обвязка устьевого и наземного оборудования метаноугольной скважины (варианты)

Формула изобретения

1. Обвязка устьевого и наземного оборудования скважины, включающая линию очистки газа, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию дегазации и очистки пластовой воды, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами, средство очистки газа, связанное входом с линией очистки газа, выходом - с линией отвода очищенного газа, а жидкостным выводом - через конденсатоотводчик с линией отвода пластовой воды на утилизацию, предохранительно-сбросовый клапан и регулирующее средство, отличающаяся тем, что отводы трубного и затрубного каналов скважины выполнены в устьевой трубной головке, средство очистки газа выполнено с возможностью очистки и дегазации пластовой воды и оснащено узлом определения степени загрязнения его фильтрующего элемента, линия дегазации и очистки пластовой воды сообщена через обратный клапан с линией очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и средством очистки газа, предохранительно-сбросовый клапан установлен на средстве очистки газа, а регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и местом сообщения линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа.

2. Обвязка по п.1, отличающаяся тем, что второй отвод затрубного канала скважины оборудован эхолот-уровнемером и узлом герметизации кабеля забойного манометра.

3. Обвязка по п.1, отличающаяся тем, что третий отвод затрубного канала скважины и второй отвод трубного канала скважины оборудованы узлами быстросъемного соединения.

4. Обвязка по п.3, отличающаяся тем, что узлы быстросъемного соединения третьего отвода затрубного канала скважины и второго отвода трубного канала скважины выполнены с возможностью оперативного присоединения насосного агрегата.

5. Обвязка по п.1, отличающаяся тем, что в третьем и четвертом отводах трубного канала скважины, расположенных напротив друг друга, установлены съемные приспособления для захвата и фиксации полированного штока скважинного насоса.

6. Обвязка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена насосом, смонтированным в линии отвода пластовой воды на утилизацию.

7. Обвязка по п.6, отличающаяся тем, что насос смонтирован в линии отвода пластовой воды на утилизацию между конденсатоотводчиком и измерительным узлом.

8. Обвязка по п.1, отличающаяся тем, что узел определения степени загрязнения фильтрующего элемента средства очистки газа, выполненного с возможностью очистки и дегазации пластовой воды, выполнен в виде дифманометра.

9. Обвязка по п.1, отличающаяся тем, что содержит линию ввода метанола, врезанную в линию отвода очищенного газа.

10. Обвязка по п.1, отличающаяся тем, что линия дегазации и очистки пластовой воды сообщена с линией очистки газа через эжектор.

11. Обвязка устьевого и наземного оборудования скважины, включающая линию очистки газа, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию дегазации и очистки пластовой воды, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами, средство очистки газа, связанное входом с линией очистки газа, выходом - с линией отвода очищенного газа, а жидкостным выводом - через конденсатоотводчик с входом средства дегазации и очистки пластовой воды, оснащенным газоотводчиком и съемным контейнером для мехпримесей, предохранительно-сбросовый клапан и регулирующее средство, отличающаяся тем, что отводы трубного и затрубного каналов скважины выполнены в устьевой трубной головке, средство очистки газа выполнено с возможностью очистки и дегазации пластовой воды, средство дегазации и очистки пластовой воды смонтировано на линии отвода пластовой воды на утилизацию, линия дегазации и очистки пластовой воды сообщена с линией очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и средством очистки газа, а регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и местом сообщения линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа, при этом средство очистки газа и средство дегазации и очистки пластовой воды оснащены узлами определения степени загрязнения их фильтрующих элементов, а предохранительно-сбросовый клапан установлен на средстве очистки газа.

12. Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что средство дегазации и очистки пластовой воды смонтировано на линии отвода пластовой воды на утилизацию между конденсатоотводчиком и измерительным узлом.

13.Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что второй отвод затрубного канала скважины оборудован эхолот-уровнемером и узлом герметизации кабеля забойного манометра.

14. Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что третий отвод затрубного канала скважины и второй отвод трубного канала скважины оборудованы узлами быстросъемного соединения.

15. Обвязка по п.14, отличающаяся тем, что узлы быстросъемного соединения третьего отвода затрубного канала скважины и второго отвода трубного канала скважины выполнены с возможностью оперативного присоединения насосного агрегата.

16. Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что в третьем и четвертом отводах трубного канала скважины, расположенных напротив друг друга, установлены съемные приспособления для захвата и фиксации полированного штока скважинного насоса.

17. Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что она снабжена насосом, смонтированным в линии отвода пластовой воды на утилизацию.

18. Обвязка по п.17, отличающаяся тем, что насос смонтирован в линии отвода пластовой воды на утилизацию между конденсатоотводчиком и средством дегазации и очистки пластовой воды.

19. Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что узлы определения степени загрязнения фильтрующих элементов средства очистки газа, выполненного с возможностью очистки и дегазации пластовой воды, и средства дегазации и очистки пластовой воды выполнены в виде дифманометров.

20. Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что содержит линию ввода метанола, врезанную в линию отвода очищенного газа.

21. Обвязка по п.11, отличающаяся тем, что линия дегазации и очистки пластовой воды сообщена с линией очистки газа через эжектор.

22. Обвязка устьевого и наземного оборудования скважины, включающая линию очистки газа, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию дегазации и очистки пластовой воды, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами, средство очистки газа, связанное входом с линией очистки газа, выходом - с линией отвода очищенного газа, а жидкостным выводом - через конденсатоотводчик со съемным контейнером, средство дегазации и очистки пластовой воды, оснащенное газоотводчиком и съемным контейнером для мехпримесей и связанное входом с линией дегазации и очистки пластовой воды, а выходом - с линией отвода пластовой воды на утилизацию, предохранительно-сбросовый клапан и регулирующее средство, отличающаяся тем, что отводы трубного и затрубного каналов скважины выполнены в устьевой трубной головке, газоотводчик средства дегазации и очистки пластовой воды сообщен через запорный узел и обратный клапан с линией отвода очищенного газа, средство очистки газа и средство дегазации и очистки пластовой воды оснащены узлами определения степени загрязнения их фильтрующих элементов, а регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и средством очистки газа.

23. Обвязка по п.22, отличающаяся тем, что она снабжена линией отвода неочищенного газа на факельное устройство, присоединенной к третьему отводу затрубного канала скважины, расположенному напротив второго отвода затрубного канала скважины.

24. Обвязка по п.23, отличающаяся тем, что линия очистки газа сообщена через предохранительно-сбросовый клапан и запорный узел с линией отвода неочищенного газа на факельное устройство.

25. Обвязка по п.23, отличающаяся тем, что газоотводчик средства дегазации и очистки пластовой воды сообщен через запорный узел и обратный клапан с линией отвода неочищенного газа на факельное устройство.

26. Обвязка по п.24, отличающаяся тем, что регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и местом сообщения линии очистки газа с линией отвода неочищенного газа на факельное устройство.

27. Обвязка по п.22, отличающаяся тем, что второй отвод затрубного канала скважины оборудован эхолот-уровнемером и узлом герметизации кабеля забойного манометра.

28. Обвязка по п.22, отличающаяся тем, что третий отвод затрубного канала скважины и второй отвод трубного канала скважины оборудованы узлами быстросъемного соединения.

29. Обвязка по п.28, отличающаяся тем, что узлы быстросъемного соединения третьего отвода затрубного канала скважины и второго отвода трубного канала скважины выполнены с возможностью оперативного присоединения насосного агрегата.

30. Обвязка по п.22, отличающаяся тем, что в третьем и четвертом отводах трубного канала скважины, расположенных напротив друг друга, установлены съемные приспособления для захвата и фиксации полированного штока скважинного насоса.

31. Обвязка по п.22, отличающаяся тем, что она снабжена насосом, смонтированным в линии отвода пластовой воды на утилизацию.

32. Обвязка по п.31, отличающаяся тем, что насос смонтирован в линии отвода пластовой воды на утилизацию после установленного в ней обратного клапана.

33. Обвязка по п.22, отличающаяся тем, что узлы определения степени загрязнения фильтрующих элементов средства очистки газа и средства дегазации и очистки пластовой воды выполнены в виде манометров, установленных на их входе и выходе.

34. Обвязка по п.22, отличающаяся тем, что содержит линию ввода метанола, врезанную в линию отвода очищенного газа.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к горной промышленности, в частности к наземному оборудованию скважин для добычи метана из газоносных угольных пластов.

Известна схема сбора газа и последующего его транспорта, в соответствии с которой газ из скважины поступает по трубопроводу на газосборный пункт, в котором замеряется количество газа, поступившего от каждой скважины, и с помощью сепараторов производится его предварительная очистка от механических примесей и капельной влаги. Далее по шлейфу через обратный клапан газ поступает в газосборный промысловый коллектор, который в зависимости от расположения скважин на промысле может быть линейным, кольцевым или лучевым. Из коллектора газ направляется на головные сооружения, где газ тщательно осушается и очищается от посторонних примесей. Здесь же в него вводится одорант. После такой подготовки газ направляется в магистральный газопровод. В указанной известной схеме обвязка устьевого и наземного оборудования скважины в газосборной системе служит для сбора неочищенного газа и включает линию отвода неочищенного газа, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, выкидную рабочую линию, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, а также второй отвод затрубного канала скважины, оборудованные запорными, регулирующими и измерительными узлами (Н.А. Скафтымов. Основы газоснабжения. Ленинград: Недра, 1975, с.33-35).

