Стенд для моделирования процесса солеотложения в газовых скважинах

.11 яЖ",", .:",ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН стит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Грозненский нефтяной ин ут им. акад. М,Д,Миллионщикова (72) В.Х.Межидов, А.И,Гужов и Р,Н.Ибрагимов(56) Авторское свидетельство СССР У 927982, кл, Е 21 В 43/12, 1980; (54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ В ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к газовой пром-ти, Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования путем обеспечения учета влияния трения твердых поверхностей в объеме газожидкостного потока, Для этого стенд имеет размещенный в нижней части колонки 1 на ееоси узел трения 29-33. При помощипоследнего создается трение твердыхповерхностей в.потоке жидкости. Узелтрения может иметь любое конструктивное исполнение. При определеннойконцентрации раствора на твердых поверхностях стенок и механическихпримесей могут формироваться кристаллические зародыши. Жидкость проходит через узел трения 29-33, Припрохождении жидкости с увеличеннойконцентрацией степень влияния трения на нее уменьшается, 2 ил 1 таблИзобретение относится к газовой промышленности и предназначено для экспериментального изучения в лабораторных условиях процесса солеотложения в нефтяных и газовых скважинах.Цель изобретения - повьппение достоверности результатов исследования путем обеспечения учета влияния трения твердых поверхностей в объеме газожидкостного потока.На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд с установленным узлом трения; на фиг.2 - узел трения.Стенд представляет собой макет скважины, состоящий из колонки во внутренней полости которой размещена трубка 2, а в верхней его части установлен холодильник 3, предназначенный для конденсации водяных паров и создания гидравлического сопротивления газожидкостному потоку. В качестве лифтового канала могут бытьиспользованы стальные трубки дйаметром 5-10 мм. Для обогрева нижней части скважинкой колонки служит термостатируемая рубашка 4, Герметизация сочленений лифтового канала со скважинной колонкой и термостатируемой рубашкой осуществляется при помощи уплотнений, состоящих из сальниковой набивки 5 и 6 и гаек 7 и 8. Колонка 1 вмонтирована в емкость 9 с жидкостью,состоящей из металлических корпуса и крышки, рассчитанную на высокое давление и снабженную мешалкой 10 и электронагревателем 11, Кроме того, емкость 9 снабжена регулируемым газо- жидкостным эжектором 12, при помощи которого организуется совместное движение газа и жидкости и последующее их дросселирование на забое скважинкой колонки. В нижней части колонки 1 по длинелифтового канала установлен узел трения, при помощи которого создаетсятрение твердых поверхностей в потоке жидкости.Подогрев сжатого воздуха, выходящего иэ баллона 13 через редукторы высокого 14 и низкого 15 давлений, осуществляется в термостате 16, из которого тегглоноситель циркулируетв термостатируемую рубашку колонки. Для отделения капельной влаги из газожидкостного потока предназначен сепаратор 17, из которого она периодически сбрасывается в емкость 18,5 10 15 70 25 30 35 40 45 50 55 Дозировка растворителей и ннгибиторов в затрубное пространство колонки осуществляется из емкости 19 путемоткрытия вентиля 20. Расход газа определяется ротаметром 21, влажность -влагомером 22, а начальное и конечное давление - манометрами 23 и 24. Температура нагреТого и отработанного газа, теплоносителя, а также пластовой воды измеряется термометрами 25-28,Узел трения состоит из корпуса 29 со штуцерами 30 входа и штуцерами 31 выхода газожидкостной смеси. Внутри корпуса размещены шестерни 32 и33, Герметизация сочленений оси шестерни 32 с корпусом 29 узла трения иколонкой 1 осуществляется сальниковым уплотнением 34, Ось шестерни 32 соединена с валом электродвигателя 35. Узел трения может иметь любое другое конструктивное исполнение. При этом вид трения (качения или скольжения) значения не имеет.Согласно существующим представлениям при определенной концентрации раствора на твердых поверхностях стенок и механических примесей могутформироваться кристаллические зародьюи вследствие физической адсорбции.Размеры зародышей составляют десятки или сотни ангстрем, поэтому их начальный рост лимитируется не диффузией ионов, а количеством источников слоев роста (т.