Пристрій для нагрівання

Пристрій для нагрівання, який містить секцію насосно-компресорної труби і клей з високою теплопровідністю і теплостійкістю, який відрізняється тим, що в пристрій введені центратори, n x k нагрівачів, де n - число нагрівачів в одному ряді, а k - число рядів нагрівачів, електричний рознім, живильна шина, підключаючі, сполучні і заземлюючі проводи, центратори приварені до кінців насосно-компресорної труби секції, на зовнішній поверхні труби секції насосно-компресорної труби за допомогою клею з високою теплопровідністю і те U 2 (19) 1 3 14329 4 подушкою під броню, броню, виконану зі сталевих домий пристрій для нагрівання, який містить секкруглих дротів, полімерну оболонку, накладену цію насосно-компресорної труби і клей з високою поверх двошарової броні кабелю, при цьому сертеплопровідністю і теплостійкістю, відповідно до дечник виконаний у вигляді однієї ізольованої жикорисної моделі введені центратори, nxk нагрівали, електричний опір броні більше електричного чів, де n - число нагрівачів в одному ряді, a k опору жили сердечника в 2 - 4 рази, а жила сердечисло рядів нагрівачів, електричний роз'єм, живичника з'єднана з бронею на коротко в нижньому льна шина, підключаючі, сполучні і заземлюючі кінці кабелю. проводи, центратори приварені до кінців насосноДаний пристрій для запобігання парафіногідкомпресорної труби секції, на зовнішній поверхні ратоутворення в трубах свердловини також, як і труби секції насосно-компресорної труби за допопристрій для нагрівання, що заявляється, містить могою клею з високою теплопровідністю і теплоснагрівальний елемент. Однак, виконання нагріватійкістю закріплені рівномірно нагрівачі, кожний з льного елемента у відомому пристрої у вигляді який за формою відповідає зовнішній поверхні кабелю веде до збільшення габаритів і ваги притруби секції, при цьому п нагрівачів, розташованих строю і зниженню коефіцієнта корисної дії внасліпо окружності утворюють ряд, а нагрівачі рядів з док необхідності нагрівання проміжного теплоносія першого по k-ий розташовані по напрямним зовні- пластової рідини, а також унаслідок того, що нашньої поверхні труби секції, перший нагрівач кожгрівається вся свердловина, і ті місця, де темпераного ряду з'єднаний відповідним підключаючим тура наближається до температури парафіногідпроводом з живильною шиною, n-ий елемент кожратоутворення і ті місця, де температура істотно ного ряду підключений відповідним заземлюючим вище температури парафіногідратоутворення. проводом до труби секції, нагрівачі у ряді з першоНайбільш близьким по технічній сутності є го по n-ий з'єднані між собою послідовно сполучпристрій для експлуатації свердловин з високов'яними проводами, електричний рознім розміщений зкою нафтою [Патент України № 53457, кл. Е21В у центраторі, живильна шина розміщена на зовні43/00, Бюл. № 1, 2003], що містить насосношній поверхні труби секції по її напрямній у діелеккомпресорну трубу на зовнішній поверхні якої за тричних підкладках і закріплена в електричному допомогою клею з високою теплопровідністю і терозніми з однієї його сторони, підключаючі і сполуплостійкістю закріплений високотемпературний чні проводи розміщені на поверхні труби секції в діелектрик з високою теплопровідністю, на зовнішдіелектричних підкладках, поверхня труби секції і ній поверхні якого в один шар розміщений резиселементи, що розміщені та закріплені на ній, ізотивний нагрівальний елемент, покритий діелектрильовані одне від одного і від зовнішнього середоком з низькою теплопровідністю з нанесеним на вища шляхом заливання їх суцільним шаром силінього тепловідбиваючим покриттям, зовнішня поконової гуми з наступною її вулканізацією. верхня якого теплоізольована теплоізоляційним Введення центраторів, нагрівачів, електричнопокриттям. го розніму, живильної шини, підключаючих, сполуДаний пристрій для експлуатації свердловин з чних та