система распределения ингибитора гидратообразования по скважинам куста

Формула изобретения

Система распределения ингибитора гидратообразования по скважинам куста, содержащая куст газовых скважин, подключенных к шлейфу с управляемым регулирующим клапаном на выходе шлейфа, насос централизованной подачи ингибитора, регулятор расхода ингибитора и линию подачи ингибитора, автоматические дозаторы и обратные клапаны, установленные последовательно по ходу ингибитора в линии подачи на устье каждой скважины куста, отличающаяся тем, что на каждой скважине куста установлен предохранительный клапан, соединенный через дроссель и обратный клапан с линией подачи ингибитора перед автоматическим дозатором, а автоматический дозатор содержит плунжер, соединенный с мембраной, тонкую шайбу (диафрагму), а также упор и пружины, размещенные в корпусе дозатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике управления и регулирования технологическими процессами и может быть использовано на газовых и газоконденсатных промыслах для предупреждения гидратообразования при добыче газа и подготовке его к транспортировке за счет введения ингибиторов.

На газовых и газоконденсатных промыслах для предупреждения гидратообразования широко применяют метод ввода ингибиторов гидратообразования. В качестве ингибиторов применяют метиловый спирт, диэтиленгликоль, раствор хлористого кальция и др. Ингибитор вводится в поток газа до места возможного образования гидратов (в скважину, в шлейф, сепаратор, теплообменник и др.). В каждом конкретном случае место ввода ингибитора определяется из равновесных условий гидратообразования.

Известна насосная система индивидуальной подачи ингибитора гидратообразования, когда ингибитор в каждую точку подается индивидуальным дозировочным насосом (Тараненко Б.Ф., Герман В.Т. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. - М.: Недра, 1976, с.47-49).

Насосная схема индивидуальной подачи ингибитора громоздка. Использование большого числа насосов требует значительных эксплуатационных расходов. Опыт эксплуатации показывает, что надежность насосов и запорной арматуры недостаточно высокая, сальниковые устройства, предохранительные клапаны, вентили и т.д. часто выходят из строя.

Известна также система централизованной групповой подачи и распределения ингибитора гидратообразования (Тараненко Б.Ф., Герман В.Т. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. - М.: Недра, 1976, с.49-50, 76-78). Ингибитор гидратообразования из расходной емкости через фильтр поступает к насосу. Насос подает ингибитор в общий коллектор. Далее при помощи специальных автоматических устройств (регуляторов расхода) ингибитор распределяется по точкам ввода. Система позволяет вводить ингибитор в различные точки нескольких технологических установок промысла. При вводе ингибитора в шлейфы от кустов газовых скважин расход ингибитора по каждой линии подачи поддерживается в соответствии с расходом газа в соответствующем шлейфе от куста газовых скважин.

Недостатком системы является ее низкая надежность, обусловленная тем, что при вводе ингибитора гидратообразования на устье газовых скважин куста система не обеспечивает регулирование расхода ингибитора по каждой скважине куста в зависимости от расхода газа по каждой скважине куста.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого обеспечивалась бы надежность работы системы при минимально необходимых затратах ингибитора по каждой скважине куста.

Для достижения названного технического результата предлагаемая система распределения ингибитора гидратообразования по скважинам куста содержит куст газовых скважин, подключенных к шлейфу с управляемым регулирующим клапаном на выходе шлейфа, насос централизованной подачи ингибитора, регулятор расхода ингибитора и линию подачи ингибитора.

Отличительными признаками является то, что система дополнительно снабжена автоматическими дозаторами и обратными клапанами, установленными последовательно по ходу ингибитора в линии подачи на устье каждой скважины куста, при этом на каждой скважине куста установлен предохранительный клапан, соединенный через дроссель и обратный клапан с линией подачи ингибитора перед автоматическим дозатором.

Автоматический дозатор содержит плунжер, соединенный с мембраной, тонкую шайбу (диафрагму), а также упор и пружины, размещенные в корпусе дозатора.

