Устройство для контроля давления газа на устье газовой скважины

 

(72) Авторы изобретения

Е. К. Кийко и В. Я. Бырко

Специальное проектно-конструкторское бюро "Промавтоматика (71) Заявитель

/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

НА УСТЬЕ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к контролю технологических параметров в газодобываюшей промышленности.

Известно, что в процессе эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин необходим постоянный контроль за давлением и за количеством газа.

Для измерения давления на устье газовой скважины в конструкции iобору- дования скважины предусмотрено-.йодкпючение показываюшего манометра f. 1 ) .

Установленная геологической службой периодичность измерения давления на устье (на головке) скважины составляет

1 раз в сутки.

Разработка в СССР мошных газовых месторождений Сибири и Крайнего Севера (Уренгойское, Вынгапуровское и др.) связана с эксплуатацией промыслов в труднодоступных и тяжелых по климатическим условиям районах. Специфически ми особенностями получения первичной информации о работе скважин является рассредоточение технологических объек2 тов (скважин) на большой плошади, кли- матические условия, сложность организации каналов связи между скважинами и установками комплексной подготовки газа (УКПГ). В таких условиях для измерения давления по установленному на скважине прибору требуется специальное обслуживание, например, путем облета скважин на вертолете. Это приводит либо к удорожанию обслуживания, либо о при увеличении периодичности — к снижению ее оперативности, и каК следствие, к несвоевременному принятию мер по изменению технологического режима работы скважин.

Известно также, что для повышения оперативности контроля за давлением на устье скважины используются системы дистанционного измерения давления (2 ) . ,Однако такие решения предполагают необходимость монтажа специальной линии связи, например кабельной связи, ли установки датчиков с выходом в

9763 15 системы телемеханики, что удорожает капитальные затраты на устройства.

Надежность таких устройств контро,ля невысока, так как датчики связаны с точкой отбора давления соединительной трубкой. При определенных условиях, особенно в осенне-зимний период, в трубках отбора давлении выпадают кристаллогидраты, и показания датчиков часто не соответствуют действительной величине 10 давления газа.

Вместе с тем известно, что в соответствии с технологическими требованиями, особенно в районах Крайнего Севера и

Сибири, в скважины вводится ингибитор 15 гидратообразования для предотвращения образования гидратов в шлейфах. При этом наибольшее распространение систе мы подачи ингибитора получила централизованная схема, когда на установке 20 комплексной подготовки газа УКПГ устанавливают общий источник нагнетания ингибитора и запорно-регулирующие уст ройства для дозирования его подачи в линии подвода к устью скважины. 25

Тем не менее, при наличии связи между УКПГ и скважиной по линии нагнетания ингибитора контроль давления на устье скважины осуществляют по манометру, установленному в арматуре ус- gg тья, что влечет за собой недостатки обслуживания.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является устройство, содержащее измеритель давления, газовую маги,страль с управляемым запорным клапаном на входе в установку комплексной подготовки газа УКПГ и линию подачи ингибитора от УКПГ к скважине, осна« щенную обратным клапаном, дозатором, управляемым запорным элементом и насосом (33 .

Однако для известного устройства характерна недостаточная надежность щ оперативность контроля давления газа.

Белью изобретения является повышение надежности и оперативности контроля давления газа на устье газовой скважины.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено коммутатором, установ ленным на установке комплексной подготовки газа, связанным с управляющим входом запорного клапана и с управляющим входом запорного элемента, а изме ритель давления установлен в линии . подачи ингибитора после обратного кла-; пана и соединен с контрольно-измерительной аппаратурой.

Благодаря этому при измерении давления на устье скважины устраняется необходимость в специальных протяженных линиях связи от скважины до установки комплексной подготовки газа УКПГ, повышается надежность контроля, так как датчик давления установлен в линии нагнетания ингибитора, в которой исключено выпадение кристаллогидратов, и, наконец, повышается оперативность измерения текущего и статического давления на скважине, так как для этого используется дистанционно управляемая.запорная арматура и контрольно измерительные приборы, установленные непосредственно на УКПГ, постоянно обслуживаемой операторами и имеющей связь с верхним уровнем автоматической системы управления.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измеритель 1 давления (датчик), установленный в линии

2.,подачи ингибитора. Выход измерителя 1

1 давления каналом связи связан с вторичным показывающим прибором 4, который подключен через устройство 5 опроса, и далее с системой 6 централизованного сброса информации, регистрирующей технологические параметры по всем скважинам промысла. Линия 2 подачи ингибитора связывает устье газовой скважины 7 с насосом 8. Перед местом отбора давления к измерителю 1 в линии 2 подачи ингибитора установлен дистанционно управляемый запорный элемент 9 с управляющим входом 10. В линии 2 установлены также дозатор ll потока и обратный клапан 12.

