 and 10 of the reinforcing element 4 will be released. during tripping operations, due to pistoning (increased resistance in the liquid) of the equipment, the upper part 9 will be displaced downward relative to the lower part 10 until the upper stop 7 hits the lower 8, which is recorded by vibration with the sound of a string of pipes or rods, as well as a jump in readings on the wellhead weight indicator (WIP - not shown), without the use of electronic and complex equipment for control (unreliable), significantly reducing the cost of this process, which occurs at any time and during the entire life of the protector 1. After that, the device is removed on the pipe string or rods from the well it replaces the protector 1, which is installed on the reinforcing element 4 between the stops 7 and 8, and again lowered into the well.

Предлагаемое устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии простое и надежное по конструкции, при этом позволяет производить контроль за растворением электрода протекторной защиты простым механическим способом.The proposed device for protecting downhole equipment from corrosion is simple and reliable in design, while allowing control over the dissolution of the electrode protection electrode in a simple mechanical way.

Claims (1)

Устройство для защиты скважинного оборудования от коррозии, включающее длинномерный протектор, на наружной поверхности которого выполнены продольные ребра, чередующиеся с пазами, со стержневым цилиндрическим полым армирующим элементом, оборудованным выступающими верхней и нижней резьбами для соединения со скважинным оборудованием и верхним и нижним упорами для фиксации протектора между ними, при этом протектор выполнен из сплава с электродным потенциалом, меньшим по сравнению с защищаемым оборудованием, отличающееся тем, что армирующий элемент выполнен сборным, состоящим из верхней и нижней частей с соответствующими упорами, верхняя часть вставлена в протектор и телескопически в нижнюю часть с возможностью продольного перемещения вниз с ударом верхнего упора о нижний при полном растворении протектора.A device for protecting downhole equipment from corrosion, including a long-length protector, on the outer surface of which longitudinal ribs are made, alternating with grooves, with a rod cylindrical hollow reinforcing element, equipped with protruding upper and lower threads for connection with downhole equipment and upper and lower stops for fixing the protector between them, while the protector is made of an alloy with an electrode potential lower than that of the protected equipment, characterized in that the reinforcing element is made of a prefabricated element, consisting of the upper and lower parts with corresponding stops, the upper part is inserted into the protector and telescopically into the lower part with the possibility of longitudinal movement downwards with the impact of the upper stop against the lower stop when the tread is completely dissolved.

Images