Кабели нагревательные для электрообогрева скважин
Описание
Кабели геофизические грузонесущие бронированные нагревательные марки КГн.Кабели предназначены для электрообогрева фонтанных скважин и скважин, оборудованных ЭЦН, путем спуска непосредственно в НКТ в поток добываемой жидкости с целью предотвращения образования твердых фракций парафиногидратов, солеотложений и АСПО. Кабель геофизический грузонесущий бронированный нагревательный (греющий кабель) также применяется для борьбы и ликвидации гидратных и парафиновых пробок, удаления парафинов.
Кабели нагревательные разработаны на основе ТУ 3585-002-24118545-2004, сертифицированы и разрешены к применению Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, а также защищены патентом РФ № 35823.
Условные обозначения нагревательных кабелей имеет следующий вид:
Технические характеристики
Основные характеристики кабелей нагревательных КГн приведены в таблицах.
Механические характеристики нагревательных кабелей КГн
Марка кабеля |
Разрывное усилие, не менее |
Рекомендуемая длина |
Макс. рабочая температура |
Наружный диаметр кабеля | Вес 1 км в воздухе | Вес 1 км в воде |
КГн МП-14/2х2,0-55-100 -Оа | 55 | 1100-1300 | 100 | 27 | 1220 | 713 |
-Оа | 50 | 900-1100 | 100 | 25 | 1056 | 525 |
КГн АП-12/4х2, -Оа | 50 | 700-900 | 90 | 27 | 856 | 325 |
50 | 800-1000 | 90 | 27 | 865 | 334 |
Электрические характеристики нагревательных кабелей КГн
Марка кабеля | Число и номинальное сечение жил, n x мм2 | Количество групп | Эл.сопр. одного проводника, Ом/км | Эл. сопр. изоляции, МОм*км | Макс.рабочий ток (пост/перем), А | Тип напряжения питания |
КГн МП-14/2х2,0-55-100 -Оа | 14 x 1,5 | 7+7 | 9,57 | 20 000 | 140/- | постоянный |
КГн МП-12/2х1,5-50-100 -Оа | 12 x 1,5 | 6+6 | 12,4 | 20 000 | 130/- | постоянный |
12 x 2,0 | 4+2+2+4 | 15,8 | 20 000 | 110/73 | постоянный | |
КГн АП-14/2х2, -Оа | 14 x 2,0 | 7+7 | 15,8 | 20 000 | 120/- | постоянный |
Кабели нагревательные марки КнП
С 2004 года ООО «Псковгеокабель» производит кабели для обогрева скважин, оборудованных штанговыми или глубинными насосами, с помощью нагревательного кабеля, устанавливаемое в затрубное пространство. Нагревательный кабель имеет плоскую форму и монтируется с наружной стороны НКТ аналогично кабелю для питания нефтепогружных насосов.
Несмотря на меньшую эффективность теплопередачи этого способа установки кабеля, имеющиеся эксплуатационные данные показали полную пригодность подобных систем для депарафинизации скважин с ШГН. Причем имеется опыт работы установок в периодическом режиме, т.е. примерно на сутки включается нагрев, затем несколько суток пауза, что соответствует цикличности промывки скважин горячей нефтью, но при этом позволяет исключить применение горячей нефти.
В общем случае, периодический режим наиболее благоприятен с точки зрения экономики и общего снижения потребления электроэнергии. Однако, несмотря на то, что поставляемое оборудование позволяет выбрать такой режим, решение о возможности использования и параметры периодического прогрева принимаются службами ПТО нефтедобывающий предприятий. Наиболее важными факторами является состав скважинной жидкости, процентное содержание парафинов, скорость их отложения и пр.