Недостатком известной обвязки устьевого и наземного оборудования скважины является отсутствие лини очистки газа, линии очистки и дегазации пластовой воды. Известная обвязка устьевого и наземного оборудования скважины не предполагает наличия каких-либо средств очистки, так как первичная (предварительная) очистка газа от механических примесей и капельной влаги осуществляется на газосборном пункте, т.е. на определенном удалении от скважины. Известная обвязка не предназначена для использования на метаноугольных скважинах, поскольку в ней не учтены особенности добычи метана из угольных пластов.

Известна устьевая обвязка скважин системы сбора газа на газовом промысле, содержащая выполненную из унифицированных узлов арматуру обвязки скважины, шлейфы от скважин, линейный газосборный коллектор и подключенный к магистральному газопроводу групповой сборный пункт (RU 41350, 2004).

Известная обвязка не учитывает конструктивных особенностей устьевой трубной головки и не предназначена для использования на метаноугольных скважинах.

Известна обвязка газовой скважины в газосборной системе, включающая линию, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода газа, оборудованные запорными узлами, предохранительно-сбросовый клапан и регулирующее средство (RU 2269645, 2006).

Известная обвязка также представляет собой выполненную из унифицированных узлов арматуру обвязки скважины, шлейфы от скважины для соединения с коллектором сбора газа и газового конденсата и подключения к магистральным трубопроводам. Эта обвязка не содержит линии и средства, предназначенные для очистки газа, дегазации и очистки пластовой воды, и не предназначена для использования на метаноугольных скважинах.

Известно техническое решение - установка для освоения метаноугольной скважины и подготовки добываемого из нее газа, в которой, по сути, обвязка устьевого и наземного оборудования скважины в газосборной системе позволяет извлекать из скважины неочищенный газ, очищать его и подавать по трубопроводу на газосборный пункт. Известная обвязка содержит линию очистки газа, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию дегазации и очистки пластовой воды, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами, средство очистки газа в линии очистки газа, средство дегазации и очистки пластовой воды и регулирующее средство (RU 2301322, 2007). Это известное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.

Недостатком известного технического решения является его недостаточная проработанность в части конструктивных особенностей оформления устьевой трубной головки и сложность выполнения самой обвязки с наземным оборудованием, а также ограниченные функциональные возможности.

Предложенная группа изобретений, связанных между собой единым изобретательским замыслом, раскрывает устройства одинакового назначения, обеспечивающие получение одного и того же технического результата и решающие задачу создания устьевой обвязки скважины, адаптированной к устьевой трубной головке и удовлетворяющей условиям сбора неочищенного газа, добываемого из метаноугольных скважин, его очистки, а также дегазации и очистки извлекаемой пластовой воды.

Технический результат - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей.

В одном варианте задача решается и технический результат достигается тем, что в обвязке устьевого и наземного оборудования скважины, включающей линию очистки газа, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию дегазации и очистки пластовой воды, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами, средство очистки газа, связанное входом с линией очистки газа, выходом - с линией отвода очищенного газа, а жидкостным выводом через конденсатоотводчик - с линией отвода пластовой воды на утилизацию, предохранительно-сбросовый клапан и регулирующее средство, согласно изобретению отводы трубного и затрубного каналов скважины выполнены в устьевой трубной головке, средство очистки газа выполнено с возможностью очистки и дегазации пластовой воды и оснащено узлом определения степени загрязнения его фильтрующего элемента, линия дегазации и очистки пластовой воды через обратный клапан сообщена с линией очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и средством очистки газа, предохранительно-сбросовый клапан установлен на средстве очистки газа, а регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и местом сообщения линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа.

В конкретном исполнении обвязки сообщение линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа может быть осуществлено через установленный после обратного клапана тройник, а для придания большей энергии смешаному потоку газа и пластовой воды и увеличения эффективности инжектирования (откачивания) газа - через эжектор.

Обвязка может включать насос, смонтированный в линии отвода пластовой воды на утилизацию, обычно между конденсатоотводчиком и измерительным узлом.

Узел определения степени загрязнения фильтрующего элемента средства очистки газа, выполненного с возможностью очистки и дегазации пластовой воды, представляет собой дифференциальный манометр (дифманометр).

Обвязка может содержать линию ввода метанола, врезанную в линию отвода очищенного газа.

