RU2204013C2

RU2204013C2 - Method of control of hydrate-paraffin deposits and device for method embodiment

Info

Publication number: RU2204013C2
Application number: RU2001121350/03A
Authority: RU
Original assignee: ОАО "Сибнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика"; Пасечник Михаил Петрович; Молчанов Евгений Петрович; Коряков Анатолий Степанович; Резванов Сарвар Тагирович
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-05-10

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; applicable in control of hydrate-paraffin deposits in oil and gas wells. SUBSTANCE: heating cable is lowered into annulus with its simultaneous spiral winding on tubing lowered into well. Heating cable is operated periodically or continuously. Heating cable is removed from well together with tubing, or separately from tubing with cable simultaneous unwinding. It is provided due to installation on cable end, through swivel, of spiral springy knife with its sharpened end inside. Angle of inclination of knife spiral is selected from condition of its reverse rotation with knife moving down, or upward over tubing. Knife spiral is selected from condition of its location round part of tubing part with its springy fitting on pipe from side by means of window formed by spiral ends. EFFECT: prevented formation of hydrate-paraffin deposits, their reduced rate of formation. 2 cl, 1 dwg _

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при удалении гидратопарафиновых образований (ГПО) в нефтяных и газовых скважинах. The invention relates to the oil and gas industry and can be used to remove hydratoparaffin formations (GPO) in oil and gas wells.

Известны различные способы и устройства для борьбы с ГПО: размыв образований горячей водой или паром, подаваемых по спущенным в скважину трубам или шлангам; использование различных химикатов; использование электрических нагревателей разных конструкций (В.А. Хорошилов, А.Г. Малышев. Предупреждение и ликвидация гидратных отложений при добыче нефти. - М.: ВНИИОЭНГ, 1986. Обзорная информация нефтяной промышленности. Сер. "Нефтепромысловое дело"; В. В.Девликанов и др. Борьба с гидратами при эксплуатации газлифтных скважин. - Уфа: 1984, с.70). There are various methods and devices for combating GPO: erosion of formations with hot water or steam supplied through pipes or hoses lowered into the well; the use of various chemicals; the use of electric heaters of various designs (V.A. Khoroshilov, A.G. Malyshev. Prevention and elimination of hydrated deposits during oil production. - M .: VNIIOENG, 1986. Overview of the oil industry. Ser. "Oilfield business"; V. V . Devlikanov and others. The fight against hydrates in the operation of gas-lift wells. - Ufa: 1984, p.70).

Недостатком известных способов и устройств для борьбы с ГПО является их сложность и большая стоимость. A disadvantage of the known methods and devices for combating GPO is their complexity and high cost.

Эти недостатки частично устранены в другом известном способе борьбы с ГПО и устройстве для его осуществлении, принятых за прототип (Полезная модель 10000, МПК 6 Н 01 В 7/18 от 15.06.98 г., RU). These disadvantages are partially eliminated in another known method of combating GPO and a device for its implementation, adopted as a prototype (Utility Model 10000, IPC 6 H 01 B 7/18 of 06/15/98, RU).

Способ борьбы с ГПО по прототипу включает нагрев колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) нагревательным кабелем, по которому подают ток, а жилы кабеля соединяют на конце накоротко или с помощью соответствующих клемм, при этом кабель размещают внутри НКТ. The prototype GPO control method involves heating the tubing string using a heating cable that supplies current, and the cable cores are connected at the end with a short circuit or using the appropriate terminals, while the cable is placed inside the tubing.

Устройство для борьбы с ГПО содержит нагревательный кабель, жилы которого соединены на конце накоротко или соответствующими клеммами. The device for combating GPO contains a heating cable, the cores of which are connected at the end by a short circuit or by the corresponding terminals.

Недостатком прототипа является то, что ГПО удаляются внутри НКТ, тогда как источник низких температур находится за НКТ в пространстве между колонной и наружной стенкой НКТ. The disadvantage of the prototype is that the GPO is removed inside the tubing, while the source of low temperatures is located behind the tubing in the space between the column and the outer wall of the tubing.

