Термоизолироваиые иасосно-компрессорные трубы с глубокой вакуумной изоляцией

Закачка теплоносителя в пласт через насосно-компрессор­пые трубы, не имеющие надежной теплоизоляции, является ма­лоэффективной, так как при этом, особенно для глубокозалегаю-

Рис. 140. Бсзбалансирный длинноходовой привод штанговых насосных

установок

Рис. 141. Технология импульсно-дозироввнного теплового воздействия на пласт (ИДТВ)

Рис. 142. Технология импульсно-дозироввнного теплового воздействия на пласте паузами ИДТВ (П)

- центральная нагнетательная скважина - добывающая / нагнетательная скважина

А В С

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

- центральная нагнетательная скважина в режиме постоянной закачки теплоносителя

- лабываютрще скважины

• скважины в режиме нагнетания теплоносителя

- охвпченнач процессом вытеснения зона

- неохваченные вытеснением "иеликн" нефти

■ начальная стадия процесса вытеснения нефтн из "целиков" при ТЦВП

- средняя стадия развития процесса вытеснения hi "целиков" при ТЦВП

- конечный охват элемента разработки вытеснением при технологии ТЦВП

Рис. 143. Технология теплоцнюшческого воздействия (ТЦВП)

Рис. 144. Технология теплоциклического воздействия на пласт

I - ф.плиси minoniiuii: 2 - тройник Koimimoio флянца: 3 - гсрмокпчпсмслтор, 4 - переходник; 5 - фллпеп клмсрныП, Ь - прсчажная талнижка; 7 - простапкл; К - ЭЯ71ЯПЖКЛ грпчплтя; 9 - 1роГишк няшстятслыюН лимите; 10 - ^ллпижкп луПрикчтпрная; П - пшрнпр ■пмпсксируюмиш; 12 - илвнжкя нппилятеш-няя; - флзнсц камерный: 14 - i^riEiiTiihii» кожух; 1 5 - фланцевая заглушка

Наружная труба

Многослойная изоляшшнная система Поглощающий состав

Внутренняя муфтовая изоляция

Муфта

'-Я----. Уплотни тельное кольио (фторопласт)

Внутренняя груба

Металлическая изоляционная втулка

Рис. 145. Арматура паровая термостойкая АТП 50-16-350

Рнс. 146. Труба термоизолированная ТТ 89/50 - 320

- вода пресная -раствор ПАА

1 - Резервуар готового раствора полимера 6 - Расходомер учета готового раствора полимера

2 - Подпорные насосы 7 - Эжекторный сместитель

3 - Бункер с порошком полимера 3 - Высоко напорные насосы

4 - Сместитель 9 - Расходомер исходной воды

5 - Насосы внутренней перекачки 10 - Блея распределения икачки на скважины

Рис. 148. Принципиальная технологическая схема установки приготовления

П.И. Кудипов, Основы иефтегазопромысяового дела

Глава XVII. Методы разработки ряэких и пысоковязких исфтен 587

щих пластов, большая доля тешгопой энергии уходит в окру­жающие ствол скважины i ориые породы.

Отсутствие высокоэффективного теплоизолированного впутрискважиппого оборудования (тсрмоюолиропанных НКТ) являлось одним из главных сдерживающих факторов применения ч'емловмх методов воздействия на нефтяные пласты п пашен стране. Поэтому создание и внедрение термостойкого внутрн-скважиппого оборудования било одним ич важных вопросов.

Импортные термошолированпые трубы и термостойкие иа-кера не могли широко использоваться из-за их высокой стоимо­сти. Стоимость одного комплекта термоизолированных пасоепо-компрессориых труб импортного производства была равна стои­мости бурения попой скважины (глубиной 1200 м)

Опытные партии термоизолированных насосно-компрсссор-ных труб и пакеров, выпускаемых эксперементальным заводом «Терммаш» при НПО «Термнефть» (г. Краснодар), были непри­емлемы для циклических процессов попеременной закачки теп­лоносителя и холодной воды и быстро выходили из строя. В 1996 году специалистами ОАО «Вакууммаш» г. Казань и ОАО «Удмуртисфть» был создан, построен и введен в эксплуатацию (впервые в России) цех по выпуску термоичолированных насос-iro-KOMi (рессорных труб с глубокой вакуумной изоляцией. На рис. 149 показана теплоизолированная НКТ с вакуумной тер­моизоляцией.

Патент РФ №2129205 «Теплоизолированная колонна» (тер­моизолированная пасоспо-компрессорная труба), приоритет от 12.08.97 г. (В.И. Кудимов, Е.И. Богомольный, М.П. Завьялов, Г.Р. Ьагиров).

Эффективность разработки месторождений с высоковязки­ми нефтями термическими методами тем выше, чем меньше ме­тоды теплоносителя от парогенератора до забоев скважин.

