Гидродинамических исследований

1. Нагревательного элемента.

2. Станции управления прогревом.

3. Силового трансформатора.

Нагревательный элемент представляет собой специальный термобаростойкий, сложно изготовленный кабель, устойчивый к воздействию агрессивных сред (рисунок 3). Рабочая часть нагревательного элемента имеет изоляционную оболочку, изготовленную из высокотемпературных материалов (фторопласт, сополимер пропилена), на которую затем накладывается броня из стальной оцинкованной проволоки в два повива. На верхний повив накладывается защитная оболочка из синтетического материала.

Рисунок 3 –Греющий кабель КГн12х2,5–55–90-Оа – 25,8

1-центральная жила; 2-оболочка датчиков; 3-контрольные жилы; 4-изоляция контрольных жил; 5,10 – теплопроводный заполнитель; 6,11 – обмотка; 7,12,13 – промежуточная оболочка; 8-токопроводящие жилы нагревательных элементов; 9-разделяющие жгуты; 14,15 -1-й и 2-й повив брони.

Нагревательный элемент выполняется с коаксиальными обмотками таким образом, что на центральную нагревательную жилу приходится 20% подаваемой электрической мощности, оставшиеся 80% электрической мощности выделяются на коаксиальный проводник, расположенный ближе к поверхности нагревательного элемента. С целью контроля за работой нагревательного элемента в его единую технологическую цепь монтируются датчики температуры.

Спуск нагревательного элемента в скважину проводится с помощью специализированных геофизических подъемников, снабженных необходимым оборудованием. После спуска нагревательного элемента в скважину он закрепляется и герметизируется с помощью специального крепления и сальникового устройства.

На рисунке 4 представлена схема подключения греющего кабеля к скважине, оборудованной УЭЦН.

Рисунок 4 –Схема подключения греющего кабеля

4.3 Оборудования для растепления отложений с помощью   каротажного геофизического кабеля

Оборудование, которое применяется для растепления отложений в трубах скважин с помощью каротажного геофизического кабеля, по основным позициям   выпускается  нашей  промышленностью   и   широко 

используется в практике геофизических работ по исследованию скважин как в процессе  бурения, так и при их эксплуатации. Благодаря этому обстоятельству данный метод тепловой обработки скважин относительно легко и быстро внедряется в производство.

Рисунок 5 Схема расположения оборудования при растеплении отложений в скважине электронагревателем на кабеле: 1-самоходный каротажный подъемник; 2-барабан лебедки; 3-гефизический  кабель; 4-силовой трансформатор; 5-силовой кабель; 6,7-нижний и верхний ролики; 8-лубрикатор; 9-сливной кран; 10-сальниковое устройство; 11-штанга; 12-серьга; 13-электронагреватель;  14-заземляющий провод; 15-станция управления и защиты; 16-блок управления внутренних потребителей; 17-НКТ;  18-дренажный шланг; 19-емкость; 20-отложения; 21-перегородка; 22-прожектор; 23-опора штанги; 24-опора верхнего ролика; 25-крепление опоры штанги.

4.3.1 Самоходный подъемник

Спуск и подъем кабеля с нагревателя в скважину для растепления отложений производится с помощью специального спускоподъемного оборудования с приводом от двигателя автомобиля, на шасси которого это оборудование смонтировано.

В лебедочном отделении в задней части у стенки кузова со стороны коллектора установлен силовой трансформатор, а на противоположной стенке кузова на кронштейнах вывешивается силовой кабель. В лебедочном отделении располагаются два противооткатных упора, заземляющие провода, нижний и верхний ролики, штанга с серьгой, инструмент и приспособления, необходимые для монтажа оборудования и работы на скважине. На верхней части одной из створок дверей лебедочного отделения установлен прожектор.

