В документе описывается инновационный патент на способ и устройство для снижения вязкости нефти при её транспортировании, использующее горячий сжатый воздух для повышения эффективности нагрева. Предложенные технологии позволяют снизить энергоемкость процесса и упростить эксплуатацию, улучшая теплообмен и уменьшая обводнённость нефти. Основные компоненты решения включают компрессор и систему воздуховодов для подачи горячего воздуха в скважину и нефтепровод.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28812
(51) B65D 88/74 (2006.01)
F17D 1/16 (2006.01)
F17D 1/12 (2006.01)
B65G 63/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0611.1
(22) 03.05.2013
(45) 15.08.2014, бюл. №8
(72) Надиров Надир Каримович; Баймиров
Мергенгали Ергалиевич; Бисенгалиев Макс
Дауылбаевич; Баямирова Рыскуль Омаровна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Атырауский
институт нефти и газа"
(56) Предпатент РК №18896, кл.B65D 88/74, 2007
Ермеков М.М. Справочная книга по добыче нефти.
Алматы, «TST Comneny», 2007, с.415
(54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЕФТИ
ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Изобретение относится к транспортированию
нефти, в частности к техническим средствам
термического снижения вязкости жидких
углеводородов, и может быть использовано на
нефтепромыслах при добыче вязкой нефти.
Технический результат, получаемый при
осуществлении изобретения, - более совершенная
технологии разогрева вязкой нефти, упрощение
устройства и его эксплуатации и уменьшение
энергоемкости процесса путем интенсификации
теплообмена, уменьшение степени обводнения нефти
в процессе подогрева, за счет непосредственного
контакта теплоносителя с нагреваемой высоковязкой
нефтью.
Предложен способ снижения вязкости нефти при
транспортировании, включающий нагрев
теплоносителя, подачу горячего теплоносителя -
горячего сжатого воздуха в объем подогреваемой
нефти для образования жидкостно-паровоздушной
пены, при этом горячий сжатый воздух высокого
давления вводят в нефтяную скважину сверху
затрубного пространства.
Предложено устройство для снижения вязкости
нефти при транспортировании, включающее узел
нагрева, соединенный с пространством между
обсадной трубой и НКТ нефтяной скважины,
нефтепроводы, при этом оно снабжено компрессором,
выход которого соединен с входом узла нагрева,
выход узла нагрева подключен к воздуховоду для
подачи в объем вязкой нефти горячего воздуха
высокого давления, который соединен с затрубным
пространством скважины.
(19)KZ(13)A4(11)28812

2. 28812
2
Изобретение относится к транспортированию
нефти, в частности к техническим средствам
термического снижения вязкости жидких
углеводородов, и может быть использовано на
нефтепромыслах при добыче вязкой нефти.
Известен способ снижения вязкости нефти при
транспортировке её по затрубному пространству,
включающий разбавление добываемой высоковязкой
нефти маловязким разбавителем, подаваемым сверху в
скважину, которым, в частности, может служить
легкая нефть / Ермеков М.М. Справочная книга по
добыче нефти. Алматы, «TST Соmpanу», 2007, с.219-
222/.
Устройство, осуществляющее способ, включает
обсадную колонну, колонну НКТ, штанговый насос,
колонну штанг, пакер, муфту с отверстиями.
Штанговый насос опускают в скважину на возможно
большую глубину, с целью исключения влияния газа
на его работу. Затрубное пространство ниже приема
насоса разобщают пакером, выше насоса монтируют
муфту с отверстиями. В НКТ насосом, установленным
на поверхности, подают маловязкий разбавитель,
которым может служить легкая нефть. Соотношение
расходов разбавителя и скважинной жидкости
подбирают экспериментально. Вывод смеси
производят через затрубное пространство / Ермеков
М.М. Справочная книга по добыче нефти. Алматы,
«TST Соmpanу», 2007, с.219-222/.
