Переключатель скважин многоходовой

Область техники
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей технике, в частности, к устройствам переключателей скважин многоходовых (ПСМ), применяемых на площадках групповой добычи углеводородов и предназначенных для переключения подачи мультифазной среды от нескольких скважин с измерением контролируемых параметров.
Уровень техники
На сегодняшний день разработано достаточно много устройств поворотных клапанов и узлов подключения, которые используются в разных случаях трубопроводной транспортировки мультифазных сред. В частности, при групповой нефтедобыче, потоки, поступающие от нескольких скважин могут быть собраны в единый коллектор через ПСМ, так что жидкая и газовая фазы текучей среды каждого из потоков будут последовательно измерены, протестированы и перенаправлены в транспортный трубопровод или систему переработки (см. многочисленные публикации по темам Переключатель скважин многоходовой и Multiport valve).
В патентах США №№6196266 и 7059349 представлены поворотные клапаны такого назначения.
Одно из последних усовершенствований в ряду устройств ПСМ для нефтяной промышленности представлено патентом США №9228664. Оно содержит поворотный механизм выбора порта и клапанный узел, который перемещается в требуемое положение, обеспечивая подключение нефтегазового потока, поступающего от выбранной скважины к единому коллектору или транспортному трубопроводу. Техническое решение по данному патенту обеспечивает, в частности, контроль давления транспортируемой среды в каждом узле подключения, что свидетельствует о целостности и герметичности уплотнений затвора.
Однако при этом не исключено, что попадание механических примесей, углеводородных отложений и льда, содержащихся в мультифазной среде, в импульсную линию малого диаметра, в которой устанавливают средство измерения давления, создаст недопустимое сопротивление движению текучей газожидкостной среды (в том числе передаче давления в ней) или полностью запрет импульсную линию, что нарушит или прекратит поступление достоверной информации о работоспособности узла подключения и ПСМ в целом.
Сущность полезной модели
Задачей полезной модели является разработка ПСМ, позволяющего осуществлять очистку от засора импульсных линий средств измерения при трубопроводном транспортировании мультифазных сред, а также повысить надежность уплотнения в поворотном узле подключения нефтегазовых потоков, поступающих от скважин.
Достигаемый при этом технический результат состоит в повышении достоверности сведений о работоспособности ПСМ и отсутствии протечек нефти в нем.
Указанный технический результат достигается за счет того, что ПСМ содержит корпус с входными патрубками для подачи мультифазной среды, количество которых соответствует числу добывающих скважин, импульсные линии с карманами для установки средств измерения параметров мультифазной среды (давления, температуры и др., по необходимости) присоединенные к каждому входному патрубку, при этом упомянутые импульсные линии подключены к единому коллектору подачи буферной среды высокого давления для очистки их, при необходимости, от запирающих проходное сечение механических примесей, углеводородных отложений и льда, заносимых транспортируемой мультифазной средой.
Краткое описание чертежей
Полезная модель будет более понятной из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на схему ПСМ, представленную на фиг. 1,
1 - корпус; 2 - входной патрубок; 3 - импульсная линия; 4 - карман для подключения средства измерения; 5 - средство измерения давления мультифазной среды; 6 - коллектор буферной среды высокого давления; 7 - запорно-регулирующий клапан подачи буферной жидкости.
Раскрытие полезной модели
ПСМ, как показано на фиг. 1, содержит корпус (1), оборудованный N входами для мультифазной среды (в том числе нефтегазовый флюид, газовый конденсат), поступающей от N добывающих скважин, количество которых соответствует количеству добывающих скважин.
Входной патрубок (2) каждого входа соединен импульсной линией (3) с карманом (4), в котором установлено средство измерения (5) давления мультифазной среды (трансмиттер давления транспортируемой среды РТ, включенный здесь в неподвижную часть конструкции).
Отличительной особенностью заявляемого устройства является то, что импульсные линии (3) подключены к коллектору (6) буферной среды. Давление буферной среды устанавливают на уровне, необходимом для вымывания засора, но не превышающем допустимый уровень давления рабочей среды для данного устройства. Вводимая буферная среда при этом промывает импульсную линию (3) с карманом (4), отсрочивая ее засорение в дальнейшем.
В случае размещения импульсной линии в других составных частях ПСМ, в частности, в подвижных его элементах, буферная среда высокого давления подается непосредственно в импульсную линию в месте установки средства измерения.
Заявленное устройство работает следующим образом (при измерении давления мультифазной среды).
Мультифазная среда поступает из первой добывающей скважины на первый входной патрубок (2) ПСМ, далее мультифазная среда поступает в карман (4) со средством измерения давления мультифазной среды, присоединенный к первой импульсной линии (3). Результаты измерения давления мультифазной среды поступают в программируемый логический контроллер. При необходимости, для очистки импульсной линии от запирающих проходное сечение механических примесей, углеводородных отложений и льда, заносимых транспортируемой мультифазной средой осуществляют подачу к коллектору 6 буферной среды высокого давления, для этого открывают первый клапан (7) подачи буферной жидкости.
Далее ПСМ переключает нефтегазовый флюид со второй скважины на входной патрубок (2) ПСМ. Мультифазная среда поступает в соответствующий карман (4) со средством измерения (5) давления мультифазной среды, расположенный в соответствующей импульсной линии (3). Результаты измерения давления мультифазной среды поступают в программируемый логический контроллер. При необходимости, для очистки импульсной линии от запирающих проходное сечение механических примесей, углеводородных отложений и льда, заносимых транспортируемой мультифазной средой осуществляют подачу к коллектору (6) буферной среды высокого давления, для этого открывают соответствующий клапан (7) подачи буферной жидкости.
Для подачи в ПСМ мультифазной среды от следующей скважины, указанные выше операции повторяются.
Новое решение задачи очистки импульсной линии узла измерения давления может быть использовано не только в узлах контроля герметичности уплотнений переключателя скважин, но и в других многоходовых запирающих устройствах. Указанное решение позволяет производить быструю и не трудоемкую очистку импульсной линии от запирающих ее проходное сечение механических примесей, углеводородных отложений и льда без механической разборки узлов переключателя, с одновременным заполнением импульсной линии буферной средой, что обеспечивает получение достоверности результатов измерения давления мультифазной среды, что позволяет получить достоверные сведения об отсутствии/наличии протечек.
Основными особенностями этого решения являются:
использование внешнего источника высокого давления, в частности гидравлического насоса, гидравлической станции, пневмогидроаккумулятора, компрессорной установки и баллонов с рабочими буферными жидкостными или газовыми средами;
подведение буферной среды непосредственно к узлу измерения, в частности к импульсной линии с карманом для установки средства измерения давления;
обеспечение необходимого уровня давления буферной среды перед открытием гидравлической линии подачи буферной среды в узел измерения давления системы контроля герметичности уплотнений переключателя скважин многоходового;
фильтрация рабочей буферной среды до требуемого уровня очистки перед вводом ее в узел измерения давления системы контроля герметичности уплотнений переключателя скважин многоходового;
ручное или автоматическое управление открытием и закрытием гидравлической линии подачи буферной среды в требуемый момент времени;
ручное или автоматическое управление требуемым уровнем расхода подаваемой буферной среды в импульсную линию;
заполнение чистой буферной средой импульсной линии, затрудняющее ее засорение и возможное запирание проходного сечения механическими примесями, углеводородными отложениями и льдом;
-ручное или автоматическое управление временем подачи буферной среды.