Основными узлами лебедки является сварная рама, установленная в кузове подъемника и закрепленная стремянками, и барабан лебедки. Последний изготовлен из немагнитного металла и закреплен на раме в подшипниках, состоит из двух ступиц стального литья, сваренных с бочкой, двух полуосей, на одной из которых закреплено цепное колесо привода. По периферии тормозных шайб проточена выемка, в которую уложены стальные ленты с тормозными колодками. Тормоз управляется с помощью рычага со стопорной гребенкой и дублируется пневмоприводом. Одновременная работа тормозных лент обеспечивается регулировкой тормозных стяжек и наличием тормозного балансира. Это достигается только тогда, когда ось коромысла балансира будет строго параллельна оси барабана лебедки. Между упорными винтами рамы и балансиром должны быть зазоры 5-7 мм.

Вращение барабана осуществляется цепной передачей от двухскоростного редуктора. Перед торможением барабана необходимо включить сцепление автомобиля (желательно с некоторым интервалом времени для того, чтобы погасить инерцию привода) и только после этого пользоваться тормозом. Это не относится к случаю свободного спуска кабеля, когда привод вообще выключен.

Двухскоростной редуктор состоит из конической пары, трех пар цилиндрических шестерен, муфты переключения, звездочки цепной передачи, двух валов и механизма переключения. Шестерни редуктора работают в масляной ванне. Уровень масла контролируется через контрольную пробку. Смена масла производится одновременно со сменой масла в раздаточной коробке автомобиля. Переключение скоростей двухскоростного редуктора производится при остановленной и заторможенной лебедке и выключенном сцеплении автомобиля.

Рычаг переключения скоростей двухскоростного редуктора включается только во время работы лебедки. Во всех остальных случаях он должен находиться в положении «Выключено» так же, как и рычаг (тумблер) включения коробки отбора мощности. В противном случае при включенной коробке отбора мощности барабан лебедки будет вращаться во время движения автомобиля, что является недопустимым. Для передачи электрической энергии на токопроводящие   жилы   каротажного

геофизического     кабеля,     намотанного    на  барабан   лебедки,   служит

коллектор (рисунок 6).

Рисунок 6 Коллектор лебедки: 1-муфта зацепления; 2- соединительные

подвижные клеммы жил кабеля; 3-корпус; 4-соединительные неподвижные выходные клеммы жил силового кабеля.

4.3.2 Кабели

В основном используются геофизические каротажные кабели с бронированной наружной оболочкой. Данные кабели выпускаются различных типов и состоят из токопроводящих жил, скрученных из медных и стальных проволок, покрытых полиэтиленовой или фторопластовой изоляцией. Фторопластовая изоляция более термостойка в сравнении с полиэтиленовой. Токопроводящие жилы заключены в хлопчатобумажную оплетку и броню, представляющую собой два слоя стальной проволоки. Прочность проволоки на разрыв составляет 16 МПа.

Рисунок 7 Устройство геофизических кабелей КГ1 (а), КГ3 (б) и КГ7 (в): 1-жила; 2-изоляция жилы (слой из резины, нейтрита и теплостойкого материала для термостойких кабелей); 3-оплетка жилы; 4-наполнение из волокна; 5-оплетка жил; 6,7-внутренние и наружные стальные проволоки брони.

Каждому типу кабеля присвоен шифр, сокращенно характеризующий его основные характеристики. Например, КГ7-68-180 следует читать так: КГ - кабель геофизический, 7 - число жил, 68 - разрывная прочность в килоньютонах и 180 - максимально допустимая температура в градусах Цельсия.

Для растепления отложений в трубах скважин, как правило, используются кабели семижильной и трехжильной конструкции. Этот выбор объясняется тем, что данные типы кабелей обеспечивают возможность наиболее оптимальной работы кабеля в двух режимах: как проводник электрической энергии к нагревателю (режим работающего нагревателя) и как нагревательный элемент линейного типа (режим греющего кабеля). В первом случае все жилы кабеля закорачиваются с обоих концов и подключаются к одной фазе источника тока, а во втором - все жилы  разбиваются  на  три  группы  со  стороны  источника питания и                      

каждая  группа подключается к отдельной фазе, а со стороны нагревателя.