В результате этого после удаления ГПО они образуются вновь весьма быстро. Держать кабель постоянно включенным возможности нет, так как это мешает работе насоса. As a result of this, after the removal of HPO, they are formed again very quickly. It is not possible to keep the cable constantly on, as this interferes with the operation of the pump.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. The objective of the invention is to remedy these disadvantages.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного изобретения, является постоянный нагрев НКТ с ее наружной стороны, в результате чего ГПО в процессе работы кабеля не образуется. Кабель за НКТ можно держать постоянно включенным. The technical result achieved by using the proposed invention is the constant heating of the tubing from its outer side, as a result of which the GPO does not form during the operation of the cable. The cable behind the tubing can be kept constantly on.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе борьбы с ГПО, включающем нагрев колонны НКТ нагревательным кабелем, согласно изобретению после спуска колонны НКТ с насосом в скважину кабель опускают в затрубье с одновременной спиральной навивкой его на НКТ, после спуска включают кабель в работу на постоянно или периодически, после окончания работ кабель извлекают совместно с НКТ или отдельно по НКТ с одновременной размоткой его спиральной навивки. The specified technical result is achieved by the fact that in the method of combating the gas-oil treatment, including heating the tubing string with a heating cable, according to the invention, after lowering the tubing string with a pump into the well, the cable is lowered into the annulus while winding it onto the tubing helically, after lowering the cable is turned on continuously or periodically, after the end of work, the cable is removed together with the tubing or separately through the tubing with the simultaneous unwinding of its spiral winding.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для борьбы с ГПО, содержащем нагревательный кабель, согласно изобретению на конце кабеля установлен через вертлюг спиралеобразный пружинящий нож с заостренной частью внутри, при этом угол наклона спирали ножа выбран из условия его реверсивного вращения при перемещении ножа вниз или вверх по НКТ, расположенным внутри спирали ножа вдоль продольной оси спирали, а длина спирали ножа выбрана из условия возможности ее размещения вокруг части НКТ при подпружиненном одевании ее на НКТ сбоку окном, образованным концами спирали. The technical result is also achieved by the fact that in the device for combating HPO containing a heating cable, according to the invention, a spiral-shaped spring knife with a pointed part inside is mounted on the cable end through the swivel, while the angle of inclination of the knife spiral is selected from the condition of its reverse rotation when the knife is moved down or up the tubing located inside the spiral of the knife along the longitudinal axis of the spiral, and the length of the spiral of the knife is selected from the condition that it can be placed around part of the tubing when spring-loaded dressing it on N CT on the side of the window formed by the ends of the spiral.

Спуск нагревательного кабеля в затрубье с навивкой его на НКТ обеспечивает поддержание температуры НКТ выше температуры образования ГПО, в связи с чем ГПО вообще не будут образовываться. Если критическая температура образования отложений не достигнута, то все равно время процесса образования будет качественно больше по сравнению с временем процесса при холодных НКТ. The descent of the heating cable in the annulus with its winding onto the tubing ensures that the temperature of the tubing is higher than the temperature of formation of the HPO, and therefore the GPO will not be formed at all. If the critical temperature of deposit formation is not reached, then all the same the time of the formation process will be qualitatively longer compared to the process time with cold tubing.

Спуск кабеля в скважину после спуска НКТ и насоса обусловлен тем, что по технологическому процессу выполнять обвив кабелем НКТ перед их спуском или в процессе спуска является весьма затруднительным, небезопасным и запрещенным приемом. The descent of the cable into the well after the descent of the tubing and the pump is due to the fact that according to the technological process, wrapping the tubing with a cable before descent or during descent is very difficult, unsafe and prohibited.

Извлекать кабель в процессе подъема НКТ, хотя и возможно, но тоже затруднительно и опасно. Although it is possible to remove the cable during the process of lifting the tubing, it is also difficult and dangerous.

Поэтому лучше извлекать кабель по НКТ с размоткой его спиральной навивки. Навивка и размотка кабеля выполняются предложенным устройством. Therefore, it is better to remove the cable through the tubing with the unwinding of its spiral winding. Cable winding and unwinding are performed by the proposed device.

Установка на конце кабеля в предложенном устройстве через вертлюг спиралеобразного пружинящего ножа с заостренной частью внутри как раз и обеспечивает и навивку кабеля на НКТ при его спуске, и размотку кабеля с НКТ при его подъеме. The installation at the end of the cable in the proposed device through the swivel of a spiral spring knife with a pointed part inside also ensures the winding of the cable on the tubing during its descent, and the unwinding of the cable from the tubing when it is lifted.

