УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ И ПОДАЧИ ГАЗЛИФТНОГО ГАЗА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОСТОЯННОГО И ПЕРИОДИЧЕСКОГО ГАЗЛИФТА

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к наземным устройствам, располагающимся непосредственно у устья скважин и обеспечивающим работу газлифтного подъемника при эксплуатации нефтяных скважин, работающих газлифтным способом добычи нефти. Основной принцип работы газлифтного подъемника заключается в искусственном изменении (уменьшении) плотности скважинной жидкости и соответственно изменении разницы между пластовым и забойным давлениями, благодаря чему обеспечивается подъем жидкости с забоя на поверхность. При этом в качестве рабочего агента применяется бескомпрессорный или компримированный природный или нефтяной газ, расходная составляющая которого, обеспечивающая подъем жидкости, определяется расчетным и опытным путем. При этом в целях обеспечения заданного, расчетного и подтвержденного опытным путем расхода газлифтного газа, соответствующего максимальному дебиту жидкости, необходимо обеспечивать постоянное регулирование давления и расхода рабочего агента с контролем технологических параметров. Достижение указанной цели основано на создании устройства, позволяющего осуществлять регулирование и подачу газлифтного газа для эксплуатации скважин с применением постоянного и периодического газлифта.
Для подачи и регулирования газлифтного газа применяются газораспределительные пункты, осуществляющие регулирование рабочих параметров (давление и расход), в которые для этих целей устанавливаются одна или несколько газораспределительных батарей блочного исполнения. Каждая газораспределительная батарея рассчитана на подключение определенного количества скважин. Газораспределительная батарея имеет регулирующую и измерительную аппаратуру для каждой подключенной скважины, позволяющую устанавливать и поддерживать оптимальный режим работы каждой скважины.
Из «Уровня техники» известным и наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является установка для распределения газа (далее - УРГ) (черт.№0582-3.00.00.000, ООО «Серафимовский опытный завод автоматики и телемеханики». Установка для распределения газа с локальной автоматикой УРГ-Л». Паспорт 0582-3.00.00.000 ПС, 2012. - 22 с.), предназначенная для распределения рабочего агента (газа) по газлифтным скважинам и осуществления контроля и расхода газа. В состав УРГ входят: аппаратурный и технологический блоки, инженерные коммуникации, включающие технологические трубопроводы до и после УРГ. Основными функциями УРГ являются: измерение температуры, давления и расхода газа по скважинным линиям, регулирование расхода газа в автоматическом (по заданным уставкам) и в ручном режиме.
Существенными недостатками данного устройства являются:
- применение УРГ для группы скважин (не менее 3-х), что является экономически не целесообразным с учетом стоимости оборудования и проведения строительно-монтажных и пуско-наладочных работ;
- сложность перемещения установки на другие объекты месторождения при изменении режимов и способов эксплуатации скважин, в случае необходимости, что приводит к дополнительной комплексной и трудоемкой инженерной подготовке объекта применения УРГ, а именно: отсыпки и планировки площадок, монтажа свайных или фундаментных оснований и прокладке дополнительных трубопроводов;
- существенное удаление технологического блока от устья скважин в соответствии с требованиями промышленной безопасностью (от 10 метром и более в зависимости дополнительных функциональных нагрузок), что приводит к изменению технологических параметров (температуры и давления) газа от установки регулирования.
Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение эффективного и целевого использования природного или нефтяного попутного газа для газлифтной эксплуатации нефтяных скважин с применением постоянного и (или) периодического газлифта при поддержании стабильного уровня добычи нефти, при максимально возможных отборах, в условиях высоких показателей по наработке и межремонтного периода.
Технический результат заключается в обеспечении с помощью разработанного устройства сбалансированного и стабильного режима работы нефтяных скважин при рациональном использовании природного (нефтяного попутного) газа в комплексе с максимальным уровнем добычи нефти.
Заявляемое устройство регулирования и подачи газлифтного газа для эксплуатации скважин с применением постоянного и периодического газлифта включает в себя узел регулирования, который установлен непосредственно перед нефтяной скважиной, работающей газлифтным способом, состоящий из запорной отсекающей арматуры, замерного устройства, клапана регулирующего с дистанционно-управляемым приводом, свечного трубопровода с запорной арматурой, а также запорной отсекающей арматуры с дистанционно-управляемым приводом для обеспечения постоянной или периодической подачи газлифтного газа и байпасной линии, состоящей из запорной отсекающей арматуры и регулирующего ручного клапана.
Сущность технического решения поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - Общая схема размещения устройства регулирования и подачи газлифтного газа для эксплуатации скважин с применением постоянного и периодического газлифта.
Фиг. 2 - Устройство регулирования и подачи газлифтного газа для эксплуатации скважин с применением постоянного и периодического газлифта.
Настоящее устройство состоит из следующих конструктивных элементов.
1 - узел регулирования;
2 - нефтяная скважина, работающая газлифтным способом;
3 - клапан, регулирующий ручной;
4 - замерное устройство;
5 - запорная отсекающая арматура;
6 - клапан обратный;
7 - клапан, регулирующий с дистанционно-управляемым приводом;
8 - свечной трубопровод с запорной арматурой;
9 - запорная отсекающая арматура с дистанционно-управляемым приводом.
Настоящее техническое решение может быть осуществлено следующим образом.
