Пристрій для нагрівання

Пристрій для нагрівання, який містить секцію насосно-компресорної труби, на зовнішній поверхні якої приклеєні окремі елементи за допомогою клею з високою теплопровідністю і теплостійкістю, який відрізняється тим, що в нього введені центратори, n´ k нагрівачів, де n число нагрівачів в одному ряді, а k - число рядів нагрівачів, електричне рознімання, живильна шина, підключаючі, сполучні і заземлюючі проводи, центратори приварені до кінців насосно C2 2 (19) 1 3 81146 4 корисної дії внаслідок необхідності нагрівання резистивний нагрівальний елемент, знижує термін проміжного теплоносія, втрат тепла на стінках служби, тому що у відомому пристрої під впливом експлуатаційної колони, а також до великої пластових вод, що містять кислоти і луги, інерційності пристрою, що негативно впливає на нагрівальний елемент швидко виходить з ладу, роботу свердловини при необхідності зміни знижує стійкість до механічних ушкоджень, які температури нагрівання нафти. можливі при спуску пристрою в свердловину чи Відомий пристрій для запобігання при підйомі зі свердловини. парафіногідратоутворення в трубах свердловини В основу передбачуваного винаходу [А.с. №1839043, кл. Ε21В37/00, 36/04, Бюл. №11, поставлена задача удосконалення пристрою для 1996], що містить джерело живлення і підключений нагрівання шляхом уведення нових елементів і до нього кабель у вигляді сердечника, охопленого зв'язків у пристрій, що дозволяє підвищити його подушкою під броню, броню, виконану зі сталевих експлуатаційні характеристики, а, саме, надійність круглих дротів, полімерну оболонку, накладену роботи, термін служби і стійкість до механічних поверх двошарової броні кабелю, при цьому ушкоджень. сердечник виконаний у вигляді однієї ізольованої Поставлена задача вирішується тим, що у жили, електричний опір броні більше електричного відомий пристрій для нагрівання, який містить опору жили сердечника в 2-4 рази, а жила секцію насосно-компресорної труби і клей з сердечника з'єднана з бронею на коротко в високою теплопровідністю і теплостійкістю, нижньому кінці кабелю. відповідно до винаходу введені центратори, n´k Даний пристрій для запобігання нагрівачів, де n - число нагрівачів в одному ряді, a парафіногідратоутворення в трубах свердловини k - число рядів нагрівачів, електричне рознімання, також, як і пристрій для нагрівання, що живильна шина, підключаючі, сполучні і заявляється, містить нагрівальний елемент. заземлюючі проводи, центратори приварені до Однак, виконання нагрівального елемента у кінців насосно-компресорної труби секції, на відомому пристрої у вигляді кабелю веде до зовнішній поверхні труби секції насоснозбільшення габаритів і ваги пристрою і зниженні компресорної труби за - допомогою клею з коефіцієнта корисної дії внаслідок необхідності високою теплопровідністю і теплостійкістю нагрівання проміжного теплоносія - пластової закріплені рівномірно нагрівачі, кожний з який за рідини, а також унаслідок того, що нагрівається формою відповідає зовнішній поверхні труби вся свердловина, і ті місця, де температура секції, при цьому n нагрівачів, розташованих по наближається до температури окружності утворюють ряд, а нагрівачі рядів з парафіногідратоутворення і ті місця, де першого по k-ий розташовані по напрямним температура істотно вище температури зовнішньої поверхні труби секції, перший нагрівач парафіногідратоутворення. кожного ряду з'єднаний відповідним підключаючим Найбільш близьким по технічній сутi є пристрій проводом з живильною шиною, n-ий елемент для експлуатації свердловин з високов'язкою кожного ряду підключений відповідним нафтою [Патент України №53457, кл. Е21В43/00, заземлюючим проводом до труби секції, нагрівачі Бюл. №1, 2003], що містить насосно-компресорну у ряді з першого по n-ий з'єднані між собою трубу на зовнішній поверхні якої за допомогою послідовно сполучними проводами, електричне клею з високою теплопровідністю і теплостійкістю рознімання розміщений у центраторі, живильна закріплений високотемпературний діелектрик з шина розміщена на зовнішній поверхні труби секції високою теплопровідністю, на зовнішній поверхні по її напрямній у діелектричних підкладках і якого в один шар розміщений резистивний закріплена в електричному розніманні з однієї його нагрівальний елемент, покритий діелектриком з сторони, підключаючі і сполучні проводи розміщені низькою теплопровідністю з нанесеним на нього на поверхні труби секції в діелектричних тепловідбиваючим покриттям, зовнішня поверхня підкладках, поверхня труби секції і елементи, що якого теплоізольована теплоізоляційним розміщені та закріплені на ній, ізольовані одне від покриттям. одного і від зовнішнього середовища шляхом Даний пристрій для експлуатації свердловин з заливання їх суцільним шаром силіконової гуми з високов'язкою нафтою також, як і пристрій для наступною її вулканізацією. нагрівання, що заявляється, містить секцію Введення центраторів, нагрівачів, насосно-компресорної - труби і клей з високою електричного рознімання, живильної шини, теплопровідністю і теплостійкістю. Однак, підключаючих, сполучних та заземлюючих відсутність центраторів, нагрівальних елементів, проводів і закріплення на зовнішній поверхні труби що відповідають за формою зовнішньої поверхні секції за допомогою клею з високою труби секції, закріплених на зовнішній поверхні теплопровідністю і теплостійкістю рівномірно по труби секції рядами рівномірно по напрямних і по напрямних і по окружності труби рядів нагрівачів, окружності за допомогою клею з високою що відповідають за формою зовнішньої поверхні теплопровідністю і теплостійкістю, з'єднаних труби секції, з'єднаних послідовно-паралельно й послідовно-паралельно й ізольованих один від ізольованих один від іншого і від зовнішнього іншого і від зовнішнього середовища суцільним середовища шаром вулканізованої силіконової шаром вулканізованої силіконової гуми різко гуми і зв'язків елементів пристрою один з одним погіршує експлуатаційні характеристики відомого дозволяє різко підвищити експлуатаційні пристрою, а, саме, знижує надійність роботи, тому характеристики пристрою. Так, у запропонованому що у відомому пристрої при обриві або при пристрої вище надійність роботи, так як при обриві перегорянні в одній точці виходить з ладу весь чи при перегорянні нагрівача виходить з ладу 5 81146 6 тільки один ряд нагрівачів, а працездатність усього електричного рознімання 11 закріплена живильна пристрою зберігається, більше термін служби, так шина 6, в іншому вводі закріплюють жилу як ізоляція окремих нагрівальних елементів один живильного кабелю 12 при зборці колони насосновід іншого і від зовнішнього середовища суцільним компресорних труб. На наведених кресленнях, як шаром силіконової гуми не пропускає рідину, що приклад приведений ряд нагрівачів з n=4. знаходиться в свердловині, до нагрівального Покриття шаром силіконової гуми елемента і тим самим виключає вплив кислот і здійснюється в процесі виготовлення пристрою лугів, що можуть міститися в ній, на нагрівальний для нагрівання. Для цього після встановленні та елемент, крім того, вище стійкість до механічних монтажу на поверхні труби всіх необхідних ушкоджень, так як суцільний ізолюючий шар елементів пристрою секцію заливають вулканізованої силіконової гуми і центратори силіконовою гумою та вулканізують. При заливанні захищають нагрівальні елементи від механічних силіконова гума закриває всю поверхню труби та ушкоджень, можливих при спуску пристрою в всі елементи, що встановлені на ній. Після свердловину чи при підйомі зі свердловини. вулканізації всі елементи надійно ізольовані один На кресленнях приведені: від іншого вулканізованою силіконовою гумою. Фіг.1 - загальний вигляд пропонованого Крім того, вулканізована силіконова гума є також пристрою з розрізами; надійним теплоізолювальним покриттям і до Фіг.2 - переріз пристрою по А-А; встановленої для нею припустимої температури Фіг.3 - розгортка