КУСТОВАЯ ОБВЯЗКА ГАЗОВЫХ В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

Кустовая обвязка газовых скважин в зоне многолетнемерзлых пород относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к кустовым обвязкам для эксплуатации большого числа 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 соседних скважин в случае возникновения открытого фонтана на одной из скважин куста по причине размещения фонтанных елок с направленными на встречу друг другу струнами, а также невозможность размещения большого числа скважин на ограниченной по размерам кустовой площадке, загидрачивание выкидных линий в местах перехода горизонтального участка в вертикальный, низкая ремонтопригодность из-за размещения выкидных линий в подземном исполнении.
Задача, стоящая при создании кустовой обвязки, состоит в обеспечении противофонтанной безопасности и в возможности размещения большого числа скважин на ограниченной по размерам кустовой площадке с учетом технологического удобства установки передвижных подъемных агрегатов и другого оборудования для ремонта скважин при сближении их устьев.
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 равномерно на одной линии с расстоянием между устьями 30-40 метров, рабочие и резервные струны фонтанных елок размещены перпендикулярно линии размещения скважин, 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 факельная линия и газосборный коллектор, на котором размещен байпас с измерительной установкой.
На фиг.1 схематично изображена заявляемая кустовая обвязка 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 равномерно 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, выкидными линиями 11 с клапаном-отсекателем 12 и сужающим устройством 13. Рабочие 9 и резервные 10 струны фонтанных елок 8 размещены перпендикулярно линии размещения скважин 1. При этом рабочие 9 и резервные 10 струны фонтанных елок 8 соседних скважин 1 размещены параллельно друг другу. На отводах резервных струн 10 фонтанных елок 8 и боковых резервных отводах 7 трубных головок 5 размещены задавочные линии 14, на концевых участках которых установлены отсекающие задвижки 15. Резервная 10 и рабочая 9 струны фонтанной елки 8 сообщаются между собой соединительной линией 16, на которой размещена отсекающая задвижка 17. Боковой резервный отвод 7 трубной головки 5 и резервная струна 10 фонтанной елки 8 соединены между собой перемычкой 18 с отсекающей задвижкой 19, а боковой рабочий отвод 6 трубной головки 5 присоединен к выкидной линии 11.
Выкидные линии 11 размещены перпендикулярно линии размещения скважин 1, одним концом они присоединены к рабочим струнам 9 фонтанных елок 8, а другим - к газосборному коллектору 3. В месте соединения выкидной линии 11 и газосборного коллектора 3 размещена отсекающая задвижка 20.
Факельная линия 2 присоединена к выкидной линии 11 через врезную линию 21 и направлена в противоположную сторону от газосборного коллектора 3. В месте соединения врезной линии 21 с выкидной линией 11 размещена отсекающая задвижка 22. На конце факельной линии 2 установлено факельное устройство 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 параллельно друг другу и перпендикулярно линии размещения скважин на кустовой площадке, чтобы они не были направлены навстречу друг к другу, так как при разрушении одной из струн струя газа из поврежденного участка будет направлена в сторону соседней скважины и может повредить ее, привести к выводу скважины из строя, а при возгорании пожар охватит и соседнюю скважину.
При таком размещении фонтанных елок 8 на устье скважин 1 подъемный агрегат (не показано) будет находиться 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 роизводстве 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 (выкидная 11, факельная 2, врезная 21 и другие линии, газосборный коллектор 3) 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 струнами 9 и 10 фонтанных елок 8 соседних скважин 1, равное двойной длине подъемного агрегата или двойной длине приемных мостков. При длине подъемного агрегата 18 метров минимальное расстояние между струнами 9 и 10 фонтанных елок 8 соседних скважин 1 будет равно 36 метрам.
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 11, врезной линии 21 и факельной линии 2 поступает на факельное устройство 23, 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 17 на соединительной линии 16, задвижки на боковом рабочем отводе 6 трубной головки 5 и задвижка 20 на выкидной линии 11 закрыты.
После вывода скважины на рабочий режим открывают задвижку 20 на выкидной линии 11, задвижки до и после байпаса 24, закрывают задвижку 22 на врезной линии 21, 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 и 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 12, а для выравнивания величин отборов газа от скважин - сужающее устройство 13.
Глушение скважины или закачивание в скважину ингибитора гидратообразования в процессе эксплуатации производится через задавочные линии 14 с помощью насосной установки (не показано). С целью повышения противофонтанной безопасности на концевых участках задавочных линий 14 установлены отсекающие задвижки 15.
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 соседних скважин, что обеспечит их сохранность и облегчит производство работ по устранению газопроявлений на аварийной скважине, либо по ликвидации открытого фонтана с тушением пожара на устье.
Заявляемая кустовая обвязка позволяет осуществлять безопасную эксплуатацию и ремонт большого числа высокодебитных газовых скважин, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород, на ограниченных по размерам кустовых площадках. Она 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.