КУСТОВАЯ ОБВЯЗКА ГАЗОВЫХ СКВАЖИН В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

Кустовая обвязка газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к кустовым обвязкам для эксплуатации большого числа высокодебитных газовых скважин, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород, на ограниченных по размерам кустовых площадках.
Известна кустовая обвязка для эксплуатации газовых скважин, включающая колонную головку, трубную головку с боковыми рабочим и резервным отводами, фонтанную елку с рабочей и резервной струнами, выкидные линии с измерительной установкой и сужающим устройством, факельную линию и газосборный коллектор [Коротаев Ю.П. и др. Эксплуатация газовых скважин. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - С.110-112].
Недостатком этой кустовой обвязки является невозможность размещения большого числа скважин на ограниченной по размерам кустовой площадке, загидрачивание выкидных линий в местах перехода горизонтального участка в вертикальный, низкая ремонтопригодность из-за размещения выкидных линий в подземном исполнении.
Задача, стоящая при создании кустовой обвязки, состоит в обеспечении возможности размещения большого числа скважин на ограниченной по размерам кустовой площадке с учетом технологического удобства установки передвижных подъемных агрегатов и другого оборудования для ремонта скважин при сближении
их устьев и обеспечения противофонтанной безопасности, снижение затрат на обустройство кустовой обвязки и уменьшения металлоемкости.
Достигаемый технический результат, который получается в результате создания кустовой обвязки, состоит в технологической обеспеченности условий эксплуатации и ремонта газовых скважин в условиях ограниченных по размерам кустовых площадок с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами и обеспечением противофонтанной безопасности.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известной кустовой обвязке газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород, включающей колонную головку, трубную головку с боковыми рабочим и резервным отводами, фонтанную елку с рабочей и резервной струнами, выкидные линии с измерительной установкой и сужающим устройством, факельную линию, газосборный коллектор в отличие от прототипа устья скважин размещены на одной линии, попарно, с расстоянием между устьями 10-15 метров, пары скважин сгруппированы в батареи с расстоянием между батареями 30-60 метров, рабочие и резервные струны фонтанных елок размещены параллельно линии размещения скважин, при этом рабочие струны фонтанных елок парных скважин направлены навстречу друг к другу, на отводах резервных струн фонтанных елок и боковых резервных отводах трубных головок размещены быстроразъемные соединения, выкидные линии одним концом присоединены к рабочим струнам фонтанных елок и размещены перпендикулярно оси скважин, а другим - к газосборному коллектору, а выкидные линии закреплены на одном общем якорном устройстве, факельная линия присоединена к выкидной линии посредством врезной линии, на факельной линии размещены узел задвижек и байпас, на котором установленана измерительная установка.
На фиг.1 схематично изображена заявляемая кустовая обвязка газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород, на фиг.2 - обвязка пары скважин, на фиг.3 - обвязка концевых участков факельной линии и газосборного коллектора.
Кустовая обвязка газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород состоит из трубопроводов, которые соединяют устья скважин 1, размещенных на одной линии, попарно 2, и сгруппированных в батареи 3, с общей горизонтальной факельной линией 4 и газосборным коллектором 5. Устья скважин 1 обвязаны колонными головками 6, трубными головками 7 с боковыми рабочим 8 и резервным 9 отводами, фонтанными елками 10 с рабочей 11 и резервной 12 струнами, выкидными линиями 13 с клапаном-отсекателем 14 и сужающим устройством 15. Рабочие 11 и резервные 12 струны фонтанных елок 10 размещены параллельно линии размещения скважин 1. При этом рабочие струны 11 парных скважин 2 направлены навстречу друг к другу. На отводах резервных струн 12 фонтанных елок 10 и боковых резервных отводах 9 трубных головок 7 размещены быстроразъемные соединения 16. Резервная 12 и рабочая 11 струны фонтанной елки 10 сообщаются между собой соединительной линией 17, на которой размещена отсекающая задвижка 18. Боковой рабочий отвод 8 трубной головки 7 присоединен к выкидной линии 13.
Оптимальным расстоянием между устьями по технологическому удобству в обслуживании и ремонту скважин на ограниченных по размерам кустовых площадках является расстояние в интервале от 10 до 15 метров, а между батареями из условия обеспечения противофонтанной и пожарной безопасности - в интервале от 30 до 60 метров.
Это связано с тем, что для удобства производства ремонтных работ на скважинах струны фонтанной арматуры располагают параллельно линии размещения
скважин на кустовой площадке. Тогда подъемный агрегат будет находиться с одной стороны устья, а приемные мостки, стеллажи с лифтовыми трубами и другое необходимое для ремонта скважин оборудование будет располагаться с другой стороны.
В условиях наличия многолетнемерзлых пород для уменьшения теплового воздействия от движения по трубам газа или технологических жидкостей и связанного с этим возможным растеплением мерзлых пород все трубопроводы (выкидная, факельная, врезная и другие линии, газосборный коллектор) располагают над землей. При таком размещении трубопроводов для расстановки возле устья скважин подъемного агрегата и другого оборудования, чтобы не повредить трубопроводы при маневрировании, необходимо минимальное расстояние между струнами фонтанных арматур соседних скважин, равное ширине подъемного агрегата плюс 0,5 метров с обеих сторон. При ширине подъемного агрегата 6 метров минимальное расстояние между струнами фонтанных арматур соседних скважин будет 7 метров.
