RU2594911C1

RU2594911C1 - Well heater

Info

Publication number: RU2594911C1
Application number: RU2015136869/03A
Authority: RU
Inventors: Владислав Юрьевич Климов
Original assignee: Владислав Юрьевич Климов
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-08-20

Abstract

FIELD: oil industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil production and can be used for heating of high-viscosity and waxy oil directly in the well. Well heater comprises housing consisting of outer and inner walls, supply and discharge manifold with branch pipes installed coaxially with annular gap and forming a cavity for heating coolant. Besides, heater includes an additional heat exchange element made up of two cylindrical shells installed coaxially and connected to each other. Additional heat exchange element is installed in housing on pylons arranged at the ends of additional heat exchanging element. Wherein in the pylons there are channels for supply and removal of heating coolant.

EFFECT: technical result is increasing efficiency of production of high viscous and paraffin oil.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для нагревания высоковязкой и парафинистой нефти непосредственно в скважине.The invention relates to the field of oil production and can be used to heat highly viscous and paraffin oil directly in the well.

Одной из основных проблем, возникающих при добыче нефти и вызывающих осложнения в работе скважин, нефтепромыслового оборудования и трубопроводных коммуникаций, являются асфальтосмолопарафиновые и гидратные отложения.One of the main problems encountered during oil production and causing complications in the operation of wells, oilfield equipment and pipeline communications are asphalt-resin-paraffin and hydrated deposits.

Известен скважинный подогреватель, содержащий цилиндрический трубчатый корпус, внутри которого коаксиально размещен участок трубы подвески насосно-компрессорной трубы, на внешней поверхности которой вдоль трубы размещены отстоящие друг от друга индукционные цилиндрические катушки, подключенные с помощью соединительного электрического кабеля к источнику переменного тока, находящемуся на поверхности (патент РФ №2317401, МПК: Е21В 36/00 - прототип).A well heater is known, comprising a cylindrical tubular body, inside of which a portion of the pipe of the suspension of the tubing is coaxially placed, on the outer surface of which along the pipe are spaced apart induction cylindrical coils connected by a connecting electric cable to an AC source located on the surface (RF patent No. 2317401, IPC: ЕВВ 36/00 - prototype).

Указанный скважинный подогреватель работает следующим образом.The specified downhole heater operates as follows.

При подаче через соединительный электрический кабель переменного тока на индукционные цилиндрические катушки, на участке трубы из подвески насосно-компрессорной трубы, индуцированными переменными магнитными потоками наводятся токи, которые можно рассматривать как вихревые, или как ток короткого замыкания вторичной обмотки трансформатора, имеющей один виток. Этот ток нагревает участок трубы из подвески насосно-компрессорной трубы, тепло от которого отводится протекающей нефти, подлежащей нагреву.When AC is supplied through an connecting electric cable to induction cylindrical coils, in the pipe section from the suspension of the tubing, currents induced by alternating magnetic fluxes are induced, which can be considered as eddy currents or as a short circuit current of the secondary winding of a transformer having one turn. This current heats the pipe section from the suspension of the tubing, the heat from which is discharged by the flowing oil to be heated.

Основным недостатком данного скважинного подогревателя является низкая тепловая мощность.The main disadvantage of this downhole heater is its low heat output.

Задачей изобретения является предотвращение образования асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в насосно-компрессорных трубах эксплуатационных скважин и улучшение технических характеристик скважинного подогревателя.The objective of the invention is to prevent the formation of asphalt-resin-paraffin and hydrate deposits in the tubing of production wells and improving the technical characteristics of the downhole heater.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный скважинный подогреватель, согласно изобретению, содержит корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующие полость для греющего теплоносителя, подводящего и отводящего коллектора с патрубками, дополнительный теплообменный элемент, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом дополнительный теплообменный элемент установлен в корпусе на пилонах, расположенных на концах дополнительного теплообменного элемента, причем в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода греющего теплоносителя.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed downhole heater, according to the invention, comprises a housing consisting of an outer and inner wall mounted coaxially with an annular gap and forming a cavity for a heating fluid, an inlet and outlet manifold with nozzles, an additional heat exchange element made in the form two cylindrical shells installed coaxially and interconnected, while an additional heat-exchange element is installed in the housing on the pylons, located laid at the ends of the additional heat-exchange element, and in the pylons channels are made for the inlet and outlet of the heating coolant.

В варианте исполнения пилоны, расположенные со стороны подачи нефти, установлены под углом к продольной оси корпуса.In an embodiment, the pylons located on the oil supply side are mounted at an angle to the longitudinal axis of the housing.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид скважинного подогревателя в продольном разрезе, на фиг. 2 - разрез А-А - поперечный разрез скважинного подогревателя, на фиг. 3 - выносной элемент Б - продольный разрез скважинного подогревателя.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a perspective view of a downhole heater in longitudinal section; FIG. 2 - section AA - cross section of the downhole heater, in FIG. 3 - remote element B is a longitudinal section of a downhole heater.

