установка для разрушения колонны скважины

Формула изобретения

Установка для разрушения колонны скважины, содержащая источник питания постоянного тока, электроды, которыми являются трубы колонны и специальный электрод, устанавливаемый в зоне удаления участка трубы, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения анодного растворения металла удаляемого участка трубы колонны, установка снабжена баком с электролитом, например раствором поваренной соли NaCl, и краном для открытия и закрытия трубопровода подачи этого электролита внутрь колонны скважины, а также трубой небольшого диаметра из диэлектрического материала, по которой обеспечивается подача электролита в зону анодного растворения и в которой прокладывается катодный кабель, что обеспечивает его дополнительную изоляцию от противоположного по знаку электрода, а специальный отрицательный электрод выполнен по форме удаляемого участка трубы с ее внутренней стороны в удаляемом месте в поперечном сечении и по высоте, равной длине удаляемого участка, при этом этот электрод соединяется с отрицательным полюсом источника постоянного электрического тока, а трубы колонны - с положительным полюсом, и, кроме того, в зоне расположения специального отрицательного электрода присутствует электролит, по всей высоте электрода поступивший из бака по диэлектрической трубе и являющийся проводником постоянного электрического тока по цепи: «плюс» источника питания, трубы колонны, электролит, специальный электрод, «минус» источника питания, что обеспечивает анодное растворение металла стенок трубы колонны на требуемом участке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен райбер для удаления части обсадной колонны [1]. Недостатками его являются: при продолжительной работе он становится на головную часть хвостовика и вращается вместе с эксплуатационной колонной без фрезерования стенки трубы; при наличии резьбового соединения пилотного райбера с хвостовиком необходимо последний фиксировать, с целью предотвращения отвинчивания, стопорным винтом или изготавливать райбер цельным; интервал фрезерования некоторых конструкций должен быть не более 50-60 см, так как при большем интервале фрезерования хвостовик начинает работать на износ; образующаяся в процессе фрезерования металлическая стружка падает на забой скважины, засоряя его.

Известно устройство, реализующее способ электрохимической обработки нефтегазовых скважин, при котором осуществляется процесс пропускания постоянного электрического тока через пластовую многокомпонентную смесь скважины, и включающее катод, которым является обсадная труба, и анод, в качестве которого служит специальный электрод, установленный в зоне перфорации трубы [2].

Недостатком этого устройства является невозможность организации электрохимического процесса растворения требуемой части колонны скважины, так как многокомпонентная смесь не имеет нужного состава и концентрации раствора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство, реализующее способ воздействия на нефтяной пласт, содержащее катод, которым является обсадная труба скважины, и анод, в качестве которого служит специальный электрод, установленный в зоне перфорации трубы. При этом подается постоянное напряжение, что обеспечивает протекание электрического тока через катод, многокомпонентную смесь скважины, анод [3].

Основным недостатком этого устройства является невозможность организации процесса электрохимического растворения металла колонны, так как многокомпонентная смесь не содержит требуемых компонентов и необходимую их концентрацию.

Целью изобретения является создание устройства, способного разрушать часть колонны, например в области перфорации, электрохимическим способом.

Указанная цель достигается подключением обсадной (или любой другой) колонны к положительному полюсу источника тока, а специального электрода, располагаемого внутри колонны на уровне удаляемого участка - к отрицательному полюсу, при этом внутрь колонны, по полиэтиленовой трубе (или выполненной из любого другого диэлектрического материала), закачивается электролит, например раствор поваренной соли NaCl, до верхнего уровня специального электрода. При пропускании постоянного электрического тока через трубу, электролит и специальный электрод будет происходить анодное растворение участка трубы, расположенного напротив специального электрода, по всему ее внутреннему периметру.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что установка для разрушения колонны скважины на определенном участке путем электрохимического растворения металла колонны включает в себя генератор или любой другой источник постоянного электрического тока, емкость для электролита с краном, трубу из диэлектрического материала, например полиэтилена, в которой прокладывается кабель от отрицательного полюса генератора и по которой подается электролит в зону обработки, специального электрода, размещаемого внутри колонны напротив удаляемого участка с определенным зазором, повторяющего форму поперечного сечения удаляемой колонны, в основном круглую, и имеющего продольный размер, равный длине удаляемого участка, при этом разрушаемая колонна соединяется с положительным полюсом источника электрического тока, а специальный электрод - с отрицательным, через кабель в диэлектрической трубе.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая установка отличается наличием новых элементов и их взаимным расположением:

- бака с электролитом и краном для открытия и закрытия трубопровода;

- трубы из диэлектрического материала;

- электролита в зоне удаления участка колонны;

- формой специального электрода, повторяющего форму поперечного сечения удаляемой колонны, то есть в основном круглой, а по длине равного размеру удаляемого участка колонны по высоте;

- подключению полюсов источника тока к электродам: положительный полюс подсоединяется к колонне, а отрицательный - к специальному электроду.

Таким образом, заявляемая установка соответствует критерию изобретения «новизна».

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой установке, и признать ее соответствующей критерию «Существенные отличия».

Применение всех новых признаков позволяет предлагаемой установке осуществлять удаление части колонны скважины электрохимическим методом.

На фиг.1 представлена схема установки для разрушения колонны скважины. Она содержит колонну 1, трубу из диэлектрического материала 2, источник питания постоянного электрического тока 3, кабели 4 и 5, специальный электрод 6, бак с электролитом 7, кран 8. Положительный полюс источника питания соединен с колонной 1 через кабель 5, а отрицательный полюс - со специальным электродом 6 через кабель 4.

Установка работает следующим образом. Предварительно открывается кран 8, и электролит из бака 7 по трубопроводу сливается в верхнюю часть трубы 2, по которой заполняет внутреннюю часть колонны 1 до верхнего уровня специального электрода 6, который перед этим располагается напротив удаляемого участка, затем кран 8 закрывается. После этого включается в работу источник питания 3, что обеспечивает протекание электрического тока по цепи: «плюс» источника питания 3, кабель 5, труба 1 колонны 1, электролит внутри колонны, специальный электрод 6, кабель 4, «минус» источника питания. При протекании постоянного электрического тока по указанной цепи происходит анодное растворение стенки трубы колонны на требуемом участке вплоть до ее полного растворения по толщине стенки. Наличие трубы 2 из диэлектрического материала обеспечивает протекание электролита из бака 7 по стенке этой трубы, а не по стенке колонны 1, а также обеспечивает некасание кабеля 4 стенки колонны 1, обеспечивая лучшую изоляцию. После окончания процесса разрушения намеченного участка источник питания 3 отключается. Специальный электрод 6 и полиэтиленовая труба 2 извлекаются из скважины.

Использование заявляемого изобретения может значительно сократить время удаления требуемого участка колонны скважины и снизить затраты на выполнение этой операции.

Источники информации

1. Гилязов P.M. Бурение нефтяных скважин с боковыми стволами. - М.: Недра, 2002. - 256 с.

2. Патент РФ № 2087692, 1997 год.

3. Патент РФ № 2163662, 2001 год.