С учетом длины струн фонтанных арматур соседних скважин, равных в данном случае 3 метра каждая, минимальное расстояние между устьями должно составлять не менее 13 метров. Если принять во внимание, что перед ремонтом скважины можно произвести демонтаж фонтанной арматуры на ремонтируемой скважине с помощью автокрана, тогда минимальное расстояние между устьями составит 10 метров (13-3=10), достаточное для проезда подъемного агрегата.
Выкидные линии 13 размещены перпендикулярно оси скважин 1, одним концом они присоединены к рабочим струнам 11 фонтанных елок 10, а другим - к газосборному коллектору 5. Выкидные линии 13 парных скважин 2 закреплены на одном общем якорном устройстве 19.
Факельная линия 4 присоединена к выкидной линии 13 через врезную линию 20 и направлена в противоположную сторону от газосборного коллектора 5. В месте соединения врезной линии 20 с выкидной линией 13 размещена отсекающая задвижка 21. Факельная линия 4 снабжена узлом задвижек 22 и байпасом 23, на котором размещена измерительная установка 24. На конце факельной линии 4 установлено факельное устройство 25.
Кустовая обвязка газовых скважин работает следующим образом. Газ из пласта по лифтовой колонне, рабочей струне 11 фонтанной елки 10, выкидной линии 13, врезной линии 20 и факельной линии 4 поступает на факельное устройство 25, где происходит сжигание газа в процессе освоения, отработки и вывода скважины на рабочий режим. При этом задвижка 26 на резервной струне 12 фонтанной елки 10, задвижка 18 на соединительной линии 17, задвижка 27 на боковом рабочем отводе 8 трубной головки 7 и задвижка 28 на выкидной линии 13, расположенной после места присоединения к ней врезной линии 20, закрыты.
После вывода скважины на рабочий режим открывают задвижки до и после байпаса 23, закрывают задвижку 29 на факельной линии 4 и газ направляют через измерительную установку 24 для проведения газодинамических исследований и отбора проб твердой и жидкой фазы, находящейся в газовом потоке. В случае проведения газодинамических исследований без выпуска газа в атмосферу (в газопровод) между факельной линией 4 и газосборным коллектором 5 выполнена перемычка 30 с размещенной на ней отсекающей задвижкой 31. В процессе газодинамических исследований газовый поток, выходящий из измерительной установки 24, направляется через перемычку 30 в газосборный коллектор 5 и не сжигается на факельном устройстве 25.
После окончания исследований скважины закрывают задвижки до и после байпаса 23, закрывают задвижку 21 на врезной линии 20 и открывают задвижку 28 на выкидной линии 13. Газ из пласта направляют по газосборному коллектору 5 на УКПГ (установку комплексной подготовки газа).
Для аврийного отключения скважины от газосборного коллектора 5 предназначен клапан-отсекатель 14, а для выравнивания величин отборов газа от скважин - сужающее устройство 15.
В случае необходимости закачивания в скважину ингибитора гидратообразования в процессе эксплуатации к быстроразъемным соединениям 16 подсодиняется посредством быстроразъемных трубок насосная установка (не показано) и производится закачивание ингибитора в трубное пространство или затрубное пространство скважины 1. Аналогично производятся работы при глушении скважины 1 задавочными жидкостями перед проведением на ней ремонтных работ.
В случае производства ремонтных работ на скважине передвижной подъемный агрегат и необходимое для ремонта скважины оборудование свободно разместятся на приустьевой территории, площадь которой значительно увеличена за счет сближения выкидных линий 13 относительно друг друга и размещения их на одном, общем, якорном устройстве 19.
В случае возникновения аварийной ситуации, при которой работникам противофонтанной службы подойти к устью невозможно, например, при открытом фонтане, связанным с возгоранием газа, насосные установки подсоединяются к узлу задвижек 22, размещенном на факельной линии 4, на краю кустовой площадки. Затем производится глушение скважины 1 через факельную линию 4, врезную линию 20, выкидную линию 13, рабочую 11 и резервную 12 струны фонтанной елки 10 и
боковой рабочий отвод 8 трубной головки 7. При этом задвижка 29 на факельной линии 4, задвижка 31 на перемычке 30, задвижка 28 на выкидной линии 13, задвижка 32 на боковом резервном отводе 9 трубной головки 7 закрыты. Открыты задвижка 21 на врезной линии 20, задвижка 18 на соединительной линии, 17, задвижка 26 на резервной струне 12 фонтанной елки 10 и задвижка 27 на боковом рабочем отводе 9 трубной головки 7.
Заявляемая кустовая обвязка позволяет осуществлять эксплуатацию и ремонт большого числа высокодебитных газовых скважин, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород, на ограниченных по размерам кустовых площадках. Она обеспечивает противофонтанную безопасность работ, проводимых на кусте газовых скважин, в том числе обеспечивает аварийное глушение скважин при возникновении открытого фонтана. Уменьшает затраты на отсыпку кустового основания газовых скважин за счет снижения размеров кустовой площадки из-за сближения устьев газовых скважин. Повышает ремонтопригодность выкидных линий за счет размещения их в надземном исполнении, что обеспечивает свободный доступ ремонтного и обслуживающего персонала к ним. Снижает металлоемкость кустовой обвязки за счет устранения стационарных задавочных линий и размещения выкидных линий на одном, общем, якорном устройстве. Повышает технологичность работ по ремонту и техническому обслуживанию скважин. Устраняет загидрачивание выкидных линий. Обеспечивает возможность одновременного производства работ по бурению, обустройству, освоению и эксплуатации скважин на первых парных скважинах куста.