Предложенный скважинный подогреватель содержит корпус 1, состоящий из наружной стенки 2 и внутренней стенки 3, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для греющего теплоносителя, подводящего коллектора 4 и отводящего коллектора 5, подводящего патрубка 6 и отводящего патрубка 7, дополнительный теплообменный элемент 8, выполненный в виде двух цилиндрических оболочек 9 и 10, установленных коаксиально и соединенных между собой, при этом дополнительный теплообменный элемент 8 установлен в корпусе 1 на пилонах 11, расположенных на концах дополнительного теплообменного элемента 8, причем в пилонах 11 выполнены каналы 12 для подвода и отвода греющего теплоносителя.The proposed downhole heater includes a housing 1, consisting of an outer wall 2 and an inner wall 3, mounted coaxially with an annular gap and forming a cavity for a heating coolant, a supply collector 4 and a discharge manifold 5, a supply pipe 6 and a discharge pipe 7, an additional heat exchange element 8, made in the form of two cylindrical shells 9 and 10, mounted coaxially and interconnected, while the additional heat exchange element 8 is installed in the housing 1 on the pylons 11, located worn at the ends of the additional heat exchange element 8, and in the pylons 11 channels 12 are made for the supply and removal of the heating coolant.

В варианте исполнения пилоны 11, расположенные со стороны подачи нефти, установлены под углом к продольной оси корпуса 1.In an embodiment, the pylons 11 located on the oil supply side are installed at an angle to the longitudinal axis of the housing 1.

Предложенный скважинный подогреватель работает следующим образом.The proposed downhole heater operates as follows.

Скважинный подогреватель соединяется с помощью муфт с насосно-компрессорной трубой. Во внутреннюю полость корпуса 1 скважинного подогревателя подается нефть. Нефть равномерно распределяется во внутренней полости корпуса 1 и движется в кольцевом зазоре, расположенном между цилиндрической оболочкой 9 дополнительного теплообменного элемента 8 и внутренней стенкой 3 корпуса 1, а так же во внутренней полости цилиндрической оболочки 10.The downhole heater is connected by means of couplings to the tubing. Oil is supplied to the internal cavity of the housing 1 of the downhole heater. Oil is evenly distributed in the inner cavity of the housing 1 and moves in an annular gap located between the cylindrical shell 9 of the additional heat exchange element 8 and the inner wall 3 of the housing 1, as well as in the inner cavity of the cylindrical shell 10.

Греющий теплоноситель через подводящий патрубок 6 поступает в подводящий коллектор 4 и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой 2 и внутренней стенкой 3 корпуса 1. В кольцевом зазоре греющий теплоноситель разделяется на два потока.The heating medium through the inlet pipe 6 enters the inlet manifold 4 and then into the annular gap located between the outer wall 2 and the inner wall 3 of the housing 1. In the annular gap, the heating medium is divided into two streams.

Первый поток греющего теплоносителя проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой 2 и внутренней стенкой 3 корпуса 1, охлаждается, отдавая теплоту потоку нефти, движущемуся во внутренней полости корпуса 1, и отводится в отводящий коллектор 5.The first flow of the heating fluid passes in the annular gap between the outer wall 2 and the inner wall 3 of the housing 1, is cooled, giving heat to the oil flow moving in the internal cavity of the housing 1, and is diverted to the exhaust manifold 5.

Второй поток греющего теплоносителя поступает по каналам 11, выполненным в пилонах 9, в кольцевой зазор, расположенный между цилиндрическими оболочками 9 и 10 дополнительного теплообменного элемента 8. Проходя по кольцевому зазору, греющий теплоноситель охлаждается, отдавая теплоту потоку нефти, движущемуся во внутренней полости корпуса 1, после чего поток по каналам 11 поступает в отводящий коллектор 5.The second flow of the heating fluid enters through the channels 11, made in the pylons 9, into the annular gap located between the cylindrical shells 9 and 10 of the additional heat exchange element 8. Passing through the annular gap, the heating fluid is cooled, giving heat to the oil flow moving in the inner cavity of the housing 1 , after which the flow through channels 11 enters the outlet manifold 5.

В отводящем коллекторе 5 два потока греющего теплоносителя смешиваются между собой. Греющий теплоноситель выходит из отводящего коллектора 5 через отводящий патрубок 7.In the exhaust manifold 5, two streams of heating fluid are mixed together. The heating coolant exits the exhaust manifold 5 through the exhaust pipe 7.

В варианте исполнения поток нефти, проходящий через пилоны 11, установленые под углом к продольной оси корпуса 1, приобретает вращательное движение, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи.In an embodiment, the oil flow passing through the pylons 11, mounted at an angle to the longitudinal axis of the housing 1, acquires a rotational movement, which allows to intensify the heat transfer process.

Использование предлагаемого изобретения позволит предотвратить образование асфальтосмолопарафиновых и гидратных отложений в насосно-компрессорных трубах эксплуатационных скважин и улучшить технические характеристики скважинного подогревателя.The use of the present invention will prevent the formation of asphalt-resin-paraffin and hydrated deposits in the tubing of production wells and improve the technical characteristics of the downhole heater.

Claims

1. A downhole heater, characterized in that it comprises a housing consisting of outer and inner walls installed coaxially with an annular gap and forming a cavity for a heating fluid, an inlet and outlet manifold with nozzles, an additional heat-exchange element made in the form of two cylindrical shells, installed coaxially and interconnected, while the additional heat-exchange element is installed in the housing on pylons located at the ends of the additional heat-exchange element, in which the pylons channels for supply and discharge of heating medium.

2. The downhole heater according to claim 1, characterized in that the pylons located on the oil supply side are installed at an angle to the longitudinal axis of the housing.