МОБИЛЬНЫЙ БЛОК РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА (МБРХ) ДЛЯ ПОДАЧИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН И ТРУБОПРОВОДОВ
MOBILE CHEMICAL PLANT FOR SUPPLY OF CHEMICALS FOR TREATMENT OF OIL-GAS PRODUCTION WELLS AND PIPELINES

Изобретение относится к технике, предназначенной для периодической закачки в скважины различных видов ингибиторов, и обслуживанию стационарных блоков и установок дозирования химических реагентов, установленных на кустовых площадках месторождений.
Разработка месторождений на третьей и четвертой стадии характеризуется значительным снижением добычи нефти прогрессирующим обводнением продукции и уменьшением фонда скважин из-за отключения вследствие обводнения продукции, переводом практически всего фонда скважин на механизированный способ добычи.
Как крупные, так и малые предприятия нефтедобычи не всегда могут быстро организоваться и установить или переустановить на другую скважину стационарную установку дозирования химических реагентов, на которой необходимо проводить ингибиторную защиту. Для монтажа стационарной установки дозирования химических реагентов на скважине необходимо пройти ряд согласований. Заказать транспорт для переустановки, провести кабельную линию, подключить установку дозирования химических реагентов (УДХ) и т.д., что требует увеличения капитальных и операционных затрат.
В отличие от стационарных блоков и установок дозирования химических реагентов, установленных на кустовых площадках, для МБРХ не требуется проводить монтажные и демонтажные работы, которые являются затратными и трудоемкими.
Из уровня техники известно мобильное устройство для обработки скважин, содержащее плунжерный насос, выполненный с возможностью дозированной подачи ингибитора в затрубное пространство скважины из емкости, которая соединена со входом плунжерного насоса по линии всасывания, линию нагнетания, соединенную с выходом плунжерного насоса и снабженную обратным клапаном, средство контроля расхода ингибитора. Устройство установлено на транспортном средстве высокой проходимости, выполненном с возможностью перемещения между скважинами кустов одного или нескольких месторождений и их последовательной обработки, при этом устройство снабжено по меньшей мере одной дополнительной емкостью, соединенной по линии всасывания со входом плунжерного насоса, емкостью с промывочной жидкостью, а также сигнализирующим манометром, установленным на линии нагнетания, и выполнено с возможностью последовательной подачи двух и более видов ингибиторов в затрубное пространство с обеспечением возможности доставки заданного количества каждого ингибитора в зону реагирования через добываемую жидкость под действием собственного веса (RU 2314412 C1, 10.01.2008 [1]).
Известное из [1] устройство не предусматривает возможность одновременной подачи при обработке скважин и трубопроводов двух и более компонентных химических реагентов одного назначения. Недостатком данного аналога является невозможность производить закачку капсулированных, микрогранулированных продуктов, легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ). Также данное устройство не предусматривает возможность обслуживания стационарных УДХ устройств дозирования химреагента, блоков реагентного хозяйства (БРХ) при проведении обработки. Данное устройство не может заменить один вид ингибитора на другой в стационарных установках. Недостатком указанного аналога является невозможность закачки больших объемов химреагентов в процессе обслуживания нескольких объектов в период одной рабочей смены. Также не содержит средства пожаротушения, средства автоматического отключения после закачки заданного количества химреагента, средства автоматического отключения при разрыве нагнетательной линии. Данное устройство не предусматривает его переустановку и дальнейшее использование при поломке автомобиля, не производя демонтаж всех систем, емкостей, насосов и т.д. Кроме этого, устройство выполнено в одном отсеке, в результате чего есть вероятность скопления легковоспламеняющихся паров и, как следствие, возникновения пожара, взрыва.
Наиболее близким аналогом к заявленному блоку является передвижная установка дозирования ингибитора, содержащая установленное внутри кузова автомобиля технологическое оборудование, состоящее из двух баков, плунжерного насоса, привода, всасывающей и напорной магистрали с запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами, магистраль рециркуляции, фильтры тонкой очистки, расположенные на всасывающей магистрали после баков, и в качестве привода для работы технологического оборудования использован привод от раздаточной коробки автомобиля марки УРАЛ 4320, или УАЗ 3962, или УАЗ 390944 ((RU 89600 U1, 10.12.2009 [2]).
