СИСТЕМА СБРОСА ПЛАСТОВОЙ ЖИДКОСТИ ИЗ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАКОПИТЕЛЬНОЙ ЕМКОСТИ В ТРАНСПОРТНЫЙ ТРУБОПРОВОД СБОРНОГО ПУНКТА

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно может быть использовано на дожимной насосной станции (ДНС) для сброса накопленной пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости в транспортный трубопровод сборного пункта с использованием энергии давления выделяющегося из пластовой жидкости газа в полости горизонтальной накопительной емкости с автоматическим регулированием давления газа, уровня и расхода сбрасываемой пластовой жидкости.
Предпосылки создания полезной модели.
Анализ существующего расположения ДНС по рельефу местности относительно сборного пункта показал, что некоторые ДНС расположены выше или на уровне сборного пункта, но из-за незначительного превышения уровня гидростатического столба жидкости, образующегося в результате перепада высот профиля прокладки транспортного трубопровода, невозможно использовать самотечный метод сброса пластовой жидкости до сборного пункта. Один из возможных вариантов предполагает осуществлять сброс пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости ДНС в трубопровод сборного пункта за счет использования энергии давления выделяющегося из пластовой жидкости газа в полости горизонтальной накопительной емкости.
Существующая система нефтесбора включает в себя нефтедобывающие скважины, групповую замерную установку (ГЗУ), дожимную насосную станцию, оборудованную горизонтальной накопительной емкостью (в количестве от одной до нескольких), с газоотводящим трубопроводом, входным и выкидным трубопроводами для приема и сброса жидкости и газа соответственно и не менее двух насосных агрегатов (один из них резервный) для откачки пластовой жидкости из накопительной емкости по трубопроводу на сборный пункт.
На ДНС осуществляют первую ступень сепарации газа при давлении 0,6-0,7 МПа, обеспечивающим бескомпрессорное транспортирование газа до газоперерабатывающего завода и перекачку газонасыщенной нефти центробежными насосами на центральный сборный пункт (ЦСП), на котором сосредоточены все мощности для подготовки нефти и переработки газа (Бойко В.С. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. М.: Недра, 1990. - С.397) (прототип).
Недостатками известной системы, даже при условии расположения ДНС по рельефу местности выше или на уровне относительно ЦСП, являются:
- энергетические затраты и низкий КПД центробежных насосов для перекачки газонасыщенной нефти. Кроме того, при периодическом запуске насосных агрегатов происходит кратное увеличение давления в транспортном трубопроводе на сборный пункт;
- технологические процессы имеют недостаточный уровень автоматического регулирования.
Задачей полезной модели является устранение перечисленных недостатков.
На некоторых ДНС, расположенных по рельефу местности выше или на уровне сборного пункта, из-за незначительного превышения уровня гидростатического столба жидкости, образующегося в результате перепада высот профиля проложенного транспортного трубопровода, невозможно использовать самотечный метод сброса пластовой жидкости до сборного пункта. Техническое решение заключается в том, чтобы с целью экономии электроэнергии и разгрузки трубопроводов от высоких перепадов давления на таких ДНС обеспечить постоянный сброс пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости по трубопроводу на сборный пункт, минуя парк центробежных насосов, используя при этом энергию давления попутно добываемого газа, выделяющегося из пластовой жидкости в полости горизонтальной накопительной емкости.
Указанный технический результат достигается тем, что система сброса пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости на сборный пункт состоит из самой горизонтальной емкости, которая соединена с газоотводящим трубопроводом, входным и выходным трубопроводами, соединяющими технологическое оборудование, насосных агрегатов, включающих приемный и выкидной коллекторы, контрольно-измерительных приборов и запорно-регулирующей аппаратуры.
Согласно полезной модели приемный и выкидной коллекторы насосных агрегатов соединены между собой дополнительным трубопроводом (байпасом), диаметр которого равен диаметру выкидного коллектора, с установленным на нем электроприводным клапаном, находящимся в «закрытом» состоянии, на газоотводящем трубопроводе установлен электроприводной клапан, находящийся также в «закрытом» состоянии, при этом горизонтальная накопительная емкость оборудована датчиком уровня и давления. Электроприводные клапаны функционально связаны посредством регулирующего устройства, например, контроллера, с датчиком давления и датчиком уровня, в задачу которых входит поддержание необходимого давления жидкой и газообразной среды и уровня пластовой жидкости в полости горизонтальной накопительной емкости, а через байпас - обеспечение постоянного расхода пластовой жидкости в транспортный трубопровод сборного пункта.