заземлюючих проводів і закріплення на високов'язкою нафтою також, як і пристрій для зовнішній поверхні труби секції за допомогою клею нагрівання, що заявляється, містить секцію насосз високою теплопровідністю і теплостійкістю рівно-компресорної труби і клей з високою теплопрономірно по напрямних і по окружності труби рядів відністю і теплостійкістю. Однак, відсутність нагрівачів, що відповідають за формою зовнішньої центраторів, нагрівальних елементів, що відповіповерхні труби секції, з'єднаних послідовнодають за формою зовнішньої поверхні труби секпаралельно й ізольованих друг від друга і від зовції, закріплених на зовнішній поверхні труби секції нішнього середовища шаром вулканізованої силірядами рівномірно по напрямних і по окружності за конової гуми і зв'язків елементів пристрою один з допомогою клею з високою теплопровідністю і теодним дозволяє різко підвищити експлуатаційні плостійкістю, з'єднаних послідовно-паралельно й характеристики пристрою. Так, у запропонованому ізольованих друг від друга і від зовнішнього серепристрої вище надійність роботи, так як при обриві довища суцільним шаром вулканізованої силікочи при перегорянні нагрівана виходить з ладу тільнової гуми різко погіршує експлуатаційні характеки один ряд нагрівачів, а працездатність усього ристики відомого пристрою, а, саме, знижує пристрою зберігається, більше термін служби, так надійність роботи, тому що у відомому пристрої як ізоляція окремих нагрівальних елементів друг при обриві або при перегорянні в одній точці виховід друга і від зовнішнього середовища суцільним дить з ладу весь резистивний нагрівальний елешаром силіконової гуми не пропускає рідину, що мент, знижує термін служби, тому що у відомому знаходиться в свердловині, до нагрівального елепристрої під впливом пластових вод, що містять мента і тим самим виключає вплив кислот і лугів, кислоти і луги, нагрівальний елемент швидко вищо можуть міститися в ній, на нагрівальний елеходить з ладу, знижує стійкість до механічних мент, крім того, вище стійкість до механічних ушкоджень, які можливі при спуску пристрою в ушкоджень, так як суцільний ізолюючий шар вулсвердловину чи при підйомі зі свердловини. канізованої силіконової гуми і центратори захищаВ основу корисної моделі поставлена задача ють нагрівальні елементи від механічних ушкоудосконалення пристрою для нагрівання шляхом джень, можливих при спуску пристрою в уведення нових елементів і зв'язків у пристрій, що свердловину чи при підйомі зі свердловини. дозволяє підвищити його експлуатаційні характеНа кресленнях приведені: ристики, а, саме, надійність роботи, термін служби фіг.1 - загальний вигляд пропонованого приі стійкість до механічних ушкоджень. строю з розрізами; Поставлена задача вирішується тим, що у віфіг.2 - перетин пристрою по А-А; 5 14329 6 фіг.3 - розгорнення перетину по А-А; Центратор 2 - фіг.5 являє собою основу 13, фіг.4 - електрична схема з'єднання нагрівачів; яка виконана у вигляді втулки з внутрішнім діаметфіг 5 - перетин пристрою по Б-Б, на якому пором на 1-2 мм більшим, ніж зовнішній діаметр наказаний центратор; сосно-компресорної труби 1, до зовнішній бічній фіг.6 - приклад виконання нагрівача. поверхні основи по радіусу приварені упори 14, Пристрій для нагрівання (фіг.1,2 3 і 4) містить наприклад чотири упора, які відстоять один від секцію насосно-компресорної труби 1 з внутрішодного на кут у 90 . Довжина упоров 14 обирається ньою різьбою на верхньому кінці і з зовнішньою такий, щоб при установленні колони насоснорізьбою на нижньому кінці, центратори 2, приварекомпресорних труб з привареними до нею центрані до кінців насосно-компресорної труби 1 секції, торамі упори не досягали до внутрішньої стеці нагрівачі 3-1-1, 3-1-2, .... 3-1-n, 3-2-1, 3-2-2, .... 3-2обсадної труби на 3-5 мм. Електричний рознім 11 n, .... 