Устройство для регулирования режима работы фонтанных и компрессорных скважин

 

Сущность изобретения: газожидкостной смеситель расположен на общей выкидной линии. Регуляторы расхода жидкости и газа установлены соответственно на жидкостном и газовом отводах демпфера-сепаратора , подключенных к газожидкостному смесителю. Регуляторы расхода жидкости и газа связаны с выкидной линией после газожидкостного смесителя общий управляющей трубкой. Демпфер-сепаратор снабжен диафрагмой с регулирующим обратным клапаном тарельчатого типа. Объем демпферной части определяют в соответствии с заданным соотношением. 2 з.п. ф-лы, 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 17 D 1/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ггпу: "г!.

,„Щ, и

1,4Vcp Чд.c 1,5Чср, Рср (21) 4768618/29 (22) 28.09.89 (46) 23,12,92, Бюл. М 47 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газа "Гипроморнефтегаз" (72) Н.Г.Пашаев, Э.И.Саркисов, Р,Х.Мирзаджанов, С, М,Абасов и Н.Б. Нуриев (56) Авторское свидетельство СССР

N 623049, кл, F 17 D 1/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕЖИМА РАБОТЫ ФОНТАННЫХ И КОМПРЕССОРНЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтегазодо. бывающей промышленности, в частности; к устройствам для регулирования режима работы фонтанно-компрессорных скважий, работающих в пульсирующем режиме.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы фонтанных и компрессорных скважин, Поставленная цель достигаетСя тем, что устройство для регулирования режима работы фонтанно-компрессорных скважин, включающее скважину, фонтанную арматуру, устьевой штуцер и выкидную линию снабжено демпфером-сепаратором, установленным после фонтанной арматуры и соединенным с ее выкидом, смесителем газожидкостнойсмесй, установленным на общей выкидной линии, устьевыми штуцерами, выполненными в виде регуляторов расхода. жидкости и газа, установленными соответственно на жидкостной и газовой отводных линиях демпфера-сепаратора и связанных общей управляющей трубкой с, 5U„„1783230 А1 (57) Сущность изобретения: газожидкостной смеситель расположен на общей выкидной линии. Регуляторы расхода жидкости и газа установлены соответственно на жидкостном и газовом отводах демпфера-сепаратора, подключенных к газожидкостному смесителю, Регуляторы расхода жидкости и газа связаны с выкидной линией после газожидкостного смесителя общий управляющей трубкой, Демпфер-сепаратор снабжен диафрагмой с регулирующим обратным клапаном тарельчатого типа, Объем демпферной части определяют в соответствии с заданным соотношением. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. выкидным трубопроводом, при этом обьем демпферной, части демпфера-сепаратора определяется в соответствии с соотношением где t,4-1.5- опытный коэффициент, обеспечивающий степень неравномерности пульсации давления при котором движение нефти и газа можно считать установившимися;

Vñp- средняя производительность скважины по газу, м /с;

Чд, . — объем газового колпака демпфера-сепаратора, м;

0,01 — 0,025 — степень неравномерности колебания давления, при котором движение

1783230 нефти и гэзэ мбжно считать практически установившимся, найдено опытным путем;

Ртах,dmin,Рср — мэксимальное, минимальное и среднее буферное давление соответственно, МПа.

Сущность, изобретения зэключэется в следующем.

Установка на входе из фонтанной арматуры демпферэ-сепаратора, смесителя газожидкостной смеси, установленного на общей выкидной линии, дйфференциаль ных регуляторов расхода жидкости и газа, установленных соответственно нэ жидкостной и газовой отводных линиях демпферасепаратора и связанных общей управляющей трубкой с выкидным трубопроводом позволяет исключить прохождения гэзожидкостного потока через устьевой штуцер, являющийся источником возбуждения пульсации давления, Кроме того, в демпфере-сепарэторе происходит дэльнейшее гашение пульсации давления, т.к. давление в демпфирующей части демпферэ-сепаратора стремится выравниваться с давлением в жидкостной.

При повышении давления в газовой зоне (колпака) демпферэ-сепаратора гэз сжимается и все более заполняет его объем. При снижении давления газ расширяется до тех пор, пока давление в нем не вырэвняется с давлением в жидкой фазе. Тем самым в системе скважина-выкиднэя линия поддерживается в среднем постоянное давление или оно выравнивается настолько, насколько позволяет объем газовой части демпферэсепаратора. Дальнейшее раздельное прохождение нефти и газа через регуляторы расхода нефти и газа, установленные на нефтяной и газовой линиях после демпферэ-сепаратора, исключают возбуждение колебания давления.

Кроме того, сообщение управляющих импульсных трубок регуляторов расхода с выкидной линией, где противодэвление в системе сбора является постоянным, позволяет отрегулировать постоянный средний расход по нефти и газу, согласно зэдан ному технологическому режиму работы скважины. Последующее же смешение нефти и газэ всмесителе,,при постоянном соотношении нефти и газа, обеспечивает преобразование пробковой структуры потока ГЖС нэ дисперсионную и подачу ее в выкидную линию под стабилизированным избыточным давлением, Кроме того, установка демпферэ-сепаратора на устье скважины исключает зэбитие штуцеров мехп римесями, имеющимися, как правило, в продукции пульсирующих скважин. За счет резкого уменьшения скорости ГЖС в сепараторе происходит оседание мехпримесей, которые периодически удаляются через сливную задвижку.