Закачка в продуктивный нефтяной пласт теплоносителя с наименьшими потерями решается с помощью теплоизолирован­ных колонн. Однако существующие теплоизолированные колон­ны тте в полной мере удовлетворяют производственным потреб­ностям по уровню теплопотерь и надежности конструкции.

В созданном устройстве решается задача создания колонны с меньшими теплопотерями и высокой надежности.

На рис. 149 представлена теплоизолированная колонна, включающая внутреннюю трубу I, выполненную цельной, с вы­саженными профилированными концами 2, наружную трубу 3, сжатую 4 на 9-12 мм, с копуспо-упорпой резьбой 5 по концам б, снабженную седлом 7 и клапаном 8, равноудаленным от концов б трубы и после герметизации обваренным впкуумно-плотпым швом 9, Внутренняя I и наружная трубы 3 выполнены из одного материала и но торцам обварены вакуум но-плотны ми швами 10. На внутренней трубе 1 расположена многослойная экранная изоля­ция, состоящая из слоев стеклянной сетки 11 и алюминиевой фоль­ги 12 и с размещенным между слоями многослойной экранной изоляции газопоглотителем 13. Многослойная экранная изоляция удерживается центрирующими кольцами 14. В межтрубном про­странстве 15 создан вакуум Ю'^-Ю"³ мм рт.ст. Муфта 16 навер­нута па наружные трубы I. Уплотнитсльная втулка 17 снабжена кольцевой канавкой 18 и поджимает профилированные концы 2 внутренней трубы 1 к наружной трубе 3.

Теплоизолированную колонну собирают следующим образом.

На внутреннюю трубу 1 наматывают слой стеклянной сет­ки 11, затем слой алюминиевой фольги 12, снова слой стеклянной сетки 11, затем снова слой алюминиевой фольги 12. При этом ис­ключается непосредственный контакт между поверхностью внут­ренней трубы 1 и алюминиевой фольгой 12, служащей экраном. В межтрубпом пространстве 15 создают вакуум 10 -10" мм рт.ст., при этом трубы прогревают до температуры порядка 35О°С, что исключает газоотделение с поверхностей труб в процессе экс­плуатации. На основе проведенных вакуумных расчетов опреде­лены размеры межтрубпого пространства 15, откачного отвер­стия (седла 7 клапана 8), его местоположение па наружной тру­бе 3, позволяющее обеспечить приемлемую проводимость на всех режимах течения газа и создать в межтрубном пространстве 15 режим течения газа, близкий к молекулярному, т.е. к наиболее предпочтительному с точки зрения теплопроводимости. Между алюминиевой фольгой 12 и стеклянной сеткой 11 помещают га-

И.И. Кудимов. Основы нефтегазппромысловоро дела

Глава XVII. Методы разработки вязких и вьтсоковязких нефтсн 589

чопоглотитель 13, который содействует получению и сохранению вакуума за счет поглощения газов в кольцевых зазорах между слоями алтоминиеной фольги 12. Внутреннюю 1 и наружную тру­бы 3 сваривают вакуум но-плотным и швами 10. Наружную трубу 3 перед спаркой сжимают па величину порядка 9-12 мм. В резуль­тате не происходит искривления колонны иод воздействием тем­пературы теплоносителя в процессе эксплуатации, что позволяет беспрепятственно производить демонтаж. Конусно-упорная резьба, например ПКМ-89, также обеспечивает демонтаж колон­ны. Впуфсннне трубы 1 выполнены цельными, что повышает на­дежность колонны. Профиль внутренней трубы 1 на конце рас­считан таким образом, что усилие сжатия для уплотнителеппй втулки 17 при соединении с другой трубой п колонне не вызывает деформацию уплотнителыюй втулки 17 в проточную часть; для га­рантии исключения такого дефекта в самой уплотнителыюй втулке предусмотрена кольцевая канавка 18, размеры которой соответ­ствуют тому объему уплотнителыюй втулки 17, который мог бы выступить в проточную часть внутренней трубы 1.

Теплоизолированная колонна работает следующим образом.

Свинченные грубы I и 3 посредством муфты 16 и уплотни­телыюй втулки 17 опускают в нагнетательную скважину и зака­чивают по колонне пар в нефтяной пласт. Потерн температуры пара от устья скважины до забоя не превышают 23° С.

Пример конкретного выполнения.

Изготавливают теплоизолированную трубу в соответствии с рис. 141 со следующими показателями: материал внутренней 1 и наружной труб 3 - 30Г2С, наружная труба 3 имеет на концах конусно-упорную резьбу ПКМ-89, перед сваркой наружная гру­ба сжата по оси па 12 мм, многослойная экранная изоляция со­стоит из стеклянной сетки 11 марки ССФ-4 и алюминиевой фоль­ги 12 марки А-99, в качестве газопоглотителя 13 (геттера) ис­пользуют газопоглотитель марки ТНТФ-10, в межтрубном про­странстве 15 создан вакуум 10 -10~~ мм рт.ст.

