БЛОК СЕПАРАЦИИ И ПЕРЕКАЧКИ МНОГОФАЗНОЙ ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области нефтедобычи, в частности, к внутрипромысловому сбору и транспортированию газожидкостной смеси продукции нефтяных скважин в транспортный трубопровод. Полезная модель может быть использована также и в других отраслях народного хозяйства для перекачки и транспортирования многофазных смесей.
Уровень техники
Известна система сбора и транспортирования продукции нефтяных скважин (патент РФ №2236639, Кл. F17F 1/00, дата публ. 20.09.2004 г.), содержащая линию доставки газожидкостной смеси, эжектор, содержащий сопло, приемную камеру, камеру смешения и диффузор, трубную сепарационную установку (трубный делитель фаз), которая содержит отвод газосодержащей продукции сепарации, связанный с напорным трубопроводом, и отвод газожидкостной продукции сепарации, связанный посредством байпасной линии с силовым блоком, включающим электроцентробежный насос, размещенный в обсадной трубе с заглушкой на нижнем конце, и закрепленный на насосно-компрессорной трубе (НКТ), полость которой гидравлически соединена через линейный отвод устьевого оборудования шурфа с входом в сопло эжектора, вход в межтрубное пространство шурфа соединено посредством байпасной линии с отводом газожидкостной продукции от сепарационной установки, а диффузор эжектора гидравлически связан с входом в сепарационную установку.
Указанная система сбора и транспортирования продукции нефтяных скважин обеспечивает подачу газожидкостной смеси от скважин через автоматизированные групповые замерные установки на прием эжектора, далее на сепарационную установку, где происходит разделение смеси на газосодержащую и газожидкостную части. Газосодержащая часть отводится в напорный трубопровод в систему транспорта на установку предварительной подготовки нефти (УППН), а газожидкостная часть - на прием электроцентробежного насоса, закрепленного на насосно-компрессорной трубе и силовой установки, размещенной в обсадной трубе шурфа. Газожидкостная смесь, являющаяся рабочей жидкостью, под давлением, развиваемым насосом, поступает на сопло эжектора, который обеспечивает всасывание продукции скважин, смешение с рабочей жидкостью и сжатие смеси до давления сепарации и транспортировки продукции.
Признаки, являющиеся общими для известного и заявляемого технических решений, заключаются в наличии линии подвода продукции скважин, эжектора, сепарационной установки, насосной установки, а также гидравлических связей между указанными элементами установки.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается данной полезной моделью, заключается в том, что известная система не позволяет обеспечить надежность процесса при большом газовом факторе, а также не позволяет снизить энергопотребление установки и обеспечить надежность работы оборудования при реализации процесса перекачки продукции со скважин в транспортный трубопровод.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели является автоматизированная установка перекачки и сепарации продукции скважин (патент РФ №134578, кл. МПК F17D 1/12, F04F 5/54, дата публ. 20.11.2013), включающая линию подвода перекачиваемой продукции скважин, соединенную с пассивным входом эжектора, перед входом в который установлен обратный клапан. Выходной диффузор эжектора гидравлически связан с входом сепарационной установки, один из выходов которой гидравлически связан с трубопроводом внешнего транспорта, а другой ее выход гидравлически связан с межтрубным пространством шурфа, внутри которого, на колонне НКТ, последовательно сверху вниз размещены электроцентробежный насос (ЭЦН) и погружной электродвигатель (ПЭД). Выход из межтрубного пространства шурфа гидравлически связан с кольцевым каналом активного входа эжектора, внутри которого концентрично установлена полая ступенчатая трубка с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль своей центральной оси, вход в центральный канал которой гидравлически связан с трубопроводом подачи газа, идущего с линии подвода продукции скважин.
Признаки известного устройства, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, заключаются в наличии линии подвода перекачиваемой продукции со скважин, насосной установки, сепарационной установки, эжектора, включающего сопловую часть, приемную камеру, камеру смешения, а также соединяющих их гидравлических связей.
Причина, препятствующая получению технического результата, заключается в большой чувствительности электроцентробежной установки, находящейся в шурфе к газосодержанию рабочей жидкости, что приводит к значительному энергопотреблению и остановке транспортирования продукции скважин.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в возможности транспортирования по одному трубопроводу многофазной продукции скважин с высоким газовым фактором в трубопровод внешнего транспорта.
Технический результат, достигаемый решением данной задачи, заключается в снижении влияния газового содержания продукции скважин на работу системы транспортирования продукции скважин, а также в упрощении обслуживания оборудования системы сепарации и перекачки многофазной продукции скважин в трубопровод внешнего транспорта.
Достигается технический результат тем, что блок сепарации и перекачки многофазной продукции скважин содержит
- линию подвода продукции скважин
- эжектор с приемной камерой, камерой смешения и диффузором, выход которого гидравлически связан с входом сепарационной установки
- сепарационную установку, один из выходов которой гидравлически связан с трубопроводом внешнего транспорта
Новые признаки заявляемой полезной модели заключаются в том, что блок сепарации и перекачки многофазной продукции скважин содержит:
- приемную буферную сепарационную емкость
- промежуточную буферную сепарационную емкость
- насос наземного размещения
- трубопровод, соединяющий линию подвода транспортируемой продукции скважин с входом в приемную буферную сепарационную емкость;
- трубопровод отвода газа из приемной буферной сепарационной емкости на пассивный вход эжектора;
- трубопровод подвода водонефтяной смеси из приемной буферной сепарационной емкости во вторую, промежуточную буферную сепарационную емкость
- трубопровод отвода газа из промежуточной буферной сепарационной емкости на пассивный вход эжектора
- трубопровод отвода отсепарированной рабочей водонефтяной смеси из промежуточной буферной сепарационной емкости на прием насоса наземного размещения
- трубопровод подачи рабочей водонефтяной смеси из насоса наземного размещения на активный вход эжектора.
