Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнические материалы и изделия

Диссертационная работа:

Буренков Александр Евгеньевич. Разработка и исследование кабелей нагревания для нефтяных скважин : Дис. ... канд. техн. наук : 05.09.02 : Пермь, 2003 178 c. РГБ ОД, 61:04-5/461-7

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. Процессы парафинообразования в нефтяных
скважинах и методы борьбы с ними 7

  1. Способы эксплуатации нефтяных скважин 7

  2. Отложения парафина в нефтяных трубах и способы борьбы с ними 15

  3. Теплотехнический и электрический расчет в соответствии с инструкцией [13] 32

  4. Механизм образования смоло-парафиновых отложений 38

  5. Условия добычи нефти и парафинообразования на предприятиях ОАО «Оренбургнефть» 40

  6. Расчет коэффициентов теплопередачи от скважины в грунт 44

  7. Обсуждение результатов по главе 1. Задачи дальнейших исследований 45

ГЛАВА 2. Исследование процессов теплопередачи и процессов
отложения-растворения парафина в скважинах 49

2.1 Исследование процессов отложения и растворения парафина 49

2.2 Процессы теплопередачи и массообмена в реальной конструкции
скважины 70

2.3 Обсуждение результатов исследований в главе 2 84

ГЛАВА 3 Расчет режимов работы кабелей нагревания с учетом
особенностей теплопередачи в нефтяных скважинах 85

  1. Система уравнений для расчета температуры в скважинах 85

  2. Расчет температуры нефти, стенки НКТ, жил кабеля и глубины начала отложения парафина 89

  3. Расчет мощности кабеля и температур нефти и жилы кабеля при периодическом включении кабеля в режиме растворения парафина 104

3.4 Экспериментальное исследование нагревания нефти в скважинах с
применением нагревательного кабеля 106

3.5 Совместная работа кабелей питания насосов и кабелей нагревания 113
f 3.6 Условия работы кабелей при их непрерывном и периодическом

включении. Общие рекомендации для применения кабелей нагревания

и методика расчета 119

ГЛАВА 4. Конструирование и расчет кабелей нагревания для

нефтяных скважин 122

^ 4.1 Определение оптимальных длин кабелей, площади сечения жил и

оптимальных конструкций кабелей 122

  1. Расчет и экспериментальное определение электрических и тепловых параметров кабелей нагревания 128

  2. Материалы для изоляции и оболочки кабелей нагревания 141

  3. Конструкции и основные параметры кабелей нагревания,

* изготовляемых ОАО «Камкабель» 150

ГЛАВА 5. Экспериментальные исследования процессов
теплопередачи на модели нефтяной скважины 153

  1. Устройство установки 153

  2. Основные технические характеристики оборудования и приборов, используемых в установке по определению параметров теплопередачи 158

^ 5.3 Результаты исследований и методика их обработки 159

ВЫВОДЫ 169

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 173

*

Введение к работе:

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 ка-л

бели, 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 обсад
ной 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 конструкции;

- разработаны схемы замещения тепловых потоков и тепловых сопротив
лений для расчета температур жилы кабелей и нефти при расположении кабе
лей внутри и снаружи нефтепроводящей трубы;

0 - методика расчета допустимых токов нагрузки при работе силовых кабе-

лей, кабелей нагревания, а также при их совместной работе;

- метод расчета кабеля нагревания со снижением необходимой мощности с
увеличением времени его работы.

2. В результате анализа расчетов тепловых режимов при работе кабелей
нагревания и силовых кабелей питания электродвигателей насосов предложены
методы расчета мощности кабелей нагревания и температуры их жил и уста
новлено:

- при расположении кабелей нагревания снаружи нефтепроводящей трубы
целесообразна только непрерывная работа кабеля нагревания;

- при расположении кабелей внутри нефтепроводящей трубы возможны
режимы непрерывной и периодической работы кабелей нагревания, причем в
высокодебитных скважинах целесообразно преимущественно периодическое
включение кабеля нагревания в режиме растворения отложившегося слоя пара
фина.

3. В результате тепловых расчетов показано, что с целью снижения расхо
да электроэнергии целесообразно ступенчатое увеличение сечения жил кабеля
по его длине по мере углубления в скважине и автоматическая регулировка
мощности кабеля для поддержания постоянной температуры нефти при ее вы
ходе из устья скважины.

На защиту выносятся положения:

Методики расчета тепловых сопротивлений при теплопередаче от обсадной трубы в окружающий грунт, между отдельными элементами конструкции скважины и кабелей плоской конструкции.

6
Методики расчета необходимой мощности кабелей нагревания, допусти
мого тока нагрузки и температуры жил и нефти при работе силовых кабелей,
кабелей нагревания и при их совместной работе.
# Рекомендации по режимам работы кабелей нагревания при их расположе-

нии снаружи и внутри нефтепроводящей трубы.

Разработанные конкретные конструкции кабелей нагревания и результаты их применения в нефтяных скважинах.

Практическое применение.

Разработаны трехжильные кабели нагревания марок КНСППоБ, КНСПШБ, КНГШоБ, КНПШБ, изготовляемые в ОАО «Камкабель» по техническим условиям ТУ 16.К09-120-2000, а также аналогичные четырехжильные кабели.

Получен опыт применения этих кабелей в нефтяных скважинах предприятий:

1. Башнефть НГДУ - Уфа - нефть. Скважина 665, длина кабеля со сталь-
ными жилами 180 м. Заказано 20 линий с длиной кабеля нагревания 320 м.

  1. Сибнефть, г.Ноябрьск. Работает 8 линий с длиной кабеля с медными жилами 1000 м (кабели КНППоБ 4x5.5 мм2).

  2. «Пермтекс» (г.Соликамск). Скважина 146. Имеются положительные отзывы. Увеличился межочистной период и увеличился дебит нефти.

В результате применения кабелей нагревания увеличился дебит нефти и отпала необходимость остановки скважин для проведения чистки нефтепрово-дящих труб.

Подобные работы
Чайко Вадим Юрьевич
Исследование и разработка оптимальной технологии и оборудования, предназначенного для нанесения защитного покрытия на проводники
Агаев Чингиз Гусейн оглы
Разработка и исследование технологических методов повышения качества и надежности стеклопластиков электротехнического назначения
Тумасян Зина Алексановна
Разработка и исследование эмалированной алюминниевой фольги для обмоток электроаппаратных катушек и трансформаторов
Кокцинская Елена Михайловна
Разработка и исследование противокоронных покрытий ленточного типа для современных способов изготовления систем изоляции высоковольтных электрических машин
Овчинников Андрей Александрович
Исследование влияния конструкций и технологии изготовления на стойкость оптических кабелей для систем передачи информации к воздействию механических нагрузок
Длютров Олег Вячеславович
Исследование механического состояния оптического волокна неразрушающими методами контроля относительного удлинения в процессе производства оптических кабелей
Барышников Евгений Николаевич
Исследование процесса регулирования технологических параметров при изготовлении оптических модулей с целью оптимизации эксплуатационных характеристик волоконно-оптических кабелей
Габдрахимов Фаниль Сагитьянович
Разработка и исследование рабочих параметров гидроударника для бурения сейсмических скважин
Латыпов Рифгат Фаздалович
Исследование и разработка технологий дифференцированной водоизоляции продуктивных пластов при капитальном ремонте скважин
Горелова Нонна Евгеньевна
Исследование и разработка метрологического обеспечения средств измерений массового расхода жидкости нефтяных скважин

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net