Оптимальный объем демпфирующей чэ5 сти (колпака) демпферэ сепаратора, при котором обеспечивэется. минимум неравномерности пульсации давления, определен опытным путем нэ основе проведе10

50 ния серии промысловых испытаний. Он оказался в пределах 1,4-1,5 от средней производительности скважины по газу.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит скважину 1, фонтанную арматуру 2, выкид скважины 3, демпфер-сепаратор 4, с диафрагмой 5 и обратным клапаном 6тэрельчатого типа, поплавковый регулятор уровня жидкости 7, регуляторы расхода газа 8 и жидкости 9 "после себя", связанные между собой управляющими импульсными трубками 10, 11 и с выкидной линией 14, смеситель жидкости и газа

13, отводы 15. 16, задвижки 17,18,19,20, манометры 21, 22, 23.

Устройство работает следующим образом. Продукция скважины 1 — нефть и гэз под избыточным устьевым давлением поступает по фонтанной арматуре 2 через выкид

3 в демпфер-сепаратор 4, в котором происходит разделение нефти и гэзэ и далее по отводам 15 и 16 газ и нефть разделено через регуляторы расхода газа 8 и нефти 9 поступают в смеситель 13 и далее в выкидную линию 14, При повышении давления в сепарэционной части 27 демфера-сепэрэторэ 4, что соответствует поступлению газовой пробки, газ, проходя через тэрельчатый клапан 6, поступает в газовый колпак 24 все более заполняя его объем.

При снижении давления в сепарационной зоне 27, что соответствует поступлению в него жидкостной фазы, газ над диафрагмой 5 расширяется до тех пор, пока давление в нем не выравняется с давлением в зоне сепарации 27 под диафрагмой 5.

При этом, во время расширения газа тарельчэтый обратный клапан 6 закрывается, препятствуя передаче колебательного процесса на поверхность - жидкой фазы.

Регуляторы расхода газа 8 и жидкости 9 с управляющей импульсной трубкой "после себя" обеспечивают непрерывное автоматическое регулирование заданного расходэ нефти и газа в системе сбора на постоянном уровне согласно установленному технологическому режиму работы скважины, Поплавковый же регулятор уровня жидкости обеспечивает постоянное наличие жидкости в демпфере-сепараторе, чем предотвращается прорыв газа в жидкост6

1783230

Составитель И.Салькова

Техред М.Моргентал Корректор А,Ливринец

Редактор

Заказ 4502 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 билизации гаэожидкостного потока при однотрубном совместном транспорте нефти и газа осуществляется преобразование пробковой структуры на дисперсионную с помощью смесителя 13, В смесителе типа

"труба в трубе" с внутренними перфорированными отверстиями эа счет турбулентного перемешивания нефти и газа образуется дисперсионная структура ГЖС, т.е. происходит принудительное преобразование пробковой Структуры, которая имеет место в скважине не энергетически более выгодную и устойчивую дисперсионную, после чего ГЖС поступает по выкидной линии 14 в систему сбора и транспорта нефти и газа.

Так, например, компрессорная скважина N.

373 НГДУ им. А.Серебровского ПО "Каспморнефтегаз" работала через устьевой штуцер диаметром 15 мм с пульсацией буферного давления в пределах 1,4-1,9 МПа с периодом волны давления 67 сек;

Дебит скважины составлял по нефти 29 т/сут, газа 13 тыс. м /сут, расход сжатого газа — 20 тыс, м /сут. заштуцерное противоз давление в системе сбора — 0,9 МПа.

После подключения к скважине демпфера-сепаратора с расчетным объемом демпферной части 6 м с регуляторами расхода, жидкости и газа, смесителя газожидкостной смеси колебание давления на

" буфере. скважины снизилось до +0,05 МПа, а среднее буферное давление установилось на уровне 1,6 МПа при неизменном противодавлении в системе сбора — 0,9 МПа и расхода сжатого газа — 20 тыс.м /сут. Проз изводительность скважины при этом увеличилась на 5 7 т/сут (20%) КПД подъемника на 22 .

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования режи5 ма работы фонтанных и компрессорных скважин, содержащее скважину, фонтанную арматуру, общую выкидную линию и размещенный между ними газожидкостный демпфер-сепаратор, о т л и ч а ю щ е е с я

10 тем, что устройство снабжено газожидкостным смесителем, расположенным на общей выкидной линии, и регуляторами расхода жидкости и газа, установленными соответственно на жидкостном и газовом отводах

15 демпфера-сепаратора, подключенных к газожидкостному смесителю, причем регуляторы расхода жидкости и газа связаны с выкидной линией после газожидкостного смесителя посредством общей управляю20 щей трубки.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что демпфер-сепаратор снабжен диафрагмой с регулирующим обратным клапаном тарельчатого типа.

25 3. Устройство rio пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что объем демпферной части демпфера-сепаратора определяется в соответствии с соотношением 1,4 « — 1, 5, где дс

Vcp

30 1,4 и 1,5 — опытные коэффициенты, обеспечивающие заданную степень неравномерности пульсации давления; Чср — средняя производительность скважин по газу, м /сут; Чдс — объем демпферной части де35 мпфера-сепаратора, мз.