Известное из [2] устройство не предусматривает возможность одновременной подачи при обработке скважин и трубопроводов двух и более компонентных химических реагентов одного назначения. Недостатком данного аналога является невозможность производить закачку капсулированных, микрогранулированных продуктов, легковоспламеняющихся жидкостей. Также данное устройство не предусматривает возможность обслуживания стационарных УДХ, БРХ при проведении обработки. Данное устройство не может заменить один вид ингибитора на другой в стационарных установках. Недостатком указанного аналога является невозможность закачки больших объемов химреагентов в процессе обслуживания нескольких объектов в период одной рабочей смены. Также не содержит средства пожаротушения, средства автоматического отключения после закачки заданного количества химреагента, средства автоматического отключения при разрыве нагнетательной линии. Данное устройство не предусматривает его переустановку и дальнейшее использование при поломке автомобиля, не производя демонтаж всех систем, емкостей, насосов и т.д. Кроме этого, устройство выполнено в одном отсеке, в результате чего есть вероятность скопления легковоспламеняющихся паров и как следствие, возникновения пожара, взрыва.
Задачей заявляемого блока является создание передвижной конструкции, обеспечивающей одновременную подачу (закачку) в скважины различных видов ингибиторов и обслуживание стационарных блоков и установок дозирования химических реагентов, установленных на кустовых площадках месторождений.
Задача решается тем, что мобильный блок реагентного хозяйства для подачи химических реагентов для обработки нефтегазодобывающих, нагнетательных скважин, трубопроводов и обслуживания стационарных установок дозирования химических реагентов выполнен в виде кузова-фургона, установленного на шасси транспортного средства или прицепном устройстве транспортного средства и разделенного на приборный отсек и технологический отсек посредством глухой герметичной перегородки, при этом в приборном отсеке установлены шкаф управления, емкость с промывочной водой, станция водоснабжения, проточный водонагреватель, кабель заземления и модуль порошкового пожаротушения, а в технологическом отсеке установлены емкости для разных видов химических реагентов с дозировочным насосом для каждой из них, при этом каждая из емкостей выполнена с возможностью переключения на дозировочный насос из любой другой из указанных емкостей, дренажная емкость, самовсасывающий насос, модуль порошкового пожаротушения, видеокамера, электроконтактные манометры, предохранительные клапана, обратные клапана, счетчики расходомеры, линии всасывания, линии нагнетания и посты управления взрывозащищенные, а блок оборудован узлом присоединения к обрабатываемой скважине, позволяющим отсоединить нагнетательную линию от обрабатываемой скважины в случае невозможности закрытия трубной задвижки или пропусками трубной задвижки, а также источником питания, выполненным в виде синхронного генератора, расположенного в передней или задней части рамы шасси с карданным приводом от коробки отбора мощности транспортного средства.
Отличие заявленного блока от наиболее близкого аналога, известного из [2], заключается в разделении фургона-кузова на приборный осек и технологический отсек посредством глухой герметичной перегородки, наличии дополнительного дозировочного насоса, выполнении емкостей для химических реагентов с возможностью переключения с одного на другой насос, оборудовании блока узлом присоединения к обрабатываемой скважине, позволяющим отсоединить линию нагнетания от обрабатываемой скважины в случае невозможности закрытия трубной задвижки или пропусками трубной задвижки. Наличие основного источника электропитания, которым является синхронный генератор, расположенный в передней или задней части рамы шасси с карданным приводом от коробки отбора мощности транспортного средства, а также в первом приборном отсеке устанавливается запасной дизельный или бензиновый электрогенератор.
Конструкция заявляемого мобильного блока реагентного хозяйства, установленного на транспортном или прицепном устройстве, переезжая от одной скважины к другой позволяет производить периодическую обработку ингибиторами и обслуживать стационарные блоки реагентного хозяйства не только на одном месторождении, но и в разных регионах, где необходимо начать ингибиторную защиту скважин без потери времени, тем самым снижает риск загрязнения окружающей среды и потери добычи нефти.
При поломке автомобиля не требуется производить демонтаж емкостей, насосов линий и т.д., фургон МБРХ отсоединяется от рамы сломанного автомобиля и целиком переставляется на другой рабочий автомобиль либо прицепное устройство.
Предлагаемая конструкция МБРХ позволяет при одной операции подключения к затрубному пространству скважины обеспечивать подачу нескольких типов растворов реагентов и жидкостей, в результате чего за одну технологическую операцию позволяет обработать не только поверхность насосно-компрессорной трубы скважины, но и насосное оборудование при одновременном сокращении временных затрат на подключение к затрубному пространству. Это дает возможность повысить ресурс нефтепромыслового оборудования.