Предлагаемая система сброса пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости в транспортный трубопровод сборного пункта представлена на фиг.1.
Система сброса пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости в транспортный трубопровод сборного пункта состоит из горизонтальной емкости 1, верхняя часть которой соединена с газоотводящим трубопроводом 2, входного 3 и выходного 4 трубопроводов, соединяющих технологическое оборудование, насосных агрегатов 5 и 6, включающих приемный 7 и выкидной 8 коллекторы, контрольно-измерительных приборов и запорно-регулирующей аппаратуры.
Согласно полезной модели приемный 7 и выкидной 8 коллекторы насосных агрегатов 5 и 6 соединены между собой байпасом 9, диаметр которого равен диаметру выкидного коллектора 5 с установленным на нем электроприводным клапаном 10, находящимся в «закрытом» состоянии и на газоотводящем трубопроводе 2 установлен электроприводной клапан 11, находящийся также в «закрытом» состоянии, при этом горизонтальная накопительная емкость оборудована датчиком уровня и датчиком давления. Электроприводные клапаны 10 и 11 функционально связаны посредством регулирующего устройства, например, контроллера, с датчиком давления и датчиком уровня, в задачу которых входит поддержание необходимого давления газообразной и жидкой среды и уровня пластовой жидкости в полости горизонтальной накопительной емкости 1, а через байпас 9 - обеспечение постоянного расхода жидкости в транспортный трубопровод 12 сборного пункта.
Система сброса пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости в транспортный трубопровод сборного пункта работает следующим образом. Пластовая жидкость с групповых замерных установок (ГЗУ, на схеме не показано) по входному трубопроводу 3 под определенным давлением поступает в горизонтальную накопительную емкость 1, в которой выделяющийся из пластовой жидкости газ занимает по объему верхнюю часть, а жидкость - нижнюю часть емкости 1. В исходном состоянии оба электроприводных клапана 10 и 11 находятся в состоянии «закрыто».
По мере достижения давления газа выше заданного значения в полости накопительной емкости 1 по сигналу датчика давления происходит открытие элетроприводного клапана 11 для стравливания избыточного давления газа и поддержания его в заданном диапазоне (достаточном для преодоления сопротивления гидростатического столба жидкости в наивысшей точке транспортного трубопровода), а при достижении пластовой жидкостью определенного значения уровня в полости горизонтальной накопительной емкости 1, с учетом достигнутого давления газа, по сигналу датчика уровня открывается электроприводной клапан 10, установленный на байпасе 9. Пластовая жидкость, вытесняемая сжатым газом из полости накопительной емкости 1, по выходному трубопроводу 4, байпасу 9 через электроприводной клапан 10 сбрасывается в транспортный трубопровод 12, причем величина расхода жидкости через электроприводной клапан 10 находится в пропорциональной зависимости от поддерживаемого в определенном значении уровня пластовой жидкости и давления газа в полости накопительной емкости 1. Электроприводные центробежные насосы 5 и 6 в процессе работы предлагаемой системы не работают.
Таким образом, система сброса накопленной пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости в транспортный трубопровод сборного пункта с использованием энергии выделяющегося из пластовой жидкости газа в полости горизонтальной накопительной емкости, с автоматическим регулированием давления газа, уровня и расхода сбрасываемой пластовой жидкости входит в устойчивое состояние и проходит по заданному алгоритму.
Применение предлагаемой системы сброса накопленной пластовой жидкости из горизонтальной накопительной емкости в транспортный трубопровод сборного пункта с использованием энергии давления выделяющегося из пластовой жидкости газа в полости горизонтальной накопительной емкости, с автоматическим регулированием давления газа, уровня и обеспечением постоянного расхода сбрасываемой пластовой жидкости в транспортный трубопровод сборного пункта позволит снизить:
- энергетические затраты на перекачку пластовой жидкости с ДНС на сборный пункт;
- вероятность отказов системы трубопроводов из-за резких скачков давлений и гидравлических ударов;
- износ пусковой аппаратуры электрооборудования из-за резкого увеличения пусковых токов, вследствие многочисленных пусков и остановок насосного агрегата.
Предлагаемая система позволит также поднять на более высокий уровень автоматизацию технологических процессов, связанных со сбросом пластовой жидкости с ДНС по транспортному трубопроводу на сборный пункт. Кроме того, она обеспечит равномерный сброс добываемой пластовой жидкости на концевые сепарационные установки сборного пункта, что способствует более полному выделению газа и стабильному разделению пластовой жидкости на фазы - газ, нефть и воду.