Установку электропрогрева скважин 1УЭС-1500 (рис. 7.7) применяют для периодической электротепловой обработки приза-бойной зоны нефтяных скважин глубиной до 1500 м с целью снижения вязкости добываемой нефти. Оборудование установки размещено в кузове-фургоне каротажного подъемника ПК-2 и на прицепе-шасси ТАПЗ-755.
Металлический кузов подъемника разделен на кабину машиниста и лебедочное отделение.
В кабине машиниста размещены приборы управления лебедкой, силовой передачей и двигателем автомобиля.
Для контроля за спускоподъемными операциями в кабине
машиниста установлен контрольный пульт с указателями натя
жения кабеля и глубины спуска электронагревателя, а также
динамик переговорного устройства для связи с устьем сква
жины. /
242
Рис. 7.7. Установка электроподогрева 1УЭС-1500:
1 — рычаг коробки передач; 2 — подъемник каротажный; 3 — удлинитель электронагревателя; 4 — секция ТЭНов; 5 — ящик для ЗИП; 6 — основание устьевого подъемника; 7 — устройство для натяжения кабеля; 8 — мачта устьевого подъемника; 9 — тормоз ручной; 10 — педаль дублера сцепления
|
|
В лебедочном отделении установлена лебедка. Привод лебедки осуществляется от двигателя автомашины через коробку отбора мощности и двухскоростной редуктор.
В лебедочном отделении каротажного подъемника размещено также устройство для натяжения кабеля, основание устьевого подъемника, два удлинителя электронагревателя, секция ТЭНов, электронагревателя, мачта устьевого подъемника.
Устройство для натяжения кабеля обеспечивает намотку «виток к витку» кабеля на барабан лебедки без провисания.
Натяжение кабеля создается за счет противодействия сил трения, возникающих при зажатии кабеля КГГН-10 между роликами натяжного устройства.
Устьевой подъемник обеспечивает спуск в скважину многосекционного электронагревателя. Он состоит (рис. 7.8) из основания с направляющим роликом и телескопической мачты с ручной лебедкой.
Мачта подъемника телескопическая, с ручным подъемом, состоит из подвижной 4 и нижней 5 секций, крыши /, траверсы 3, планетарной ручной лебедки 6 и фиксатора.
Трубы обеих секции выполнены из алюминиевого сплава Д16Т ГОСТ 18475—826.
Секции выдвигаются с помощью ручной планетарной лебедки 6, закрепленной на нижней 5 секции мачты.
Крышка 1 в подъемнике предохраняет мачту от проворота и ограничивает перемещение верхней секции, а также является основанием для кронштейна с направляющим роликом.
Мачта в выдвинутом положении фиксируется пальцем фиксатора, управление которым осуществляется с помощью тяги.
Траверса состоит из двух щек, на которых с помощью осей и оседержателей закреплены направляющие блоки для каната с грузовым крюком.
|
|
На грузовой крюк надевают штропы для подвешивания элеватора 2.
Основание 8 состоит из стойки, выполненного из; уголков ролика, стакана и упора.
На стойке устанавливают ролик для направления кабеля КГГН-10 при опускании и подъеме электронагревателя. Глубину погружения электронагревателя замеряют счетчиком глубины, устанавливаемым на щеке ролика. Счетчик глубины входит в комплекс поставки каротажного подъемника.
При монтаже устьевого подъемника мачту нижней секции устанавливают в стакан основания в вертикальное положение и фиксируют затвором.
Основание 8 снабжено телескопическим упором, который является третьей точкой опоры основания подъемника. Упор по длине регулируется выдвижением секций, которые фиксируются друг относительно друга собачкой и фиксирующей гайкой.
Выдвижение секций упора осуществляется по трапецеидальной резьбе наружной секции упора и по ходовой резьбе внутренней секции упора.
Пяту 7 основания 8 крепят к устью скважины с помощью болтов и гаек.
Кабель КГГН-10 обеспечивает питание электрическим током, спуск в скважину и удержания на заданной глубине электронагревателя.