е. дефектами на гранях кристалла), известно, что совершенная грань кристалла обладает чрезвычайно малой скоростью роста и любое разрушение этой грани, например, посредством механического воздействия, т.е, трением, ведет к немедленному увеличению скорости роста кристаллов на порядок. Поэтому трение твердых тел, на поверхности которых имеются указанные кристаллические зародыши, создает источники слоев роста, т.е. дефектов на граникристалла, и тем самым вызывает интенсивное образование новой фазы наэтих поверхностях. По этой причинев нефтепромысловом оборудовании узлы трения (например, лопасти электроцентробежных насосов и другие) наиболее всего подвержены солеотложению. Кристаллы, образовавшиеся при трении на поверхностях, создают центры кристаллизации в объеме потока вследствие вторичного зарождения кристал3 13 лов. Таким образом, трущиеся поверхности являются генераторами центров кристаллизации, которые могут расти как на этих поверхностях, так и в потоке.При пересыщении раствора (как указано выше) на твердых поверхностях труб и механических примесей вследствие физической адсорбции формируются кристаллические зародыши, способные расти с большой скоростью при наличии источников слоев. А столкновение твердых тел даже с очень маленькой энергией ведет к образованиюисточников слоев роста. Поэтому вточке контакта поверхностей трубы икристалла, находящегося в потоке,адсорбированные зародыши быстро растут,образуя при этом кристаллическую перемычку, которая жестко прикрепляеткристалл к трубе.Таким образом, любая пара трения,опущенная в скважину (например,подшипник или зубчатая передача), будетпредставлять из себя эффективный генератор кристаллических зародышей,которые будут закрепляться на насосно-компрессорных трубах в соответствии с опйсанным выше механизмом.Стенд работает следующим образом.Выходящий из баллона 13 через редукторы высокого 14 и низкого 15давлений сжатый прироцный газ поступает в термостат 16, нагревается внем до заданной температуры и с требуемым расходом, который контролируется по ротаметру 21, подается нагазожидкостный эжектор 12, на выходеиз которого происходит его дросселирование, сопровождающееся падениемдавления и температуры,Подсасывание пластовой воды, нагретой до требуемой температуры, взону разрежения осуществляется по запорной трубе (штуцерам) 30,При дросселировании газового потока на забое скважинной колонки просходит частично испарение раствора,,те. часть жидкости переходит в паровую фазу, В результате этого оставшаяся в виде легких капель пластоваявода становится пересыщенной и изнее выпадают соли, которые затем откладываются на стенках трубки 2,Затем газожидкостный поток движется по трубке в нестабильном состоянии, т.е. с падением температуры и давления, как и в реальных условиях, В таблице приведены результаты экспериментов, проведенных на предлагаемом стенде. Масса осадка,мг/см ВУКонцентрация1ппраствора301 Стенды известный предлагаемый351. 2,6 207 13,7 236 10 2,37,4 610 11,45 4 п 3. Из данных таблицы следует, что при 4 б концентрации раствора СаБОд 11,45 г/лмасса солеотложений в лифтовом канале известного стенда в 5 раз меньше, чем предлагаемого. При концентрации Са 80 8 г/л эта разница составляет почти два порядка. Из таблицы также видно, что с увеличением концентрации раствора степень влияния трения уменьшается. ббФормула изобретения Стенд для моделирования процессасолеотложения в газовых скважинахпо авт. св, 9 927982, о т л и ч а -556934В процессе движения он проходит черезузел трения, омывает шестерни 32 и 33,приводимые во вращение электродвигателем 35, Часть жидкости, попадаямежду зубьями шестерен, испытываетвоздействие трением.Водяные пары, находящиеся в газожидкостном потоке, конденсируются вхолодильнике 3, а змеевик создаетгидравлическое сопротивление, Отработанный газожидкостный поток в сепараторе 17 разделяется. Отсепарированная влага периодически сбрасывается.в емкость 18, а газ уходит насвечу.Для исследования влияния на процесс предупреждения солеобразованияразличных реагентов их вводят в затрубное пространство скважинной колонки из емкости 19 путем открытиявентиля 20.Составитель В.БорискинаРедактор А,Ревин Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар Заказ 5757/28 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 13 ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования путем обеспечения учета влияния трения твердых поверхнос 55693тей в объеме газожидкостного потока, он дополнительно содержит узел трения, размещенный в нижней части колонки на ее оси.Б