УСТАНОВКА ДЛЯ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН

Полезная модель относится газодобывающей промышленности, а именно для подготовки исходных данных для подсчета запасов газа и конденсата, а также эксплуатационных характеристик газовых и газоконденсатных скважин на любой стадии их освоения.
Известна установка для исследования скважин, которая включает линию приема продукции исследуемой скважины и оборудована регуляторами давления, температуры, вертикальным гравитационным сепаратором для отделения газа от жидкости [RU 2438015 С1, МПК Е21В 47/10, 43/10 (2012.01), опубл. 2011]. Гравитационный сепаратор оснащен линиями отбора конденсата и воды, а также сообщен с конденсатосборником, оборудованным измерителями уровня жидкости. Установка оборудована теплообменником, установленным до вертикального гравитационного сепаратора. Обеспечивается повышение точности и достоверности промысловых газоконденсатных исследований скважин за счет снижения температуры газа сепарации, исключение потерь газа и конденсата от сжигания на факелах, значительное увеличение объемов исследований за счет снижения трудоемкости работ.
Недостатком известной установки является отсутствие возможности возврата в шлейф, необходимость использования теплообменника с турботетандером для понижения температуры газа на входе в сепаратор, применена сложная технологическая обвязка с большим количеством оборудования и с привязкой к гравитационному сепаратору.
Известна установка для измерения дебитов продукции газоконденсатных скважин и нефтяных скважин, содержащая мобильную базу - прицеп, на которую установлен конденсатосборник, снабженный теплообменным устройством, электронным радарным уровнемером и визуальным уровнемером, и вертикальный гидродроциклонный сепаратор, который соединен с конденсатосборником с помощью фланцев с образованием единого сосуда, при этом газовая линия сепаратора и жидкостная линия конденсатосборника выполнены с возможностью подсоединения к шлейфу [RU 2532490 С1, МПК Е21В 47/10 (2012.01), опубл. 2014]. Газовая линия снабжена расходомером газа, в качестве которого использован вихревой расходомер, дополнительным сепаратором, оборудованным пробозаборником, и дроссельной задвижкой. Непрерывное разделение газожидкостной смеси в гидроциклонном сепараторе и подача газа и жидкости на расходомеры газа и жидкости позволяет обеспечить определение мгновенного расхода газоконденсатной скважины и возможность мониторинга состояния скважины в режиме реального времени, а также позволяет снизить расход газа за счет обеспечения возможности возращения газа после измерения в шлейф вместо сжигания его на факеле. Отбор пробы газа из газопроводной линии с помощью пробозаборника и определение содержания конденсата во взятой пробе с помощью дополнительной сепарационной установки обеспечивает повышение точности определения дебитов газоконденсатных скважин, особенно с высоким давлением газа и высоким содержанием конденсатов и жидких примесей. Определение расхода газа с помощью вихревого расходомера позволяет повысить надежность использования расходомера при низких температурах, и таким образом, обеспечивает точность определения мгновенного расхода скважин.
Недостатком является отсутствие регуляторов, позволяющих работать установке на факел и в дренажную емкость, теплообменника газа перед сепаратором, замер газа ограничен вихревым расходомером, работающим в узком диапазоне.
Задачей, на решение которой направлена заявляемое техническое решение, является разработка установки, позволяющей производить сепарацию газожидкостной смеси с последующими замерами дебитов газа сепарации, газоконденсатной смеси и определения содержания конденсата в жидкости, в том числе объемными методами, для подсчета запасов газа и конденсата, а также эксплуатационных характеристик газовых и газоконденсатных скважин на любой стадии их освоения с требуемой надежностью и безопасностью.