Перечисленные выше отличительные признаки в совокупности позволяют осуществить процесс сепарации и перекачки продукции скважин с высоким газовым содержанием, а также позволяют существенно снизить энергозатраты и упростить техническое обслуживание электрооборудования блока, т.е. являются существенными.
Краткое описание чертежей
На прилагаемой Фиг. 1 показана технологическая схема блока сепарации и перекачки многофазной многофазной продукции скважин.
Осуществление полезной модели
Блок сепарации и перекачки многофазной продукции скважин содержит трубопровод 1, соединяющий линию подвода перекачиваемой продукции скважин от автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ) с входом приемной буферной сепарационной емкости 2, в верхней части которой выполнен трубопровод 3 отвода газа, гидравлически соединенный с пассивным входом приемной камеры эжектора 4. Выход из нижней части приемной буферной сепарационной емкости 2 гидравлически, трубопроводом 5, связан с первым входом промежуточной буферной сепарационной емкости 6, в верхней части которой выполнен трубопровод 7 отвода отсепарированного газа, соединенный с трубопроводом 3 отвода газа из приемной буферной сепарационной емкости 2. Выход из нижней части промежуточной буферной сепарационной емкости 6 соединен трубопроводом 8 с входом наземной насосной установки 9, выход из которой гидравлически, трубопроводом 10, связан с активным входом эжектора 4. Диффузор эжектора 4 гидравлически, трубопроводом 11, связан с входом блочной сепарационной установки 12, один из выходов 13 которой, находящийся в ее верхней части, гидравлически связан с трубопроводом внешнего транспорта, а другой выход 14, находящийся в нижней части блочной сепарационной установки 12, гидравлически связан со вторым входом в промежуточную буферную сепарационную емкость 6. Для исключения скачка давления на скважинах в случае перетока транспортируемой водогазонефтяной смеси из приемной буферной сепарационной емкости 2, на трубопроводе 1 установлен обратный клапан 15. Для исключения обратного перетока газа из эжектора 4 в приемную буферную сепарационную емкость 2, на трубопроводе 3 установлен обратный клапан 16. Для исключения обратного перетока транспортируемой продукции скважин из блочной сепарационной установки 12 в эжектор 4, на трубопроводе 11 установлен обратный клапан 17. Трубопровод 18, выходящий из скважины 19 с технологической водой, врезкой соединен с трубопроводом 8.
Работа блока сепарации и перекачки многофазной продукции скважин осуществляется следующим образом.
Многофазная продукции скважин в виде водогазонефтяной смеси выходит с АГЗУ с давлением порядка 0,4-1,8 МПа, поступает по трубопроводу 1 на вход приемной буферной сепарационной емкости 2, из верхней части которой выделившийся после сепарации газ направляется по трубопроводу 3 на пассивный вход эжектора 4, а частично разгазированная водогазонефтяная смесь направляется по трубопроводу 5 на вход промежуточной буферной сепарационной емкости 6, где также производится газосепарация. Газ, отделившийся после второй ступени сепарации, также направляется по трубопроводу 7 также на пассивный вход эжектора 4 через соединительный узел с трубопроводом 3. Вторично разгазированная рабочая водонефтяная смесь, с минимальным количеством газа, направляется из промежуточной буферной сепарационной емкости 6 по трубопроводу 8 на вход насоса 9, из которого по трубопроводу 10, под давлением порядка 11-16 МПа рабочая водонефтяная смесь поступает на активный вход эжектора 4. Поступившая с большой скоростью и низким давление в приемную камеру эжектора 4 рабочая водонефтяная смесь, образуя область разрежения в камере смешения эжектора 4, эжектирует низкоскоростной, с более высокий чем у нее давлением, газовый поток, поступающий по трубопроводу 3 и 7 на пассивный вход приемной камеры эжектора 4.
В камере смешения эжектора 4 скорость смешанного потока снижается, давление растет до 2-3 МПа. Под давлением, необходимым для транспортирования, газоводонефтяная продукция скважин направляется по трубопроводу 11 в блочную сепарационную установку 12 и далее в транспортный трубопровод 13. Поток водогазонефтяной продукции скважин, частично разгазированной в блочной сепарационной установке 12, после прохождения по нижнему ее отводу поступает в промежуточную буферную сепарационную емкость 6 через второй ее вход, где проводится еще одна ступень газосепарации водонефтяной смеси, после которой отсепарированный газ направляется по трубопроводу 7, через соединительный узел с трубопроводом 3, на пассивный вход эжектора 4, а максимально разгазированная рабочая водонефтяная смесь по трубопроводу 8 направляется на прием насоса 9 наземного размещения. Далее рабочая водонефтяная смесь под давлением порядка 11-16 МПа, через выкид насоса 9, подается на активный вход эжектора 4. Процесс эжектирования газовой составляющей повторяется, дальнейшее транспортирование продукции скважин в трубопровод внешнего транспорта с необходимым давлением продолжается.
Для исключения остановки насоса 9 из-за большого содержания газа в рабочей водонефтяной смеси предусмотрена подача в него технической воды по трубопроводу 18 и трубопроводу 8 из скважины 19.