Оборудование для электрического и огневого прогрева призабойной зоны скважины

 

Прогрев призабойной зоны пласта электронагревателями или огневыми нагревателями проводится на скважинах периодичес­ки в основном для расплавления парафино-смолистых соедине­ний и увеличения проницаемости призабойной зоны. Продол­жительность прогрева 5—7 сут при максимальной температуре на забое 82—180 °С позволяет прогреть призабойную зону в ра­диусе 0,8—1,35 м. По опытам применения прогрева, в частности в Башкирии, эффект от такого прогрева (прирост дебита) ощу­щается в течение 4—9 мес.

Применяются в основном электронагреватели и иногда огне­вые подогреватели.

Электропрогрев применяется наиболее часто для очистки призабойной зоны пласта от отложений смол и парафинов. Элек­троподогрев можно использовать также у приема скважинного насоса для снижения вязкости откачиваемой жидкости. В пер­вом случае периодические прогревы призабойной зоны сменя­ются процессом отбора жидкости из пласта. Расплавленные припрогреве парафиносмолистые вещества выносятся при отборе жидкости. Это улучшает проницаемость призабойной зоны. Но втором случае электронагреватель работает постоянно при работе насоса.

Рис. 9.18. Схема скважинного электронагревателя:

1 — кабель-трос; 2 — ловильная головка; 3 — сальнико­вый фланец; 4— клеммная головка; 5— трубчатые элек­тронагреватели (ТЭН); 6— кожух; 7 — муфта для уста­новки приборов

 

Установка для электропрогрева призабойной зоны состоит из скважинного нагревателя, кабеля-троса, подводящего энергию к нагревателю, на котором подвешен нагреватель в скважине, и поверхностного оборудования.

Скважинный трехфазный нагреватель (рис. 9.18) составлен из трех трубчатых элект­ронагревателей (ТЭН) U-образной формы. ТЭНы заключены в перфорированный корпус. Их верхняя часть находится в изолированной герметичной головке. В этой части к нагрева­телям подсоединяется кабель. Сами ТЭНы име­ют спираль из проволоки высокого сопротив­ления (константана или нихрома), заключен­ную в стальную трубку диаметром 17 мм и изо­лированную от нее спрессованной окисью маг­ния. Окись магния не только хороший изолятор, но и хороший теплопроводящий материал. При­меняются ТЭНы мощностью от 3,5 до 8,33 кВт.

Нагреватели имеют мощность от 10 до 25 кВт. Наружный диаметр нагревателей 112 и 76 мм. Масса нагревателя диаметром 112 мм состав­ляет 60 кг, а длина — 3700 мм. Температура жидкости у нагревателя доходит до 100—200 °С. В нижней части нагревателя имеется резьба для подсоединения приборов. В частности, можно подвесить карман для термометра.

Кабель-трос имеет три жилы для подвода тока к нагревателю и три сигнальные жилы для подключения приборов. Изоляция кабеля теплостойкая, из фторопласта. Снаружи на кабель-трос навиты два слоя грузонесущей проволоки. Навивка каждого слоя про­волоки осуществлена в разном направлении так, чтобы кабель не закручивался при приложении нагрузки к его оплетке.

Поверхностное оборудование размещено на автомашине и на прицепе.

На автомашине располагается лебедка для спуска нагревате­ля в скважину. Лебедка рассчитана на спуск до 1500 м кабель-троса диаметром 17 мм. На этой же автомашине подвозят к сква­жине мачту с ручным приводом талевой системы для монтажа нагревателя в скважину в начале его спуска.

На прицепе располагаются автотрансформатор и станция уп­равления. Автотрансформатор необходим для компенсации сни­жения напряжения в кабеле и подвода к нагревателю рабочего напряжения (380 В). Станция управ­ления служит для пуска и отключения нагревателя, для предох­ранения установки от аварийных режимов и регистрации силы тока и напряжения.

Автотрансформатор и станция управления используются от установок ЭЦН.

В шифре установок для электропрогрева, например,

УЭС-1500-25А

приняты следующие обозначения: УЭС — установка электро­прогрева скважин для спуска нагревателя; 1500 — глубина спус­ка, м; 25 — максимальная мощность нагревателя, кВт; А — конструктивное исполнение.

Огневой прогрев осуществляется сжиганием в стволе сква­жины топлива при подаче окислителя-воздуха.

Установка для огневого подогрева состоит из компрессора К-5 для подачи воздуха, дозировочного насоса ДН-150 для по­дачи топлива (например, дизельного), забойного нагревателя, состоящего из камеры сгорания и форкамеры и запального уст­ройства.

Забойный нагреватель спускают в скважину на НКТ под уро­вень жидкости на глубину подвески насоса, но так, чтобы давле­ние над ним не превышало рабочего давления, развиваемого компрессором. На устье к полости труб подсоединяют напор­ные трубопроводы от компрессора и топливного насоса.

Топливно-воздушная смесь поступает по НКТ к камере сго­рания. Для воспламенения горючей смеси в трубы на проволоке спускают запальное устройство, имеющее ракетный патрон с зарядом и запас бензина. У нагревателя от удара запального ус­тройства о детали нагревателя или какого-либо ограничителя копье-ударник бьет в капсюль ракетного патрона и одновремен­но в диафрагму бензобачка. Бензин смешивается с закачивае­мым воздухом, заряд ракеты воспламеняется и поджигает бензиновоздушную смесь.

Пламя запального устройства проникает к форсунке-распы­лителю нагревателя и воспламеняет закачиваемую топливно-воз-душную смесь. Начинает работать огневой нагреватель.

На 1 кг топлива подается 17—20 м³ воздуха. Контроль за про­цессом горения осуществляется по анализу содержания СО₂ и О₂, а в дымовых газах, отбираемых из затрубного пространства. Огневая обработка обычно длится 15—30 ч.

Имеются огневые нагреватели с запальной электросвечой. В этом нагревателе по трубам также подается смесь топлива и воздуха, но топливо здесь зажигается запальной электросвечой. Энергия к свече подается по кабелю с поверхности.

Огневые подогреватели имеют тепловую мощность 5,8—23 кВт.