Для осуществления процесса навивки или размотки угол подъема спирали ножа выбран из условия его реверсивного вращения при перемещении ножа вниз или вверх по НКТ, расположенном внутри спирали ножа вдоль продольной оси спирали. Вращение ножа при этом обеспечивается перемещением острой кромки ножа не вдоль НКТ, а вдоль самой острой кромки при контакте кромки с НКТ, который всегда имеет место в какой-либо точке ножа по длине спирали. To carry out the process of winding or unwinding, the angle of elevation of the knife spiral is selected from the condition of its reverse rotation when moving the knife down or up along the tubing located inside the knife spiral along the longitudinal axis of the spiral. The rotation of the knife is ensured by moving the sharp edge of the knife not along the tubing, but along the sharpest edge when the edge contacts the tubing, which always takes place at any point on the knife along the length of the spiral.

Возможно надеть спиралеобразный нож сбоку на НКТ (возможности надевать нож на НКТ сверху не имеется ввиду закрепления НКТ) в любом месте НКТ обусловлена тем, что длина спирали ножа выбрана из условия возможности ее размещения вокруг части НКТ при подпружиненном надевании ее на НКТ окном, образованными концами спирали. It is possible to put a spiral-shaped knife on the side of the tubing (it is not possible to put the knife on the tubing from above because the tubing is fixed) anywhere on the tubing because the length of the spiral of the knife is selected so that it can be placed around part of the tubing when it is spring-loaded on the tubing with a window formed by the ends spirals.

Подпружиненное надевание ножа необходимо для того, что бы он не сходил с НКТ самопроизвольно при подъеме или спуске кабеля. Spring-loaded donning of the knife is necessary so that it does not come off the tubing spontaneously when lifting or lowering the cable.

Предложенное устройства, позволяющее реализовать предложенный способ, показано на чертеже, где на фиг.1 изображен его продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А (на фиг.1), на фиг.3 - вид Б (на фиг.1). The proposed device, which allows to implement the proposed method, is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section thereof, in Fig. 2 is a section A-A (in Fig. 1), in Fig. 3 is a view B (in Fig. 1 )

Устройство для борьбы с ГПО в нефтяных и газовых скважинах содержит нагревательный кабель 1, на конце которого установлен вертлюг 2, спиралеобразный пружинящий нож 3 с заостренной частью 4 внутри, при этом угол подъема спирали ножа α выбран из условия его реверсивного вращения при перемещении ножа 3 вниз или вверх по НКТ, расположенным внутри спирали ножа 3 вдоль продольной оси спирали, а длина спирали ножа 3 выбрана из условия возможности ее размещения вокруг НКТ при подпружиненном одевании ее на НКТ сбоку окном, образованными концами 5 и 6 спирали ножа 3. The device for combating gas treatment in oil and gas wells contains a heating cable 1, at the end of which a swivel 2 is installed, a spiral spring knife 3 with a pointed part 4 inside, while the angle of rise of the knife spiral α is selected from the condition of its reverse rotation when the knife 3 is moved down or up the tubing located inside the spiral of the knife 3 along the longitudinal axis of the spiral, and the length of the spiral of the knife 3 is selected from the condition that it can be placed around the tubing when spring-loaded dressing it on the tubing on the side of the window, formed by the ends of 5 and 6 joint Raleigh knife 3.

Устройство работает следующим образом, реализуя предложенный способ. The device operates as follows, implementing the proposed method.

После спуска колонны НКТ с насосом в скважину на верхнюю НКТ сбоку надевают окном нож 3, раздвигая подпружиненные концы 5 и 6 окна, которые не позволяют ножу 3 сойти с НКТ в процессе перемещения ножа 3 совместно с вертлюгом 2 и кабелем 1. Затем перемещают кабель 1 с ножом 3 в заданную точку. Как правило, эта точка находится на глубине 600-800 м от устья. Ниже этой точки ГПО не образуются. При перемещении заостренной части 4 ножа 3 вниз часть 4 в каком-то месте постоянно контактирует с НКТ. Так как заостренные части 4 расположены под большим углом α, то часть 4 своим острием не позволяет ножу 3 перемещаться вдоль НКТ. В то же время острие части 4 скользит по НКТ вдоль острой кромки. Такое перемещение закручивает нож 3 вокруг НКТ с одновременным перемещением вниз по спиралевидной траектории. After lowering the tubing string with the pump into the well, the knife 3 is put on the side of the window with the window 3, pushing the spring-loaded ends 5 and 6 of the window, which do not allow the knife 3 to get off the tubing during the movement of the knife 3 together with the swivel 2 and cable 1. Then move the cable 1 with a knife 3 at a given point. As a rule, this point is located at a depth of 600-800 m from the mouth. Below this point, GPOs are not formed. When moving the pointed part 4 of the knife 3 down part 4 in some place is constantly in contact with the tubing. Since the pointed parts 4 are located at a large angle α, part 4 with its tip does not allow the knife 3 to move along the tubing. At the same time, the tip of part 4 slides along the tubing along the sharp edge. This movement twists the knife 3 around the tubing with a simultaneous movement down a spiral path.

