устройство для подачи реагента в скважину

Формула изобретения

Устройство для подачи реагента в скважину, содержащее соединенные по торцам с помощью муфт цилиндрические контейнеры с реагентом, камеры смешения с отверстиями и фильтры-дозаторы, отличающееся тем, что верхние торцы цилиндрических контейнеров перекрыты фильтрами-дозаторами, а нижние торцы - заглушками, камеры смешения и фильтры-дозаторы расположены в муфтах, имеющих, по крайней мере, по одному ряду входных и выходных отверстий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, а именно к устройствам для подачи химических реагентов в скважинную жидкость для предотвращения отложения солей на рабочих органах электроцентробежных насосов.

Известно устройство для обработки скважинной жидкости в виде соединенного с башмаком лифтовых труб патрубка, имеющего в верхней части радиальные каналы с площадью сечения не менее площади сечения лифтовых труб и заполненного твердым реагентом ниже радиальных каналов с возможностью прохода через реагент и верхний конец патрубка потока скважинной жидкости (патент РФ № 2165009, Е21В 37/06, 1999).

Недостатком данного устройства является непродолжительное время работы из-за одновременного растворения скважинной жидкостью всего объема твердого реагента и неравномерная скорость дозирования.

Известно устройство для подачи ингибитора, содержащее цилиндрический корпус, имеющий в верхней части отверстия, расположенные в верхнем и нижнем рядах, и ингибитор, размещенный в корпусе ниже отверстий, причем оси отверстий рядов направлены под углом и сходятся внутри корпуса (Патент РФ № 2382177, Е21В 37/06, 2010).

Устройство характеризуется невысокой точностью дозирования реагента и низкими адаптационной способностью к внутрискважинным условиям и ресурсом работы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для подачи реагента, выполненное в виде соединенных между собой по торцам с помощью муфт секций, каждая из которых представляет собой полый цилиндрический контейнер, включающий расположенные в его торцах камеры смешения, снабженные отверстиями для гидравлической соединения со скважиной и отделенные от полости, заполненной реагентом, дозирующими фильтрами из пластиковых или металлических сеток (пат. РФ № 2386791, Е21В 37/06, 2008).

Недостатком устройства является низкая точность дозирования реагента из-за заклинивания ячеек дозирующих фильтров механическими примесями, попадающими в камеры смешения со скважинной жидкостью, трудоемкость формирования наклонных отверстий в длинномерных цилиндрических контейнерах, а также неудовлетворительная технологичность сборки и сложность настройки дозирующих фильтров под проявляющиеся осложняющие факторы в скважине.

Настоящее изобретение решает задачу повышения точности и продолжительности дозирования реагента в скважинную жидкость при одновременном улучшении технологичности изготовления и упрощения сборки устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для подачи реагента в скважину, содержащем соединенные по торцам с помощью муфт цилиндрические контейнеры с реагентом, камеры смешения с отверстиями и фильтры-дозаторы, согласно изобретению верхние торцы цилиндрических контейнеров перекрыты фильтрами-дозаторами, а нижние торцы - заглушками, камеры смешения и фильтры-дозаторы расположены в муфтах, имеющих, по крайней мере, по одному ряду входных и выходных отверстий.

Входные и выходные отверстия в муфте ориентированы под острым углом к ее оси в сторону, соответственно противоположную и совпадающую с направлением движения жидкости в скважине, причем их площади сечения совпадают. Выполнение отверстий на муфте, имеющих существенно меньшую длину по сравнению с контейнером, улучшает технологичность изготовления заявляемого устройства дозирования реагента в целом.

Над входными отверстиями могут быть установлены козырьки для увеличения площади забора скважинной жидкости внутрь муфты.

Фильтр-дозатор может быть выполнен из профилированной проволоки, или из пористого спеченного материала, или из металлической или полимерной сетки. Гидравлическая связь камеры смешения со скважиной и полостью контейнера осуществляется через отверстия в муфте и фильтр-дозатор соответственно.

Фильтр-дозатор выполняется, например, цилиндрической или дискообразной формы, благодаря чему взвешенные частицы из скважинной жидкости не накапливаются, а скатываются с его проницаемой поверхности. При этом не происходит закупоривания дозирующих отверстий и обеспечивается равномерное поступление реагента в скважину. Точность дозирования реагента определяется габаритами фильтра-дозатора и размером его характерного дозирующего отверстия - щели, поры или ячейки.

Для изготовления фильтра-дозатора предпочтительно использовать химически- и коррозионно-стойкий материал.

В устройстве могут применяться реагенты различного химического состава и агрегатного состояния, которые подбираются с учетом внутрискважинных условий.

На чертеже схематично изображено заявляемое устройство для подачи реагента, общий вид, разрез.

Устройство для подачи реагента в скважину содержит набор цилиндрических контейнеров 1, нижние торцы которых перекрыты заглушками 2, а верхние торцы - фильтрами-дозаторами 3. Контейнеры 1 заполнены реагентом 4, состав и агрегатное состояние которого подбираются с учетом температуры, обводненности и химического состава добываемой жидкости. Контейнеры 1 соединены друг с другом с помощью муфт 5, на цилиндрической поверхности которых выполнен ряд нижних входных 6 и верхних выходных 7 отверстий, ориентированных под острым углом к оси муфт в сторону, противоположную и совпадающую с направлением движения жидкости в скважине соответственно. Площади сечения входных 6 и выходных 7 отверстий совпадают, при этом диаметр, угол наклона оси и количество указанных отверстий подбираются в зависимости от подачи жидкости и необходимого содержания в ней реагента. Над входными отверстиями 6 установлены козырьки 8. Внутри муфт 5 образуются камеры смешивания 9, в которых оказываются фильтры-дозаторы 3.

Устройство для подачи реагента работает следующим образом. Заполненные реагентом 4 цилиндрические контейнеры 1 с закрытыми заглушками торцами транспортируют на месторождение. При спуске в скважину контейнеры 1 соединяют друг с другом муфтами 5 с одновременной установкой на них фильтров-дозаторов 3. Типоразмер последних определяется необходимой точностью и продолжительностью дозирования реагента с учетом конкретных внутрискважинных условий. Количество контейнеров в спускаемом устройстве задается дебитом скважины.

При включении погружного насоса скважинная жидкость течет снизу вверх вдоль устройства для подачи реагента. При этом часть ее потока попадает через входные отверстия 6 муфты 5 в камеру смешивания 9. Сюда же из корпуса 1 через фильтр-дозатор 3 по диффузионному механизму поступает концентрированный раствор реагента 4. В камере смешивания 9 происходит распределение реагента в объеме скважинной жидкости. Козырьки 8 интенсифицируют этот процесс за счет турбулизации жидкости. Вытекший из корпуса 1 реагент замещается скважинной жидкостью, поступающей в него из камеры смешивания 9 через фильтр-дозатор 3. Основной поток добываемой жидкости, движущийся вверх вдоль муфты 5, создает в выходных отверстиях 7 вихревые течения. Под их действием насыщенная реагентом скважинная жидкость вытекает из камеры смешивания 9 в затрубное пространство, смешивается с восходящим потоком добываемой жидкости и попадает на прием погружного насоса. Благодаря наличию реагента предотвращается отложение солей на рабочих органах насоса.