RU2171363C1 - Device for well heating - Google Patents

Abstract

FIELD: oil well equipment; applicable in maintenance of optimal heat regime in wells to prevent and eliminate paraffin-hydrate accumulations. SUBSTANCE: device has the first heating element in form of cable located in tubing. Cable end has noninsulated part with current-conducing weights ensuring electrical connection of one or several cable conductors with rubbing. Tubing is the second heating element. Cable is connected to positive terminal, and tubing, to negative lead of power source. EFFECT: provided heating by passing of current not only through cable nut through tubing as well. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию нефтяных скважин и может быть использовано для поддержания в них оптимального теплового режима в целях предупреждения и ликвидации парафиногидратных образований. The invention relates to equipment for oil wells and can be used to maintain optimal thermal conditions in them in order to prevent and eliminate paraffin hydrate formations.

Известно устройство для нагрева скважины и поддержания ее теплового режима, содержащее источник питания и электронагреватель, выполненный в виде металлического цилиндра, размещенного в скважинной трубе (патент РФ N 2029069, МПК E 21 B 37/00, опубл. 20.02.95). Известен также электронагреватель, выполненный в виде кабеля, токоведущие жилы которого с одного конца подключены к выводам источника питания, а с другого, соединены между собой (заявка PCT 92/08036, МПК E 21 B 37/00, 1992 г.). К недостаткам данных устройств относится то, что среда около нагревателя всегда имеет существенно большую температуру, чем у стенок трубы. A device is known for heating a well and maintaining its thermal regime, comprising a power source and an electric heater made in the form of a metal cylinder placed in a downhole pipe (RF patent N 2029069, IPC E 21 B 37/00, publ. 02.20.95). Also known is an electric heater made in the form of a cable, the current-carrying conductors of which are connected at one end to the terminals of the power source and connected at the other (PCT application 92/08036, IPC E 21 B 37/00, 1992). The disadvantages of these devices include the fact that the medium near the heater always has a significantly higher temperature than the walls of the pipe.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса нагрева скважины. The objective of the invention is to increase the efficiency of the process of heating a well.

Поставленная задача решается путем того, что в устройстве для нагрева скважины, содержащем расположенный в насосно-компрессорной трубе первый нагревательный элемент в виде кабеля, согласно изобретению на конце последнего выполнен неизолированный участок с токопроводящими грузами, обеспечивающими электрическое соединение одной или нескольких параллельно соединенных жил кабеля, через которые пропускается ток, с насосно-компрессорной трубой, являющейся вторым нагревательным элементом. Это позволяет осуществлять нагрев путем пропускания тока не только кабеля, но и самой насосно-компрессорной трубы. The problem is solved by the fact that in the device for heating the well, containing the first heating element in the form of a cable located in the tubing, according to the invention, at the end of the last there is an uninsulated section with conductive weights that provide electrical connection to one or more parallel cable conductors, through which current is passed, with a tubing, which is the second heating element. This allows heating by passing current not only the cable, but also the tubing itself.

Из условия равномерного прогрева содержимого насосно-компрессорной трубы, мощности, отдаваемые потоку жидкости стенками трубы и кабелем, должны быть пропорциональны квадратам их диаметров. Однако учитывая, что труба может касаться металлических предметов и интенсивно отдает тепло наружу, желательно все же сосредоточить большую мощность в кабеле. С учетом этого целесообразно, чтобы мощность второго нагревательного элемента (трубы) составляла 0,5-0,05 от мощности первого нагревательного элемента (кабеля). Это обеспечивается за счет того, что жилы кабеля, через которые пропускается ток, имеют сопротивление, большее сопротивления стенок насосно-компрессорной трубы. From the condition of uniform heating of the contents of the tubing, the power given to the fluid flow by the pipe walls and the cable should be proportional to the squares of their diameters. However, given that the pipe can touch metal objects and intensively transfers heat to the outside, it is still desirable to concentrate a lot of power in the cable. With this in mind, it is advisable that the power of the second heating element (pipe) was 0.5-0.05 of the power of the first heating element (cable). This is due to the fact that the cable conductors through which current is passed have a resistance greater than the resistance of the walls of the tubing.

На практике неизолированный участок кабеля может иметь длину 2-10 м, а токопроводящие грузы могут быть выполнены в виде металлических шайб с наружным диаметром, равным 1,1-1,3 диаметра кабеля по изоляции, и толщиной 20-60 мм. Шайбы расположены на неизолированном участке кабеля на расстоянии 0,3-0,6 м друг от друга. In practice, an uninsulated cable section can have a length of 2-10 m, and conductive loads can be made in the form of metal washers with an outer diameter of 1.1-1.3 cable diameters for insulation and a thickness of 20-60 mm. Washers are located on an uninsulated cable section at a distance of 0.3-0.6 m from each other.