Также предлагаемый МБРХ позволяет осуществлять последовательную закачку двух и более видов жидкостей, растворов реагента с обеспечением доставки расчетного количества каждого раствора или жидкости в зону реагирования на прием насоса через добываемую жидкость под действием собственного веса.
Исполнение кузов-фургон панельной конструкции, клепанный, без надколесных ниш, изготовленный по бескаркасной технологии с применением сэндвич панелей, разделенный на два отсека, позволяет установить необходимое количество оборудования и количество емкостей для разных видов химических реагентов любого объема, дренажную и промывочную емкости.
Выполнение оборудования, размещенного в технологическом отсеке во взрывозащищенном исполнении, позволяет работать на нефтегазодобывающих объектах и с легковоспламеняющимися жидкостями, растворами и реагентами. В качестве химических реагентов могут быть использованы капсулированные микрогранулярные продукты или жидкие растворы деэмульгаторов ингибиторов коррозии.
Изобретение поясняется чертежом.
На чертеже изображена принципиальная схема МБРХ.
Заявляемый блок МБРХ выполнен в виде кузова-фургона, установленного на транспортном средстве или прицепном устройстве транспортного средства, содержит приборный отсек и технологический отсек, разделенные перегородкой. Позициями на схеме обозначены:
1, 2, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 21, 22, 33, 34 - шаровые краны линий всасывания;
3 - фильтры;
4 - счетчики расходомеры;
5 - насосы дозировочные НД №1, НД №2;
6 - обратные клапана;
7 - предохранительные клапана;
8 - электроконтактные манометры;
9 - линии нагнетания насосов 5;
10 - шаровой кран заправочной линии стационарных установок дозирования УДЭ, БРХ;
16, 18, 19 - шаровые краны заправочных линий и линий смешения;
17 - шаровые краны заправочной линии промывочной воды;
23, 24 - линия сброса рабочей среды в дренажную емкость Д-5;
25 - заправочная линия для стационарных УДЭ, БРХ;
26 - самовсасывающий насос;
27 - линия всасывания насосов 5 и 26;
28, 30, 31 - заправочные линии емкостей Е-1, Е-2 и Е-3 для химических реагентов;
29 - заправочная линия промывочной воды;
32 - всасывающая линия промывочной воды;
35 - промывочная линия на дренажную емкость Д-5;
36 - шаровой кран дренажной емкости Д-5;
37 - шкаф управления МБРХ;
38 - синхронный генератор;
39 - станция водоснабжения;
40 - проточный водонагреватель;
41 - модули порошкового пожаротушения;
42 - видеокамеры;
43 - посты управления взрывозащищенные;
44 - кабель заземления;
Д-4 - емкость для промывочной воды.
Установка МБРХ крепится на шасси любого транспортного средства и прицепного устройства. Кузов-фургон панельной конструкции, клепанный, без надколесных ниш, изготовленный по бескаркасной технологии с применением сэндвич панелей. Источником электропитания является синхронный генератор 38, расположенный в передней или задней части рамы шасси с карданным приводом от коробки отбора мощности.
Перед выполнением работ нагнетательную линию 9 после сборки до начала закачки спрессовывают на полуторократное ожидаемое рабочее давление. Закрывают манифольдную задвижку на коллектор, открывают манифольную задвижку (затрубную), соединенную с линией 9 нагнетания МБРХ, и производят закачку ингибитора насосом 5 дозировочным типа НД в затрубное пространство скважины в необходимом объеме. При закачке химических реагентов на линии 9 нагнетания устья скважины должен быть установлен обратный клапан 6.
Контролируемая закачка обрабатываемых скважин позволяет закачивать ингибиторы в заданных объемах, предотвращая перерасход ингибиторов или экономию ингибиторов за счет уменьшения закачки ингибиторов в скважину. Контроль закачанного объема ингибитора осуществляется при помощи счетчиков расходомеров 4 или по выносному пульту 43 управления дозой.
Контроль над давлением закачки осуществляется при помощи электроконтактных манометров 8. На электроконтактном манометре 8 выставляется нижний и верхний предел давления закачки. Защита по нижнему пределу давления закачки позволяет автоматически отключить насос 5 в случае разгерметизации линии 9 нагнетания или линии 27 всасывания на приеме насоса 5. Защита по верхнему пределу давления закачки позволяет отключить насос 5 в случае образования пробки или отсутствия циркуляции в затрубном пространстве.
Дополнительно установка МБРХ оборудована предохранительными клапанами 7, для автоматического выпуска избытка жидкой среды из линии 9 нагнетания высокого давления при чрезмерном повышении давления в ней в систему низкого давления - дренажную емкость Д-4, что обеспечивают безопасную эксплуатацию установок и предотвращение аварий.