3-k-l, 3-k-2. ..., 3-k-n, що за допомогою клею 4 розміщений у усередині одного з упорів 14 центраз високою теплопровідністю і теплостійкістю, затора 2, що встановлений на верхньому кінці труби кріплені на зовнішній поверхні насосно1. При необхідності, наприклад, у випадку, коли в компресорної труби 1 секції рівномірно, при цьому точці нагрівання треба встановити послідовно два нагрівачі з першого по п-ий утворюють ряди по пристрою для нагрівання, на верхньому пристрої окружності, а нагрівачі рядів з першого по k-ий для нагрівання можливо встановити роз'єми в розташовані по напрямних зовнішньої поверхні обох центраторах 2 труби 1. насосно-компресорної труби 1, сполучні проводи Нагрівач, один з 3-1-1, 3-1-2, ..., 3-k-n, приклад 5-1-1, 5-1-2, ..., 5-1-(п-1), що з'єднують послідовно виконання якого приведений на фіг.6, містить шар нагрівачі першого ряду 3-1-1, 3-1-2, .., 3-1-n, сподіелектрика з високою теплопровідністю 15, що лучні проводи 5-2-1, 5-2-2, ..., 5-2-(п-1), що з'єднумає форму дуги окружності з радіусом, на 1-2 міють послідовно нагрівачі другого ряду 3-2-1, 3-2-2, ліметри великим радіуса циліндричної поверхні, на .., 3-2-n, ..., сполучні проводи 5-k-l, 5-k-2, ..., 5-k-(nяку він буде кріпитися, резистивний нагрівальний l), що з'єднують послідовно нагрівачі k-го ряду 3-kелемент 16, що розміщений на шарі діелектрика з l, 3-k-2, ..., 3-k-n, живильну шину 6, розташовану по високою теплопровідністю 15, шар діелектрика 17, напрямної зовнішній поверхні насоснощо теплоізолюеть, що нанесений на шар діелекткомпресорної труби 1 секції, підключаючі проводи рика з високою теплопровідністю 15 і на резистив7-1, 7-2,..., 7-k, один кінець кожного з який з'єднаний нагрівальний елемент 16, перший токовий ний з живильною шиною 6, а другій - з відповідним вивід 18, що з'єднаний з одним кінцем резистивнонагрівачем 3-1-1, 3-2-1, ..., 3-k-l, діелектричні підкго нагрівального елемента 16, другий токовий виладки 8, у які поміщені сполучні 5-1-1, 5-1-2, ..., 5від 19, що з'єднаний із другим кінцем резистивного k-(n-1) і підключаючі 7-1, 7-2, .... 7-k проводи і жинагрівального елементу 16. вильна шина 6 при їхньому розміщенні на поверхні Кількість нагрівачів 3-1-1, 3-1-2, ..., 3-k-n, що насосно-компресорної труби 1 секції, заземлюючі встановлюються на секцію труби визначають для проводи 9-1, 9-2, ..., 9-k, один кінець кожного з кожної свердловини виходячи з маси рідини (газу), який з'єднаний з відповідним нагрівачем З-1-n, 3-2що проходить по трубі в одиницю часу, з того від n, ..., 3-k-n, а другі кінці заземлюючих проводів 9-1, якої і до якої температури необхідно нагрівати рі9-2, ..., 9-k з'єднані з трубою 1 секції, шар 10 вулдину (газ) у трубі і з потужності окремого нагрівача канізованої силіконової гуми, якою покрита вся з 3-1-1, 3-1-2, ..., , 3-k-n того типу, що вирішено поверхня насосно-компресорної труби 1 секції і встановлювати. Потужність одного нагрівача, відсяка ізолює елементи пристрою друг від друга і від тані між окремими нагрівачами в ряді і відстані між зовнішнього середовища, кінці шару 10 силіконорядами вибираються таким чином, щоб, з одного вої гуми розміщені з ущільненням під центраторабоку, забезпечувалася необхідна загальна потужмі 2, розміщеними на кінцях насосно-компресорної ність пристрою для нагрівання, а, з іншого боку, труби 1 секції, електричний рознім 11, що розміщоб при заданій щільності теплового полю темпещений у центраторі 2, в одному вводі електричноратура в зоні нагрівання не перевищувала максиго розніму 11 закріплена живильна шина 6, в друмально-припустиму температуру для елементів гому вводі закріплюють жилу живильного кабелю пристрою. 