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.