RU91372U1

RU91372U1 - OIL PRODUCTION PLANT

Info

Publication number: RU91372U1
Application number: RU2009132046/22U
Authority: RU
Inventors: Асгат Галимьянович Гумеров; Дамир Мухаметович Хайбуллин; Антон Иванович Подъяпольский; Аркадий Рувимович Эпштейн; Рамиль Мухаметович Хайбуллин
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов"
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2010-02-10

Abstract

Установка 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, электрод с диэлектрическим центратором, расположенным 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, отличающаяся тем, что диодная сборка расположена в разрыве бронированного кабеля, уплотнена сальниковыми устройствами и закреплена защитными поясами на корпусе установки.Installation for oil production, containing a submersible centrifugal pump with an electric motor, an electrode with a dielectric centralizer and a rectifier connected to a common point of the windings according to the scheme in the "star", while the "positive" terminal is connected to the electrode, and the "negative" to the common point of the three-phase motor, an electrode with a dielectric centralizer located inside the tubing (above the pump) and fixed in the pipes with a coupling through a perforated flange, while connecting the electrode with a rectifier ystvom carried out portion armored cable laid along electric submersible pump installation using a cable head, safety belts and Packing, characterized in that the diode assembly disposed in the gap armored cable gland is sealed and fixed devices protective zones in the installation housing.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в сложных геологических условиях.The utility model relates to the oil industry and can be used to intensify oil production by rodless pumps in difficult geological conditions.

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.: ил. - аналог.A well-known downhole pump is a vertical single-acting structure with a fixed cylinder, a movable metal plunger and ball valves; lowered into the well on a string of tubing and sucker rods (1). Oilfield Equipment: Handbook / Ed. EI Bukhalenko 2nd ed., Revised and supplemented by M .: Nedra, 1990. - 559 pp., Ill. - analogue.

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.The disadvantage of a well pump is its applicability only in low-yield wells and the need to use complex metal-intensive ground equipment (rocking machine), as well as its limited applicability with a large gas factor and a large curvature of wells, typical for cluster drilling.

Наиболее близким техническим решением является установка погружного центробежного насоса для добычи нефти.The closest technical solution is the installation of a submersible centrifugal pump for oil production.

Установка для добычи нефти состоит из погружного, насосного агрегата, состоящего из погружного центробежного насоса и электродвигателя (электродвигатель с гидрозащитой), кабеля в сборе, спускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, который крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами, электрод, с диэлектрическим центратором, фиксируемый муфтой, через перфорированный фланец, бронированный одножильный кабель, диодная сборка, уплотнительные устройства для герметизации бронированного кабеля, подключение электрода к кабелю осуществляется через соединительное устройство (геофизическая кабельная головка). Конструкция позволят 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, отложениях солей и парафинов в колонне НКТ, также, меняется в сторону увеличения потенциала, исключая отрицательный эффект воздействия. (Положительное решение по заявке. №2005136144/03/040369) (2).An oil production unit consists of a submersible pumping unit consisting of a submersible centrifugal pump and an electric motor (electric motor with hydroprotection), an assembled cable, lowered into the well on a tubing string, which is attached to a hydraulic protector, a pump and metal tubing belts, electrode, with dielectric centralizer, fixed by coupling, through a perforated flange, armored single-core cable, diode assembly, sealing devices for sealing armored cable, the electrode is connected to the cable through a connecting device (geophysical cable head). The design will allow the electrode to obtain the potential difference relative to the tubing string, due to overflows in the three-phase windings of the electric motor during pump operation. The presence of overflows can be explained, for example, by the difference in the resistance of the three-phase stator windings or by the unevenness of their load due to the asymmetry of the location of the submersible centrifugal pump installation in a curved well. When changing the operating mode of the installation, for example, due to changes in reservoir pressure, gas factor, salt and paraffin deposits in the tubing string, it also changes in the direction of increasing potential, eliminating the negative effect. (Positive decision on the application. No. 2005136144/03/040369) (2).

Однако недостатком устройства является неблагоприятные температурные условия работы диодной сборки, поскольку температура масла, которое заполняется полость двигателя, достигает 180°С.However, the disadvantage of this device is the unfavorable temperature conditions of the diode assembly, since the temperature of the oil that fills the cavity of the engine reaches 180 ° C.

Целью полезной модели - повышение эффективности работы установки путем улучшения режима работы выпрямительного устройства (диодной сборки) и тем самым, повышения межремонтного периода работы установки.The purpose of the utility model is to increase the efficiency of the installation by improving the operating mode of the rectifier device (diode assembly) and thereby increase the overhaul period of the installation.

