УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗАКАЧКИ В СКВАЖИНУ РАСТВОРОВ ИЗ СЫПУЧИХ И ЖИДКИХ ХИМРЕАГЕНТОВ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для подготовки и закачки в скважину различных растворов с точным дозированием входящих в него сыпучих и жидких химреагентов при проведении обработки продуктивного пласта или ствола скважины.
Известна передвижная установка для приготовления композиции для закачки в скважину по патенту РФ на полезную модель №74955. Передвижная установка для приготовления композиции для закачки в скважину, включающая систему подачи технической воды, систему загрузки и подачи сухого полимера, систему смачивания и подачи раствора полимера, систему загрузки и дозирования сшивателя полимера, систему контроля, причем система загрузки и подачи сухого полимера и система загрузки и дозирования сшивателя полимера дополнительно содержат тензодатчик, а система контроля снабжена собственным блоком питания. Недостатком передвижной установки для приготовления композиции для закачки в скважину является сложность конструкции.
Известна передвижная установка для приготовления композиции для закачки в скважину по патенту РФ на полезную модель №72505. Передвижная установка для приготовления композиции для закачки в скважину, включающая систему фильтрации и подачи технической воды, систему загрузки и подачи сухого полимера, систему смачивания и подачи раствора полимера, систему загрузки и дозирования сшивателя полимера, систему управления и контроля, причем установка дополнительно содержит проточно-роторный гомогенизатор и систему автономного питания. Передвижная установка дополнительно содержит систему обогрева. Недостатком передвижной установки для приготовления композиции для закачки в скважину является высокая трудоемкость технического обслуживания.
Известна установка передвижная для приготовления и нагнетания газожидкостной смеси или газа в скважину по заявке на изобретение №2004137071. Установка передвижная для приготовления и нагнетания в скважину газожидкостной смеси или газа, содержащая связанные трубопроводом двигатель внутреннего сгорания шасси с выхлопным патрубком, газобустерный насос, систему охлаждения выхлопных газов, средство для повышения давления среды, средство для регулирования содержания кислорода в выхлопе и накопительную емкость для воды, причем она дополнительно снабжена ресивером, средство для повышения давления представляет собой компрессор, выхлопной патрубок двигателя внутреннего сгорания которого также как и выхлопной патрубок двигателя внутреннего сгорания шасси соединен со входом ресивера, выход которого через систему охлаждения соединен с газовой камерой газобустерного насоса, жидкостная камера которого связана трубопроводом, снабженным подпорным насосом с накопительной емкостью для воды, система охлаждения представляет собой последовательно расположенные конвективный газовоздушный теплообменник и жидкостной радиатор, а средство для регулирования содержания кислорода в выхлопе представляет собой мембранную шайбу, установленную в выхлопном патрубке двигателей внутреннего сгорания. Установка снабжена фильтром грубой очистки выхлопных газов и фильтром тонкой очистки выхлопных газов, расположенными соответственно до и после системы охлаждения. Трубопровод снабжен ответвлением, расположенным перед входом в газовую камеру газобустерного насоса, связанным с независимым внешним источником газа и снабженным запорной арматурой. Установка содержит дополнительную емкость для отличного от воды жидкого компонента, например ПАВ, связанную трубопроводом, снабженным дозировочным насосом, со скважиной. Каждый подпорный и дозировочный насос для воды и ПАВ имеет свой регулируемый гидропривод. Недостатком установки передвижной для приготовления и нагнетания газожидкостной смеси или газа в скважину является сложность ее конструкции.
Известна установка передвижная для приготовления и нагнетания газожидкостной смеси или газа в скважину по патенту РФ на изобретение №2289723. Устройство предназначено для использования в нефтегазодобывающей промышленности, а точнее, в оборудовании для нефтяных и газовых скважин для выполнения внутритрубных операций с использованием сгенерированного установкой газа безопасного состава или попутного газа от внешнего источника, например для снижения забойного давления для вызова и интенсификации притока флюида. В качестве источника инертного газа использованы выхлопные газы от двух двигателей внутреннего сгорания - двигателя шасси и двигателя компрессора, которые после очистки и охлаждения смешиваются в необходимой пропорции в газобустерном насосе и подаются в скважину. Для обеспечения безопасного состава смеси с помощью мембранных шайб, установленных в выхлопных патрубках каждого двигателя, регулируется количество кислорода в выхлопе, а точность дозирования каждого компонента обеспечивается наличием индивидуального гидропривода на каждом насосе. Расширяются функциональные возможности за счет обеспечения более широкого диапазона регулирования технологических режимов, обеспечение работы двигателей в штатном режиме без их дополнительного износа. Значительно повышается экологичность установки и упрощается конструкция. Недостатком установки передвижной для приготовления и нагнетания газожидкостной смеси или газа в скважину является сложность ее технического обслуживания.