В результате такого движения кабель 1 навивают на колонну труб НКТ. После достижения концом кабеля 1 заданной глубины включают подачу тока в кабель 1 на постоянно или периодически. Кабель нагревается и нагревает НКТ. По сравнению с прототипом спиральная навивка кабеля приводит к возбуждению в НКТ индукционных токов, которые дополнительно нагревают НКТ. As a result of this movement, cable 1 is wound onto a tubing string. After the end of cable 1 reaches a predetermined depth, the current is supplied to cable 1 continuously or periodically. The cable heats up and heats the tubing. Compared with the prototype, spiral winding of the cable leads to the initiation of induction currents in the tubing, which additionally heat the tubing.

Режимы тока подбирают такими, чтобы температура нагрева НКТ превышала температуру возникновения ГПО. В этом случае отложения вообще не будут образовываться. The current regimes are selected so that the temperature of the heating of the tubing exceeds the temperature of the onset of HPO. In this case, deposits will not form at all.

При извлечении кабеля 1 из скважины острая кромка части 4 также препятствует перемещению ножа 3 вдоль НКТ, но ее перемещение вдоль этой части 4 раскручивает нож 3 в обратном направлении (реверс) и кабель 1 раскручивается с НКТ, давая возможность поднять его на поверхность. Затягивания кабеля не произойдет по причине большого угла подъема спирали ножа 3 и раскручивания кабеля вертлюгом 2. When removing cable 1 from the well, the sharp edge of part 4 also prevents the knife 3 from moving along the tubing, but moving it along this part 4 untwists the knife 3 in the opposite direction (reverse) and cable 1 unwinds from the tubing, making it possible to lift it to the surface. The cable will not be tightened due to the large angle of rise of the spiral of the knife 3 and the unwinding of the cable with the swivel 2.

Извлечь кабель 1 из скважины можно также совместно с подъемом НКТ, однако это будет затруднительным ввиду накапливания витков кабеля 1 на устье по мере подъема колонны НКТ. It is also possible to remove cable 1 from the well together with the tubing lift, however this will be difficult due to the accumulation of cable 1 turns at the mouth as the tubing string is raised.

На глубинах образования гидратопарафинов 600-800 м прижима НКТ к колонне не происходит из-за увеличенного диаметра колонны на этих глубинах и профилирования скважин на таких глубинах вертикальными. В связи с этим помех перемещению ножа 3 по НКТ не имеется. At the hydratoparaffin formation depths of 600-800 m, tubing pressure to the string does not occur due to the increased diameter of the string at these depths and vertical profiling of the wells at such depths. In this regard, there is no interference with the movement of knife 3 along the tubing.

Таким образом, благодаря установке кабеля 1 вокруг НКТ обеспечивается возможность как его включения на любой период времени, так и эффективного подогрева НКТ за счет тепловых и индукционных полей, возникающих при пропускании электрического тока по кабелю. Достаточный нагрев НКТ обеспечивает или отсутствие образования ГПО, или значительное снижение скорости их образования. Thus, thanks to the installation of cable 1 around the tubing, it is possible both to turn it on for any period of time and to effectively heat the tubing due to the thermal and induction fields that occur when electric current is passed through the cable. Adequate heating of the tubing ensures either the absence of HPO formation or a significant decrease in the rate of their formation.

Claims

1. A method of combating hydrate-paraffin formations, including heating the tubing string with a heating cable, characterized in that after lowering the tubing string with the pump into the well, the cable is lowered into the annulus while it is helically wound onto the tubing after descent turn on the cable continuously or periodically; after the work is completed, the cable is removed together with the tubing or separately through the tubing with simultaneous size mended its spiral winding.

2. A device for combating hydratoparaffin formations, comprising a heating cable, characterized in that a spiral spring knife with a pointed part inside is installed through the swivel at the cable end, while the angle of inclination of the knife spiral is selected from the condition of its reverse rotation when moving the knife down or up tubing located inside the spiral of the knife along the longitudinal axis of the spiral, and the length of the spiral of the knife is selected from the condition that it can be placed around part of the tubing and spring-biased in its dressing tubing side window formed by the ends of the spiral.