RU2260110C1

RU2260110C1 - Device for metered reagent supply and mixing inside well

Info

Publication number: RU2260110C1
Application number: RU2004105142/03A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Хазиев (RU); Н.Н. Хазиев; В.Ф. Голубев (RU); В.Ф. Голубев; В.В. Шайдаков (RU); В.В. Шайдаков; Р.А. Ибраев (RU); Р.А. Ибраев; И.М. Абдуллин (RU); И.М. Абдуллин; М.В. Голубев (RU); М.В. Голубев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "ИНКОМП-НЕФТЬ"
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-09-10
Also published as: RU2004105142A

Abstract

FIELD: methods or apparatus for cleaning boreholes or wells, particularly equipment for metered supply reagents into wells.

SUBSTANCE: device has reagent container with partition, metering unit with valve activated under formation liquid pressure drop during pump operation and composite mixer. Composite mixer is made as a chamber with X-shaped partitions and constant magnets arranged on surface from wetted side thereof.

EFFECT: increased efficiency of reagent usage, increased overhaul life and reduced costs.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти.The invention relates to the oil industry and can be used in oil production.

Наиболее эффективным использованием реагентов (ингибиторов, дезмульгаторов, присадок, предотвращающих отложения парафинов и солей в колонне скважины) является введение их в скважину на прием глубинного насоса, т.е. в самом начале движения нефтеводяной смеси и смешение малой дозы реагента в виде капель с продукцией скважины сразу после подачи.The most effective use of reagents (inhibitors, de-emulsifiers, additives that prevent the deposition of paraffins and salts in the well string) is to introduce them into the well to receive a deep pump, i.e. at the very beginning of the movement of the oil-water mixture and the mixing of a small dose of the reagent in the form of drops with the production of the well immediately after supply.

Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину (патент РФ N 2132930, кл. Е 21 В 37/06, 10.07.99). Устройство содержит контейнер для реагента с разделителем, дозировочный узел с клапаном, приводимый в действие от перепада давления пластовой жидкости во время работы насоса. Реагент подается непосредственно на прием насоса малыми дозами в виде капель и смешение реагента с откачиваемой жидкостью из скважины происходит по пути движения жидкости в насосно-компрессорной трубе за счет естественной турбулизации потока жидкости. Естественно, достаточное смешение произойдет только на значительном расстоянии по пути движения жидкости в насосно-компрессорной трубе. Основным недостатком устройства является запаздывание эффекта воздействия реагента в скважине, что приводит к снижению эффективности использования реагента.A device is known for dosed supply of a reagent into a well (RF patent N 2132930, class E 21 B 37/06, 07/10/99). The device comprises a reagent container with a separator, a dosing unit with a valve, driven by the differential pressure of the reservoir fluid during pump operation. The reagent is fed directly to the pump in small doses in the form of drops and the reagent is mixed with the pumped liquid from the well along the path of fluid movement in the tubing due to the natural turbulization of the fluid flow. Naturally, sufficient mixing will occur only at a considerable distance along the path of fluid movement in the tubing. The main disadvantage of the device is the delay in the effect of exposure to the reagent in the well, which leads to a decrease in the efficiency of use of the reagent.

Известен аппарат для магнитной обработки вод (патент РФ N 2053202, кл. С 02 F 1/48, 27.01.96). Аппарат содержит корпус с центральным обтекаемым телом, канал между корпусом и центральным обтекаемым телом разделен на ряд винтовых каналов с помощью винтовых перегородок, в пазах перегородок установлены постоянные магниты. Аппарат позволяет эффективно обработать жидкость в магнитном поле. При этом оказывается воздействие на физико-химические свойства жидкости и имеет место эффект смешения. При обработке в магнитном поле изменяется взаиморасположение молекул и частичек жидкости, разрушаются оболочки вокруг растворенных веществ, вследствие появления взаимоперемещений и флуктуаций в объеме жидкости, что приводит к эффекту смешения на микроскопическом уровне. Однако, недостатком этого аппарата является разделение потока на отдельные части между винтовыми перегородками и смешение происходит отдельно только в отсеках между винтовыми перегородками, а смешение в объеме всего потока не происходит.A known apparatus for magnetic treatment of water (RF patent N 2053202, CL 02 F 1/48, 01/27/96). The apparatus comprises a body with a central streamlined body, the channel between the body and the central streamlined body is divided into a series of screw channels using screw partitions, permanent magnets are installed in the grooves of the partitions. The device allows you to effectively process the liquid in a magnetic field. In this case, the physicochemical properties of the liquid are affected and a mixing effect takes place. When processed in a magnetic field, the relative positions of the molecules and particles of the liquid change, the shells around the dissolved substances are destroyed, due to the appearance of mutual displacements and fluctuations in the volume of the liquid, which leads to the effect of mixing at the microscopic level. However, the disadvantage of this apparatus is the separation of the flow into separate parts between the screw partitions and mixing occurs separately only in the compartments between the screw partitions, and mixing in the volume of the entire flow does not occur.