Известна передвижная установка приготовления гелеобразующих растворов метилцеллюлозы по патенту РФ на полезную модель №17563. Передвижная установка приготовления водных гелеобразующих растворов метилцеллюлозы и карбамида, имеющая двух объемный смеситель с электромешалками, водопровод загрузки воды и карбамида с запорной арматурой и устройствами для всасывания и смачивания карбамида, емкость-смеситель с электромешалкой, насос с трубной обвязкой подачи концентрированного водного раствора метилцеллюлозы, емкость-отстойник, загрузочный насос с трубной обвязкой подачи технической воды, водоподогреватель с трубной обвязкой, электровентилятор вытяжной, электрообогреватель, щит управления, размещенные в изотермическом контейнере на шасси прицепа, причем для приготовления полимерных растворов применяется реагент, имеющий не гранулированную структуру, например, метилцеллюлоза. Дозирование подачи раствора полимера и смешивателя полимеров в скважину регулируется системой управления и подается одновременно на приемную линию нагнетательного насоса, где смешивается с технической водой. Недостатком передвижной установки приготовления гелеобразующих растворов метилцеллюлозы являются высокие затраты на эксплуатацию.
Известна передвижная установка для приготовления и закачки полимерных композиций по патенту РФ на полезную модель №14383. Передвижная установка для приготовления и закачки полимерных композиций в скважину, имеющая систему подачи раствора в скважину, систему фильтрации и подачи технической воды, систему загрузки и подачи сухого полимера, систему загрузки и дозировки жидкого сшивателя, систему приготовления и дозирования полимерного раствора, систему управления и контроля, причем введен узел фильтрации технической воды; блок смачивания полимера, где происходит эффективное смачивание полимера под невысоким давлением - 0,4 МПа. Дозирование подачи раствора полимера и сшивателя полимеров в скважину регулируется системой управления и подается одновременно на приемную линию нагнетательного насоса, где смешивается с технической водой. Недостатком передвижной установки для приготовления и закачки полимерных композиций является сложность ее технического обслуживания.
Известна передвижная установка приготовления полимерных композиций для ремонтно-изоляционных работ по патенту РФ на полезную модель №14361. Передвижная установка приготовления полимерных композиций для ремонтно-изоляционных работ, имеющая систему подачи технической воды, систему загрузки и подачи сшивателя, систему загрузки и подачи жидкого полимера, систему приготовления и подачи полимерного раствора для РИР, систему вентиляции и электрического обогрева, электрооборудование и щит управления, смонтированных в автофургоне типа КГА на шасси автоприцепа повышенной проходимости, причем для приготовления полимерных растворов применяются емкости-смесители с электромешалкой, действующие попеременно при непрерывной откачке приготовленных композиций. В качестве уровнемеров в емкостях-смесителях применяются датчики уровня (давления), позволяющие автоматически отрегулировать концентрацию приготавливаемой композиции. Недостатком передвижной установки приготовления полимерных композиций для ремонтно-изоляционных работ являются высокие затраты на эксплуатацию.
Известна установка самоходная по приготовлению и закачке комбинированных гелеосадкообразующих полимерных систем по патенту РФ на полезную модель №74162. Установка самоходная по приготовлению и закачке комбинированных гелеосадкообразующих полимерных систем в скважину, имеющая систему фильтрации и подачи технической воды, систему загрузки и дозирования сухого полимера, систему загрузки и дозирования жидкого сшивающего раствора, систему приготовления полимерного раствора, систему нагнетательного насоса высокого давления, систему вентиляции и обогрева, систему управления и контроля, причем установка расположена в фургоне на шасси автомобиля повышенной проходимости, система нагнетательного насоса высокого давления имеет привод от коробки отбора мощности двигателя автомобиля. Установка самоходная имеет систему подачи технической воды к струйному аппарату при отсутствии водовода поддержания пластового давления. Недостатком установки самоходной по приготовлению и закачке комбинированных гелеосадкообразующих полимерных систем являются высокие затраты на техническое обслуживание.