Для неравномерного нагрева различных участков скважины кабель может иметь переменное по длине сопротивление. For uneven heating of different sections of the well, the cable may have a variable length resistance.

Для контроля температуры на различных участках кабель может быть снабжен заделанными в него датчиками температуры и контрольными жилами для их подключения к измерительному устройству. To control the temperature in different areas, the cable can be equipped with temperature sensors embedded in it and control cores for connecting them to the measuring device.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Устройство содержит расположенный в насосно-компрессорной трубе 1 кабель 2. Жилы 3 кабеля, через которые пропускается ток при нагреве, с одной стороны подключены к положительному выводу источника питания 4, а с другой оголены, приварены друг к другу и связаны бандажом 5, образуя таким образом неизолированный участок 6 кабеля 2. На данном участке закреплены (например, приварены к жилам 3) токопроводящие грузы 7, выполненные в виде металлических шайб, соприкасающихся с внутренней стенкой насосно-компрессорной трубы 1, подключенной к отрицательному выводу источника питания. The device comprises a cable 2 located in the tubing 1, the conductors 3 cables through which current is passed during heating are connected on the one hand to the positive terminal of the power source 4, and on the other, they are bare, welded to each other and connected by a bandage 5, forming uninsulated section 6 of cable 2 in this way (for example, conductive loads 7, made in the form of metal washers in contact with the inner wall of the tubing 1 connected to the negative, are fixed (for example, welded to the cores 3) I have found a source of power.

В кабель заделаны датчики температуры 8, подключенные через контрольные жилы 9 к измерительному устройству 10. Temperature sensors 8 are connected into the cable, connected through control cores 9 to the measuring device 10.

В предлагаемом устройстве может быть использован серийно выпускаемый геофизический кабель с оболочкой из термостойкого полимера (например, типа КННГС 3х0.75-100-120). The proposed device can be used commercially available geophysical cable with a sheath of heat-resistant polymer (for example, type KNNGS 3x0.75-100-120).

Устройство для нагрева скважины работает следующим образом. A device for heating a well works as follows.

При включении источника питания 4 ток протекает через параллельно соединенные жилы 3, токопроводящие грузы 7 и насосно-компрессорную трубу 1. При этом тепло, выделяемое в кабеле 2 и стенках трубы 1, нагревает находящуюся внутри скважины среду. Контроль температуры различных участков кабеля осуществляется с помощью измерительного устройства 10. When you turn on the power source 4, the current flows through parallel-connected cores 3, conductive weights 7 and the tubing 1. In this case, the heat generated in the cable 2 and the walls of the pipe 1 heats the medium inside the well. Temperature control of various sections of the cable is carried out using a measuring device 10.

Claims (5)

1. Устройство для нагрева скважины, содержащее расположенный в насосно-компрессорной трубе первый нагревательный элемент в виде кабеля, подключенного к источнику питания, отличающееся тем, что на конце кабеля выполнен неизолированный участок с токопроводящими грузами, обеспечивающими электрическое соединение одной или нескольких параллельно соединенных жил кабеля, через которые пропускается ток, с насосно-компрессорной трубой, являющееся вторым нагревательным элементом, при этом кабель подключен к положительному выводу источника питания, а насосно-компрессорная труба - к отрицательному. 1. A device for heating a well, comprising a first heating element located in the tubing in the form of a cable connected to a power source, characterized in that an uninsulated section with conductive weights is provided at the end of the cable, providing electrical connection to one or more parallel cable conductors through which current is passed, with a tubing, which is the second heating element, while the cable is connected to the positive terminal of the pi source Thanium, and the tubing to negative. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мощность второго нагревательного элемента составляет 0,5-0,05 от мощности первого нагревательного элемента. 2. The device according to claim 1, characterized in that the power of the second heating element is 0.5-0.05 of the power of the first heating element. 3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что неизолированный участок кабеля имеет длину 2-10 м, а токопроводящие грузы выполнены в виде металлических шайб с наружным диаметром, равным 1,1-1,3 диаметра кабеля по изоляции, и толщиной 20-60 мм, расположенных на неизолированном участке на расстоянии 0,3-0,6 м друг от друга. 3. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the uninsulated cable section has a length of 2-10 m, and the conductive loads are made in the form of metal washers with an outer diameter equal to 1.1-1.3 of the cable diameter for insulation , and a thickness of 20-60 mm, located on an uninsulated area at a distance of 0.3-0.6 m from each other. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что кабель имеет переменное по длине сопротивление. 4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cable has a resistance variable in length. 5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что кабель снабжен заделанными в него датчиками температуры и контрольными жилами для их подключения к измерительному устройству. 5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the cable is equipped with temperature sensors embedded in it and control cores for connecting them to the measuring device.