Кабель состоит из трех медных силовых жил площадью сечения 4 мм2'каждая и трех сигнальных жил — от 0,5 до 0,6 мм2. Сигнальные жилы предназначены для передачи сигналов от термоконтакторов, установленных в электронагревателе на контрольно-измерительную аппаратуру.
Двухслойная грузонесущая броня кабеля выполнена из стальных оцинкованных проволок, наложенных во взаимно противоположных направлениях.
Диаметр кабеля 17,8 мм, масса 1100 кг/мм, удельное сопротивление изоляции при температуре 20 °С составляет 100 Ом/км.
244 '
Рис. 7.8. Устьевой подъемник установки 1УЭС-1500:
/ — крышка; 2 — элеватор; 3— траверса; 4 — подвижная секция мачты; 5 — нижняя секция мачты; 6 — ручная планетарная лебедка; 7 — пята,; В — основание
Рис. 7.9. Устьевой сальник:
/ — уплотнителыюе кольцо; 2 — ста
кан; 3 — резиновая манжета; 4 — кор
пус сальника; 5, 7— защитные коль
ца; б _ грундбукса; 8 — колонный
фланец.___ -':sJ-
Фиксирование кабеля КГГН-50 с подвешенным на нем электронагревателем на заданной глубине осуществляется устьевым зажимом, состоящим из двух металлических щек, соединенных осью и стяжным болтом. В центре зажима на плоскостях разъема имеется отверстие, через которое протягивают зажимаемый кабель.
Техническая характеристика установки электропрогрева 1УЭС-1500
Транспортная база.............................. ЗИЛ-131 и прицеп-шасси
ТАПЗ-755 Максимальная скорость передвижения
установки, км/ч.................................................... 40
Привод рабочих органов.,................ От двигателя автомо
биля
Тяговое усилие лебедки каротажного
подъемника ПК-2, кН..................................... 15—30
Максимальная вместимость барабана ле
бедки при диаметре кабеля 17,8 мм, м. 1 500
Скорость подъема кабеля по среднему диа
метру барабана лебедки, м/с................. 0,023—1,67
Максимальная глубина установки элек
тронагревателя, м................................ 1 500
Тип электронагревателя............................... 1ЭП-24
Максимальная мощность электронагрева
теля, кВт................................................................... 24
Напряжение питания, В.................................... 380
Пределы регулирования температуры
электропрогрева призабойной зоны, °С 100—180
Управление процессом электропрогрева
скважин.................................................... Автоматическое или
ручное
Тип кабеля....................................................... КГГН-10
Максимальная грузоподъемность теле- г-
скопической мачты, кг......................... 150
Максимальная высота мачты от колонно
го фланца до траверсы, м................................ 4,75
Допускаемая нагрузка на направляющий
ролик основания, кН... •.................................... 40
|
|
Габаритные размеры каротажного подъ
емника ПК-2, мм........................................... 7030X2500X3015
Габаритные размеры прицепа ТАПЗ-755
с оборудованием, мм............................. 3025X2070X2430
Общая длина подъемника с прицепом, м 10 055
Масса установки 1УЭС-1500, кг.... И 905
Длина погружного кабеля, м:
2X1430....................................................... 2860
3X1650...................................................... 4950
Устье от возможных выбросов жидкости и выхода нефтяного газа герметизируют сальником (рис. 7.9), установленным на колонном фланце. Он состоит из стакана 2, корпуса сальника 4. Стакан крепят к колонному фланцу 5, а на него устанавливают и крепят основание устьевого подъемника. Корпус сальника 4 монтируется с кабелем КГГН-10 до сборки
кабельного ввода электронагревателя. Уплотнительные кольца / обеспечивают герметичность соединения. На посадочные поверхности стакана и сальника устанавливают защитные кольца 5 и 7, которые сжимают перед монтажом устьевого подъемника и спуском электронагревателя в скважину.
Резиновые манжеты 3 на кабеле уплотняют нажимной грундбуксой 6.
