Разработка и исследование кабелей нагревания для нефтяных скважин

• Автор: Буренков, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 178 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Процессы парафинообразования в нефтяных
скважинах и методы борьбы с ними
1.1 Способы эксплуатации нефтяных скважин
1.2 Отложения парафина в нефтяных трубах и способы борьбы с ними
1.3 Теплотехнический и электрический расчет в соответствии с инструкцией [13]
1.4 Механизм образования смоло-парафиновых отложений
1.5 Условия добычи нефти и парафинообразования на предприятиях ОАО «Оренбургнефть»
1.6 Расчет коэффициентов теплопередачи от скважины в грунт
1.7 Обсуждение результатов по главе 1. Задачи дальнейших
исследований
ГЛАВА 2. Исследование процессов теплопередачи и процессов отложения-растворения парафина в скважинах
2.1 Исследование процессов отложения и растворения парафина..
2.2 Процессы теплопередачи и массообмена в реальной конструкции скважины
2.3 Обсуждение результатов исследований в главе
ГЛАВА 3 Расчет режимов работы кабелей нагревания с учетом особенностей теплопередачи в нефтяных скважинах
3.1 Система уравнений для расчета температуры в скважинах
3.2 Расчет температуры нефти, стенки НКТ, жил кабеля и глубины начала отложения парафина
3.3 Расчет мощности кабеля и температур нефти и жилы кабеля при периодическом включении кабеля в режиме растворения парафина

3.4 Экспериментальное исследование нагревания нефти в скважинах с применением нагревательного кабеля
3.5 Совместная работа кабелей питания насосов и кабелей нагревания
3.6 Условия работы кабелей при их непрерывном и периодическом включении. Общие рекомендации для применения кабелей нагревания
и методика расчета
ГЛАВА 4. Конструирование и расчет кабелей нагревания для нефтяных скважин
4.1 Определение оптимальных длин кабелей, площади сечения жил и оптимальных конструкций кабелей
4.2 Расчет и экспериментальное определение электрических и тепловых параметров кабелей нагревания
4.3 Материалы для изоляции и оболочки кабелей нагревания
4.4 Конструкции и основные параметры кабелей нагревания, изготовляемых ОАО «Камкабель»
ГЛАВА 5. Экспериментальные исследования процессов теплопередачи на модели нефтяной скважины
5.1 Устройство установки
5.2 Основные технические характеристики оборудования и приборов, используемых в установке по определению параметров теплопередачи
5.3 Результаты исследований и методика их обработки
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы.
Эксплуатация многих нефтяных скважин осложняется интенсивным пара-финогидратообразованием, предупреждение которого традиционными средствами (применение ингибиторов, растворителей и др.) не обеспечивается. Одним из путей профилактики пробкообразования является подогревание продукции скважин до температуры, исключающей выпадение твердой фазы при работе скважин. Источниками тепла для такого подогревания могут быть греющие кабели, расположенные внутри или снаружи нефтепроводящей трубы.
Нефтяные предприятия имеют опыт применения греющих кабелей в нефтяных скважинах, в качестве которых использованы или силовые кабели для питания электродвигателей погружных насосов или геофизические кабели. Однако, такие кабели имеют параметры не полностью удовлетворяющие оптимальным режимам подогревания скважин. Для этого необходимы специальные кабели нагревания. Целью диссертационной работы является расчет условий работы кабелей нагревания в нефтяных скважинах и их конструирование с целью оптимизации технико-экономических параметров их применения.
Новизна научных исследований.
1. На основе теоретического и экспериментального изучения процессов тепломассообмена в нефтяных скважинах и кабелях нагревания предложены:
- методика расчета теплового сопротивления при теплопередаче от обсадной трубы в окружающий грунт в зависимости от времени работы скважины и кабеля нагревания;
- методика расчета тепловых сопротивлений при теплопередаче между элементами конструкции скважины: кабель - нефть, кабель - нефтепроводящая труба, нефтепроводящая труба - обсадная труба;
- методика расчета теплового сопротивления кабелей плоской конструк-
Температурные кривые лифта скважины 4017 НГДУ "ФН".
Способ эксплуатации - газлифт. Пласт - А4-8. Глубина спуска кабеля 700 м.