Способствует достижению технического результата то, что:

- второй отвод затрубного канала скважины оборудован эхолот-уровнемером и узлом герметизации кабеля забойного манометра;

- третий отвод затрубного канала скважины и второй отвод трубного канала скважины оборудованы узлами быстросъемного соединения, которые выполнены с возможностью оперативного присоединения насосного агрегата для организации промывки;

- в третьем и четвертом отводах трубного канала скважины, расположенных напротив друг друга, установлены съемные приспособления для захвата и фиксации полированного штока скважинного насоса.

В другом варианте задача решается и технический результат достигается тем, что в обвязке устьевого и наземного оборудования скважины, включающей линию очистки газа, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию дегазации и очистки пластовой воды, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами, средство очистки газа, связанное входом с линией очистки газа, выходом - с линией отвода очищенного газа, а жидкостным выводом через конденсатоотводчик - с входом средства дегазации и очистки пластовой воды, оснащенным газоотводчиком и съемным контейнером для механических примесей, предохранительно-сбросовый клапан и регулирующее средство, согласно изобретению отводы трубного и затрубного каналов скважины выполнены в устьевой трубной головке, средство очистки газа выполнено с возможностью очистки и дегазации пластовой воды, средство дегазации и очистки пластовой воды смонтировано на линии отвода пластовой воды на утилизацию, линия дегазации и очистки пластовой воды сообщена с линией очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и средством очистки газа, а регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и местом сообщения линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа, при этом средство очистки газа и средство дегазации и очистки пластовой воды оснащены узлами определения степени загрязнения их фильтрующих элементов, а предохранительно-сбросовый клапан установлен на средстве очистки газа.

Способствует достижению технического результата то, что:

- средство дегазации и очистки пластовой воды смонтировано на линии отвода пластовой воды на утилизацию между конденсатоотводчиком и измерительным узлом;

- в обвязке второй отвод затрубного канала скважины оборудован эхолот-уровнемером и узлом герметизации кабеля забойного манометра;

- третий отвод затрубного канала скважины и второй отвод трубного канала скважины оборудованы узлами быстросъемного соединения, которые выполнены с возможностью оперативного присоединения насосного агрегата для организации промывки;

- в третьем и четвертом отводах трубного канала скважины, расположенных напротив друг друга, установлены съемные приспособления для захвата и фиксации полированного штока скважинного насоса;

- узлы определения степени загрязнения фильтрующих элементов средства очистки газа, выполненного с возможностью очистки и дегазации пластовой воды, и средства дегазации и очистки пластовой воды представляют собой дифманометры;

- содержит линию ввода метанола, врезанную в линию отвода очищенного газа;

- средство дегазации и очистки пластовой воды имеет газоотводчик.

В конкретном исполнении обвязки сообщение линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа может быть осуществлено через тройник, а для увеличения эффективности инжектирования (откачивания) газа - через установленный после обратного клапана эжектор, в котором эжектирующим потоком является пластовая вода.

Обвязка может включать насос, смонтированный в линии отвода пластовой воды на утилизацию, обычно, между конденсатоотводчиком и средством дегазации и очистки пластовой воды.

Еще в одном варианте поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что в обвязке устьевого и наземного оборудования скважины, включающей линию очистки газа, присоединенную к первому отводу затрубного канала скважины, линию дегазации и очистки пластовой воды, присоединенную к первому отводу трубного канала скважины, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами, средство очистки газа, связанное входом с линией очистки газа, выходом - с линией отвода очищенного газа, а жидкостным выводом - через конденсатоотводчик со съемным контейнером, средство дегазации и очистки пластовой воды, оснащенное газоотводчиком и съемным контейнером для механических примесей и связанное входом с линией дегазации и очистки пластовой воды, а выходом - с линией отвода пластовой воды на утилизацию, предохранительно-сбросовый клапан и регулирующее средство, согласно изобретению отводы трубного и затрубного каналов скважины выполнены в устьевой трубной головке, газоотводчик средства дегазации и очистки пластовой воды сообщен через запорный узел и обратный клапан с линией отвода очищенного газа, средство очистки газа и средство дегазации и очистки пластовой воды оснащены узлами определения степени загрязнения их фильтрующих элементов, а регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и средством очистки газа.

В конкретном примере обвязка может содержать линию отвода неочищенного газа на факельное устройство, присоединенную к третьему отводу затрубного канала скважины, расположенному напротив второго отвода затрубного канала скважины. При этом с линией отвода неочищенного газа на факельное устройство сообщена через предохранительно-сбросовый клапан и запорный узел линия очистки газа, а газоотводчик средства дегазации и очистки пластовой воды сообщен с ней через запорный узел и обратный клапан.

Регулирующее средство установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и местом сообщения линии очистки газа с линией отвода неочищенного газа на факельное устройство.

Второй отвод затрубного канала скважины оборудован эхолот-уровнемером и узлом герметизации кабеля забойного манометра.

Третий отвод затрубного канала скважины и второй отвод трубного канала скважины оборудованы узлами быстросъемного соединения, которые выполнены с возможностью оперативного присоединения насосного агрегата для организации промывки.

В третьем и четвертом отводах трубного канала скважины, расположенных напротив друг друга, установлены съемные приспособления для захвата и фиксации полированного штока скважинного насоса.

Обвязка может включать насос, смонтированный в линии отвода пластовой воды на утилизацию, обычно после установленного в ней обратного клапана.

Узлы определения степени загрязнения фильтрующих элементов средства очистки газа и средства дегазации и очистки пластовой воды в этом примере выполнены в виде манометров, установленных на их входе и выходе.

Обвязка может содержать линию ввода метанола, врезанную в линию отвода очищенного газа.

Группа изобретений поясняется графикой, на которой показаны принципиальные схемы вариантов обвязки (фиг.1-3), причем на фиг.1 и 2 устьевая трубная головка показана схематически на двух видах в плане, разнесенных по ее высоте, поскольку ее боковые отводы затрубного (поз.1-а) и трубного (поз.1-б) каналов скважины расположены в два яруса.

По первому варианту (фиг.1) обвязка включает устьевую трубную головку (поз.1-а, 1-б), выполненную с боковыми отводами затрубного и трубного каналов скважины, которые расположены в два яруса по высоте. При этом три боковых отвода нижнего яруса трубной головки, оборудованные запорными узлами 2-5, связаны с затрубным каналом (пространством) скважины, а четыре боковых отвода верхнего яруса - с ее трубным каналом (пространством).

Обвязка включает линию очистки газа, линию дегазации и очистки пластовой воды, линию отвода очищенного газа и линию отвода пластовой воды на утилизацию, оборудованные запорными и измерительными узлами.

В линии очистки газа, присоединенной к первому отводу затрубного канала скважины, установлено регулирующее средство (угловой регулируемый дроссель) 6 с ручным управлением. С помощью регулируемого дросселя 6 можно плавно изменять величину противодавления на устье скважины. Второй отвод затрубного канала скважины расположен под прямым углом к первому, третий отвод - напротив первого и оборудован быстросъемным соединением 7. Второй отвод оборудован эхолот-уровнемером 8 и узлом 9 герметизации кабеля забойного манометра.

Инструментальный фланец 10 установлен между запорными узлами 4 и 5, а инструментальный фланец 11 - соответственно между запорным узлом 2 и быстросъемным соединением 7.

В линии очистки газа за регулируемым дросселем 6 последовательно размещены инструментальный фланец 12, обратный клапан 13, тройник 14, запорный узел 15 и инструментальный фланец 16. Последний присоединен к средству очистки газа (фильтру-сепаратору) 17. Таким образом, средство очистки газа связано входом с линией очистки газа, выходом - с линией отвода очищенного газа. На верхней крышке фильтра-сепаратора 17 установлен предохранительно-сбросовый клапан 18.

В линии отвода очищенного газа установлены последовательно инструментальный фланец 19, запорный узел 20, измерительный узел (газовый расходомер) 21 и запорный узел 22. На выходе линии установлен обратный клапан 54. Байпасная линия, в которой установлен запорный узел 23, обеспечивает возможность направления потока газа в обход расходомера 21.

Средство (фильтр-сепаратор) 17 очистки газа выполнено с возможностью очистки и дегазации пластовой воды и оснащено узлом 24 определения степени загрязнения его фильтрующего элемента - дифманометром, обозначенным на схеме как «ДМ» и подключенным к инструментальным фланцам 16,19.

Фильтр-сепаратор 17 одновременно обеспечивает очистку низконапорного газа, а также дегазацию и очистку пластовой воды. Такая схема обвязки предпочтительна для случаев, когда в откачиваемой из метаноугольной скважины пластовой воде присутствует незначительное количество механических примесей.

Средство 17 очистки газа своим жидкостным выводом связано через конденсатоотводчик 25 с линией отвода пластовой воды на утилизацию. На жидкостном сливном патрубке фильтра-сепаратора 17 перед конденсатоотводчиком 25 установлен запорный узел 26, за конденсатоотводчиком 25 обвязка может содержать насос 27, смонтированный в линии отвода пластовой воды на утилизацию, обеспечивающий принудительную подачу жидкости. Насос 27 обычно расположен между конденсатоотводчиком и измерительным узлом (водяным расходомером) 28, после которого установлен запорный узел (обратный клапан) 29.

В третьем и четвертом отводах трубного канала 1-б скважины, расположенных напротив друг друга, установлены съемные приспособления 30 для захвата и фиксации полированного штока скважинного насоса.

Третий отвод затрубного канала 1-а скважины и второй отвод трубного канала 1-б скважины оборудованы узлами 31 быстросъемного соединения, которые выполнены с возможностью оперативного присоединения насосного агрегата.

Линия дегазации и очистки пластовой воды присоединена к первому отводу трубного канала скважины, в котором установлены инструментальный фланец 32 и запорный узел 33.

Линия дегазации и очистки пластовой воды сообщена через обратный клапан 34 с линией очистки газа на ее участке между первым отводом и средством 17 очистки газа. Регулирующее средство 6 установлено в линии очистки газа на ее участке между первым отводом затрубного канала устьевой трубной головки и местом сообщения линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа.

Измерительные узлы (газовый расходомер 21 и водяной расходомер 28) встроены в линиях при помощи запорных узлов 20, 22, 56, 57. Байпасные линии, в которых установлены запорные узлы 23, 55, обеспечивают возможность направления потока газа или воды в обход расходомеров 21, 28.

Инструментальные фланцы оснащены манометрами, обозначенными на схеме как «М».

Обвязка может содержать линию ввода метанола, врезанную в линию отвода очищенного газа (см. фиг.1, показана пунктиром).

В конкретном исполнении обвязки сообщение линии дегазации и очистки пластовой воды с линией очистки газа может быть осуществлено путем врезки через тройник или, когда необходимо увеличение давления смешанного потока газа и пластовой воды, через эжектор (см., например, источник информации: И.А.Красильников. «Стендовые исследования характеристик жидкостно-газовых струйных аппаратов», журнал «Территория нефтегаз», № 9, сентябрь 2007).

Обвязка, выполненная по первому варианту, работает следующим образом.

После завершения строительства скважины ее осваивают и переходят к процессу эксплуатации с извлечением газа метана из газоносных угольных пластов. Освоение скважины и собственно процесс извлечения газа сопровождаются откачкой жидкости (воды) по трубному каналу скважины при помощи, обычно, скважинного штангового насоса (СШН). Спуск насоса в скважину и его подъем из скважины связан с необходимостью захвата и фиксации полированного штока СШН. Эту операцию выполняют с использованием съемных приспособлений 30, которые расположены напротив друг друга в третьем и четвертом отводах трубного канала скважины.

При включении в работу СШН происходит извлечение воды по трубному каналу скважины на поверхность и направление ее в линию дегазации и очистки пластовой воды и далее через запорный узел 34 и тройник 14 в линию очистки газа, в которой она смешивается с газом и поступает в средство 17 очистки газа, которое выполнено с возможностью одновременной очистки газа, а также дегазации и очистки пластовой воды. Удаление жидкости (смеси пластовой воды и механических примесей) из средства 17 осуществляется с помощью конденсатоотводчика 25. Насос 27 осуществляет принудительную подачу жидкости, поступающей из конденсатоотводчика 25, в линию отвода пластовой воды на утилизацию.

По мере откачки воды и создания депрессионной воронки увеличивается депрессия на газоносный угольный пласт и газ начинает интенсивно поступать в линию очистки газа.

Второй вариант обвязки (см. фиг.2) отличается от первого ее варианта тем, что в нем предусматривается наличие смонтированного на линии отвода пластовой воды на утилизацию между конденсатоотводчиком 25 и измерительным узлом 28 средства (сепаратора) 41 дегазации и очистки пластовой воды, а также выполнение сообщения средства 17 очистки газа жидкостным выводом через конденсатоотводчик 25 - с входом средства 41 дегазации и очистки пластовой воды. Это несколько усложняет конструкцию, но тем не менее в целом ее второй вариант проще ближайшего аналога. Насос 27 смонтирован в линии отвода пластовой воды на утилизацию между конденсатоотводчиком 25 и средством 41 дегазации и очистки пластовой воды. Узел определения степени загрязнения фильтрующего элемента средства дегазации и очистки пластовой воды представляет собой дифманометр 45, связанный с входом сепаратора 41 и подключенный на его выходе к инструментальному фланцу 40. Газоотводчик 35 через запорный узел 36, а съемный контейнер 38 для сбора мехпримесей через запорный узел 37 связаны с сепаратором 41, у которого имеются на входе запорный узел 42, на выходе - запорный узел 39.

Для обеспечения возможности направления пластовой воды на утилизацию, минуя сепаратор 41, предусмотрена байпасная линия, в которой установлен запорный узел 43 и вставка 44 в виде фигурного патрубка.

На этапе освоения метаноугольной скважины, когда содержание механических примесей в пластовой воде достигает своих максимальных значений, вместо вставки 44 может быть установлен дополнительный сепаратор с газоотводчиком, съемным контейнером и запорными узлами, аналогичный сепаратору 41. Это позволит поочередно выводить из работы параллельно обвязанные сепараторы с целью их обслуживания, например замены или промывки загрязненного фильтрующего элемента.

После завершения этапа освоения метаноугольной скважины дополнительно установленное оборудование, которое указано выше, может быть демонтировано и заменено вставкой 44.

Работает обвязка, выполненная по второму варианту, аналогично описанной выше (по первому варианту), но с дополнительной дегазацией и очисткой пластовой жидкости в сепараторе 41. Сбор отделенных от пластовой воды механических примесей производится в съемном контейнере 38 благодаря тому, что гидравлическая связь с контейнером 38 и запорный узел 37 выполнены таким образом, чтобы не препятствовать выпадению в осадок упомянутых механических примесей (имеют соответствующие проходные сечения).

Третий вариант обвязки (см. фиг.3) имеет отличительную особенность, заключающуюся в том, что средство 17 очистки газа связано жидкостным выводом - через конденсатоотводчик 25 со съемным контейнером 53 для сбора конденсата, а средство (сепаратор) 41 дегазации и очистки пластовой воды связано своим входом непосредственно с линией дегазации и очистки пластовой воды.

Средство 41 дегазации и очистки пластовой воды также оснащено присоединенным через запорный узел 37 съемным контейнером 38 для мехпримесей и газоотводчиком 63. Однако в отличие от газоотводчика 35 по второму варианту в обвязке по третьему варианту газоотводчик 63 лишен возможности сброса в атмосферу газа, выделившегося из дегазируемой жидкости, и сообщен через запорный узел 59 и обратный клапан 61 с линией отвода очищенного газа.

Кроме этого, обвязка снабжена линией отвода неочищенного газа на факельное устройство, присоединенной к третьему отводу затрубного канала скважины, расположенному напротив второго отвода затрубного канала скважины, использование которой в определенных случаях позволяет не прибегать к остановке скважины.

Линия очистки газа сообщена через предохранительно-сбросовый клапан 50 и запорный узел 51 с линией отвода неочищенного газа на факельное устройство.

Узлы определения степени загрязнения фильтрующих элементов средства 17 очистки газа и средства 41 дегазации и очистки пластовой воды выполнены в виде манометров, установленных на их входе и выходе (в инструментальных фланцах 16, 19 и 58, 40 соответственно).

В линии отвода неочищенного газа на факельное устройство установлен обратный клапан 49, а в линии отвода очищенного газа - обратный клапан 54.

Обвязка может содержать линию ввода метанола (показана пунктиром), врезанную в линию отвода очищенного газа после обратного клапана 54.

Работает обвязка, выполненная по третьему варианту, следующим образом.

Освоение скважины и собственно процесс извлечения газа сопровождаются откачкой жидкости (воды) по трубному каналу скважины при помощи, обычно, СШН. Спуск насоса в скважину и его подъем из скважины связан с необходимостью захвата и фиксации полированного штока СШН. Эту операцию выполняют с использованием съемных приспособлений 30, которые расположены напротив друг друга в третьем и четвертом отводах трубного канала скважины.

При включении в работу СШН происходит извлечение воды по трубному каналу скважины на поверхность и направление ее в линию дегазации и очистки пластовой воды и далее в средство (сепаратор) 41.

По мере откачки воды и создания депрессионной воронки увеличивается депрессия на газоносный угольный пласт и газ начинает интенсивно поступать на устье скважины по ее затрубному каналу.

Удаление газа, отделенного от пластовой воды, из сепаратора 41 осуществляется с помощью газоотводчика 63 через запорный узел 36.

Из газоотводчика 63 газ может быть направлен либо в линию отвода очищенного газа (через запорный узел 60 и обратный клапан 62), либо в линию отвода неочищенного газа на факельное устройство (через запорный узел 59 и обратный клапан 61). Сбор отделенных от пластовой воды механических примесей производится в съемном контейнере 38. Причем гидравлическая связь с контейнером 38 и запорный узел 37 выполнены таким образом, чтобы не препятствовать выпадению в осадок упомянутых механических примесей.

Добываемый влажный низконапорный газ по одному из боковых отводов устьевой трубной головки может быть направлен из затрубного канала скважины либо в линию отвода очищенного газа, либо в линию отвода неочищенного газа на факельное устройство.

В первом случае поток газа через запорные узлы 4,5, инструментальные фланцы 10, 12, 16, регулируемый дроссель 6 поступает во входной патрубок сепаратора 17, в котором осуществляется очистка низконапорного газа от механических примесей и капельной жидкости. Величина перепада давления на регулируемом дросселе 6 контролируется по разности показаний манометров, установленных в инструментальных фланцах 10 и 12, а степень загрязнения фильтрующего элемента, установленного в сепараторе 17, - по разности показаний манометров, установленных в инструментальных фланцах 16 и 19.

Величина объемного расхода очищенного газа, поступающего из выходного патрубка сепаратора 17, контролируется с помощью расходомера 21. Для обеспечения возможности выполнения профилактических работ, связанных с необходимостью отключения расходомера 21, предусмотрена байпасная линия с запорным узлом 23.

Конденсат, получаемый в процессе сепарации газа, удаляется из сепаратора 17 с помощью конденсатоотводчика 25 и скапливается в съемном контейнере 53. Запорный узел 26 позволяет временно отключить конденсатоотводчик 25 от сепаратора 17, например, для выполнения профилактических работ.

В случае несанкционированного повышения давления газа (сверх установленного значения) после регулируемого дросселя 6 или внутри сепаратора 17 должно произойти срабатывание предохранительно-сбросного клапана 50. В этом случае газ автоматически сбрасывается в линию отвода неочищенного газа на факельное устройство, в котором осуществляется его безопасное сжигание. Запорный узел 51 позволяет осуществлять предварительную настройку предохранительно-сбросного клапана 50 на требуемую величину давления срабатывания.

На время выполнения ремонтных работ в линии очистки газа последняя может быть отсечена от устьевой трубной головки с помощью запорных узлов 4 или 5. В это время поступающий из скважины неочищенный газ через открытые запорные узлы 47 и 48 может быть временно направлен в линию отвода неочищенного газа на факельное устройство.

Откачиваемая из скважины жидкость (пластовая вода) по боковому отводу трубного канала устьевой трубной головки через инструментальный фланец 32 и запорный узел 33 поступает в линию дегазации и очистки пластовой воды и по ней на вход сепаратора 41, в котором осуществляется ее дегазация и очистка от механических примесей. Отделенный от жидкости газ с помощью газоотводчика 63 направляется в линию отвода очищенного газа или в линию отвода неочищенного газа на факельное устройство. С помощью запорного узла 36 можно временно отключить газоотводчик 63 от сепаратора 41, например, для выполнения профилактических работ.

Из выходного патрубка сепаратора 41 дегазированная и очищенная пластовая вода по трубопроводу направляется в линию отвода пластовой воды на утилизацию. Отделенные от пластовой воды механические примеси через жидкостной (сливной) отвод сепаратора 41 и открытый запорный узел 37 поступают в съемный контейнер 38, где происходит их постепенное накопление.

Степень загрязнения фильтрующего элемента, установленного в сепараторе 41, оценивается по показаниям манометров, установленных в инструментальных фланцах 58 и 40. Количество очищенной и дегазированной пластовой воды контролируется с помощью расходомера 28.

Для обеспечения возможности выполнения профилактических работ, связанных с необходимостью отключения расходомера 28, предусмотрена байпасная линия с запорным узлом 55.

Обратные клапаны 54, 49 и 29, установленные соответственно в линиях отвода очищенного и неочищенного газа, а также пластовой воды на утилизацию, предотвращают возможность возникновения обратного потока газа и/или жидкости в указанных линиях.

В случае необходимости в линии отвода пластовой воды на утилизацию за обратным клапаном 29 может быть дополнительно установлен вспомогательный (подпорный) насос (не показан) для обеспечения возможности транспортирования очищенной и дегазированной пластовой воды на водосборный пункт.

Предлагаемые варианты обвязки отличаются от известного аналога простотой конструкции, адаптированностью к устьевой трубной головке.

Оборудование второго отвода затрубного канала скважины обвязки эхолотом-уровнемером 8, а также узлом 9 герметизации кабеля забойного манометра позволяет отслеживать динамику изменения положения уровня жидкости в скважине и оценивать забойное давление, т.е. дополнительно расширить функциональные возможности.

Узел быстросъемного соединения 7, 31 в конкретном примере может быть выполнен известным образом (см., например, RU 42614, 2004).

Наличие возможности ввода метанола в линию отвода неочищенного газа позволяет эксплуатировать метаноугольные скважины в условиях низких температур окружающего воздуха.

По показаниям дифманометров 35, 45, шкалы которых могут быть проградуированы соответствующим образом, определяют степень загрязнения фильтрующего элемента средства 17 очистки газа и средства 41 дегазации пластовой воды и принимают решение о их замене или необходимости чистки.

Реализация предложения позволяет добиться упрощения конструкции обвязки и расширения ее функциональных возможностей.