Известен способ снижения вязкости нефти путем
подогрева вязких нефтепродуктов в резервуарах,
включающий нагрев теплоносителя, подачу горячего
теплоносителя в подогреватели-теплообменники
резервуаров, вывод и рекуперацию отработанного
теплоносителя, при этом в качестве теплоносителя
используют антифризы-теплоносители с низкой
температурой застывания /Патент РФ №2104912, кл.
B65D 88/74, 1998/.
Известно устройство для снижения вязкости нефти
путем подогрева вязких нефтепродуктов в
резервуарах, содержащее, по меньшей мере, один
резервуар с конической крышкой и расположенным
внутри подогревателем-теплообменником,
сообщенным с узлом нагрева теплоносителя
посредством параллельно соединенных трубопроводов
с теплоносителем-водой, узел нагрева, снабженный, по
меньшей мере, одним рекуперативным
теплообменным аппаратом, одним насосом и
расширительной камерой, представляющей собой
емкость, заполняемую теплоносителем-водой при
объемном тепловом расширении, установленную
после рекуперативного теплообменного аппарата и
соединенную двумя трубопроводами с основной
линией, при этом на трубопроводах перед насосом
установлен, по меньшей мере, один фильтр /Патент
РФ №2028262, кл. B65D 88/74, B65G 69/20, 1995/.
Существенными недостатками известных способов
и реализующих их устройств является их высокая
энергоемкость из-за малой удельной контактной
поверхности нагрева и отсутствия непосредственного
контакта теплоносителя с нагреваемыми вязкими
нефтепродуктами.
Известен наиболее близкий по технической
сущности способ снижения вязкости нефти и
нефтепродуктов путем подогрева вязких нефтей и
нефтепродуктов, включающий нагрев теплоносителя,
подачу горячего теплоносителя в резервуар с
нефтепродуктом, вывод и рекуперацию отработанного
теплоносителя, при этом используют для подогрева
нефтепродуктов в резервуаре горячий сжатый воздух
высокого давления, который диспергируют и вводят в
резервуар снизу вверх, для образования в объеме
подогреваемого нефтепродукта жидкостно-
паровоздушной пены /Предпатент РК №18896, кл.
B65D 88/74, 2007/.
Известна наиболее близкая по технической
сущности установка для снижения вязкости нефти и
нефтепродуктов путем подогрева вязкой нефти в
скважине, включающая скважину, обсадную трубу,
НКТ, нефтепроводы, штанговый насос с колонной
штанг, узел нагрева - электронагреватель ТЭН -
трехфазная печь сопротивления, состоящая из U-
образных или прямых трубчатых нагревательных
элементов и отпускаемая на кабель-канате в
освобожденную от оборудования скважину, для
выдерживания в течение необходимого времени, для
снижения вязкости нефти за счет её нагрева / Ермеков
М.М. Справочная книга по добыче нефти. Алматы,
«TST Соmpanу», 2007, с.415.
Недостаток известного способа в том, что подогрев
вязкой нефти производят только в резервуаре, что
требует значительного времени для разогрева и
большого расхода энергии.
Недостаток известного устройства в сложности
устройства и его эксплуатации и высокой
энергоемкости.
Технический результат, получаемый при
осуществлении изобретения, - более совершенная
технологии разогрева вязкой нефти, упрощение
устройства и его эксплуатации и уменьшение
энергоемкости процесса путем интенсификации
теплообмена, уменьшение степени обводнения нефти
в процессе подогрева, за счет непосредственного
контакта теплоносителя с нагреваемой высоковязкой
нефтью.
Технический результат изобретения достигается
тем, что предлагаемый способ снижения вязкости
нефти так же, как известный способ, включает нагрев
теплоносителя, подачу горячего теплоносителя -
горячего сжатого воздуха в объем подогреваемой
нефти.
Однако, в отличие от известного способа, горячий
сжатый воздух высокого давления вводят в скважину
сверху затрубного пространства, а также в центр
выводного трубопровода, для захвата и
диспергирования его турбулентным движением нефти,
передачи ей своего тепла и снижения её вязкости.