Цель достигается тем, что диодная сборка располагается снаружи установки в разрыве одножильного кабеля и герметизируется, например, сальниковыми устройствами.The goal is achieved in that the diode assembly is located outside the installation in the gap of the single-core cable and is sealed, for example, with stuffing box devices.

На фиг. схематически изображена заявляемая установка для добычи нефти.In FIG. schematically shows the inventive installation for oil production.

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 защитными 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, диодная сборка поз.11 располагается в разрыве бронированного кабеля поз.10 и уплотняется сальниковыми устройствами поз.15 и закреплена защитными поясами поз.5 на корпусе установки.An oil production installation consists of a submersible pump unit, consisting of a submersible centrifugal pump pos. 1 and an electric motor pos. 2 (electric motor with hydroprotection), a cable assembly pos. 3, lowered into the well on a tubing string pos. 4, which attached to the hydraulic protection, pump and tubing with protective belts pos. 5, electrode pos. 6, with a dielectric centralizer pos. 7, fixed by a sleeve pos. 8, through a perforated flange pos. 9, armored single-core cable pos. 10, diode assembly pos. 11, seals The device pos. 12 and pos. 13 for sealing an armored cable pos. 10, the electrode pos. 6 is connected to the cable pos. 10 through a connecting device (geophysical cable head) pos. 14, the diode assembly pos. 11 is located in the gap of the armored cable pos.10 and sealed with stuffing box pos.15 and secured with protective belts pos.5 on the installation casing.

Предлагаемая конструкция позволит существенно улучшить условия работы диодной сборки и увеличить межремонтный период работы заявляемой установки.The proposed design will significantly improve the working conditions of the diode assembly and increase the overhaul period of the claimed installation.

Установка работает следующим образом. Выше погружного центробежного насоса поз.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 О₂ 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, эмульгированой 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, эмульгированой 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 электрохимических 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.Installation works as follows. Above the submersible centrifugal pump pos. 1. under the influence of an electric field, water emulsified in oil and containing salt solutions, as a result of secondary electrical reactions, decomposes into hydrogen molecules H ₂ from H atoms on the cathode and oxygen molecules O ₂ from OH radicals on the anode. Under the action of an external current source (formed due to phase imbalance due to their asymmetry due to the difference in the resistance of the windings), followed by rectification using a diode assembly 11, the conditions for the degassing of water emulsified in oil are created due to its electrolytic decomposition with the formation of a gas phase that prevents deposition hydrates and salts on the surface of the columns and the formation of a highly dispersed gas-liquid mixture of reduced density. On the electrode 6 connected to the anode, oxidation reactions will occur and corrosion will occur on this electrode, providing the effect of cathodic polarization and preventing salt and paraffin deposits on the installation of a submersible centrifugal pump and the inner surface of NKT-4. The effect of "cold boiling" of the liquid due to electrolysis of water emulsified in oil, occurring in the tubing string 4 and electrode 6 located above the pump, will allow due to the formation and floating of gas bubbles, at the same time, to lower the density of the lifted flow, to facilitate the operation of deep-pumping equipment, prevent the formation of "gas clogging" in the flow part of the pump and create additional depression on the reservoir. As a result of electrochemical reactions, conditions of cathodic polarization are created, which protects the equipment from corrosion and the simultaneous creation of a passivating magnetite film on the protected equipment that prevents further oxidation. The existence of such "oxide films" is proved by various methods; polarization of reflected light, x-ray, etc.

Использование предполагаемого изобретения позволит увеличить дебит лифтируемой жидкости и повысить межремонтный период работы установки в осложненных условиях поздней стадии разработки месторождений.Using the proposed invention will increase the flow rate of the fluid to be lifted and increase the overhaul period of the installation in complicated conditions of a late stage of field development.

Источники информации:Information sources:

1. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И.Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил, стр.53-58.1. Oilfield equipment: Handbook. / Ed. E.I. Bukhalenko. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Nedra, 1990 .-- 559 p .: silt, p. 53-58.

2. Положительное решение по заявке №2005136144/03/0403692. Positive decision on the application No. 2005136144/03/040369

Claims

Installation for oil production, containing a submersible centrifugal pump with an electric motor, an electrode with a dielectric centralizer and a rectifier connected to a common point of the windings according to the scheme in the "star", while the "positive" terminal is connected to the electrode, and the "negative" to the common point of the three-phase motor, an electrode with a dielectric centralizer located inside the tubing (above the pump) and fixed in the pipes by a coupling through a perforated flange, while connecting the electrode with a rectifier ystvom carried out portion armored cable laid along electric submersible pump installation using a cable head, safety belts and Packing, characterized in that the diode assembly disposed in the gap armored cable gland is sealed and fixed devices protective zones in the installation housing.