Устройство для электропрогрева скважин

(22) Заявлено 270680 (21) 2924615/22-03 (51) М. КП. Е 21 В 43/24 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретен 71) Заявите 54) УСТРОЯСТВОСКВАЗИ КТРОПРОГРЕ нефтянойтехнике ная мещ едостаткамися сложносиная тем,Основными н ройства являют ции, обусловле ого уст- онструк- головИзобретение относится к промышленности, а именно к прогрева нефтяных скважин.Известно устройство для электро- прогрева скважин, содержащее кабельную головку, клеммную камеру, уплотнение кабельного ввода, трубчатые нагревательные элементы и перфорирован-ный кожух, установленный между кабельной. головкой и клеммной камерой 11Недостатком устройства является наличие большого числа соединений. Работа этого устройства под уровнем жидкости в скважине приводит к проникновению жидкости через соединения в узлах устройства в клеммную камеру, что вызывает короткое заьикание и выход устройства иэ строя.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электропрогрева скважин, содержащее корпус, во внутренней полости которого размещен кабель-трос и узел его уплот. - нения, установленный над клеммной пластиной трубчатые нагревательные элементы 123. часть и клеммная пластина разены в отдельных корпусах:, чтопривело к наличию трудноуплотняеьых соединений и сложности изготовления и сборки устройства; низкая надежность работы устройствапод давлением столба скважинной жидкости и высокой температуры, в результате чего в уплотняющих элементахпоявляются остаточные деформации, ауплотнительные материалы деструктируют, открывая доступ скважиннойжидкости к клеммам, что вызывает короткое заьввкание и выход устройства 15 из строя.Цель изобретения - повышение надежности его в работе устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что полость, образованная клеммной пластиной и узлом уплотнениякабель-троса, заполнена минеральнымсорбентом, пропитанным органическимсублиматом, а также тем, что в качестве минерального сорбента исполь зуют;гранулированный цеолит илифаянс, а в качестве органическогосублимата - камфору, или нафталин,или дифенил.На фиг.1 изображено устройство,общий вид на фиг.2 - графики, изоб956764 ражающие зависимость упругости паров органических сублиматов от тем пературы.Кабель-трос 1 соединен с устройством крепления, состоящий из зубчатых плашек 2, вставленных вовнутрь 5 направляющего конуса 3, и нажимной гайки 4, навернутой на направляющий конус. КРепление кабель-троса соединено сваркой с корпусом 5 головкой части устройства. 10Над клеммной пластиной 6 внутри встроен узел уплотнения кабель-тро-, са, состоящее из посадочного конуса 7, имеющего наружную резьбу и ввернутого до упора во внутренний 15 бурт корпуса с помещенным на нем уплотнительным кольцом 8, рабочего конуса 9 и цилиндрическим осевым отверстием для пропуска кабель-троса,ксидной смолы 10 в зазоре ме ду а кабель-тросом и поверхностью этого отверстия, и нажимной гайки 11, соединенной резьбой по наружной цилиндрической поверхности с корпусом головной части.25Трубчатые электронагревательные элементы 12 закреплены по фланце 13 в бурт фланца вставлено уплотнительное кольцо 14. Перфолированный кожух 15 при помощи резьбы соединен с корпусом головной части.Полость, образованная корпусом головной части устройства, клеммной пластиной и узлом уплотнения кабель- троса, заполнена минеральным сорбентом 16, пропитанным органическим 35 сублиматом.Зависимость упругости паров органических сублиматов от температуры изображена на фиг.2:17 - для камфоры, 18 - для нафталина, 19 - для ди фенила.Из этих графиков следует, что при повышении температуры возрастает упругость паров органического сублимата, что объясняется испарением 45 его под действием нагрева.Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения по кабель О тросу 1 температура трубчатых нагревательных элементов 12 резко повышается. При этом нижняя часть этих элементов,. находящаяся в перфорированном, кожухе 15, имеет меньшую температуру, чем верхняя, вследствие теплообмена со скважинной жидкостью. Температура же верхней части нагревательных элементов и конусов 7 и 9 и нажимной гайки 11 узла уплотнения кабель- троса, а также внутренних слоев кор- бф пуса 5 и клеммной пластины б может достигать 300-700 ОС, вследствие слабого теплообмена с внешней средой, Одновременно кондуктивным путем и изучением от указанных деталей раэог ревается материал, заполняющий ограниченную ими полость, т.е. минеральный сорбент 16, пропитанный органическим сублиматом.Под действием нагрева органический сублимат, находящийся в порах сорбента, переходит в парообразное состояние и давление в полости растет, следуя графикам на фиг.2.Фазовый переход органического сублимата обратим, т.е. при отключении нагревателя и его остывания сконденсировавшийся сублимат вновь переходит в твердое состояние, т.е. кристаллизуется. Термически обратиьвй фазовый переход сублимата описывается выражениями: камфара С цНО (тверд,), С 1 ОН О (пар); нафталйн СН (тверд,), СНз(пар); дифенил СН(тверд. ), СН О(пар) .Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы устройства за счет предотвращения проникновения скважинной жидкости к клеммной пластине 6; механическое противоздействие паров сублимата подступлению скважинной жидкости к клем- мной пластине через неплотности соединений за счет противодавления; понижение проницаемости для воды в зазорах неплотностей вследствие того, что металлы лучше смачиваются органическими веществами, чем водой; при отключении нагревателя и его остывании в среде скважинной жидкости пары органического сублимата конденсируются и кристаллизуются в зазорах и неплотностях, блокируя доступ воды к клемманой пластине.После отключения устройства пары органического сублимата, находящиеся в межгранулярном пространстве, всасываются внутрь гранул сорбента сорбционными силами и кристаллизуется во внутрипаровом пространстве этих гранул. Это исключает затруднения при разборке нагревателя, так как клеммные соединения и жилы кабель-троса остаются свободными. Выбор Конкретного органического сублимата из числа перечисленных производят, исходя иэ условий работы устройства в скважине, температурного интервала в клеммной камере и высоты столба скважинной жидкости над нагревателем. Так, если.гидростатическое давле- ние на нагреватель составляет 60 кгс/см 1, а температура разогрева внутренних деталей головной части составляет 450-550 С, то в качестве органического сублимата можно использовать камфару или нафталин, так как в укаэанном интервале температур упругость паров этих сублиматов выше 60 кгс-см, что обеспечивает дости-,956764 15 Формула изобретения Р ко/сиЫ гмяо ю фих из.1 жение положительного эффекта (см.кривые 17 и 18 на фиг.2).Очевидно, нельзя для той же цели использовать неорганические . сублиматы, так как они обладают электропроводностью и приведут к короткому замыканию между клеммами: нельзя использовать и минеральные масла, так как они нетермостойки и склонны к коксообразованию, а кокс также электропроводен.Таким образом, основными преимуществами устройства являются простота конструкции и повышенная надежность работы по сравнению с известными устройствами для электро- прогрева скважин. 1. Устройство для электропрогрева20 скважин, включающее корпус, во внутренней полости которого размещен каф бель-трос и узел его уплотнения, установленный над клеммной пластинрй, трубчатые нагревательные элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьваеиия надежности его - в работе, полость, образованная клем- мной пластиной и узлом уплотнения кабель-троса, заполнена минеральным сорбентом, пропитанным органическим сублиматом..2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в качестве минеральногосорбента используют гранулированный цеолит или Фаянс, а в качестве органического сублимата. камфору или нафталин, или дифенил. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 659729, кл. Е 21 В 43/24, 1979.2. Шейнман А,Б. и др. Воздействиена пласт теплом при добыче нефти.М., фНедра", с.234,( прототип). 7, С ВНИИПИ Заказ 6548 Тираж 623 Подпися илиал ППП "Патент", Ужгород, ул.Проектная, 4