Питание электроэнергией электродвигателя осуществляется от станции управления, включающей наземное электрооборудование, смонтированное на одноосном прицепе-шасси ТАПЗ-755, которое состоит из трансформатора ТМП-100/844-73 У1 и блока управления БУЗЭ. Трансформатор поддерживает требуемое напряжение на электронагревателе. Трансформатор силовой, трехфазный, масляный, мощностью 100 кВ-А.
Спускаемый в скважину кабель КГГН-10 и питающий кабель присоединяют к трансформатору через соединительные панели, которые размещены в блоке управления, регулирующем работу скважинного электронагревателя.
Аппаратура блока управления обеспечивает:
автоматический и ручной режим включения питания электронагревателя;
защиту от одно- и многофазных замыканий и перегрузок;
контроль за работой электронагревателя;
измерение потребляемой установкой электроэнергии;
автоматическое включение и выключение напряжения питания электронагревателя по сигналам датчиков температуры, установленных в электронагревателе.
|
|
§ 6. НАГРЕВАТЕЛИ СКВАЖИННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
При добыче высоковязкой нефти для снижения ее вязкости применяют тепловую обработку призабойной зоны пласта электрическими нагревателями, спускаемыми в скважину вместе с штанговым насосом.
Нагреватель скважинный электрический ЭНС50-122 (рис. 7.10) состоит из головки токоввода, сердечника, катушки индуктивности, кожуха и нижней головки.
В сердечнике, выполненном из трубы и приваренном к головке токоввода, размещены три катушки индуктивности и центральная труба, в нижней части которой расположен песочный фильтр. Фазы катушек индуктивности соединены в звезду и имеют три ввода, к которым через головку токоввода присоединяют силовой кабель.
Кожух, сердечник и нижняя головка соединены между собой резьбой.
К скважинному штанговому насосу или к насосно-компрес-сорной трубе нагреватель присоединяется патрубком. Полость,
Рис. 7.10. Нагреватель скважинный электрический ЭНС50-122: / — патрубок; 2 — токоввод; 3 — кожух; 4 — сердечник; 5 — катушка индуктивности; 6 — центральная труба; 7 — песочный фильтр; 8 — головка нижняя; 9, 13 — пробка; 10 — перепускной клапан; 11 — крышка; 12 — канал; /4 — терморегулятор; 15 — боковое отверстие; 16 — головка токоввода; 17 — переводник |
Рис. 7.11. Нагреватель электрический скважинный индукционный НЭСИ50-122М:
/ —- кабель; 2 — патрубок; 3 — головка токоввода; 4 — катушка индуктивности; 5 — сердечник; 6 — центральная труба; 7 — переводник; 8 — кожух; 9 — диафрагма; 10 — втулка; //, /4 — крышка; /2, 17 — центратор; 13 — гайка; 15 — термореле; 16 — корпус
образованная сердечником, песочным якорем, нижней головкой и кожухом, заполняется трансформаторным маслом.
Работа нагревателя основана на следующем принципе. При подаче напряжения на катушки индуктивности возникающие в сердечнике и кожухе вихревые токи нагревают катушки. 248
Трансформаторное масло, находящееся в полости, кроме функции гидрозащиты, выполняет роль переносчика теплоты, предотвращая местные перегревы. При нагреве нагревателя происходит объемное расширение трансформаторного масла, что воспринимается компенсатором, прикрепленным шпильками к фланцу нижней головки. Кроме того он служит для компенсации трансформаторного масла и создания избыточного давления в полости электронагревателя. Это достигается при помощи эластичной резиновой диафрагмы, заполненной трансформаторным маслом. Полость за резиновой диафрагмой сообщается с затрубным пространством отверстиями в корпусе компенсатора.
Температура нагревателя регулируется терморегулятором. Жидкость нагревается следующим образом. При ходе плунжера штангового насоса вверх жидкость через боковые отверстия 15 поступает внутрь электронагревателя, перемещаясь по кольцевому пространству между сердечником и центральной трубой 6. При ходе плунжера насоса вниз жидкость в кольцевом пространстве, не перемещаясь, нагревается, а выделяющиеся газы выходят в затрубное пространство через боковые отверстия 15 в сердечнике. При следующем ходе плунжера насоса вверх разгазированная жидкость, проходя песочный якорь 7, поступает через центральную трубу 6 на прием штангового насоса. В это же время жидкость, омывающая электронагреватель снаружи, нагревается от кожуха 3, передает теплоту стенкам скважины и призабойной зоне пласта.
Нагреватель электрический скважинный индукционный НЭСИ50-122 выпускают двух модификаций НЭСИ50-122Т и НЭСИ50-122М. Первый предназначен для тепловой обработки призабойной зоны скважины, а второй — для магнитной обработки скважинкой жидкости с целью предотвращения отложений парафина.
Оба нагревателя предназначены для работы в скважинах, оборудованных скважинными штанговыми насосами.
Нагреватель НЭСИ50-122М (рис. 7.11) состоит из сердечника, катушек индуктивности, головки токоввода, переводника, кожуха, диафрагмы и корпуса.
Сердечник выполнен из трубы углеродистой стали и присоединяется резьбой к головке токоввода. На сердечнике размещены три катушки индуктивности, фазы которых соединены в звезду и имеют три ввода, к которым через кабель и втулку присоединяют вилку силового кабеля.
Головка токоввода, сердечник, переводник и кожух образуют полосы, которые заполняются трансформаторным маслом и сообщаются с полостью, образованной диафрагмой, сердечником, переводником и втулкой.
Центральную трубу при помощи центраторов устанавливают внутри сердечника.
Нагреватель начинает работать при подаче напряжения по кабелю 1, при этом на катушке индуктивности в сердечнике и кожухе возникают вихревые токи, которые нагревают кожух и сердечник, а следовательно, и жидкость, протекающую внутри сердечника и омывающую нагреватель снаружи. Трансформа-горное масло, находящееся в полости нагревателя, выполняет функцию гидрозащиты, а также является переносчиком теплоты от более к менее нагретым частям нагревателя, предотвращая местные перегревы.
Диафрагма предназначена для компенсации расширения трансформаторного масла и создания избыточного давления в полости нагревателя. Полость, образованная диафрагмой 9 и корпусом 16, сообщается с затрубным пространством отверстиями Б в корпусе.
От перегрева нагреватель защищают два терморегистра КМТ-4а-56а кОм, которые соединяются последовательно между нейтральной точкой обмоток катушек индуктивности и через диод — с массой нагревателя.
Нагреватель НЭСИ50-122 как и ЭНС50-122 устанавливают ниже скважинного штангового насоса в зоне продуктивного пласта.
При ходе плунжера насоса вверх жидкость через отверстия А (см. рис. 7.11) в патрубке поступает в кольцевое пространство между сердечником 5 и центральной трубой 6 и движется вниз. При повороте жидкости в центральную трубу происходит выпадение твердых механических включений. В то же время кольцевое пространство, образованное сердечником и центральной трубой, служит газовым якорем.
При ходе плунжера вверх жидкость, перемещаясь, нагревается, а при ходе вниз жидкость, не перемещаясь, нагревается дополнительно. В это время происходит выделение газа, который через отверстия А в патрубке 2 поступает в затрубное пространство.
При следующем ходе плунжера насоса вверх разгазирован-ная жидкость по центральной трубе 6 поступает на прием насоса. Кожух 8 отдает теплоту окружающей жидкости и приза-бойной зоне скважины.
Разработаны нагреватели двух конструкций НЭСИ50-122М и НЭСИ50-122Т. Первый отличается от второго тем, что сердечник нагревателя НЭСИ50-122М изготовляют из немагнитного материала.
Нагреватель с индексом М можно размещать выше штангового насоса, для этого необходимо снять крышку 11, извлечь центральную трубу 6, а патрубок 2 заменить на другой. 250