Система управления для работающего на со2 устройства гидравлического разрыва пласта и относящиеся к ней устройство и способ - заявка 2016142882 на патент на изобретение в РФ

1. Система управления для работающего на СО2 устройства гидравлического разрыва пласта (ГРП-устройства), включающего компонент гидравлического разрыва пласта (ГРП-компонент), где система управления включает:
- фазовый детектор, расположенный вблизи по меньшей мере одного из впускного трубопровода и выпускного трубопровода ГРП-компонента,
- регулирующий клапан, соединенный по текучей среде с впускным трубопроводом ГРП-компонента, и
- блок управления, соединенный, с возможностью связи, с фазовым детектором, регулирующим клапаном и ГРП-компонентом;
в которой фазовый детектор выполнен с возможностью определения фазы СО2 по меньшей мере в одном из потока СО2, поступающего в ГРП-компонент, и потока СО2, выходящего из ГРП-компонента, и генерирования входного сигнала на основе определяемой фазы, и
в которой блок управления выполнен с возможностью регулирования, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, одного или обоиха из следующих параметров: i) поток СО2, поступающий в ГРП-компонент через регулирующий клапан, и ii) условия работы ГРП-компонента.
2. Система управления по п. 1, в которой ГРП-компонент включает по меньшей мере одно из следующих устройств: емкость для хранения, подпиточный насос и ГРП-насос.
3. Система управления по п. 1, в которой фазовый детектор выполнен с возможностью определения фазы СО2 по меньшей мере в одном из потока СО2, поступающего в ГРП-компонент, и потока СО2, выходящего из ГРП-компонента, в ходе стадии заполнения жидкостью работающего на СО2 ГРП-устройства, и с возможностью генерирования входного сигнала, характеризующего фазу СО2.
4. Система управления по п. 3, в которой блок управления выполнен с возможностью осуществления, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, одной или более из следующих операций: (i) продолжения подачи жидкого CO2 в ГРП-компонент посредством поступающего потока СО2; (ii) переключения работающего на СО2 ГРП-устройства в стадию работы; и (iii) определения того, следует ли соединить ГРП-компонент с альтернативным источником жидкого CO2.
5. Система управления по п. 1, в которой фазовый детектор выполнен с возможностью определения концентрации газообразной фазы CO2 по меньшей мере в одном из потока СО2, поступающего в ГРП-компонент, и потока СО2, выходящего из ГРП-компонента, в ходе стадии работы работающего на СО2 ГРП-устройства, и с возможностью генерирования входного сигнала, характеризующего газообразную фазу СО2.
6. Система управления по п. 5, в которой блок управления выполнен с возможностью осуществления, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, одной или обеих из следующих операций: i) переключения условий работы ГРП-компонента из состояния пуска в состояние останова, и ii) определения того, следует ли соединить ГРП-компонент с альтернативным источником жидкого СО2.
7. Система управления по п. 1, в которой фазовый детектор выполнен с возможностью определения концентрации жидкой фазы СО2 по меньшей мере в одном из потока СО2, поступающего в ГРП-компонент, и потока СО2, выходящего из ГРП-компонента, в ходе стадии отключения работающего на СО2 ГРП-устройства, и с возможностью генерирования входного сигнала, характеризующего жидкую фазу CO2.
8. Система управления по п. 7, в которой блок управления выполнен с возможностью выполнения, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, одной или обеих из следующих операций: i) продолжения подачи газообразного CO2 в ГРП-компонент посредством поступающего потока СО2 и ii) определения того, следует ли соединить ГРП-компонент с альтернативным источником газообразного СО2.
9. Система управления по п. 1, в которой фазовый детектор включает по меньшей мере одно устройство из ультразвукового приемопередатчика, микроволнового детектора, инфракрасного детектора, детектора Кориолиса и радиочастотного детектора.
10. Система управления по п. 1, в которой фазовый детектор включает ультразвуковой приемопередатчик.