I (аружная труба 3 имеет длину 9000 мм, наружный диаметр 89 мм, толщину стенок 6,5 мм, седло 7 клапана 8 имеет диаметр 30 мм. Внутренняя труба 1 имеет наружный диаметр 50 мм, толщину стенок 6 мм. Кольцевая канавка 18 уплопительпой

шину стенок fi мм. Кольцевая канавка 18 уплопительной втулки 17 имеет ширину 5 мм и глубину 8 мм.

Свинченные трубы I и 3 посредством муфты 16 и уплотни­телыюй втулки 17 опускают в нагнетательную скважину и зака­чивают по колонне пар в нефтяной пласт.

По своим технологическим характеристикам, созданные и выпускаемые термоизолиропаппые НКТ (см. рис. VII, цв. вклейка) не уступают зарубежным, а стоимость их значительно ниже (табл. 37).

Как видно из таблицы 37 потери температуры па 1000 м со­ставляют 17-23° С, что ниже, чем при использовании японских труб.

А 10 fi 2 5 3 9 8 7 11,12,1.1 14 15 1 Hi 17 18

Рис. 149. Теплоизолированная пасосно-компрессорная труба с вакуумной термоизоляцией: 1 - внутренняя труба; 2 - наружная тру­ба; 3 - расположенная на внутренней трубе многослойная игранная изоля­ция; 4 - муфта; 5 - внутренняя труба выполнена цельной с нысажепными профилированными концами; 6 - наружная труба перед монтажом сжата вдоль оси на 9-12 мм; 7 - наружная труба имеет на концах конусно-упорную рен.бу; 8 - наружная труба снабжена седлом и клапаном, равно-удпленным от концов трубы и после герметизации седла обваренным ваку-умпо-нлотным швом; 9 — внутренняя и наружная трубы выполнены из од­ного материала; 10 - внутренняя и наружная трубы по торнам обварены вакуум но-плотными швами; 11 - на многослойной экранной изоляции размещены центрирующие кольца; 12 - между слоями мноюслойнон эк­ранной изоляции размешен газопоглотитель; 13 - в межтрубном простран­стве создан вакуум IO*-1U мм рт.ст.; 14 - муфта навернута на наружные трубы; 15 - уплотнительная втулка снабжена канавкой и поджимает про­филированные концы внутренней трубы к наружной трубе.

R.H. Кулипов. Основы пефтегазопромыслового дела

Глава XVII. Методы разработки вязких и пысоковязкпх нефтсн 591

Таблица 37. Сравнительная характеристика терм оизолиропан пых насосно-компрсссорных труб

№ п/гт	Параметр!,!	Мсфтемаш, г. К р пси о дар	THERMCA, Япония	«Улмуртиеф1! ь», г. Ижевск
	Тин теплоизо­ляции	Бакуумно-3KpaiiTTi.tif	Вакуумно-:i кранный	Вакуумно-экрапиый
	Дилмегр на­ружной трубы, мм			■89
	Диаметр внут­ренней трубы, мм
	Пес одной тру­бы, кг
	Марка стили внутренней пру бы	Ст-20	К-55	30Г2С
	Средняя тепло­проводность, АДм"с)	0,0062	0,0043	0,0026
	Потери темпе­ратуры па 1000 метр or, "С	50-55	35-38	17-23
	Возможность попеременной чакачки тепло­носителя и хо­лодной волы	непригодна	непригодна	Пригодна
	Глубина при­менения, м	ли 1400	до 1800	ло 2500
	Стоимость од­ной трубы, руб.

9. Супертонкое базальтовое волокно

Без надежной теплоизоляции промысловых паропроводов значительная часть тепловой энергии теряется па пути от пароге-ператорнон установки до устья паронагпстательной скважины.

Использование в качестве теплоизоляционного материала для промысловых паропроводов стекловаты имеет ряд сущест­венных недостатков:

- высокая предноси, материала для органов дыхания и кожно­
го покрова;

- сравнительно низкие теплоизоляционные свойства;

- невысокая стойкость по отношению к атмосферным осадкам.
В объединении «Удмуртнефть» была сочдана, построена

и введена в работу установка по производству супертопкого ба­зальтового волокна из базальтового камня при температуре про­цесса 1800"С(СТБВ).

Общий вид установки по приготовлению супертонкого ба­зальтового волокна показан на рис. 147.

Для сравнения приводится характеристика базальтового су­пертонкого волокна и стеклянного волокна.

Как видно из таблицы 38, преимущества супертопкого во­локна против стекловолокна неоспоримы. Теплопотери в паро­проводах с СТБВ в 2 раза меньше теплопотерь в паропроводах со стекловатой.

Высокая степень экологической чистоты супертопкою ба­зальтового волокна позволяет с успехом использовать его и в других областях промышленности - для теплоизоляции быто­вых холодильников, фюзеляжей самолетов, в жилищном строи­тельстве и других.