способ и устройство для удаления гидратно-парафиновых пробок в насосно-компрессорных трубах нефтяных и газовых скважин

Формула изобретения

1. Способ удаления гидратно-парафиновых пробок в насосно-компрессорных трубах нефтяных и газовых скважин, включающий механическое и гидроструйное воздействие на пробки, отличающийся тем, что одновременно с этим производят тепловое воздействие на пробки.

2. Устройство для удаления гидратно-парафиновых пробок в насосно-компрессорных трубах нефтяных и газовых скважин, содержащее силовой агрегат и орган воздействия на пробки, отличающееся тем, что силовой агрегат состоит из двух электродвигателей разнонаправленного вращения, корпуса которых соединены между собой, а электрические обмотки выполнены со связью по току, при этом на валах с торцов электродвигателей установлены гидронасосы, один из которых предназначен для подачи жидкости в зону работы инструмента, а второй для поджима устройства к пробке в зоне работы инструмента путем отталкивания от жидкости в НКТ, причем электродвигатели выполнены с расчетным нагревом выше температуры плавления парафина и в их корпусах имеются сквозные теплоотводящие каналы.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что орган воздействия на пробки выполнен в виде инструмента типа фрезы, сверла, шнека со сквозными каналами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а более конкретно - к технике удаления гидратно-парафиновых пробок, образующихся в насосно-компрессорных трубах (НКТ), установленных и работающих в нефтяных и газовых скважинах по откачке нефти и газа.

Известны различные способы и устройства для удаления гидратно-парафиновых пробок в НКТ: пропаривание пробок горячим паром или водой через трубки или шланги, опускаемые в НКТ; воздействие на пробки различными химическими реагентами, выделяющими тепло и разрывающими химические связи в парафине; нагрев пробок спускаемыми в НКТ нагревателями различного типа - электрическими, электролитическими, химическими и т.д. (см. например, Хорошилов В.А. Малышев А. Г. Предупреждение и ликвидация гидратных отложений при добыче нефти. М. ВНИИОЭНГ, 1986, Обзорная информация нефтяной промышленности.Серия "Нефтепромысловое дело", Выпуск 15/122).

Общим недостатком всех известных способов и устройств для удаления гидратно-парафиновых пробок является то, что в зоне воздействия на пробку длиной до 1000 м постепенно накапливаются механические примеси (глина, песок, материал нефтегазового пласта и т.п.), в связи с чем воздействие на пробку затрудняется и становится малоэффективным.

Частично этот недостаток устранен в известном способе удаления гидратно-парафиновых пробок в НКТ нефтяных и газовых скважин и устройстве для его осуществления, принятых за прототип (см. авт.свид. СССР N 1756541, кл. Е 21 В 37/02, 1992). Прототип включает механическое и гидроструйное воздействие на пробки и содержит силовой агрегат и орган воздействия на них.

Недостатком прототипа является то, что он обеспечивает удаление небольшого объема механических примесей и резко снижает производительность при накоплении примесей от нескольких десятков сантиметров и больше вследствие застывания парафина над устройством и вокруг него.

Цель изобретения устранить указанный недостаток и создать эффективные способ и устройство, позволяющие удалять пробку с одинаковой производительностью на всем ее протяжении.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе удаления гидратно-парафиновых пробок в насосно-компрессорных трубах нефтяных и газовых скважин, включающем механическое и гидроструйное воздействие на пробки, одновременно с этим производят тепловое воздействие на пробки.

Поставленная цель достигается также тем, что известное устройство для удаления гидратно-парафиновых пробок в насосно-компрессорных трубах нефтяных и газовых скважин, содержащее силовой агрегат и орган воздействия на пробки, состоит из двух электродвигателей разнонаправленного вращения, корпуса которых соединены между собой, а электрические обмотки выполнены со связью по току, при этом на валах с торцов электродвигателей установлены гидронасосы, один из которых предназначен для подачи жидкости в зону работы инструмента, а второй для поджима устройства к пробке в зоне работы инструмента путем отталкивания от жидкости в НКТ, причем электродвигатели выполнены с расчетным нагревом выше температуры плавления парафина, и в их каналах имеются сквозные теплоотводящие каналы; орган воздействия на пробки выполнен в виде инструмента типа фрезы, сверла, шнека со сквозными каналами.

Положительный эффект в предложенных способе и устройстве достигается за счет того, что кроме механического и гидроструйного воздействия на пробку дополнительно производят тепловое воздействие. Нагретая выше температура плавления парафина жидкость циркулирует в пространстве между корпусами электродвигателей и стенками НКТ, удаляя гидратно-парафиновые остатки. Наличие гидронасосов и сквозных каналов в электродвигателях и инструменте обеспечивает подачу нагретой жидкости в зону работы инструмента и поджим устройства к пробке, в результате чего значительно возрастают возможности высокопроизводительного удаления пробки на всем ее протяжении.

Предложенное устройство, позволяющее реализовать предложенный способ, показано на чертеже.

Устройство работает следующим образом. После спуска устройства в скважину до уровня пробки включают электродвигатели, составляющие силовой агрегат 1, корпуса 3 которых соединены между собой. Разнонаправленность вращения валов 5 электродвигателей и связь по току их обмоток 4 компенсируют реактивное вращение, и устройство уравновешивается. Вал 6 нижнего электродвигателя приводит во вращение орган воздействия на пробки 2, выполненный в виде инструмента, который забуривается в гидратно-парафиновую пробку и разрушает ее. Вынос продуктов разбуривания осуществляется жидкостью, подаваемой гидронасосом 6 через каналы 9 в инструменте 2. Гидронасос 6 засасывает жидкость через сквозные теплоотводящие каналы 8 в электродвигателях, в которых она нагревается, забирая тепло от обмоток 4. Гидронасос 7 также засасывает нагретую от обмоток 4 жидкость из сквозных теплоотводящих каналов 8 и выбрасывает ее через канал 8 в корпусе верхнего электродвигателя, что создает силу отталкивания, устройство подается в направлении забуривания и поджимается к пробке в зоне работы инструмента. Нагретая выше температуры плавления парафина жидкость циркулирует вдоль корпусов 3 электродвигателей, обеспечивая удаление остатков гидратно-парафиновой пробки со стенок НКТ.

Таким образом осуществляется комплексное воздействие на гидратно-парафиновые пробки, обеспечивающее их удаление надежно и высокоэффективно.