RU33376U1 - Система электрообогрева очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений - Google Patents

Description

Описание полезной модели

«СИСТЕМА ЭЛЕКТРООБОГРЕВА ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЙ УСТАНОВКИ ОТ НАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для очистки насосно-компрессорной трубы нефтедобывающей установки от отложений парафина и поддержания в ней теплового режима, обеспечивающего предупреждение образования парафиновых пробок. На настоящее время нефтедобываюш;ие компании Российской Федерации при добыче нефти применяют более 80-ти тысяч установок пггангового глубинного насоса (ШГН), в которых может быть применена полезная модель при наличии отложений парафина.

Добыча нефти на отдельных месторождениях различных нефтяных компаний в ряде случаев сопровождается интенсивным парафинообразованием в насосно-компрессорной трубе (ИКТ) установки для добычи нефти и кольцевом пространстве, на мероприятия по борьбе с которым расходуются значительные ресурсы. Для предупреждения пробкообразования и профилактического удаления отложений парафина в основном применяются тепловые, механические, магнитные, электронагревательные и химические методы, эффективность которых зависит от способа добычи нефти, термобарического

режима течения, состава и свойств добываемой продукции. Для оптимизации выбора метода защиты скважии необходима разработка техникоэкономических критериев, учитывающих особенности технологии воздействия на парафиногидратообразования и эксплуатации скважин.

Основными параметрами, определяющими выбор защиты скважин, являются интервал возможного парафиноотложения и интенсивность выделения твёрдой фазы на стенках скважинного оборудования. Выпадение парафина на стенках скважинного оборудования обусловленно перенасыщением нефти и выделения газа по мере придвижения потока жидкости от забоя к устью. Многочисленные промысловые исследования показали, что характер асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в НКТ различного диаметра примерно одинаков. Толщина отложений постепенно увеличивается от места начала их образования на глубине 500 900 м и достигает максимальной толщкиы на глубине 50 - 200 м от устья (фиг.1).

По мнению большинства , определяющим фактором, влияюпщм на парафинообразование, является снижение температуры по стволу эксплуатационной скважины в больпшнстве случаев равное 2 - 3°С на 100 м её длины. Интенсивность теплоотдачи зависит от разницы температур жидкости и окружающих пород на определённой глубине, а также теплопроводности кольцевого пространства между НКТ и эксплуатационной

колонной. Если затрубное пространство заполнено газом, то теплоотдача составляет меньшее значение по сравнению с жидкостным заполнением.

Для ряда случаев проблема отложения парафина, снижения вязкости нефтей парафинового основания, уменьшения затрат на перекачку, увеличения добычи нефти решается путём применения системы электрообогрева нефтескважины с использоваьшем плоского нагревательного кабеля, прокладываемого по наружной поверхности НКТ. Длина последнего, удельная мощность, место установки на НКТ определяется для каждой конкретной установки ШГН с учётом обеспечения температуры нефтеводогазосодержаш;ей жидкости на устье скважины не ниже 20°С. В общем случае диапазон удельной мопщости при различных длинах кабеля нагрева и местах установки на НКТ, обеспечивающей исключение отложений парафина находится в пределах 30-100 Вт/м.

С 80-х годов и по настоящее время отдельные разработчики и исследователи по вопросам борьбы с отложениями парафина при решении проблемы очистки нефтедобывающих установок используют трёх либо двухжильные кабели с изолящ1ей из термопластичного полиэтилена 4. По плоским кабелям на настоящее время разработана серия конструкций для трёхфазной системы электрообогрева. Изоляция токопроводяпщх жил кабеля выполняется из полиэтилена со сшитой структурой либо из блоксополимера пропилена с этиленом, которые обеспечивают возможность эксплуатации

кабельного изделия при температуре до 120°С на токопроводящей жиле. Для однофазной системы электрообогрева либо при постоянном токе разработаны плоские кабели увеличенной ширины (четырёхжильные вместо двухжильных), в которых каждая жила выполнена из двух отдельно изолированных проводников либо увеличение ширины обеспечивается путём применения заполнителя в двухжильном кабеле.

В трёхфазных системах электрообогрева применяются также трёхжильные кабели нагрева увеличенной ширины с указанными видами полимерной изоляции. Увеличение ширины кабеля обеспечивается за счёт применения заполнителя либо выполнения одной фазы кабеля из двух отдельно изолированных проводников. Рассмотрены вопросы нагревания потока нефти в НКТ установки для добычи нефти при применеьши нагревательного кабеля 3 и разработана методика определения температуры жидкости на устье скважины в зависимости от удельной мопщости кабеля нагрева и скорости потока в трубопроводе. При исследовании получена сравнимость значений теоретических расчётов и фактических значений температур жидкости на устье скважины.