При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в расширении функциональных возможностей.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для газоконденсатных исследований содержит сепаратор и емкость для сбора жидкости, конструктивно объединенные в единую конструкцию, линии входа газоконденсатной смеси, замера газа, замера жидкости, дренажа, при этом линии замера газа и жидкости выполнены с возможностью подсоединения к шлейфу, сепаратор снабжен узлом отбора газа, линия замера газа выполнена с возможностью соединения с трубопроводом на факел, оборудована средством для определения расхода газа, в качестве которого использован расходомер с сужающим устройством, емкость для сбора жидкости имеет тарировочные отметки, снабжена узлом отбора проб жидкости, датчиком уровня и тарированными по уровню визуальными указателями уровня раздела сред и уровня жидкости, причем верхний входной патрубок указателя уровня сред расположен ниже накапливаемого уровня жидкости, линия замера жидкости оборудована счетчиком жидкости и выполнена с возможностью соединения через запорную арматуру с линией дренажа. Кроме того, датчик уровня может быть установлен в корпусе или в выносной камере.
Конструктивное выполнение установки для исследования скважин обеспечивает возможность осуществления сепарации газожидкостной смеси с последующими замерами дебитов газа сепарации, газоконденсатной смеси и определения содержания конденсата в жидкости, в том числе объемными методами, за счет заявляемого расположения уровнемеров, что расширяет функциональные возможности установки. Возможность изменения (путем смены) диафрагмы сужающего устройства средства для определения расхода газа обеспечивает возможность проведения исследований скважин на различных режимах. Замеры газа и жидкости могут осуществляться как без их утилизации с последующим возвратом газожидкостной смеси в шлейф, так и с утилизацией газа на факел, а жидкости в емкость, Возможность утилизация газа и жидкости двумя различными способами за счет конструктивное исполнения обвязки установки позволяет использовать установку на разных по оснащению скважинах с различной степенью развития их обустройства. Таким образом, одной установкой можно проводить исследования скважин от исследовательских и находящихся в запуске, до постоянно работающих с разделением продукции скважины на составляющие фазы для их анализа, определения добывных возможностей и принятия решений по оптимизации их использования.
На фиг. 1 схематично представлена установка для газоконденсатных исследований газовых и газоконденсатных скважин (далее установка), на фиг. 2 схематично показан фрагмент нижней накопительной емкости с уровнемерами (визуальными показателями уровня), показана граница разделения сред конденсат (К) - пластовая вода (В), соотношение уровня жидкости и тарировочных отметок на емкости.
Установка содержит сепаратор 1 для разделения газоконденсатной смеси и емкость для сбора жидкости 2 (конденсатосборник), конструктивно объединенные в единую конструкцию патрубками для перетока жидкой фазы. Непосредственно на промыслах возможно использование стандартного сепаратора, состоящего, например из двух горизонтально ориентированных корпусов, объединенных в единую конструкцию, рассчитанного на соответствующие производительность, давление и температуру.
Установка оборудована линиями входа газоконденсатной смеси 3, замера газа 4, замера жидкости 5, дренажа, трубопроводом возврата газа и жидкости в шлейф. Линия входа газоконденсатной смеси 3 оборудована регулятором давления 7, приборами для измерения давления и температуры. Для обеспечения требуемой температуры газоконденсатной смеси установка может быть оборудована теплообменником 4 и регулятором температуры 6. Линия замера газа 4 оборудована средством для определения расхода газа 8 (счетчик газа), регулятором расхода 9, запорной арматурой 10 (например, краном отсечным), через которую соединена с трубопроводом возврата газа и жидкости в шлейф и (при соответствующим положении запорной арматуры) трубопроводом на факел. В качестве средства для определения расхода газа 8 использован расходомер с сужающим устройством, обеспечивающий повышение точности измерения, повышение безопасности при работе с установкой, облегчение демонтажа и технического обслуживания. За счет применения в качестве сужающего устройства диафрагмы расширяется возможность применения устройства для различных давлений.
Линия замера жидкости 5 оборудована счетчиком жидкости 11, регулятором уровня 12 и выполнена с возможностью соединения через запорную арматуру 13, клапана обратного 15 с трубопроводом возврата газа и жидкости в шлейф, а через запорную арматуру 14 и регулятор давления 16 с линией дренажа.