При аварийном отключении насоса 5 установленный на линии 9 нагнетания у устья скважины обратный клапан перекрывает движение газовоздушной смеси по линии 9 нагнетания в обратном направлении через насос 5 в емкости Е-1, Е-2, Е-3, что может привести к разрыву емкостей Е-1, Е-2, Е-3 и аварии. Для предотвращения аварии установка МБРХ оборудована узлом присоединения к скважине, который позволяет отсоединить линию 9 нагнетания от скважины в случаях невозможности закрыть затрубную задвижку или сильными пропусками затрубной задвижки.
В МБРХ установлены емкости Е-1, Е-2, Е-3 для разных видов ингибиторов, что позволяет производить обработку скважин разными видами ингибитора. Для каждой из емкостей установлен насос 5, при помощи которого производят закачку разных ингибиторов в затрубное пространство скважин. Обвязка установки МБРХ выполнена таким образом, что при выходе из строя одного насоса 5 можно переключиться на второй насос 5. В условиях отдаленности месторождения от ремонтной базы не требуется вызывать ремонтную бригаду для выполнения ремонтных работ. При универсальной обвязке линии 27 всасывания насосы 5 выполнены взаимозаменяемыми. Для выполнения промывок линий 9 и 27 и оборудования от ингибиторов в установке МБРХ установлен самовсасывающий насос 26, который обвязан линией 27 всасывания с емкостью Е-4 промывочной (технологической воды), а промывочная линия 35 обвязана с дренажной емкостью Д-5.
Особенностью данной установки является возможность обслуживать стационарные блоки и установки дозирования химических реагентов, установленные на кустовых площадках, заправляя их необходимым объемом ингибиторов.
Универсальность данной установки МБРХ позволяет не только выполнять периодическую закачку в скважины различных видов ингибиторов одновременно путем подачи их из разных емкостей смешивания во всасывающей линии поступлением на НД №1 далее через нагнетательную линию в скважину, а также обслуживать стационарные блоки и УДХ, УДР, УДЭ, БРХ, установленные на кустовых площадках месторождений, путем заправки через нагнетательную линию НД №2 в то время, когда проходит обработка скважины через НД №1, тем самым освобождая персонал для выполнения более важных задач и сокращая затраты заказчика.
Установкой МБРХ при необходимости можно заменить один вид ингибитора на другой в стационарно установленных блоках и установках на кустовых площадках, для этого через проточный нагреватель 40 подают воду на стационарно установленный блок или установку химических реагентов и промывают их, подключая к блоку или установке линию 27 всасывания самовсасывающего насоса 26.
Продукты промывки скачивают в дренажную емкость Д-5 и доставляют в специально отведенное место, оборудованное для утилизации или уничтожения.
После окончания подачи каждого вида жидкости или раствора реагента промывают нагнетательную линию промывочной жидкостью.
Для повышения эффективности, при последовательной закачке двух и более видов жидкости, растворов в скважину при одной обработке первым подают раствор реагента, жидкость с большей плотностью.
Предлагаемая установка МБРХ выполняется на базе любого транспортного средства и прицепных устройствах в кузове-фургоне панельной конструкции, клепанный, без надколесных ниш, изготовленный по бескаркасной технологии с применением сэндвич панелей, согласно предлагаемой группе изобретений по способу и устройству относится к технике. По способу назначение установки МБРХ - обслуживание стационарных блоков и установок дозирования химических реагентов, установленных на кустовых площадках. Закачка ингибиторов коррозии, солеотложения, ингибиторов и растворителей асфальт смолистых парафиновых отложений далее (АСПО), легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) для защиты нефтепромыслового оборудования, методом периодической обработки скважин в затрубное пространство скважин.
По способу и устройству согласно предлагаемой группе изобретений установка МБРХ используется на месторождениях в процессах обработки скважин, трубопроводов и обслуживания стационарных устройств дозирования химических реагентов.
МБРХ используется для обработки разными видами ингибиторов нефтепроводов и водопроводов, предназначен для обслуживания стационарных УДХ устройств дозирования химреагентов, УДЭ установок дозирования электрических, БРХ блоков реагентного хозяйства и периодической обработки скважин, изготавливается в термобутке и имеет два отсека - приборный и технологический.
МБРХ имеет возможность закачки помимо жидких продуктов также и капсулированных, микрогранулированных продуктов и одновременно обслуживать стационарные блоки реагентного хозяйства, производить обработку скважины и трубопроводов.