На фиг. 1 представлены сведения по интенсивности отложения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) по высоте БКТ установки и в зависимости от диаметра трубы. Характер парафиновых отложений при диаметрах трубы 89(1), 79(2), 62(3) мм примерно одинаков.

На фиг. 2 представлен общий вид установки EDDTH, содержащей кабель нагрева 5, соединяемый с помощью подводящего кабеля 2 со станцией управления 1. На насосно-компрессорной трубе 7 кабель нагрева крепится с помощью металлических поясов 3 и соединяется с подводящим кабелем в соединительной муфте 4. На конце кабеля нагрева устанавливается концевая муфта 5.

На фиг. 3 представлены варианты конструктивного исполнения плоского кабеля нагрева. На токопроводящую жилу 1 накладывается двз слойная полимерная изоляция 2. Для з еличения ширины кабеля применяется заполнитель 6 либо кабель изготавливается с расщеплёнными жилами. На каждую изолированную жилу накладывается защитное покрытие 4 в виде обмотки. На параллельно уложенные жилы накладывается подушка 5 и броня 7.

Но отзывам отдельных нефтедобывающих компаний способ очистки нефтедобывающих установок от парафиновых отложений путём применения плоского кабеля нагрева и станции управления имеет лучшие техникоэкономические показатели в сравнении с дрзтими методами решения проблемы депарафинизации. На отдельных скважинах объём добываемой жидкости увеличивается примерно в 2 раза за отчётный год.

Литература

1.Персиянцев М.Н. Добыча нефти в осложнённых условиях. М. Недра. 2000.

2.Буренков А.Е., Долгошалко М.А., Макиенко Г.П., Савченко В.Г., Турбин П.В. Кабели нагревательные и борьба с отложениями парафина нри добыче нефти. Технический сборник. Пермь. 2001.

3.Буренков А.Е., Макиенко Г.П., Мерзляков Б.Л., Смильгевич В.В., Холодный С.Д. Расчёт нагревания потока нефти в скважине при применении нагревательного кабеля. Пермская область для нефтегазовой индустрии. Пермь. 2001.

4.Мальшев А.Г., Черемисин Н.А. Применение греющих кабелей для предупреждения парафиногидратообразования в нефтяных скважинах. Нефтяное хозяйство, 6. 1990. -6-

Claims (9)

1. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений, включающая плоский нагревательный кабель с двухслойной изоляцией, прокладываемый по наружной поверхности насосно-компрессорной трубы, обеспечивающий температуру при эксплуатации до 120°С, подключаемый с использованием подводящего кабеля к однофазной либо трехфазной станции управления переменного или постоянного тока при удельной мощности кабеля нагрева не менее 20 Вт/м и обеспечение станцией управления поддержания температуры жидкости не менее 20 и не более 70°С на устье скважины.

2. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по п.1, в которой оба слоя изоляции каждой жилы кабеля нагрева выполнены из полиэтилена со сшитой структурой либо первый слой выполняется из полиэтилена со сшитой структурой, а второй из блоксополимера пропилена с этиленом при содержании этиленовых звеньев в количестве 7-15%.

3. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по п.1, в которой на каждую токопроводящую жилу кабеля нагрева наложено дополнительное покрытие из электроизоляционного лака либо олова или его сплава и оба слоя изоляции выполнены из блоксополимера пропилена с этиленом при содержании этиленовых звеньев в количестве 7-15%.

4. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по п.1, в которой первый слой изоляции каждой жилы кабеля нагрева выполнен из блоксополимера пропилена с этиленом стойкого к ионам меди при содержании этиленовых звеньев в количестве 7-15%, включающего 0,1-0,6% дезактиватора меди, второй слой изоляции выполнен из блоксополимера пропилена с этиленом при содержании этиленовых звеньев в количестве 7-15%.

5. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по п.1, в которой при однофазной станции управления переменного тока либо при постоянном токе применен четырехжильный кабель нагрева с расщепленными токопроводящими жилами вместо двухжильного кабеля.

6. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по п.1, в которой применен двухжильный кабель с заполнителем, имеющий увеличенную ширину.

7. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по п.1, в которой трехжильный кабель содержит заполнитель и имеет увеличенную ширину.

8. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по любому из пп.2-7, в которой соотношение толщин внутреннего и наружного слоев изоляции жилы кабеля нагрева находится в пределах 0,5-2,0.

9. Система электрообогрева для очистки нефтедобывающей установки от парафиновых отложений по любому из пп.2-8, в которой каждая изолированная жила кабеля нагрева имеет защитное покрытие, состоящее по меньшей мере из одной волокнистой или пластмассовой ленты.