Известна передвижная смесительная установка по патенту РФ на полезную модель №101490. Передвижная смесительная установка, содержащая шасси автомобиля, на платформе которого установлены кабина оператора с пультом управления, площадка, смеситель с мешалкой, система подачи пропанта в виде шнекового транспортера с бункером, гидроцилиндр перевода бункера со шнеком из транспортного положения в рабочее, система подачи жидких химреагентов, включающая дозировочный насос, система подачи сыпучих химреагентов, включающая шнековый питатель с загрузочной емкостью, всасывающий и нагнетающий центробежные насосы, всасывающий и нагнетающий трубопроводы, привод нагнетательного центробежного насоса от коробки отбора мощности шасси, причем она дополнительно содержит силовую установку для привода гидронасосов, установленную на платформе, емкости для хранения жидких химреагентов, установленные на площадке, эдуктор и премиксер, систему автоматического управления, при этом смеситель содержит уровнемер, в нагнетательном и всасывающем трубопроводах установлены расходомеры, а в нагнетательном трубопроводе - плотномер, при этом всасывающий и нагнетательный трубопроводы связаны байпасом с пневмоприводом и заслонкой. Система подачи пропанта снабжена двумя шнековыми транспортерами с бункерами, выполненными с возможностью поворота в сторону от оси установки на угол 30° при помощи гидроцилиндра. Система подачи сыпучих химреагентов снабжена двумя шнековыми питателями с гидромоторами с датчиками оборотов. Шнеки шнековых питателей выполнены быстросъемными, нескольких типоразмеров. Система подачи жидких химреагентов содержит не менее трех дозирующих и одного перекачивающего насосов. Емкости для хранения жидких химреагентов выполнены с возможностью подсоединения к нагнетающему трубопроводу или смесителю. Система автоматического управления передвижной установкой включает систему автоматического регулирования уровня жидкости, систему автоматического контроля подачи химреагентов, систему управления плотностью, автономный блок сбора, обработки, визуализации и программирования рабочих параметров. Недостатком передвижной смесительной установки является сложность ее конструкции.
Известна установка передвижная по приготовлению и закачке комбинированных гелеосадкообразующих систем по патенту РФ на полезную модель №60610 (прототип). Установка передвижная по приготовлению и закачке комбинированных гелеосадкообразующих полимерных систем в скважину, имеющая систему фильтрации и подачи технической воды, систему загрузки и дозирования сухого полимера, систему загрузки и дозирования жидкого сшивающего раствора, систему приготовления полимерного раствора, систему нагнетательного насоса высокого давления, систему вентиляции и обогрева, систему управления и контроля, причем установка имеет систему подачи жидких растворов и составов на прием насоса высокого давления из внешних емкостей. Емкость-смеситель оборудована мешалкой-миксером с электрическим приводом, предотвращающая осаждение полимерного раствора на дно при аварийных и технологических остановках установки. Система нагнетательного насоса высокого давления имеет частотный преобразователь для изменения производительности. Недостатками установки передвижной по приготовлению и закачке комбинированных гелеосадкообразующих систем является сложность технического обслуживания и ее низкая ремонтопригодность.
Известна передвижная установка по приготовлению и закачке в скважину полимерных композиций по патенту РФ на полезную модель №9887 (прототип). Передвижная установка по приготовлению и закачке в скважину полимерных композиций, имеющая бункер со шнековым питателем, емкость-смеситель, систему загрузки и дозировки полимерного сшивателя, трубопровод технической воды с вмонтированными расходомером, краном-регулятором высокого давления, струйным аппаратом и обратным клапаном, нагнетательный насос с электроприводом, систему вентиляции и электрообогрева и щит управления, причем оборудование установки смонтировано в автофургоне на шасси автоприцепа в одну поточную линию непрерывного действия. Дозирование расхода сухого полимера шнековым питателем производится регулируемым электроприводом, а дозирование расхода полимерного сшивателя - дозировочным плунжерным насосом. Для всасывания и смачивания водой сухого полимера применен струйный аппарат собственной конструкции. Для смешения и частичного растворения полимера с водой применена емкость-смеситель, позволяющая использовать энергию воды. Для закачки в скважину смешанных и частично приготовленных полимерных композиций применен трехплунжерный насос высокого давления с электроприводом, который установлен непосредственно в автофургоне.В емкости-смесителе производится частичное растворение предварительно смоченного полимера. Недостатками передвижной установки по приготовлению и закачке в скважину полимерных композиций является сложность ее технического обслуживания и низкая ремонтопригодность.
