устройство защиты от коррозии газодобывающих скважин

Формула изобретения

Устройство защиты от коррозии газодобывающих скважин, состоящее из насосно-компрессорной, обсадной труб и жидкости, заполняющей межтрубное надпакерное пространство, отличающееся тем, что оно содержит станцию катодной защиты, катод которой подключен к обсадной трубе, имеющей в надпакерной зоне сквозные отверстия общей площадью от 5 до 30 см² на каждый квадратный метр поверхности трубы, причем с увеличением глубины скважины общая площадь отверстий возрастает, а межтрубное пространство на всю высоту заполнено электролитом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для систем катодной защиты от подземной коррозии насосно-компрессорных и обсадных труб газодобывающих скважин и может быть использовано в нефтегазодобывающей отрасли.

Известно устройство для защиты от коррозии обсадных труб скважин, состоящее из станции катодной защиты, анодного заземлителя и самих обсадных труб. На обсадную трубу подают защитный катодный (-) потенциал согласно ГОСТ 51164-98, между анодным заземлителем и обсадной трубой начинает протекать ток и тогда обсадная труба защищается от коррозии.

Однако наружная поверхность насосно-компрессорной (НКТ) и внутренняя часть обсадной труб не защищены от коррозии.

Известна защита от коррозии внутренней поверхности обсадной и наружной поверхности насосно-компрессорных труб введением в надпакерную зону в межколонное пространство жидкости с ингибитором коррозии (патент RU № 2174590, опубл. 10.10.2001 г.).

Однако при такой защите внешняя поверхность обсадной трубы не защищена от коррозии, кроме того, ингибиторы коррозии весьма дороги.

Целью настоящего изобретения является повышение степени защиты от коррозии как внешней, так и внутренней поверхности обсадной трубы и внешней поверхности насосно-компрессорной трубы, а также снижение затрат на защиту от коррозии.

Поставленная задача решена тем, что устройство, состоящее из насосно-компрессорной трубы, обсадной трубы и жидкости, заполняющей межтрубное надпакерное пространство, имеет станцию катодной защиты, катод (-), который подключен к обсадной трубе. Обсадная труба выполнена со сквозными отверстиями, расположенными в надпакерной зоне и занимающими общую площадь от 5 до 30 см² на каждый квадратный метр поверхности трубы. С увеличением глубины скважины площадь, занимаемая отверстиями, возрастает. Межтрубное надпакерное пространство заполнено электролитом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлено устройство защиты от коррозии газодобывающих скважин. Оно состоит из станции катодной защиты 1, катод которой (-) подключен к верхней части обсадной трубы 2, которая находится внутри других обсадных труб большего диаметра. Анод (+) станции катодной защиты 1 подключен к анодному заземлителю 3. Надпакерное пространство между обсадной трубой 2 и насосно-компрессорной трубой 4 заполнено электролитом 5. Обсадная труба 2 выполнена со сквозными отверстиями 6 в надпакерной зоне 8, начиная с уровня непосредственного контакта обсадной трубы с грунтом 7, до высоты, в 1,5-2 раза превышающей толщину газоносного слоя 9. Общая площадь отверстий 6 в обсадной трубе 2 составляет от 5 до 30 см² на каждый квадратный метр поверхности трубы. Причем, с увеличением глубины скважины общая площадь, занимаемая отверстиями, возрастает. Электролит 5 залит на всю высоту надпакерного пространства между обсадной 2 и насосно-компрессорной 4 трубами.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Катод (-) станции катодной защиты 1 подключен к обсадной трубе 2 газодобывающей скважины, а анод (+) - к анодному заземлителю 3. Межтрубное надпакерное пространство на всю высоту заполнено электролитом 5, например 2% раствором гидроксида натрия, который просачивается через отверстия 6 в обсадной трубе 2, пропитывает грунт околотрубного пространства 7, снижает общее сопротивление грунта, чем достигается надежная катодная защита от коррозии как внешней поверхности НКТ 4, так и внутренней и внешней поверхностей обсадной трубы 2. Обсадная труба 2 имеет сквозные отверстия 6 выше надпакерной зоны 8, начиная с высоты, в 1,5-2,0 раза превышающей толщину газоносного слоя 9, до высоты непосредственного контакта ее с грунтом 7. Причем, с увеличением глубины скважины общая площадь отверстий возрастает.

При общей площади отверстий более 30 см² на квадратный метр поверхности трубы чрезмерно увеличивается расход электролита и не достигается поставленная цель, а также снижается прочность обсадной трубы. При общей площади отверстий менее 5 см² на квадратный метр поверхности трубы снижается эффективность защиты, не достигается поставленная цель.

Использование дешевых электролитов вместо дорогих ингибиторов коррозии, позволяет в сотни раз сократить расходы на защиту от коррозии.

Лабораторные испытания проводили на полутораметровом макете скважины, выполненном в виде двух труб, помещенных одна в другую. Между ними и в околотрубном пространстве находился 2% раствор гидроксида натрия. Испытания показали, что при использовании предлагаемого устройства при катодной защите макета скважины от коррозии как внутренняя, так и внешняя поверхности труб находятся под одинаковым защитным катодным потенциалом 1,0 В относительно медно-сульфатного электрода сравнения. В макете скважины внутренняя труба была диаметром 25 мм, а наружная труба диаметром 32 мм имела сквозные отверстия из расчета 15 см ² на квадратный метр поверхности. После 20 дней катодной защиты на наружной поверхности внутренней трубы, на внутренней и внешней поверхностях наружной трубы следов коррозии обнаружено не было.

На основании вышеизложенного и с учетом проведенного патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемое нами устройство отвечает критериям, предъявляемым к изобретениям, и может быть защищено патентом Российской Федерации.