Технической задачей является обеспечение более эффективного использования реагента путем дозированной подачи и смешения с продукцией скважины до приема глубинного насоса в скважине, увеличение межремонтного периода подземного оборудования, уменьшение затрат на добычу нефти.The technical task is to ensure a more efficient use of the reagent by dosing and mixing with the well products before receiving the downhole pump in the well, increasing the overhaul period of underground equipment, and reducing the cost of oil production.

Поставленная задача решается тем, что устройство для дозированной подачи реагента в скважину, содержащее контейнер для реагента с разделителем, дозировочный узел с клапаном, приводимый в действие от перепада давления пластовой жидкости во время работы насоса, согласно изобретению, дополнительно снабжено комбинированным смесителем, выполненным в виде камеры с крестообразными перегородками с размещенными на их поверхности со стороны обтекания жидкостью постоянными магнитами. Крестообразные перегородки выполнены многоступенчатыми в виде кассеты. Полосы, образующие крестообразную перегородку, изогнуты в радиальном направлении симметрично продольной оси камеры смесителя. В кассете крестообразные перегородки в отношении друг к другу размещены повернутыми на 45 градусов по расположению полос перегородок по сечению камеры.The problem is solved in that the device for dosed supply of reagent into the well, containing a container for the reagent with a separator, a dosing unit with a valve, actuated from the differential pressure of the reservoir fluid during pump operation, according to the invention, is additionally equipped with a combination mixer made in the form chambers with cross-shaped partitions with permanent magnets placed on their surface from the side of the fluid flow around the liquid. The cross-shaped partitions are multistage in the form of a cassette. The strips forming a cross-shaped partition are bent in the radial direction symmetrically to the longitudinal axis of the mixer chamber. In the cassette, the cross-shaped partitions in relation to each other are placed rotated by 45 degrees at the location of the stripes of partitions along the section of the chamber.

В предлагаемом устройстве полностью использовано изобретение по патенту РФ N 2132930. Оно дополнено комбинированным смесителем, что является отличительным признаком, который дает новый технический результат.In the proposed device, the invention is fully used according to the patent of the Russian Federation N 2132930. It is supplemented by a combination mixer, which is a hallmark that gives a new technical result.

Комбинированный смеситель от принятого прототипа по патенту N 2053202 отличается по следующим признакам.Combined mixer from the adopted prototype according to patent N 2053202 differs in the following ways.

Камера комбинированного смесителя выполнена с крестообразными перегородками из полос, они расположены по поперечному сечению камеры смешения, т.е. перегородки не разделяют камеру смешения на изолированные отсеки. Выполнение перегородок из полос позволяет свести до минимума гидравлические сопротивления перегородок так, чтобы не оказывать значительного влияния на работу насоса. Изгиб полос перегородок в радиальном направлении камеры смешения и расположение крестообразных перегородок в кассете в положении, повернутом на 45 градусов в отношении друг к другу по сечению камеры, обеспечивает турбулизацию потока в продольном и поперечном направлениях в камере смешения. Размещение постоянных магнитов на поверхности поперечно расположенных перегородок и со стороны обтекания жидкостью позволяет эффективно обработать жидкость магнитным полем по всему сечению потока.The chamber of the combined mixer is made with cross-shaped partitions from strips, they are located along the cross section of the mixing chamber, i.e. partitions do not separate the mixing chamber into insulated compartments. The implementation of partitions from the strips allows to minimize the hydraulic resistance of the partitions so as not to have a significant impact on the operation of the pump. The bending of the stripes of the partitions in the radial direction of the mixing chamber and the location of the cross-shaped partitions in the cassette in a position rotated by 45 degrees with respect to each other over the camera’s cross section ensures turbulization of the flow in the longitudinal and transverse directions in the mixing chamber. The placement of permanent magnets on the surface of the transverse partitions and from the side of the fluid flow allows you to effectively treat the liquid with a magnetic field over the entire cross section of the stream.