Установка МБРХ оборудована узлом присоединения, который позволяет отсоединить нагнетательную линию от скважины, трубопровода в случаях невозможности закрыть герметично затрубную задвижку или задвижку на трубопроводе.
В установке МБРХ установлены емкости для разных видов химреагентов, ингибиторов, что позволяет производить обработку скважин разными видами ингибитора. Для каждой из емкостей установлен электронасосный агрегат, при помощи которых может производиться закачка разных химреагентов, ингибиторов. Обвязка установки МБРХ выполнена таким образом, что при выходе из строя одного электронасосного агрегата можно переключиться на второй электронасосный агрегат. В условиях отдаленности месторождения от ремонтной базы не требуется вызывать ремонтную бригаду для выполнения ремонтных работ. При универсальной обвязке всасывающей линии электронасосные агрегаты взаимозаменяемые. Для выполнения промывок линий и оборудования от химреагентов, ингибиторов в установке МБРХ установлен самовсасывающий насос, который обвязан всасывающей линией с емкостью технологической воды, а промывочная линия обвязана с дренажной емкостью.
Особенностью данной установки является возможность обслуживать стационарные блоки и установки дозирования химических реагентов, установленные на месторождениях.
Выполняя работы по периодической обработке скважин в затрубное пространство скважин, одновременно этой же установкой МБРХ можно обслуживать стационарные УДХ, БРХ, УДЭ, УДР, заправляя их необходимым объемом ингибиторов при помощи НД №2.
При применении МБРХ для обработок для каждого объекта обработки делается расчет необходимого количества применяемого химреагента, раствора, жидкости путем расчета необходимого количества с учетом периодичности между обработками от нескольких часов до нескольких суток в месяц. Таким образом, осуществляется возможность обработки большого количества скважин и трубопроводов с помощью одного устройства МБРХ.
Дозирование реагента рассчитывается в литрах исходя из рабочей концентрации применяемого реагента, дебита нефти, жидкости или воды и периода между обработками. Таким образом, закачка реагента осуществляется с учетом реального дебита каждого обрабатываемого объекта, так чтобы обеспечить необходимый уровень дозировки реагента.
Расчет количества химреагента для проведения периодической обработки скважины, трубопровода производится по следующей формуле:
хим
скв.тр.
Q=Q*(N/100)*d*T/1000/ρ,
хим.
где Q - количество химреагента для закачки, литр;
скв.тр.
3
Q - дебит скважины или трубопровода, м/сут;
N - обводненность скважины или трубопровода, %;
3
d - дозировка химреагента, г/м;
Т - периодичность закачки, сутки;
3
ρ - плотность химреагента, г/см.
Пример.
3
3
Для обработки объекта с дебитом 100 м/сут по жидкости и обводненностью 90%, количество реагента для периодической закачки с интервалом 7 дней, при дозировке 10 г/м и плотностью химреагента 1,1 составит:
100*90/100*10*7/1000/1,1=5,7 литров.
Основным показателем эффективности метода периодической обработки химреагентами служит безотказность работы обрабатываемого объекта, т.е. увеличение его межремонтного периода.
Для получения оперативной информации, на основании которой можно сделать вывод об эффективности метода периодической обработки химреагентами и правильно подобранным интервалом - периоде между обработками, является определение остаточного содержания химреагента. Считается, что минимальная эффективная концентрация химреагента, обнаруживаемого в количестве 1-3 мг/л, является достаточной для обеспечения продолжительности межремонтного периода. Также для оптимизации расхода реагента при периодической обработке возможно проводить мониторинг и анализировать остаточное содержание химреагента.
Установкой МБРХ при необходимости можно заменить один вид ингибитора на другой в стационарно установленных блоках и установках на кустовых площадках, для этого через проточный нагреватель подают воду на стационарно установленный блок или установку химических реагентов и промывают их, подключая к блоку или установке линию всасывания самовсасывающего насоса.
Сокращение временных затрат на одну скважина операцию позволяет в течение рабочей смены обработать не менее 15 скважин, а также обслуживать стационарные БРХ, УДЭ и т.п., заправлять блоки и установки химическими реагентами находящимися на кустовых площадках, трубопроводах и в других установках. Капитальные и операционные затраты, более эффективное использование рабочего времени персонала, снижение. Мобильный блок реагентного хозяйства обеспечивает сокращение временных затрат на одну скважина операцию и обслуживание стационарных блоков реагентного хозяйства, следовательно увеличивается количество обрабатываемых скважин в течение рабочей смены.