Задачами создания полезной модели являются: повышение ремонтопригодности и функциональных возможностей установки для приготовления и закачки в скважину растворов из сыпучих и жидких химреагентов за счет ее модульной конструкции.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что установка для приготовления и закачки в скважину растворов из сыпучих и жидких химреагентов включает бункер со шнековым питателем, емкость смесительную, бункер полиакриламида и шнековый дозатор полиакриламида, трубопровод технической воды с вмонтированным расходомером, кран высокого давления, струйный насос, насос высокого давления, обратный клапан. Входящие, в установку комплектующие объединены по функциональному назначению в модули: модуль приготовления полимерного раствора с трубопроводом технической воды, модуль загрузки и дозирования сухих сыпучих химреагентов, модуль подачи глинопорошка, модуль загрузки и дозирования жидких химреагентов, модуль нагнетательного насоса, причем все модули собраны на одном или нескольких автомобильных шасси или прицепах. В модуль приготовления полимерного раствора с трубопроводом технической воды входят: емкость смесительная со струйным насосом, который через расходомер и фильтр очистки воды соединен через кран высокого давления с трубопроводом технической воды. До и после фильтра установлены манометры, а параллельно фильтру установлен кран высокого давления, соединяющий трубопровод технической воды через расходомер напрямую со струйным насосом, струйный насос соединен через шаровой кран с модулем загрузки и дозирования сухих сыпучих химреагентов, емкость смесительная соединена с модулем подачи глинопорошка, а также соединена нагнетательной линией через кислотостойкую шиберную заслонку с модулем нагнетательного насоса. В модуль загрузки и дозирования сухих сыпучих химреагентов кроме бункера полиакриламида и дозатора полиакриламида входят: бункер древесной муки и шнековый дозатор древесной муки. В модуль загрузки и дозирования жидких химреагентов входят: емкость для жидких химреагентов, насос циркуляции и закачки жидких химреагентов, с двух сторон которого установлены прозрачные трубки для визуального контроля, кран циркуляции и кран загрузки жидких химреагентов, емкость для жидких химреагентов через кран подачи жидких химреагентов соединена через два включенных параллельно дозировочных насоса и через общий кран подачи с нагнетательной линией, причем перед и после каждого дозировочного насоса установлены краны для их обслуживания. В модуль нагнетательного насоса, кроме насоса высокого давления и обратного клапана, входят предохранительный клапан, гаситель колебаний соединенный через кран высокого давления с емкостью смесительной, на выходе нагнетательной линии через разделитель сред установлен манометр и манометр электроконтактный. Модули соединены между собой быстроразъемными соединениями.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении установки для приготовления и закачки в скважину растворов из сыпучих и жидких химреагентов применяются недефицитные материалы и известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1…2, где:
на фиг.1 приведена гидравлическая схема установки для приготовления и закачки в скважину растворов из сыпучих и жидких химреагентов,
на фиг.2 приведен модуль нагнетательного насоса.
Установка для приготовления и закачки в скважину растворов из сыпучих и жидких химреагентов включает бункер 1 со шнековым питателем 2, емкость смесительную 3, бункер полиакриламида 4 и шнековый дозатор полиакриламида 5, трубопровод технической воды 6, с вмонтированным расходомером 7, кран высокого давления 8, струйный насос 9, насос высокого давления 10, обратный клапан 11. Входящие в установку комплектующие объединены по функциональному назначению в модули: модуль приготовления полимерного раствора с трубопроводом технической воды 12, модуль загрузки и дозирования сухих сыпучих химреагентов 13, модуль подачи глинопорошка 14, модуль загрузки и дозирования жидких химреагентов 15, модуль нагнетательного насоса 16, причем все модули собраны на одном или нескольких автомобильных шасси или прицепах. В модуль приготовления полимерного раствора с трубопроводом технической воды 12, входят емкость смесительная 3, со струйным насосом 9, который через расходомер 7 и фильтр очистки воды 17, соединен через кран высокого давления 8, с трубопроводом технической воды 6. До и после фильтра установлены манометры 18 и 19, а параллельно фильтру 17 установлен кран высокого давления 20, соединяющий трубопровод технической воды 6 через расходомер 7 напрямую со струйным насосом 9, струйный насос 9 соединен через шаровой кран 21, с модулем загрузки и дозирования сухих, сыпучих химреагентов 13, емкость смесительная 3 соединена с модулем подачи глинопорошка 14, а также соединена нагнетательной линией 22 через кислотостойкую шиберную заслонку 23 с модулем нагнетательного насоса 16. В модуль загрузки и дозирования сухих сыпучих химреагентов 13, кроме бункера полиакриламида 4 и дозатора полиакриламида 5, входят бункер древесной муки 24 и шнековый дозатор древесной муки 25. В модуль загрузки и дозирования жидких химреагентов 15 входят емкость для жидких химреагентов 26, насос циркуляции и закачки жидких химреагентов 27, с двух сторон которого установлены прозрачные трубки 28 для визуального контроля, кран циркуляции 29 и кран загрузки жидких химреагентов 30, емкость для жидких химреагентов 26, через кран подачи жидких химреагентов 31 соединена через два включенных параллельно дозировочных насоса 32 и через общий кран подачи 33 с нагнетательной линией 22, причем перед и после каждого дозировочного насоса установлены краны 34 для их обслуживания. В модуль нагнетательного насоса 16, кроме насоса высокого давления 10, и обратного клапана 11, входят предохранительный клапан 35, гаситель колебаний 36, соединенный через кран высокого давления 37 с емкостью смесительной 3, на выходе нагнетательной линии 38 через разделитель сред 39 установлен манометр 40 и манометр электроконтактный 41. Модули соединены между собой быстроразъемными соединениями.