Механические характеристики нагревательных кабелей КнП
№ п/п | Марка кабеля | Минимальная длина поставки, м | Габаритный размер, мм | Вес 1 км, кг | К-во групп проводников | Номинальная удельная мощность, Вт/м |
1 | КнПМСП (6/2 х 2,0)-90 | 850 | 10,5 х 26 | 1041 | 2 | 50 |
2 | КнПМСП (8/2 х 2,0)-90 | 1000 | 10,5 х 34 | 1070 | 2 | 60 |
3 | КнПАСП (8/2 х 3,1)-90 | 1000 | 10,5 х 34 | 1084 | 2 | 55 |
Электрические характеристики нагревательных кабелей КнП
№ п/п | Марка кабеля | Количество и сечение нагревательных элементов, N х мм | Напряжение питания | Сопротивление одной ТПЖ нагревательного элементам, Ом/км | Эл. сопр. изоляции, МОм*км | Максимальный ток, А |
1 | КнПМСП (6/2х2,0)-90 | 6х2,0 | Пост. | 8,7 | 10 000 | 95 |
2 | КнПМСП (8/2х2,0)-90 | 8х2,0 | Пост. | 8,7 | 10 000 | 120 |
3 | КнПАСП (8/2х3,1)-90 | 8х3,1 | Пост. | 9,1 | 10 000 | 120 |
Кабели нагревательные марки Кн
Специалистами ООО «Псковгеокабель» разработан нагревательный кабель для полых стальных штанг. Кабель предназначен для обогрева штанг установок ШГН, устанавливается внутрь специально изготовленных полых штанг. Кабель имеет круглую форму диаметром 14-16 мм. В конструкцию входит сегментные нагревательные проводники с двойной изоляционной оболочкой, центральный грузонесущий сердечник, выполненный из стеклопластикового прутка, ленточный бронепокров и наружная полимерная оболочка.
Основные параметры кабеля Кн
Электрические: Эл. сопротивление токопроводящей жилы, не более Сопротивление изоляции, не менее Механические: Разрывное усилие, не менее Расчетная масса кабеля Максимальная рабочая температура | 2,5 Ом/км 20000 МОм*км 10 Н 293 кг/км 100 оС |
- Исключить очистку НКТ механическими скребками.
- Увеличить межремонтный период работы подземного оборудования скважины.
- Сократить потери нефти из-за простоев скважины при спуско-подъемах скребков, КРС и обработку горячей нефтью.
- Стабилизировать работу ЭЦН.
- Стабилизировать работу пласта, уменьшить обводненность нефти и увеличить динамический уровень.
- Стабилизировать суточный объем добытой нефти.
Что же касается потребляемого количества электроэнергии и соответственно основной составляющей затрат при эксплуатации способа электропрогрева, то приводимые цифры установленной мощности выглядят большими только на первый взгляд. Так например, при дебите скважины 20 т/сутки по нефти и мощности установки нагрева 50 кВт, затраты дополнительной электроэнергии на тонну нефти составят 60 кВт*часов или 2-3 доллара и составят около одного процента в стоимости продукции (т. е. нефти). Дальнейшие экономические расчеты на этом этапе проводить бессмысленно, т. к. у каждого потребителя есть для этих задач соответствующие службы, а результат применения электропрогрева проявляется после некоторого времени эксплуатации установок.
Однако, на начальном этапе при анализе экономики, необходимо учесть следующие факторы:
- приведенные цифры удельных затрат электроэнергии на единицу продукции (примерно 1% в денежном выражении) значительно меньше в среднем по промышленности;
- увеличение потребления электроэнергии однозначно вызовет снижение затрат на текущий ремонт, включая механические скребки, обработку скважин горячей нефтью, увеличение межремонтного периода и т. д.;
- применение электропрогрева всегда сопровождается увеличением дебита скважин (в среднем на 10-15%, есть случаи до 200%) и снижением ее обводненности.
В качестве заключительного аргумента в пользу применения установок электропрогрева можно привести тот факт, что у всех наших потребителей срок окупаемости оборудования (станция управления, кабель, вспомогательная оснастка) составлял не более 8-ми месяцев, с учетом того, что гарантия составляет 12 месяцев, а средний срок наработки кабеля на отказ 2,5 года.
