КУСТОВАЯ ОБВЯЗКА ГАЗОВЫХ СКВАЖИН В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

Кустовая обвязка газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к кустовым обвязкам для эксплуатации двух высокодебитных газовых скважин, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород, на ограниченных по размерам кустовых площадках.
Известна кустовая обвязка для эксплуатации газовых скважин, включающая колонную головку, трубную головку с боковыми рабочим и резервным отводами, фонтанную елку с рабочей и резервной струнами, выкидные линии с измерительной установкой и сужающим устройством, факельную линию и газосборный коллектор [Коротаев Ю.П. и др. Эксплуатация газовых скважин. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - С.110-112].
Недостатком этой кустовой обвязки является большая вероятность повреждения и вывода из строя соседней скважины в случае возникновения открытого фонтана на одной из скважин куста по причине размещения фонтанных елок с направленными на встречу друг другу струнами, большая вероятность загидрирования выкидных линий в местах перехода горизонтального участка в вертикальный, низкая ремонтопригодность из-за размещения выкидных линий в подземном исполнении, а также значительная металлоемкость.
Задача, стоящая при создании кустовой обвязки, состоит в обеспечении противофонтанной безопасности и в снижении металлоемкости обвязки скважин с
обеспечением технологического удобства размещения передвижных подъемных агрегатов и другого оборудования для ремонта скважин на ограниченной по размерам кустовой площадке.
Достигаемый технический результат, который получается в результате создания кустовой обвязки, состоит в безопасности эксплуатации газовых скважин в условиях ограниченных по размерам кустовых площадок с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.
Технический результат достигается тем, что в известной кустовой обвязке газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород, включающей колонную головку, трубную головку с боковыми рабочим и резервным отводами, фонтанную елку с рабочей и резервной струнами, выкидные линии с измерительной установкой и сужающим устройством, факельную линию, газосборный коллектор в отличие от прототипа устья скважин размещены на одной линии с расстоянием между устьями 30-40 метров, рабочие и резервные струны фонтанных елок размещены под углом друг к другу, при этом к рабочим струнам фонтанных елок присоединены выкидные линии, а к резервным струнам фонтанных елок и к боковым резервным отводам трубных головок присоединены задавочные линии, на концевых участках которых размещены отсекающие задвижки, к выкидным линиям присоединены факельные отводы, факельные отводы размещены под углом друг к другу и к месту их соединения присоединена общая факельная линия, выкидные линии, размещены под углом друг к другу и к месту их соединения присоединен газосборный коллектор.
На фиг.1 схематично изображена заявляемая кустовая обвязка двух газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород, на фиг.2 - обвязка одной скважины куста.
Кустовая обвязка газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород состоит из трубопроводов, которые соединяют устья скважин 1, размещенных на одной линии, с общей горизонтальной факельной линией 2 и газосборным коллектором 3. Устья скважин 1 обвязаны колонными головками 4, трубными головками 5 с боковыми рабочим 6 и резервным 7 отводами, фонтанными елками 8 с рабочей 9 и резервной 10 струнами.
Рабочие 9 и резервные 10 струны фонтанных елок 8 соседних скважин 1 размещены под углом друг другу. На отводах резервных струн 10 фонтанных елок 8 и боковых резервных отводах 7 трубных головок 5 размещены задавочные линии 11, на концевых участках которых установлены отсекающие задвижки 12. Задавочные линии 11 каждой скважины соединены между собой перемычкой 13 с отсекающей задвижкой 14. Рабочая 9 и резервная 10 струны фонтанных елок 8 сообщаются между собой сомнительными линиями 15, на которых размещены отсекающие задвижки 16. К соединительным линиям 15 каждой скважины присоединены выкидные линии 17 с клапанами-отсекателями 18 и сужающими устройствами 19. Выкидные линии 17 соседних скважин размещены под углом друг к другу. К выкидным линиям 17 каждой скважины присоединены боковые рабочие отводы 6 трубной головки 5, а также факельные отводы 20. В месте соединения факельных отводов 20 с выкидными линиями 17 размещены отсекающие задвижки 21. Факельные отводы 20 размещены по углом друг к другу. К месту их соединения присоединена общая для куста факельная линия 2, на конце которой размещено факельное устройство 22.
К месту соединения выкидных линий 17 присоединен газосборный коллектор 3, направленный в противоположную сторону от факельной линии 2. В месте соединения выкидных линий 17 и газосборного коллектора 3 размещены отсекающие
задвижки 23. Газосборный коллектор 3 снабжен байпасом 24, на котором размещена измерительная установка 25. Между врезными линиями байпаса 24 размещена отсекающая задвижка 26.
Оптимальным расстоянием между устьями по технологическому удобству в обслуживании и ремонту скважин на ограниченных по размерам кустовых площадках является расстояние в интервале от 30 до 40 метров.