Такое техническое решение обеспечивает подачу реагента в достаточно до высокой степени смешанном с пластовой жидкостью виде до приема насоса. Трудность смешения реагента с пластовой жидкостью заключается в том, что доза реагента малая и представляет собой редкие по времени капли, которые необходимо смешивать на коротком участке пути движения жидкости.This technical solution provides the supply of the reagent in a sufficiently sufficiently high degree mixed with the reservoir fluid before the pump is received. The difficulty of mixing the reagent with the reservoir fluid is that the dose of the reagent is small and is a drop in time, which must be mixed over a short section of the fluid path.

Комбинированный смеситель, использованный в составе устройства для подачи и смешения реагента в скважине, позволяет эффективно смешивать реагент с пластовой жидкостью до приема насоса. Комбинированный смеситель одновременно реализует гидродинамическое смешение в объеме камеры смешения и на уровне молекул и микрочастиц компонентов жидкости в магнитном поле.The combined mixer used in the device for supplying and mixing the reagent in the well allows you to effectively mix the reagent with the reservoir fluid before the pump is received. The combined mixer simultaneously implements hydrodynamic mixing in the volume of the mixing chamber and at the level of molecules and microparticles of the liquid components in a magnetic field.

Схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1. Вид по А приведен на фиг.2.A diagram of the proposed device is shown in figure 1. View A is shown in figure 2.

Устройство для дозированной подачи и смешения реагента в скважине включает следующие основные узлы: а - контейнер, б - дозировочный, в - комбинированный смеситель, г - насос. Комбинированный смеситель включает камеру 1, крестообразные перегородки 2, постоянные магниты 3. Перегородки собираются в кассету на штоке 4. Кассета из перегородок закрепляется внутри камеры на опорах 5.A device for dosed supply and mixing of a reagent in a well includes the following main units: a - a container, b - a dosing, c - a combined mixer, g - a pump. The combined mixer includes a chamber 1, cross-shaped partitions 2, permanent magnets 3. The partitions are assembled in a cassette on the rod 4. The cassette of partitions is fixed inside the chamber on the supports 5.

Устройство монтируется и работает следующим образом.The device is mounted and operates as follows.

Устройство из отдельных узлов собирается при спуске подземного оборудования скважины. В самом начале собирается контейнер (а) из насосно-компрессорных труб на расчетное количество реагента. Контейнер заполняется реагентом на устье скважины в подвешенном состоянии на оголовке скважины.A device from individual nodes is assembled during the descent of underground well equipment. At the very beginning, the container (a) is assembled from tubing for the calculated amount of reagent. The container is filled with reagent at the wellhead in a suspended state on the head of the well.

Дозировочный узел (б) в собранном и отрегулированном на определенную дозу реагента при фактическом дебите скважины виде подсоединяется к контейнеру (а).The dosage unit (b) in the assembled and adjusted for a certain dose of reagent with the actual flow rate of the well is connected to the container (a).

Комбинированный смеситель (в) в собранном виде, как указано на фигуре, подсоединяется к дозировочному узлу (б).The combined mixer (c) in assembled form, as indicated in the figure, is connected to the metering unit (b).

Таким образом собранное устройство для дозированной подачи и смешения реагента в скважине подсоединяется к глубинному насосу (г) и все оборудование спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах на расчетную глубину. После завершения спуско-монтажных работ и подготовки к работе, глубинный насос запускается в работу.Thus, the assembled device for the dosed supply and mixing of the reagent in the well is connected to the deep pump (g) and all the equipment is lowered into the well at the tubing to the calculated depth. After completion of the installation and installation work and preparation for work, the submersible pump starts up.

При работе насоса происходит дозированная подача реагента из контейнера в продукцию скважины, поступающую в насосно-компрессорную трубу через окна в дозировочном узле (б).During the operation of the pump, the reagent is dosed from the container into the well products, which enters the tubing through the windows in the dosing unit (b).