Спуско-подъемные операции.КОНСТРУКЦИЯ:
1 - токопроводящая жила2 - первый слой полимерной изоляции
3 - второй слой полимерной изоляции
4 - внутренняя полимерная оболочка
5 - первый повив брони
6 - второй повив брони
7 - наружная полимерная оболочка
Постановка с привлечением геофизического подъемника и автокрана.
Спуск и подъем кабеля осуществляется с помощью геофизического подъемника и автокрана, через два ролика, один из которых закреплен на скважинной арматуре (направляющий), а другой на крюке автокрана (подвесной). В связи с большим диаметром кабеля (26 мм), для проведения данных работ необходимо использовать ролики блок-баланса диаметром не менее 800 мм. При выполнении спуска необходимо следить за вертикальным положением нагревательного кабеля, сходящего с подвесного ролика и при необходимости корректировать его положение, так чтобы предотвратить повреждение его оболочки.
Для герметизации устья скважины рекомендуется использовать устройства выполненные аналогично лубрикатору, применяемому для работы с геофизическим кабелем. Предлагается опорно-герметизирующее устройство ОГУ
В качестве герметизирующего устройства может быть применен устьевой сальник СУ-73-25 разработанный на основе устьевого сальника для герметизации штанг установок ШГН. Крепление кабеля осуществляется двумя замками, один из которых, основной (жимок с шероховатой поверхностью), предназначен для фиксации нагревательного кабеля в опорном узле.
Второй замок, страхующий, конусного типа, устанавливается на верхний конец кабеля, крепится за проволоки брони наружного повива. Он предназначен для обеспечения электрического контакта с проволоками брони и предохраняет кабель от падения в скважину в случае ослабления основного замка.
Постановка с привлечением геофизического подъемника и роликовой консоли.
Спуск и подъем нагревательного кабеля может быть выполнен с помощью геофизического подъемника и специальной роликовой консоли закрепленной на скважинной арматуре. Роликовая консоль оснащена двумя роликами диаметром 750 мм и кронштейном для установки замка крепления кабеля.
В настоящее время при работе с кабелем используются стационарно установленные консоли, которые позволяют в исключительных случаях производить подъем кабеля методом буксировки, а также съемные роликовые консоли, позволяющие производить спуско-подъемные операции на разных скважинах при помощи одной перемешаемой роликовой консоли.
Преимущество данной конструкции, установленной на скважинную арматуру, заключается в возможности выполнять операции по спуску и подъему без привлечения автокрана или другой дополнительной техники.
Постановка нагревательных кабелей плоского сечения.
КОНСТРУКЦИЯ:
1 - токопроводящая жила2 - первый слой полимерной изоляции
3 - второй слой полимерной изоляции
4 - алюминиевая лента
5 - подушка
6 - броня
Нагревательные кабели плоского сечения устанавливаются в скважину одновременно со спуском насосно-компрессорной трубы и насоса, что значительно снижает затраты на монтаж. Кабель крепится к НКТ с помощью металлических поясов аналогично креплению кабельных линий питания погружных электроцентробежных насосов. Вывод кабеля из скважины осуществляется через сальниковое устройство, аналогичное уплотнительному устройству используемого при монтаже кабелей питания ЭЦН. Монтаж, техническое обслуживание и ремонт кабелей данного типа легко выполняется специалистами эксплуатирующими УЭЦН.
Основным преимуществом технологии депарафинизации скважин методом электропрогрева являются разовые затраты на приобретение установки, спуск нагревательного кабеля и запуск системы управления в работу.
Имеющийся с 2001 года опыт эксплуатации нагревательных кабелей показывает, что на сегодняшний день из всех способов борьбы с парафинами и гидратами единственным универсальным и наиболее эффективным средством является электроподогрев.
Опыт потребителей подтверждает, что применение технологии электрообогрева нефтяных скважин нагревательными кабелями позволяет: