Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и московского Сколтеха создали прибор для очистки нефтедобывающего оборудования от твердых парафиновых отложений, образующихся при добыче нефти. Разработанное для плавления парафинов устройство напоминает миниатюрную электростанцию, которая помещается в скважину и генерирует энергию для нагревающего стенки скважины прибора.
Парафиновые отложения сужают сечение скважины и затрудняют откачку нефтесодержащей жидкости на поверхность. Чтобы очистить от них скважину, применяются различные способы, например закачивается подогретая нефть, но она не всегда пробивает большу́ю «пробку» из парафинов. Механические устройства — скребки — ломаются и застревают в отложениях. Есть методы нагрева труб приборами, которые опускают в скважину на кабелях, подводящих энергию. Но сечение кабелей невелико, и они не держат большое сопротивление, поэтому у нагревающих приборов малая мощность. Сибиряки разработали способ, который позволяет включать нагреватель без подачи электричества через кабель.
Устройство для нагрева парафинов крепится на малогабаритную трубу, которая опускается в скважину. На конце трубы — стандартный винтовой забойный двигатель с турбиной, используемый для бурения: за счет потока промывочной жидкости турбина крутится и передает вращение на ротор двигателя и долото, которое разрушает породу. В приборе для нагрева парафинов турбина доработана: к ней добавлен генератор мощностью 8 киловатт.
«Ротор в нашем устройстве раскручивает генераторный узел до 6000 оборотов, благодаря чему вырабатывается электроэнергия, которую можно подать на нагрев. Получается мини-гидроэлектростанция», — рассказал соавтор проекта, директор учебно-производственного полигона «СибНефтегаз» Института нефти и газа СФУ Александр Васильев.
Оборудование греет не всю трубу, а только место с отложениями затвердевших парафинов, что снижает энергозатраты. Устройство выдерживает давление до 700 атмосфер, его можно опускать на глубину до пяти километров, когда другие «грелки» работают на глубине до трех километров.