перерізу по А-А; захищає всі елементи пристрою від перегріву. Фіг.4 - електрична схема з'єднання нагрівачів; Центратор 2 - Фіг.5 являє собою основу 13, Фіг.5 - переріз пристрою по Б-Б, на якому яка виконана у вигляді втулки з внутрішнім показаний центратор; діаметром на 1-2мм більшим, ніж зовнішній Фіг.6 - приклад виконання нагрівача. діаметр насосно-компресорної труби 1, до Пристрій для нагрівання (Фіг.1, 2 3 і 4) містить зовнішньої бічної поверхні основи по радіусу секцію насосно-компресорної труби 1 з приварені упори 14, наприклад чотири упора, які внутрішньою різьбою на верхньому кінці і з відстоять один від одного на кут у 90°. Довжина зовнішньою різьбою на нижньому кінці, центратори упорів 14 обирається такою, щоб при установленні 2, приварені до кінців насосно-компресорної труби колони насосно-компресорних труб з привареними 1 секції, нагрівачі 3-1-1, 3-1-2,..., 3-1-n, 3-2-1, 3-2до нею центраторами 2 упори не досягали до 2,..., З-2-n,..., 3-k-1, 3-k-2,..., 3-k-n, що за внутрішньої стінки обсадної труби на 3-5мм. допомогою клею 4 з високою теплопровідністю і Електричне рознімання 11 розміщений усередині теплостійкістю, закріплені на зовнішній поверхні одного з упорів 14 центратора 2, що встановлений насосно-компресорної труби 1 секції рівномірно, на верхньому кінці труби 1. При необхідності, при цьому нагрівачі з першого по n-ий утворюють наприклад, у випадку, коли в точці нагрівання ряди по окружності, а нагрівачі рядів з першого по треба встановити послідовно два пристрої для k-ий розташовані по напрямних зовнішньої нагрівання, на верхньому пристрої для нагрівання поверхні насосно-компресорної труби 1, сполучні можливо встановити рознімання в обох проводи 5-1-1, 5-1-2, ..., 5-1-(n-1), що з'єдн ують центраторах 2 труби 1. послідовно нагрівачі першого ряду 3-1-1, 3-1-2,.., Нагрівач, один з 3-1-1, 3-1-2, ..., 3-k-n, приклад 3-1-n, сполучні проводи 5-2-1, 5-2-2,..., 5-2-(n-1), виконання якого приведений на Фіг.6, містить шар що з'єдн ують послідовно нагрівачі другого ряду 3діелектрика з високою теплопровідністю 15, що 2-1, 3-2-2, .., 3-2-n, ..., сполучні проводи 5-k-1, 5-kмає форму дуги окружності з радіусом, на 1-2 2, ..., 5-k-(n-1), що з'єдн ують послідовно нагрівачі міліметри більшим від радіуса циліндричної k-го ряду 3-k-1, 3-k-2, ..., 3-k-n, живильну шину 6, поверхні, на яку він буде кріпитися, резистивний розташовану по напрямній зовнішній поверхні нагрівальний елемент 16, що розміщений на шарі насосно-компресорної труби 1 секції, підключаючі діелектрика з високою теплопровідністю 15, шар проводи 7-1, 7-2,..., 7-k, один кінець кожного з який діелектрика 17, що теплоізолюють, що нанесений з'єднаний з живильною шиною 6, а другій - з на шар діелектрика з високою теплопровідністю 15 відповідним нагрівачем 3-1-1, 3-2-1,..., 3-k-1, і на резистивний нагрівальний елемент 16, перший діелектричні підкладки 8, у які поміщені сполучні 5токовий вивід 18, що з'єднаний з одним кінцем 1-1, 5-1-2, ..., 5-k-(n-1) і підключаючі 7-1, 7-2, ..., 7-k резистивного нагрівального елемента 16, другий проводи і живильна шина 6 при їхньому токовий вивід 19, що з'єднаний із другим кінцем розміщенні на поверхні насосно-компресорної резистивного нагрівального елементу 16. труби 1 секції, заземлюючі проводи 9-1, 9-2, ..., 9-k, Кількість нагрівачів 3-1-1, 3-1-2, ..., 3-k-n, що один кінець кожного з який з'єднаний з відповідним встановлюються на секцію труби визначають для нагрівачем 3-1-n, 3-2-n, ..., 3-k-n, а інші кінці кожної свердловини виходячи з маси рідини (газу), заземлюючих проводів 9-1, 9-2, ..., 9-k з'єднані з що проходить по трубі в одиницю часу, з того від трубою 1 секції, шар 10 вулканізованої силіконової якої і до якої температури необхідно нагрівати гуми, якою покрита вся поверхня насоснорідину (газ) у трубі і з потужності окремого компресорної труби 1 секції і яка ізолює елементи нагрівача з 3-1-1, 3-1-2, ...,, 3-k-n того типу, що пристрою один від іншого і