Установка для приготовления и закачки в скважину растворов из сыпучих и жидких химреагентов работает следующим образом. Отдельные модули установки размещают рядом со скважиной соединяют между собой. Для снижения времени сборки используются быстроразъемные соединения. По трубопроводу 6 к установке подводится техническая вода, в случае необходимости ее очистки открывают кран высокого давления 8, при этом техническая вода проходит через фильтр очистки воды 17 и через расходомер 7 подается струйным насосом 9 в емкость смесительную 3. По разности показаний манометров 18 и 19, установленных до и после фильтра очистки воды 17, судят о необходимости его очистки или замены. Если очистка воды не нужна, ее подача осуществляется через кран высокого давления 20 установленный параллельно фильтру очистки воды 17. В струйный насос 9 после открытия шарового крана 21, подаются в необходимых пропорциях компоненты из бункера полиакриламида 4 и бункера древесной муки 24, для точного соотношения отдельных компонентов смеси используется шнековый дозатор полиакриламида 5 и шнековый дозатор древесной муки 25. Также в емкость смесительную 3 из бункера 1 шнековым питателем 2 может подаваться глинопорошок 14. Емкость смесительная 3 через кислотостойкую шиберную заслонку 23 соединена нагнетательной линией 22. В случаи необходимости добавления в смесь жидких химреагентов включается модуль загрузки и дозирования жидких химреагентов 15. Открывают кран загрузки жидких химреагентов 30. Включают насос циркуляции и закачки жидких химреагентов 27, и из внешнего источника закачивают химреагенты в емкость для жидких химреагентов 26. Визуальный контроль за загрузкой осуществляется через прозрачные трубки 28, установленные до и после насоса циркуляции и закачки жидких химреагентов 27. После закачки жидких химреагентов кран 30 закрывается, а кран циркуляции 29 открывается, при этом жидкие химреагенты циркулируют перемешиваясь в емкости 26. Для их подачи в нагнетательную линию 22 включается один из параллельно установленных дозировочных насосов 32 и общий кран подачи 33. При этом открываются установленные перед и после дозировочных насосов 32 краны 34. В нагнетательной линии 22 установлен насос высокого давления 10, который подает подготовленную смесь через обратный клапан 11 в скважину. На выходе нагнетательной линии 38 установлен предохранительный клапан 35, сбрасывающий давление при достижении им предельно допустимой величины и гаситель колебаний 36, предназначенный дли снижения колебаний давления вызванных работой насоса высокого давления 10. На выходе нагнетательной линии 38 также установлены через разделитель сред манометр 40 и манометр электроконтактный 41, который выключает цепь питания насоса при достижении давления предельно допустимого давления. Модульная конструкция позволяет комплектовать установку только теми модулями, которые будут использоваться при обработке скважины, быстро заменять на новые вышедшие из строя модули, обеспечить более компактное размещение отдельных модулей установки на скважине.
Применение полезной модели позволило:
1. Сократить время ремонта и технического обслуживания установки для приготовления растворов.
2. Обеспечить смешивание жидких и сыпучих химреагентов в необходимых пропорциях.
3. Повысить надежность установки.
4. Размещать установку рядом с скважиной в условиях ограниченной площади.
5. Комплектовать установку различными технологическими модулями.
6. Снизить затраты на эксплуатацию установки для приготовления и закачки в скважину растворов из сыпучих и жидких химреагентов.
7. Обеспечить многократную сборку, разборку соединений отдельных модулей при смене места положения.
8. Обеспечить установке для приготовления растворов мобильность.