4.3.3 Нагреватели

В настоящее время в практике работ по растеплению скважин наибольшее распространение получили электролитные и ТЭНовые электронагреватели. Ввиду простоты их конструкции предприятия, занимающиеся растеплением скважин, как правило, сами организуют их разработку и изготовление. При этом конструкции нагревателей от предприятия к предприятию могут несколько отличаться друг от друга, например, по расположению и материалу уплотняющих элементов, креплению и изоляции электродов и ТЭН-ов в корпусе, двойным корпусом и др. Но сущность их остается одинаковой: в качестве теплогенерирующих элементов используется либо электролит, либо ТЭН.

На рис. 21 показан один из вариантов исполнения электролитного электронагревателя, включающего в себя трубчатый корпус 1, головку нагревателя 2, наконечник корпуса 3. Внутри корпуса размещен на изоляторах 4 электрод 5, наконечник 6 которого        

   Рисунок 8 Электролитный

    электронагреватель

частично огружен в электролит 7. В своей верхней части электрод 5 соединен с втулкой 8, имеющей гнездо 9 под штырек. Электрод 5 изолирован в головке 2 нагревателя  втулкой 10.  Внутренне  пространство  нагревателя и верхняя часть электрода 5 герметизированы уплотнениями 11.

Поскольку   при   плавлении   твердые   составляющие   отложений

контактируют в большей степени с наконечником, то для некоторой  интенсификации процесса плавления наконечник 3 корпуса нагревателя изготовляется из материала с большей теплопроводностью, нежели трубчатый корпус 1. Обычно материалом для изготовления наконечника является латунь или бронза.

Электролит, заливаемый в нагреватель, является его теплогенерирующим элементом, в котором непосредственно происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Поэтому от стабильности электролита в определяющей степени зависит устойчивая работа  нагревателя.  Электролит   должен  быть  химически  нейтрален по

отношению к материалу наконечника 3 и нижней части электрода 6.

4.3.4. Лубрикатор

Лубрикатор является элементом устьевого оборудования скважины и предназначен для ввода и извлечения из скважины, находящейся под давлением, различных приборов и устройств в процессе ее эксплуатации. Он включает в себя трубу лубрикатора, которая посредством резьбы соединена с фланцем. К трубе лубрикатора приварен патрубок  для присоединения к нему крана для стравливания давления. Лубрикатор крепится своим фланцем 2 к верхнему фланцу буферной задвижки фонтанной арматуры шпильками. Герметичность соединения обеспечивается металлическим уплотнительным кольцом. При этом, в зависимости от типа фонтанной арматуры, лубрикатор должен иметь соответствующий типоразмер своего фланца.

Заключение

На скважине №1478 была проведена оптимизация технологического режима эксплуатации скважины посредством использования греющего кабеля. Его выбор был осуществлён в зависимости от способа эксплуатации и других факторов. Повышение температуры нефтеводогазовой смеси в НКТ, позволяет избежать образования новых гидратно-парафиновых пробок.

В качестве профилактических мер с 2009 года ОАО «Юганскнефтегаз» приступило к использованию греющего кабеля, что позволило получить ощутимый экономический эффект.

На данный момент греющим кабелем оборудованы другие скважины, являющиеся самыми проблемными в плане образования гидрато-парафиновых пробок.

Список литературы

1. Е.Г. Богатырёва, А.Ю. Востриков, Т.Г. Шлякова, С.В. Гусев, А.Г. Лепихин, В.П. Горшенина «Технико-экономическое обоснование инвестиционного проекта» ,«Интенсификация добычи нефти по скважинам ОАО «Юганскнефтегаз» с помощью гидроразрыва пласта», Тюмень, Нефтеюганск 1996 год;

2. А.Н. Дмитриевский «Фундамент новых технологий нефтегазодобывающей промышленности», Москва, «Вестник российской академии наук», том 67 №10, 1997 год;

3. Е.И. Бухалин. «Оборудование и инструмент для ремонта скважин» 1993 год, изд. «Недра» г.Москва;

4. И.Т. Мищенко «Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи» 1988 год, изд. «Недра» г.Москва;

5. О состоянии ведения опытно промысловых работ по разработкам ВНИИЦ «Нефтегазотехнология» на месторождениях ОАО «Юганскнефтегаз», г. Уфа, 1995 г.

6. Материалы отделов охраны окружающей среды, ОАО «Юганскнефтегаз» и НГДУ «Правдинскнефть»

4