В ПНИПУ создали способ защиты скважин от простоев из-за парафиновых пробок

Погружное устройство подачи жидкого химического реагента, предотвращающего образование парафиновых пробок в скважине для добычи нефти, оснащенное дозировочным насосом, работающим от вала скважинного электродвигателя, разработали специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 8 декабря сообщает пресс-служба вуза.

Добываемая из нефтяных скважин жидкость представляет собой многокомпонентную «смесь», в которой, кроме легких фракций нефти, идущей на изготовление топлива, содержатся также тяжелые углеводороды — парафины и асфальтены, кислоты и минеральные соли.

Резкие перепады температуры и давления при подъеме нефти на поверхность приводят к образованию из этих фракций на стенках нефтяных труб пробок, ликвидация которых требует остановок нефтедобычи. Это приводит к значительным финансовым потерям. Устраняют такие пробки механической очисткой, промывкой горячими агентами, а для предотвращения их образования применяют химическую профилактику специальными реагентами.

Кроме того, при таких простоях отсутствие синхронизации насоса и дозатора реагентов приводит к перерасходу химикатов. Разработка ученых ПНИПУ в 2–3 раза увеличивает время эффективной работы обычной дозы реагента, сокращая его расход на 15–30% по сравнению с существующими аналогами.

Также поршневые системы дозирования, в которых реагент вытесняется механическим поршнем, часто выходят из строя из-за заклинивания механизмов. Тогда как более современные автоматизированные дозирующие устройства с электронным управлением и собственным мотором долго не выдерживают экстремальных условий скважины — высоких давлений и температур и химически агрессивной среды.

Специальное погружное устройство, разработанное учеными Пермского Политеха, оснащено дозировочным насосом, работающим от вала погружного электродвигателя скважинной насосной установки, что обеспечивает стабильную и согласованную с работой насосной установки подачу реагента в скважинную жидкость.

Аналогичные устройства, существующие в настоящее время, либо имеют очень сложную конструкцию и, соответственно, низкую надежность, либо не обеспечивают в скважинной жидкости длительного и стабильного поддержания эффективной концентрации химических реагентов из-за непостоянства скорости их подачи в скважину.

Устройство ученых ПНИПУ представляет собой компактный цилиндрический модуль, который размещают в скважине. Он имеет несколько функциональных узлов. В верхней части устройства находится дозировочный насос и редуктор, передающий вращение от погружного электродвигателя дозировочному насосу, нижняя часть служит резервуаром для химического реагента.

Ассистент, инженер кафедры горной электромеханики ПНИПУ Вадим Картавцев рассказал, как работает разработанное ими устройство:

«При запуске насосной установки начинается одновременное извлечение скважинной жидкости и подача в нее химических реагентов, а при выключении насосной установки — оба процесса прекращаются. Такой результат достигается за счет того, что скважинный насос и устройство для подачи реагента в скважину приводятся в действие погружным электродвигателем, общим для обоих устройств».

При этом, поскольку жидкий химический реагент хранится в эластичном резервуаре особой конструкции и тем самым изолирован от скважинной жидкости, он не смешивается со скважинной жидкостью. Это предотвращает его утечки во время простоя оборудования.

«Также мы продумали и систему безопасности. В эластичный резервуар встроен специальный подпружиненный клапан-предохранитель. Он страхует устройство в аварийной ситуации — когда реагент неожиданно заканчивается, но насос продолжает работать и создает разрежение. Клапан автоматически открывается и впускает скважинную жидкость, не позволяя резервуару деформироваться больше допустимого и порваться под действием перепада давления», — дополнил доцент кафедры горной электромеханики ПНИПУ, кандидат технических наук Валерий Зверев.

В результате новаторская разработка пермских ученых не только помогает избежать образования пробок, но, предлагая комплексное решение, исключает как простои, так и перерасход реагентов.

Она позволяет в 2–3 раза увеличить период эффективной концентрации реагента в скважинной жидкости по сравнению с серийными его дозаторами. При этом расход реагента сокращается на 15–30% по сравнению с выпускаемыми серийными дозаторами с капсулированным ингибитором. В результате значительно сокращаются эксплуатационные расходы, что повысит для нефтяных компаний рентабельность добычи нефти.

На данное изобретение ПНИПУ получил патент «Погружное устройство для подачи жидкого химического реагента в скважину».