12 при зборці колони насосно-компресорних труб. Пристрій для нагрівання працює в такий споНа наведених кресленнях, як приклад приведений сіб. ряд нагрівачів з n = 4. Попередньо визначають відстань від поверхні Покриття шаром силіконової гуми здійснюєтьземлі до точці насосно-компресорної труби, у якою ся в процесі виготовлення пристрою для нагріванможливо начало утрати текучості нафтою, яка має ня. Для цього після встановленні та монтажу на у своєму складі асфальтени та смоли, або можлиповерхні труби всіх необхідних елементів приво утворення парафінових чи гідратних пробок, строю секцію заливають силіконовою гумою та наприклад, для парафінових пробок у свердловивулканізують. При заливанні силіконова гума занах розраховують відстань від поверхні землі до криває всю поверхню труби та всі елементи, що точці насосно-компресорної труби, у якою темпевстановлені на ній. Після вулканізації всі елементи ратура нафти стає рівної чи меншої температури надійно ізольовані друг від друга вулканізованою випадання і осадження парафінів. силіконовою гумою. Крім того, вулканізована силіПеред такими місцями у колоні насосноконова гума є також надійним теплоизолирующим компресорних труб свердловини встановлюється покриттям і до встановленої для нею припустимої секція труби 1, на якій змонтовані нагрівачі 3-1-1, температури захищає всі елементи пристрою від 3-1-2, ..., 3-k-n, до електричного роз'єму 11 якої перегріву. підключається жила живильного кабелю 12. При 7 14329 8 опусканні колони насосно-компресорних труб 1 в першого встановленого (мінімального) значення, обсадну трубу центратори 2, що упираються в її чи по зменшенню до першого встановленого (містінки не допускають ударів або тертя пристрою німального) значення тиску на усті свердловини для нагрівання об внутрішні стінки обсадної труби. при фонтанному методі експлуатації свердловини Після 'запуску свердловини постійно або в моменчи по зменшенню температури рідини (газу) у зоні ти часу, коли можлива утрата текучості нафтою установки пристрою нагрівання до першого задаабо можливе утворення пробки в насосноного (мінімального) значення. При нагріванні труби компресорній трубі, включають нагрівачі 3-1-1, 3-1секції 1 підвищується температури рідини (газу), 2, .... 3-k-n на секції труби 1 і прогрівають її доти, що проходить через дану секцію, і розплавляється поки, не буде ліквідована можливість утворення парафін чи гідрати. Продукти розплаву виносяться пробки. При постійному нагріванні утрата текучості на поверхню водонафтовою емульсією. Моменти нафти, яка має у своєму складі асфальтени та часу, у які ліквідована можливість утрати текучості смоли, і утворення парафінових і гідратних пробок нафтою або можливість утворення пробки і, отже, у насосно-компресорних трубах свердловин попенеобхідно виключити нагрів можна визначати тареджається тім, що температура рідини (газу) підкож на усті свердловини, наприклад, по досягненвищується настільки, щоб до поверхні землі або ню обсягом виходу рідини (газу) через свердловидо наступної точці нагрівання рідина (газ) дійшла з ну другого встановленого (номінального) температурою, яка перевищує температуру утрати значення, чи по збільшенню до другого встановтекучості нафтою, яка має у своєму складі асфаленого (номінального) значення тиску на усті свельтени та смоли, або перевищує температуру рдловини при фонтанному методі експлуатації утворення парафінових і гідратних пробок. свердловини чи по досягненню температурою ріПри режимі, в якому нагревачі включають чи дини (газу) у зоні установки пристрою другого завиключають, моменти часу, у які можлива втрата даного (максимального) значення. Датчики для текучості нафтою, яка має у своєму складі асфавизначення моментів часу включення чи вимиканльтени та смоли, або можливе утворення пробок і, ня нагрівальних елементів 3-1-1, 3-1-2, ..., 3-k-n отже, необхідно включити нагрів можна визначати секції насосно-компресорних труб на кресленнях на усті свердловини, наприклад, по зменшенню не показані. обсягу виходу рідини (газу) через свердловину до 9 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 14329 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601