Оборудование устья скважины 7 соединено газовой магистралью 13 с установкой комплексной подготовки газа

УКПГ 14, на которой расположены уст» ройства для нагнетания ингибитора (насос 8) и управления его подачей (запорный элемент 9) с управляющим входом 10, дозатор потока 11, обратный клапан 12 и измеритель давления

О

1, а также технологическое оборудование осушки и очистки газа.

На входе в установку комплексной подготовки газа УКПГ в газовой магистрали 13 установлен управляемый запориый клапан 15 с управляющим входом

16. Управляющие входы 10 и 16 каналами связи 17 и 18 подсоединены к коммутатору 19.

5 976

Устройство работает следуюшим образом/

B процессе эксплуатации ингибитор по линии 2 с помощью насоса 8 подается к устью газовой скважины, газ % которой по магистрали 13 поступает на установку комплексной подготовки газа

УКПГ. Давление, койтролируемое измерителем 1 в динамическом режиме транспортирования ингибитора и газа, определя-1© ется следующими составляющими где Рг — давление газа на устье скважины; 15

Ри нг — потеря давления ингибитора при транспортировании по линии.

Величина а Ри>q не постоянна во времени и зависит от расхода ингибито- 26 ра и его вязкости при постоянных местных сопротивлениях линии 2. При включении коммутатора 19 сигналы по каналам связи 17 и 18 поступают на управляющие входы 10 и 16, при этом закрываются запорное устройство 9 в линии 2 подачи ингибитора и запорный кла- . пан 15, прекращается подача ингибитора от установки комплексной подготовки газа УКПГ к скважине и поступление ra- 3O за от скважины 7 к УКПГ. В этом случае давление, контролируемое измерителем 1, соответствует статическому давлению на устье скважины 7. Показания измерителя 1 по каналу связи 3 переда- у ются на вторичный показывающий прибор

4, а также в систему 6 централизованного сбора информации для обработки и принятия решений об изменении технологического режима работы скважины. 7. <у

Устройство позволяет также измерять давление на устье скважины 7 в динамическом режиме без остановки подачи газа, при этом подача сигналов на управляющий вход 10 запорного устройства

9 осуществляется без коммутации сит нала по каналу 18, либо закрытие запорного устройства 9 выполняется ручным дублером. B этом случае подача ингибитора по линии 2 прекращается, а измеритель 1 контролирует давление, которое в соответствии с выражением (1) принимает значение рА иэм,- -, (2) т.е. давление на устье скважины в динаИ мичес ком режиме.

Таким образом, предлагаемое уст ройство позволяет оперативно осущест315 внять измерение статического и динамического давления на устье скважины и передачу информации в верхний уровень автоматической системы управления (АСУ) без использования специальных каналов связи между установкой комплексной подготовки газа УКПГя скважинами.

В условиях Крайнего Севера обслуживание скважины с целью контроля параметров на устье скважины связано с облетом скважин на вертолете. Ориентировочная стоимость эксплуатации вертьлета составляет, например, на газовом промысле Медвежье 1000 руб/ч. Сокращение времени обслуживания за счет контроля с установки комплексной подготовки газа УКПГ на 20 ч в год позволит получить экономию в 20000 руб. в год по одному кусту скважин.

Кроме того, оперативный контроль способствует повышению качества и дол1 говечности эксплуатации газовой скваяаГны.

Формула изобретения

Устройство для контроля давления газа на устье газовой скважины, содержащее газовую магистраль с управляемым запорным клапаном на входе в установку комплексной подготовки газа, оснащенную контрольно-измерительной аппаратурой, линию подачи ингибитора с последовательно включенными насосом, управляемым запорным элементом, дозатором и обратным клапаном, установленными на установке комплексной подготовки газа, и измеритель давления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше нця надежности и оперативности контроля, оно снабжено коммутатором, установленным на установке комплексной подготовки газа, связанным с управляющим входом запорного клапана и управляющим входом запорного элемента, а измеритель давления установлен в линии подачн ингибитора после обратного клапана и соединен с контрольно-измерительной аппаратурой.

Источники информации, принятые во внимание гри экспертизе

1. Бриксман.A. Л. и др. Добыча и транспорт газа. М., 1955, с. 203.

2.Revue de А.F. т.Р, 1971, iV 207, р.р. 39-46.

3. Система управления предприятием

Уренгой - 185 ТЭО. Технологические решения по организационно-технической

АСУ ПО Уренгой газдобыча на газовую добычу газа 185 млрд. м . Саратов, С.Ф. СКБ ВНПО "Союзгазавтоматика", 1980 (прототип) °

9763 15

Составитель О. Полев

Редактор Л. Гратилло Техред Ж.Кастелевич:

Корректор М. Коста филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8993/69 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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