Благодаря использованию таких существенных признаков появляется возможность повысить надежность работы системы при введении минимально необходимого количества ингибитора в каждую скважину куста в зависимости от расхода газа по этой скважине куста при добыче газа и подготовке его к транспортировке

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где изображена схема системы распределения ингибитора гидратообразования по скважинам куста, состоящего из двух скважин.

Система содержит газовые скважины 1 куста, подключенные к шлейфу 2 с управляемым регулирующим клапаном 3 на выходе шлейфа, последовательно включенные насос 4 и регулятор расхода ингибитора 5, установленные в линии подачи ингибитора 6 к скважинам куста, а также автоматические дозаторы 7 и обратные клапаны 8, установленные последовательно по ходу потока ингибитора к устью каждой скважины куста. На каждой скважине куста установлен предохранительный клапан 9, соединенный через дроссель 10 и обратный клапан 11 с ингибиторопроводом перед автоматическим дозатором. Автоматический дозатор содержит плунжер 12, соединенный с мембраной 13, тонкую шайбу 14 (диафрагму), упор 15 и пружины 16, размещенные в корпусе 17. Предохранительный клапан содержит плунжер 18, упор 19 и пружину 20, размещенные в корпусе 21.

Система работает следующим образом.

Ингибитор насосом 4 подается на регулятор расхода ингибитора 5 и далее по линии подачи ингибитора 6 с расходом, обеспечивающим предотвращение гидратообразования в шлейфе 2 с соответствующим расходом газа, через автоматические дозаторы 7 и обратные клапаны 8 на устье каждой газовой скважины 1 куста. При этом каждый автоматический дозатор 7 упором 15 и пружинами 16 отрегулирован на расход, обеспечивающий безгидратный режим работы данной скважины при соответствующем расходе газа из данной скважины куста.

При увеличении расхода газа через регулирующий клапан 3 из скважин 1 куста и соответственно расхода ингибитора гидратообразования через регулятор 5 давление газа в шлейфе 2 и на скважинах 1 куста уменьшится, а перепад давления на мембранах 13 автоматических дозаторов 7 увеличится. При этом регулирующие плунжеры 12, перемещаясь вверх, уменьшают сопротивление шайб 14, т.е. увеличивают расходы ингибитора гидратообразования в соответствии с расходами газа из соответствующих скважин 1 куста. Положения плунжеров 12 определяются усилиями пружин 16 и перепадами давления на соответствующих мембранах 13.

При уменьшении расхода газа через регулирующий клапан 3 из скважин 1 куста и соответственно расхода ингибитора гидратообразования через регулятор 5 давление газа в шлейфе 2 и на скважинах 1 куста увеличится, а перепад давления на мембранах 13 автоматических дозаторов 7 уменьшится. При этом регулирующие плунжеры 12, перемещаясь вниз, увеличивают сопротивление шайб 14, т.е. уменьшают расходы ингибитора гидратообразования в соответствии с расходами газа из соответствующих скважин 1 куста.

Пределы регулирования расхода газа по кусту газовых скважин, как правило, (по геологическим характеристикам) составляют±20% от номинального расхода, т.е. Q_min 0,8Q_ном, Q_max 1,2Q_ном. Таким образом, давление газа на устье скважин 1 соответствующее Q_min вполне определенная величина Р_mах, выше которой при безгидратном режиме работы давление газа в шлейфе 2 подниматься не может. Если же давление газа в шлейфе 2 от куста скважин 1 увеличивается независимо от расхода газа, то это говорит о том, что в шлейфе 2 образовались гидраты.

При увеличении давления газа в шлейфе 2 и на скважинах 1 куста выше Р_maх плунжеры 18 предохранительных клапанов 9 под действием давления газа в скважинах 1, преодолевая усилие пружин 20, соответствующее Р_mах, переместятся вверх, открывая проход ингибитору гидратообразования из линии подачи ингибитора 6 в шлейф 2 с максимальным расходом.

После ликвидации гидратов давление в шлейфе 2 понизится и плунжеры 18 клапанов 9 под действием усилия пружин 20, преодолевая давление газа в скважинах 1 куста, переместятся вниз и перекроют проход ингибитору гидратообразования из линии подачи ингибитора 6 в шлейф 2.