устройство для очистки внутренней поверхности нефтескважин

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности нефтескважины, содержащее герметично закрытый трубчатый токопроводящий корпус, образующий рабочую камеру, электрод с токопроводящим наконечником, погруженным в электропроводный раствор в нижней части рабочей камеры, и токоподводящий кабель, отличающееся тем, что корпус выполнен составным из составных частей, при этом устройство снабжено соединительной головкой под составные части корпуса, установленной внутри корпуса с возможностью разделения его полости на рабочую и вспомогательную камеры, во вспомогательной камере размещен электрод, соединительная головка имеет каналы для сообщения рабочей камеры со вспомогательной и разъемный изолированный от нее узел под электроды, причем электрод во вспомогательной камере одним концом связан с токоподводящим кабелем, а другим концом через разъемный узел соединительной головки – с электродом рабочей камеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки внутренней поверхности труб, нефтяных скважин от асфальтосмоляных и парафиновых отложений, в частности при добыче нефти из скважин, разбуренных в зоне вечной мерзлоты.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности скважинных труб по а.с. СССР №1613588, МКИ 5 E 21 B 43/24, БИ №46, 1990, содержащее герметично закрытый трубчатый токопроводящий корпус, образующий рабочую камеру, электрод, погруженный в электропроводный раствор в нижней части рабочей камеры, и токоподводящий кабель.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является устройство для очистки внутренней поверхности нефтескважины по патенту России, №93049592, МКИ 6 Е 21 В 43/24, опубл. 11.20.1966, содержащее герметично закрытый трубчатый токопроводящий корпус, образующий рабочую камеру, электрод с токопроводящим наконечником, погруженным в электропроводный раствор в нижней части рабочей камеры, и токоподводящий кабель.

Общим недостатком приведенных устройств является то, что затруднен обратный ход устройства в нефтяной скважине. По мере очистки нефтескважины от асфальтосмоляных и парафиновых отложений устройство прямым ходом продвигается в глубь скважины. Разогретые устройством асфальтосмоляные и парафиновые отложения до жидкого состояния вытесняются из нефтескважины самим устройством на поверхность обрабатываемого массива. Однако под воздействием температуры внешней среды асфальтосмоляные и парафиновые отложения претерпевают аморфное превращение из жидкого состояния в твердое, не успев вытечь из скважины. Образование твердых смоляных, парафиновых отложений на стенках скважины приводит к уменьшению диаметра скважины и, как следствие, к ухудшению условий проходимости устройства при обратном его ходе. Это обусловлено тем, что прогревание отложений осуществляется устройством только со стороны рабочей камеры, т.е. с передовой части устройства, т.к. верхняя, т.е. вспомогательная, камера над головкой не является рабочей. Верхняя часть трубчатого корпуса при этом не прогревается. Поэтому даже незначительные отложения в нефтяной скважине создают непреодолимые препятствия обратному ходу устройства. Прогреву верхней части корпуса препятствует соединительная головка с изолятором, которая полностью перекрывает полость корпуса, а также и доступ тепловой энергии из рабочей камеры. В результате в корпусе устройства рабочая температура поддерживается только в его передовой части, что благоприятно отражается на его прямом ходе, однако обратный ход затруднен. Для того чтобы вытащить устройство из скважины, используют дополнительные средства для повторной очистки участка нефтескважины над прибором, что требует дополнительных затрат времени и средств.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать устройство для очистки внутренней поверхности нефтескважины путем перераспределения тепловой энергии, обеспечить равномерное прогревание корпуса по всей его поверхности и за счет этого достичь беспрепятственного движения прибора в прямом и обратном направлениях, уменьшить трудоемкость работ по очистке скважины и значительно повысить производительность.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности нефтескважины, содержащем герметично закрытый трубчатый токопроводящий корпус, образующий рабочую камеру, электрод с токопроводящим наконечником, погруженным в электропроводный раствор в нижней части рабочей камеры, и токоподводящий кабель, согласно изобретению, корпус выполнен составным из составных частей, при этом устройство снабжено соединительной головкой под составные части корпуса, установленной внутри корпуса с возможностью разделения его полости на рабочую и вспомогательную камеры, во вспомогательной камере размещен электрод, соединительная головка имеет каналы для сообщения рабочей камеры со вспомогательной и разъемный изолированный от нее узел под электроды, причем электрод во вспомогательной камере одним концом связан с токоподводящим кабелем, а другим концом через разъемный узел соединительной головки - с электродом рабочей камеры.