Продукция скважины с дозой реагента поступает в комбинированный смеситель (в). В комбинированном смесителе крестообразные перегородки 2 установлены последовательно, так чтобы создать в жидкости интенсивную турбулизацию во всем объеме камеры 1. Крестообразные перегородки выполнены из полос металла и изогнуты в радиальном направлении симметрично продольной оси камеры 1. Перегородки размещены многоступенчато на штоке 4 и образуют кассету. При этом каждая последующая перегородка повернута на 45 градусов относительно предыдущей перегородки. Кассета из крестообразных перегородок 2 внутри камеры 1 закрепляется на опорах 5. Поток жидкости внутри смесителя обтекает перегородки и возникает движение вдоль изогнутой части полос перегородок, т.е. движение жидкости происходит поперек и вдоль радиуса камеры смешения, занимая все сечение камеры, двигаясь вдоль камеры, поток жидкости встречает следующую перегородку, находящуюся со смещением в 45 градусов по сравнению с предыдущей перегородкой, и вовлекается в турбулизацию часть потока, которая прошла мимо предыдущей перегородки. Конструкция и размещение перегородок обеспечивают интенсивное гидродинамическое смешение жидкости внутри камеры смешения. При этом перегородки не оказывают значительного гидравлического сопротивления потоку. Кроме того, выполнение перегородок с изгибом устраняет возможное накопление осаждающихся частичек на поверхности перегородок.Well production with a dose of reagent enters the combination mixer (c). In the combined mixer, the cross-shaped partitions 2 are installed sequentially, so as to create intensive turbulization in the liquid in the entire volume of the chamber 1. The cross-shaped partitions are made of metal strips and are radially bent symmetrically to the longitudinal axis of the chamber 1. The partitions are placed multistage on the rod 4 and form a cassette. Moreover, each subsequent partition is turned 45 degrees relative to the previous partition. The cassette of the cross-shaped partitions 2 inside the chamber 1 is fixed on the supports 5. The fluid flow inside the mixer flows around the partitions and there is movement along the curved part of the strip of partitions, i.e. the fluid moves across and along the radius of the mixing chamber, occupying the entire cross-section of the chamber, moving along the chamber, the fluid flow meets the next partition, which is offset by 45 degrees compared to the previous partition, and the part of the stream that passed by the previous partition is involved in turbulization. The design and placement of the partitions provides intensive hydrodynamic mixing of the fluid inside the mixing chamber. In this case, the partitions do not have significant hydraulic resistance to flow. In addition, the implementation of partitions with a bend eliminates the possible accumulation of deposited particles on the surface of the partitions.

На поверхности перегородок со стороны обтекания жидкости размещены постоянные магниты 3, т.е. они обтекаются обрабатываемой жидкостью, происходит наибольший контакт жидкости с магнитным полем. Размещение постоянных магнитов на поперечных к потоку перегородках позволяет наиболее эффективно обработать жидкость во всем объеме. Под воздействием магнитного поля в жидкости происходят полезные изменения физико-химических свойств и возникает эффект смешения на уровне микрочастиц.Permanent magnets 3 are placed on the surface of the partitions from the side of the fluid flow, i.e. they are flowed around by the liquid being treated, the greatest contact of the liquid with the magnetic field occurs. The placement of permanent magnets on the transverse to the flow partitions allows the most efficient processing of the liquid in the entire volume. Under the influence of a magnetic field in a fluid, beneficial changes in physicochemical properties occur and a mixing effect occurs at the level of microparticles.

При турбулизации потока жидкости размещением перегородок и воздействии на жидкость магнитным полем происходит достаточно эффективное смешение малых доз реагента в объеме жидкости, поступающей на прием насоса. При этом имеет место положительное влияние магнитного поля через механизм изменения физико-химических свойств жидкости на технологический процесс добычи нефти.When turbulizing the fluid flow by placing partitions and exposing the fluid to a magnetic field, a fairly effective mixing of small doses of the reagent in the volume of fluid received at the pump intake occurs. In this case, there is a positive influence of the magnetic field through the mechanism of changes in the physicochemical properties of the liquid on the technological process of oil production.

Суммарный эффект турбулизации потока жидкости и обработки магнитным полем в смесителе приводит к повышению эффективности использования реагента при добыче нефти, к увеличению межремонтного периода работы оборудования, к уменьшению затрат, к увеличению добычи нефти.The total effect of turbulization of the fluid flow and treatment with a magnetic field in the mixer leads to an increase in the efficiency of reagent use in oil production, to an increase in the overhaul period of equipment operation, to a decrease in costs, and to an increase in oil production.

Claims

1. Device for dosed supply and mixing of reagent in the well, including a reagent container with a separator, a dosing unit with a valve, actuated from the differential pressure of the reservoir fluid during pump operation, characterized in that it is additionally equipped with a combination mixer, made in the form chambers with cross-shaped partitions with permanent magnets placed on their surface from the side of the fluid flow around the liquid.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cross-shaped partitions are multistage in the form of a cartridge.

3. The device according to claim 2, characterized in that the cross-shaped partitions are made of strips that are radially bent symmetrically to the longitudinal axis of the mixer chamber.

4. The device according to claim 3, characterized in that each step of the cross-shaped partitions in relation to the other is rotated by 45 ° according to the arrangement of the strips of the cross-shaped partitions along the section of the chamber.