Сепаратор 1 оборудован узлами отбора проб газа 17. Для определения свойств жидкости в соответствии с тарированными объемами емкость для сбора жидкости 2 оборудована узлами отбора проб жидкости 18. В качестве узлов отбора 17, 18 применены стандартные средства.
Для обеспечения осуществления визуального контроля на емкость для сбора жидкости 2 нанесены тарировочные отметки уровней объема жидкой фазы в емкости (фиг. 2). Емкость для сбора жидкости снабжена датчиком уровня 19, который может быть установлен в корпусе или в выносной камере (не показана) и разнесенными по высоте емкости тарированными по уровню визуальными указатели уровня: визуальный указатель уровня 20 показывает уровень жидкости, указатель уровня 21 показывает уровень раздела сред (конденсата и пластовой воды). Для показания уровня раздела жидкости верхний входной патрубок указателя уровня (уровнемера) 21 расположен ниже накапливаемого уровня жидкости, для исключения выдавливания жидкости с меньшей плотностью из указателя уровня. Имея заявляемое расположение визуальных указателей уровня, можно измерить объемными методами, без использования приборов КИПиА, по тарировочным отметкам содержание в жидкости конденсата и отдельно содержание пластовой воды.
В качестве средств КИП и А применены стандартные средства, используемые в данной области техники, трубопроводные линии обвязки соединены между собой известными способами, например, посредством муфтовых соединений, либо быстросъемных соединений. Установка для газоконденсатных исследований может быть выполнена в виде моноблока с возможностью ее установки на мобильное передвижное средство.
Работа установки может осуществляться в двух режимах:
1 Работа в шлейф
Продукция из исследуемой скважины поступает по входному трубопроводу - линии подачи газоконденсатной смеси 3 через теплообменник 22 (при необходимости) в сепаратор 1 установки. В теплообменнике 22 продукция подогревается за счет подачи в межтрубное пространство теплоносителя, температура теплоносителя регулируется регулятором температуры 6. В сепараторе 1 от газа отделяются механические примеси и жидкая фаза, которые стекают в емкость для сбора жидкости 2. Поток газа поступает на счетчик газа 8. Затем газ редуцируется на регулирующем клапане 9 до давления в шлейфе и подается на выход через отсечной кран 10 в шлейф. Контроль наполнения емкости для сбора жидкости 2 отслеживают по датчику уровня 19 и по визуальному указателю уровня 20. Постоянный номинальный уровень жидкой фазы в емкости поддерживают регулирующим отсечным клапаном 12, выполненным например с электроприводом. Замер расхода жидкой фазы производится счетчиком жидкости 11. Затем жидкость через клапан запорный 13 и клапан обратный 15 подается по трубопроводу возврата в шлейф, смешиваясь с газом. Отбор проб производят в контейнеры при помощи вентилей узлов отбора проб газа 17 и жидкости 18.
2 Работа на факельную горелку
Продукция из исследуемой скважины (газ от скважины) поступает по входному трубопроводу в теплообменник 22 (при необходимости), в котором газ подогревается за счет подачи в межтрубное пространство теплоносителя, температура теплоносителя регулируют регулятором температуры 6. Далее газ редуцируется регулятором 7 до давления исследования в сепараторе 1, затем происходит замер расхода на счетчике газа 8, при этом расход задается кланом регулирующим 9. После этого газ сбрасывается на факел через отсечной кран 10. Жидкая фаза копится в нижней емкости 2, после накопления мерного объема сбрасывается через клапан запорный 14 и регулирующий клапан 16 в дренажную емкость. Отбор проб производится в контейнеры при помощи вентилей узлов отбора проб газа 17 и жидкости 18.
Таким образом, заявляемая установка позволяет осуществлять гидродинамические исследования скважин, направленные на измерение определенных параметров и отбор проб газа и пластовой воды в работающих, остановленных скважинах, и обеспечивает возможность подключения к исследуемым скважинам с различной степенью оснащенности. За счет выполнения конструкции установки в виде моноблока и ее малых габаритов обеспечивается мобильность установки, возможность перемещения по месторождению.