Устройство регулирования и подачи газлифтного газа для эксплуатации скважин с применением постоянного и периодического газлифта включает в себя: узел регулирования 1, который установлен непосредственно перед нефтяной скважиной, работающей газлифтным способом 2, состоящий из запорной отсекающей арматуры 5, замерного устройства 4, регулирующего клапана с дистанционно-управляемым приводом 7, работающего по предопределенному и заданному расходу газлифтного газа, свечного трубопровода с запорной арматурой 8 для сброса газлифтного газа в атмосферу, дистанционно-управляемой арматуры 9, работающей автоматическом режиме или ручном режиме, для обеспечения постоянной или периодической подачи газлифтного газа, и байпасной линии с запорной отсекающей арматурой 5 и клапана регулирующего ручного 3, обеспечивающей резервирование и регулирование газлифтного газа в случае необходимости.
Принцип работы предлагаемой полезной модели для эксплуатации скважины в постоянном режиме заключается в следующем.
Компрессорный или бескомпрессорный газлифтный газ подается на узел регулирования 1 и в зависимости от режима работы - основной и резервный, направляется на соответствующую технологическую линию. Регулирование потока происходит посредствам запорной отсекающей арматуры 5. При основном режиме работы установки газлифтный газ подается через замерное устройство 4 и клапан, регулирующий с дистанционно-управляемым приводом 7. Учет газлифтного газа, расходуемого на эксплуатацию нефтяной скважины, работающей газлифтным способом 2,производится посредствам замерного устройства 4. Регулирование расхода и давления газлифтного газа осуществляется через клапан, регулирующий с дистанционно-управляемым приводом 7, работающий в автоматическом режиме от АСУ ТП. При этом положение клапана определяется по заданному алгоритму АСУ ТП в зависимости от фактического измеренного расхода газа на замерном устройстве 4 и сопоставленному с заданным расходом в АСУ ТП. При отклонении фактического расхода осуществляется его регулирование. При этом запорная отсекающая арматура с дистанционно-управляемым приводом 9, установленная после клапана, регулирующего с дистанционно-управляемым приводом 7, работает в автоматическом режиме от АСУ ТП и находится в положении «открыто». В аварийных ситуациях, при превышении рабочего давления в трубопроводах, а также в случаях проведения планово-предупредительных и ремонтных работ, сброс газлифтного газа в атмосферу осуществляется через свечной трубопровод с запорной арматурой 8. При резервном режиме работы установки газлифтный газ подается через клапан, регулирующий ручной 3, позволяющий в ручном режиме производить регулирование расхода газлифтного газа, расходуемого на эксплуатацию нефтяной скважины, работающей газлифтным способом 2. Для недопущения изменения потока среды в технологической системе и для предотвращения попадания скважинной продукции в узел регулирования 1 предусмотрен клапан обратный 6, расположенный непосредственно на трубопроводе подачи газлифтного газа из узла регулирования 1 в нефтяную скважину, работающую газлифтным способом 2.
Принцип работы предлагаемой полезной модели для эксплуатации скважины в периодическом режиме, заключается в следующем.
Компрессорный или бескомпрессорный газлифтный газ, подается на узел регулирования 1 и в зависимости от режима работы - основной и резервный, направляется на соответствующую технологическую линию. Регулирование потока происходит посредствам запорной отсекающей арматуры 5. При основном режиме работы установки, газлифтный газ подается через замерное устройство 4 и клапан, регулирующий с дистанционно-управляемым приводом 7. Учет газлифтного газа, расходуемого на эксплуатацию нефтяной скважины, работающей газлифтным способом 2 производится посредствам замерного устройства 4. Регулирование расхода и давления газлифтного газа осуществляется через клапан, регулирующий с дистанционно-управляемым приводом 7, работающий в автоматическом режиме от АСУ ТП. При этом положение клапана определяется по заданному алгоритму АСУ ТП в зависимости от фактического измеренного расхода газа на замерном устройстве 4 и сопоставленному с заданным расходом в АСУ ТП. При отклонении фактического расхода осуществляется его регулирование. При этом запорная отсекающая арматура с дистанционно-управляемым приводом 9, установленная после клапана, регулирующего с дистанционно-управляемым приводом 7, работает в автоматическом режиме от АСУ ТП по заданному периоду времени открытия (подача газа) и закрытия (прекращение подачи газа). В аварийных ситуациях, при превышении рабочего давления в трубопроводах, а также в случаях проведения планово-предупредительных и ремонтных работ, сброс газлифтного газа в атмосферу осуществляется через свечной трубопровод с запорной арматурой 8. При резервном режиме работы установки, газлифтный газ подается через клапан, регулирующий ручной 3, позволяющий в ручном режиме производить регулирование расхода газлифтного газа, расходуемого на эксплуатацию нефтяной скважины, работающей газлифтным способом 2. Для недопущения изменения потока среды в технологической системе и для предотвращения попадания скважинной продукции в узел регулирования 1 предусмотрен клапан обратный 6, расположенный непосредственно на трубопроводе подачи газлифтного газа из узла регулирования 1 в нефтяную скважину, работающую газлифтным способом 2.
Управление узлом обеспечивается автоматизированной системой управления технологическими процессами кустовой площадкой (далее - АСУ ТП).
Основным преимуществом заявляемой полезной модели является:
1. Простота конструкции в целом. Использование взаимозаменяемых и доступных материалов, приборов и оснастки.
2. Минимальные капитальные вложения за счет автоматического поддержания режима работы скважин при постоянной или периодической подачи газлифтного газа.
3. Простота монтажа и демонтажа заключающегося в следующем. После проведения сборочных работ образуется единый компактный узел, который позволяет произвести перемонтаж на другом участке трубопровода или скважине без значительных конструктивных изменений.
4. Точность измерения. Заявляемое устройство, устанавливаемое в коллектор подачи газлифтного газа, непосредственно перед скважиной, исключает отклонение и изменение технологических параметров в линии после регулирования газа.
Устройство позволяет не только производить эффективную эксплуатацию скважины, но и проводить исследования скважин с целью опытного определения оптимального расхода газлифтного газа.