Это связано с тем, что для обеспечения противофонтанной безопасности струны 9 и 10 фонтанных елок 8 соседних скважин 1 располагают под углом друг к другу. Оптимальным углом является угол равный 45 град. При таком расположении струны не будут направлены навстречу друг к другу. При разрушении одной из струн струя газа из поврежденного участка не будет направлена в сторону соседней скважины и не может повредить ее, привести к выводу скважины из строя, а при возгорании пожар не сможет перекинуться на соседнюю скважину ее из строя.
При таком размещении фонтанных елок 8 на устье скважин 1 подъемный агрегат (не показано) будет находится с одной стороны устья скважины 1, а приемные мостки, стеллажи с лифтовыми трубами и другое необходимое для ремонта скважин оборудование будет располагаться с другой стороны, обеспечивая удобство в проведении ремонтных работ на скважинах.
В условиях наличия многолетнемерзлых пород для уменьшения теплового воздействия от движения по трубам газа или технологических жидкостей и связанного с этим возможным растеплением мерзлых пород все трубопроводы (выкидные линии 17, факельные отводы 20, факельная линия 2, газосборный коллектор 3 и другие линии) располагают над землей. При таком размещении трубопроводов для расстановки возле устья скважин подъемного агрегата и другого оборудования, чтобы
не повредить трубопроводы при маневрировании, необходимо минимальное расстояние между соседними скважинами 1, равное полуторной длине подъемного агрегата или полуторной длине приемных мостков.
При длине подъемного агрегата 18 метров минимальное расстояние между устьем первой скважины 1 и факельной линией 2, расположенной относительно направления струн этой скважины под углом 45 град., составляет 9 м.
Минимальное расстояние между устьем второй скважины 1 и факельной линией 2, расположенной относительно направления струн этой скважины параллельно, составляет 18 м.
Суммарное расстояние между устьями соседних скважин составляет 27 м.
С учетом удобства маневрирования подъемного агрегата возле устья скважины расстояние между устьями должно составлять 40 метров, но не менее 30 метров.
Кустовая обвязка газовых скважин работает следующим образом. Газ из пласта по лифтовой колонне, рабочей струне 9 фонтанной елки 8, выкидной линии 17, факельному  отводу 20 и факельной линии 2 поступает на факельное устройство 22, где происходит сжигание газа в процессе освоения, отработки и вывода скважины на рабочий режим. При этом задвижки на резервной струне 10 фонтанной елки 8, задвижка 16 на соединительной линии 15, задвижки на боковом рабочем отводе 6 трубной головки 5 и задвижка 23 на выкидной линии 17 закрыты.
После вывода скважины на рабочий режим открывают задвижку 23 на выкидной линии 17 и задвижки до и после байпаса 24, закрывают задвижку 21 на факельном отводе 20, задвижку 26 на газосборном коллекторе 3 и газ направляют через
измерительную установку 25 для проведения газодинамических исследований и отбора проб твердой и жидкой фазы, находящейся в газовом потоке.
После окончания исследований скважины закрывают задвижки до и после байпаса 24 в открывают задвижку 26 на газосборном коллекторе 3. Газ из пласта направляют по газосборному коллектору 3 на установку комплексной подготовки газа (УКПГ).
Для аварийного отключения скважины от газосборного коллектора 3 предназначен клапан-отсекатель 18, а для выравнивания величин отборов газа от скважин - сужающее устройство 19.
Глушение скважины или закачивание в скважину ингибитора гидратообразования в процессе эксплуатации проводится через задавочные линии 11 с помощью насосной установки (не показано). С целью повышения противофонтанной безопасности на концевых участках задавочных линий 11 установлены отсекающие задвижки 12.
В случае возникновения аварийной ситуации, при которой произошло разрушение струн 9 и 10 фонтанной елки 8 или боковых отводов 7 и 6 трубной головки 5, струя газа, выходящая из дефектного участка, будет направлена в противоположную сторону, а не в сторону соседней скважины. Это обеспечит ее сохранность и облегчит проведение работ по устранению газопроявлений на аварийной скважине, либо проведение работ по ликвидации открытого фонтана с тушением пожара на устье.
Заявляемая кустовая обвязка позволяет осуществлять безопасную эксплуатацию и ремонт двух или трех, но не более, высокодебитных газовых скважин, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород, на ограниченных по размерам кустовых
площадках. Она снижает металлоемкость за счет прокладки трубопроводов по наикратчайшему расстоянию, уменьшает затраты на отсыпку кустового основания газовых скважин за счет снижения размеров кустовой площадки. Повышает ремонтопригодность выкидных линий за счет размещения их в надземном исполнении, что обеспечивает свободный доступ ремонтного и обслуживающего персонала к ним. Повышает технологичность работ по ремонту и техническому обслуживанию скважин. Устраняет загидрачивание выкидных линий.