Отличительные признаки, заключающиеся в том, что корпус выполнен составным из составных частей, при этом устройство снабжено соединительной головкой под составные части корпуса, установленной внутри корпуса с возможностью разделения его полости на рабочую и вспомогательную камеры, во вспомогательной камере размещен электрод, соединительная головка имеет каналы для сообщения рабочей камеры со вспомогательной и разъемный изолированный от нее узел под электроды, причем электрод во вспомогательной камере одним концом связан с токоподводящим кабелем, а другим концом через разъемный узел соединительной головки - с электродом рабочей камеры, в совокупности с известными признаками формулы изобретения, содержащие герметично закрытый трубчатый токопроводящий корпус, образующий рабочую камеру, электрод с токопроводящим наконечником, погруженным в электропроводный раствор в нижней части рабочей камеры, и токоподводящий кабель, позволили создать устройство для очистки нефтяных скважин, в котором корпус в каждой точке его поверхности прогревается в процессе работы до температуры, необходимой и достаточной для расплавления асфальтосмоляных или парафиновых отложений. Этим достигаются высокая производительность устройства, его маневренность в процессе эксплуатации, простота и культура обслуживания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства для очистки внутренней поверхности нефтескважины;

на фиг.2 - устройство в сечении по А-А.

Устройство для очистки внутренней поверхности нефтескважины содержит герметично закрытый трубчатый токопроводящий корпус 1, соединительную головку 2 под составные части 3, 4 корпуса 1 с разъемным изолированным от нее узлом 5 под электроды 6, 7. Соединительная головка 2 установлена в корпусе 1 с возможностью разделения его полости на рабочую 8 и вспомогательную 9 камеры. В рабочей камере 8 размещен электрод 6 с токопроводящим наконечником 10. В нижнюю часть рабочей камеры залит электропроводный раствор 11, в который погружен токопроводящий наконечник 10. Во вспомогательной 9 камере размещен электрод 7, одним концом связанный с токоподводящим кабелем 12, а другим концом через разъемный узел 5 - с электродом 6 рабочей камеры 8. Соединительная головка 2 изолирована от электродов посредством изоляторов 13, 14. В соединительной головке 2 выполнены сквозные каналы 15, сообщающие рабочую камеру 8 со вспомогательной 9.

Устройство для очистки внутренней поверхности нефтескважины работает следующим образом.

Устройство в полностью собранном виде опускается в колонну насосно-компрессорных труб в скважине 1 на грузонесущем кабеле на глубину начала асфальтосмоляных и парафиновых отложений. В исходном состоянии в рабочей камере 8 в ее нижней части имеется электропроводный раствор 11, в частности соляной раствор, в который погружен токопроводящий наконечник 10. Через токоподводящий кабель 12 на электроды 6, 7 подается питающее напряжение. Под действием электрического тока, протекающего через электропроводный раствор 11, в частности соляной, щелочной или кислотный раствор 2, происходит разогрев раствора в рабочей камере 8 до температуры кипения. Образовавшийся при этом пар устремляется в верхнюю часть рабочей камеры и через сквозные каналы 15 проникает во вспомогательную 9 камеру.

Под воздействием паров электропроводной жидкости 11 обеспечивается прогрев корпуса вспомогательной 9 камеры до температуры, близкой или равной температуре корпуса рабочей 8 камеры.

В процессе разогрева происходит конденсация паров солевого раствора, при этом жидкость из вспомогательной камеры через каналы 15 стекает обратно в рабочую камеру 8.

Изменение агрегатного состояния солевого раствора сопровождается коммутацией в цепи наконечник - электролит. Взятое соотношение масс соляного раствора в рабочей камере 8 и мощности токопроводящего наконечника задает устройству оптимальный режим работы. За счет теплопроводности электропроводного раствора и конвективного теплообмена во вспомогательной 9 и рабочей 8 камерах корпуса 1 происходит интенсивный его разогрев на всех уровнях, что обеспечивает поддержание и стабилизацию общей температуры корпуса по всей его рабочей поверхности.

При контакте корпуса 1 с асфальтосмоляными и парафиновыми отложениями под действием тепловой энергии происходит их расплавление. По мере расплавления отложений поверхность нефтяной скважины освобождается от них, и создаются беспрепятственные условия для последующего прямого продвижения устройства. Расплавленную массу выводят из скважины на поверхность обрабатываемого блока посредством воды, которую в процессе ведения очистных работ вводят в скважину. В случае застывания расплавленной массы на выходе из нефтескважины под воздействием температуры окружающей среды периодическими возвратно-поступательными движениями устройства восстанавливают прежний режим очистки скважины. Это достигается тем, что вся поверхность корпуса прогрета и одинаково работает как при прямом, так и обратном ходе. Высокая маневренность устройства в процессе очистки позволила значительно повысить скорость проходки скважины, исключить трудоемкие операции по извлечению устройства из скважины и обеспечить оптимальный режим очистки.

Промышленными испытаниями заявляемого устройства установлено:

производительность очистки скважины данным прибором повышается в 2,5 раза по сравнению с устройством-прототипом;

исключены трудоемкие операции по извлечению устройства из скважины;

повышена культура обслуживания устройства.