Технический результат изобретения достигается
также тем, что установка для снижения вязкости нефти
путем её подогрева так же, как известное устройство,
включает узел нагрева, соединенный с пространством
между обсадной трубой и НКТ нефтяной скважины,
нефтепроводы.
Однако, в отличие от известного устройства,
предлагаемое снабжено компрессором, выход
которого соединен с входом узла нагрева, выход узла
нагрева подключен к воздуховодам для подачи в

3. 28812
3
объем вязкой нефти горячего воздуха высокого
давления, один из воздуховодов соединен с затрубным
пространством скважины, а второй с выходным
трубопроводом из скважины.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на
котором схематически изображено устройство,
реализующее предлагаемый способ снижения вязкости
нефти.
В продуктивный пласт 1 заглублена обсадная труба
4 скважины, колонна НКТ 5 опущена до
продуктивного пласта 1, пространство между
обсадной трубой и НКТ служит каналом 3 для подачи
горячего воздуха. Отверстие в нижнем торце НКТ
служит для выхода нефти под давлением. В НКТ 5
размещен штанговый насос 2 с колонной штанг 6.
Верхний торец НКТ 5 соединен с трубопроводом 7 для
отвода нефти из скважины. Устройство снабжено
типовым компрессором высокого давления фирмы
Forte производительностью 12 м/ мин, рабочее
давление 7,8 атм (не показан), выход которого
соединен с входом узла нагрева 10, выход узла нагрева
подключен к воздуховодам для подачи в объем вязкой
нефти горячего воздуха высокого давления, один 8 из
воздуховодов соединен с затрубным пространством 3
скважины, а второй 9 с выходным трубопроводом из
скважины.
Способ снижения вязкости нефти осуществляют
(т.е. устройство работает...) следующим образом.
Сжатый воздух давлением 7,8 атм от компрессора
падают в узел нагрева 10, где нагревают 90-100°С.
Далее горячий, сжатый воздух высокого давления по
воздуховоду 8 подают в затрубное пространство 3,
служащее каналом для подачи горячего воздуха,
который далее направляют в продуктивный пласт 1.
Разогретую и разжиженную нефть откачивают по НТК
5 штанговым насосом 2, поднимают её на верх
скважины и направляют в выходной нефтепровод 7.
Для дополнительного нагрева и снижения вязкости
в нефтепроводе 7 предусмотрен второй воздуховод 9
для подвода горячего воздуха высокого давления от
узла нагрева 10, выход воздуховода 9 расположен по
центру нефтепровода 7, где горячий воздух в
турбулентном движении в нефти передает тепло
вязкой нефти и разжижает её.
Изобретение просто в эксплуатации, дает
возможность исключить применение деэмульгаторов,
растворителей, электронагревателей и других сложных
устройств, позволяет экономить энергетические
ресурсы, обезвоживает сырую нефть аэрацией её
горячим воздухом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ снижения вязкости нефти при
транспортировании, включающий нагрев
теплоносителя, подачу горячего теплоносителя -
горячего сжатого воздуха в объем подогреваемой
нефти, отличающийся тем, что горячий сжатый
воздух высокого давления вводят в нефтяную
скважину сверху затрубного пространства.
2. Способ снижения вязкости нефти по п.1,
отличающийся тем, что горячий сжатый воздух
высокого давления дополнительно подают в центр
выводного трубопровода, для захвата и
диспергирования его турбулентным движением нефти,
т.е. дополнительно нагревают откачиваемую нефть и
снижают её вязкость.
3. Устройство для снижения вязкости нефти при
транспортировании, включающее узел нагрева,
соединенный с пространством между обсадной трубой
и НКТ нефтяной скважины, нефтепроводы,
отличающееся тем, что оно снабжено компрессором,
выход которого соединен с входом узла нагрева,
выход узла нагрева подключен к воздуховоду для
подачи в объем вязкой нефти горячего воздуха
высокого давления, который соединен с затрубным
пространством скважины.
4. Устройство для снижения вязкости нефти по п.2,
отличающиеся тем, что узел нагрева соединен
вторым дополнительным воздуховодом с выходным
трубопроводом из скважины.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч