Устройство для добычи сероводородсодержащих нефти и газа
(57) ТЕКСТ РЕФЕРАТА ОТСУТСТВУЕТ
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для добычи сероводородсодержащих нефти и газа. Известно устройство для добычи сероводородсодержащих нефти и газа, включающее обсадную колонну, насосно-компрессорные трубы и фонтанную арматуру, что позволяет регулировать давление в выкидных линиях задвижками или кранами фонтанной арматуры. Однако при добыче продукции повышенной коррозионной агрессивности скважина быстро выходит из строя из-за сульфидного растрескивания. Известно также устройство для добычи сероводородсодержащих нефти и газа, включающее обсадную колонну, насосно-компрессорные трубы и обратный клапан. Устройство содержит пакет, межтрубное пространство заполнено нефтью или ингибирующей жидкостью, а подачу ингибиторов коррозии осуществляют через ингибиторные и циркуляционные клапаны. Недостатком известного устройства является использование дорогих специальных коррозионных сталей, увеличение толщины стенок труб и оборудования для снижения растягивающих напряжений, значительные затраты на оборудование для ввода ингибиторов коррозии и гидратообразования. Цель изобретения повышение надежности устройства в работе путем предотвращения коррозионного растрескивания и гидратообразования, а также снижение металлоемкости устройства. Цель достигается тем, что устройство для добычи сероводородсодержащих нефти и газа, включающее обсадную колонну, насосно-компрессорные трубы и обратный клапан, снабжено размещенными в насосно-компрессорных трубах дросселирующими элементами и предохранительным клапаном, установленным над дросселирующими элементами. Кроме того, дросселирующие элементы выполнены в виде заполненного ингибитором коррозии и гидратообразования стакана с наружными кольцевыми выступами, на которых имеются сквозные отверстия. При этом пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами заполнено материалом с высокой теплопроводностью. Кроме того, предохранительный клапан выполнен в виде поршневой пары, установленной в эластичной непроницаемой камере, размещенной в перфорированном корпусе. На фиг. 1 представлено устройство для добычи сероводородсодержащих нефти и газа в условиях низких пластовых давлений; на фиг. 2 то же, при высоких пластовых давлениях; на фиг. 3 предохранительный клапан. Устройство для добычи сероводородсодержащих нефти и газа включает обсадную колонну 1, насосно-компрессорные трубы 2 (НКТ) с муфтовыми соединениями 3, теплопроводный материал в межтрубном пространстве 4, отделенный от продукции пласта 5 пакером 6. В муфтовых соединениях нижних труб колонны установлены дросселирующие элементы 7, а выше них предохранительный клапан 8. Фонтанная арматура скважины включает задвижку 9 для перекрытия межтрубного пространства и задвижку (кран) 10 для остановки работы скважины. В устройстве для добычи природного газа при высоких пластовых давлениях в нижней части колонны НКТ установлен обратный клапан 11 и заполненный ингибиторами коррозии и гидратообразования стакан 12 с кольцевыми выступами 13 и сквозными отверстиями 14. Стакан поддерживается в трубе упорами 15. Предохранительный клапан, поддерживающий давление не выше заданного, состоит из корпуса 16, поршня 17, эластичной непроницаемой камеры 18 и жесткого перфорированного корпуса 19, штока 20 и запорного шара 21. Клапан жестко закреплен в НКТ 2 фиксаторами 22. Пространство под поршнем 17 в корпусе 16 заполнено упругой средой 23. Устройство работает следующим образом. Поступающая из пласта 5 продукция, проходя через дросселирующие элементы 7 или через зазоры между выступами 13 и колонной НКТ, снижает свое давление до расчетной величины, минимально необходимой для осуществления ее транспорта и подготовки в наземных аппаратах. Расчетная, технологически обусловленная величина давления складывается из потерь напора при движении нефти и газа в скважине от дросселирующего устройства до фонтанной арматуры, из потерь напора в фонтанной арматуре и выкидных линиях и из рабочего давления аппарата, в который поступает продукция на подготовку. Все указанные величины составляющих расчетного давления легко рассчитываются по исходным данным (диаметр, длина лифтовых труб, расход и реологические показатели продукции и др.) применительно к конкретным условиям. Снижение давления может привести к образованию гидратов и забивке ими НКТ. Для предотвращения этого перепад давления в дросселирующих элементах рассчитывают максимально возможным, редуцирование давления делают многоступенчатым, обеспечивают подвод тепла земных недр к колонне НКТ 2 через теплопроводный материал 4 и подают ингибитор гидратообразования через отверстия 14. При остановках скважины ингибиторы коррозии и гидратообразования вытекают из стакана 12. Для предотвращения утечек ингибиторов на забой скважины срабатывает обратный клапан 11. При пуске скважины в работу ингибиторы выносятся потоком в зону колонны НКТ выше дросселирующих элементов, откуда ингибиторы возвращаются в стакан 12, т.е. обеспечивается их непрерывная циркуляция. При остановках скважины или при повышении давления в трубах выше дросселируюших элементов до определенной заданной величины срабатывает клапан 8. Перекрытие потока в скважине при этом осуществляется за счет воздействия давления продукции на поршень 17, который перемещается в корпусе 16 и через шток 20 перекрывает седло клапана шаром 21. При снижении давления до заданной величины поршень 17 под действием упругой среды 23 перемещается вверх и клапан открывается. Эластичная непроницаемая камера 18 служит для предотвращения попадания в поршневую пару жидкости и твердых частиц, жесткий перфорированный корпус 19 для исключения влияния динамической составляющей давления на работу клапана. Таким образом, снижением общего давления сероводородсодержащей среды можно снизить парциальное давление сероводорода до безопасного предела (примерно 0,003 кгс/см2) и этим предотвратить необходимость использования дорогостоящего оборудования, применения методов борьбы с коррозионным растрескиванием и гидратообразованием, а также уменьшить напряжение в металле, что ведет к снижению металлоемкости.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОБЫЧИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ НЕФТИ И ГАЗА, включающее обсадную колонну, насосно-компрессорные трубы и обратный клапан, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства путем предотвращения коррозионного растрескивания и гидратообразования, а также снижения металлоемкости устройства, он снабжено размещенными в насосно-компрессорных трубах дросселирующими элементами и предохранительным клапаном, установленным над дросселирующими элементами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дросселирующие элементы выполнены в виде заполненного ингибитором коррозии и гидратообразования стакана с наружными кольцевыми выступами, на которых имеются сквозные отверстия. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами заполнено материалом с высокой теплопроводностью. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что предохранительный клапан выполнен в виде поршневой пары, установленной в эластичной непроницаемой камере, размещенной в перфорированном корпусе.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