від зовнішнього вирішено встановлювати. Потужність одного середовища, кінці шару 10 силіконової гуми нагрівача, відстані між окремими нагрівачами в розміщені з ущільненням під центраторамі 2, ряді і відстані між рядами вибираються таким розміщеними на кінцях насосно-компресорної чином, щоб, з одного боку, забезпечувалася труби 1 секції, електричне рознімання 11, що необхідна загальна потужність пристрою для розміщений у центраторі 2, в одному вводі нагрівання, а, з іншого боку, щоб при заданій 7 81146 8 щільності теплового полю температура в зоні свердловину другого встановленого нагрівання не перевищувала максимально(номінального) значення, чи по збільшенню до припустиму температуру для елементів пристрою. другого встановленого (номінального) значення Пристрій для нагрівання працює в такий тиску на усті свердловини при фонтанному методі спосіб. експлуатації свердловини чи по досягненню Попередньо визначають відстань від поверхні температурою рідини (газу) у зоні установки землі до точки насосно-компресорної труби, у якої пристрою другого заданого (максимального) можливо начало утрати текучості нафтою, яка має значення. Датчики для визначення моментів часу у своєму складі асфальтени та смоли, або включення чи вимикання нагрівальних елементів можливо утворення парафінових чи гідратних 3-1-1, 3-1-2, ..., 3-k-n секції насосно-компресорних пробок, наприклад, для парафінових пробок у труб на кресленнях не показані. свердловинах розраховують відстань від поверхні землі до точки насосно-компресорної труби, у якої температура нафти стає рівної чи меншої температури випадання і осадження парафінів. Перед такими місцями у колоні насоснокомпресорних труб свердловини встановлюється секція труби 1, на якій змонтовані нагрівачі 3-1-1, 3-1-2, ..., 3-k-n, до електричного рознімання 11 якої підключається жила живильного кабелю 12. При опусканні колони насосно-компресорних труб 1 в обсадну трубу центратори 2, що упираються в її стінки не допускають ударів або тертя пристрою для нагрівання об внутрішні стінки обсадної труби. Після запуску свердловини постійно або в моменти часу, коли можлива утрата текучості нафтою або можливе утворення пробки в насоснокомпресорній трубі, включають нагрівачі 3-1-1, 3-12,..., 3-k-n на секції труби 1 і прогрівають її доти, поки не буде ліквідована можливість утворення пробки. При постійному нагріванні утрата текучості нафти, яка має у своєму складі асфальтени та смоли, і утворення парафінових і гідратних пробок у насосно-компресорних труба х свердловин попереджається тим, що температура рідини (газу) підвищується настільки, щоб до поверхні землі або до наступної точки нагрівання рідина (газ) дійшла з температурою, яка перевищує температуру утрати текучості нафтою, яка має у своєму складі асфальтени та смоли, або перевищує температуру утворення парафінових і гідратних пробок. При режимі, в якому нагрівачі включають чи виключають, моменти часу, у які можлива втрата текучості нафтою, яка має у своєму складі асфальтени та смоли, або можливе утворення пробок і, отже, необхідно включити нагрів можна визначати на усті свердловини, наприклад, по зменшенню обсягу виходу рідини (газу) через свердловину до першого встановленого (мінімального) значення, чи по зменшенню до першого встановленого (мінімального) значення тиску на усті свердловини при фонтанному методі експлуатації свердловини чи по зменшенню температури рідини (газу) у зоні установки пристрою нагрівання до першого заданого (мінімального) значення. При нагріванні труби секції 1 підвищується температури рідини (газу), що проходить через дану секцію, і розплавляється парафін чи гідрати. Продукти розплаву виносяться на поверхню водонафтовою емульсією. Моменти часу, у які ліквідована можливість утрати текучості нафтою або можливість утворення пробки і, отже, необхідно виключити нагрів можна визначати також на усті свердловини, наприклад, по досягненню обсягом виходу рідини (газу) через 9 81146 10