11. Работающее на СО2 ГРП-устройство, включающее:
емкость для хранения, соединенную по текучей среде с источником СО2 посредством первого трубопровода;
подпиточный насос, соединенный по текучей среде с емкостью для хранения посредством второго трубопровода;
ГРП-насос, соединенный по текучей среде с подпиточным насосом посредством третьего трубопровода, и с устьем скважины - посредством четвертого трубопровода; и
систему управления, выполненную с возможностью регулировать работающее на СО2 ГРП-устройство, при этом система управления включает:
фазовый детектор, расположенный вблизи по меньшей мере одного из первого, второго, третьего и четвертого трубопроводов;
регулирующий клапан, соединенный по текучей среде по меньшей мере с одним из первого, второго и третьего трубопроводов; и
блок управления, соединенный с возможностью связи с фазовым детектором, регулирующим клапаном, подпиточным насосом и ГРП-насосом,
где фазовый детектор выполнен с возможностью определения фазы СО2 по меньшей мере в одном из потока СО2, поступающего по меньшей мере в одно устройство из емкости для хранения, подпиточного насоса и ГРП-насоса, и потока СО2, выходящего по меньшей мере из одного устройства из емкости для хранения, подпиточного насоса и ГРП-насоса, и с возможностью генерировать входной сигнал на основе определенной фазы, и
где блок управления выполнен с возможностью регулировать, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, один или оба из следующих параметров: i) поток СО2, поступающий через регулирующий клапан по меньшей мере в одно устройство из емкости для хранения, подпиточного насоса и ГРП-насоса, и ii) условия работы по меньшей мере одного из устройств: подпиточного насоса и ГРП-насоса.
12. Работающее на СО2 ГРП-устройство по п. 11, в котором блок управления выполнен с возможностью регулировать работающее на СО2 ГРП-устройство в ходе по меньшей мере одной или более из рабочих стадий работающего на СО2 ГРП-устройства, включающих i) стадию предварительного охлаждения газа, ii) стадию заполнения жидкостью, iii) стадию работы и iv) стадию отключения.
13. Работающее на CO2 ГРП-устройство по п. 11, в котором фазовый детектор включает ультразвуковой приемопередатчик.
14. Работающее на СО2 ГРП-устройство по п. 11, в котором фазовый детектор включает по меньшей мере одно устройство из ультразвукового приемопередатчика, микроволнового детектора, инфракрасного детектора, детектора Кориолиса и радиочастотного детектора.
15. Способ, включающий:
определение фазы СО2 по меньшей мере в одном из потока СО2, поступающего в ГРП-компонент работающего на СО2 ГРП-устройства, и потока СО2, выходящего из ГРП-компонента;
генерирование входного сигнала, характеризующего фазу СО2, при этом стадии определения и генерирования проводят с помощью фазового детектора, размещенного вблизи по меньшей мере одного из впускного трубопровода и выпускного трубопровода ГРП-компонента; и
регулирование, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, одного или обоих из следующих параметров: i) потока СО2, поступающего в ГРП-компонент через регулирующий клапан, соединенный по текучей среде с ГРП-компонентом, и ii) условий работы ГРП-компонента, при этом стадию регулирования осуществляют посредством блока управления, соединенного с возможностью связи с фазовым детектором, регулирующим клапаном и ГРП-компонентом.
16. Способ по п. 15, в котором ГРП-компонент включает по меньшей мере одно устройство из емкости для хранения, подпиточного насоса и ГРП-насоса.
17. Способ по п. 15, в котором стадия определения включает определение фазы СО2 по меньшей мере в одном из потока СО2, поступающего в ГРП-компонент, и потока СО2, выходящего из ГРП-компонента, в ходе стадии заполнения жидкостью работающего на СО2 ГРП-устройства, и генерирование входного сигнала, характеризующего фазу СО2.
18. Способ по п. 17, в котором стадия регулирования включает осуществление, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, одной или более из следующих операций: (i) продолжения подачи жидкого CO2 в ГРП-компонент посредством поступающего потока СО2, (ii) переключения работающего на CO2 ГРП-устройства на стадию работы, и (iii) определения того, следует ли соединить ГРП-компонент с альтернативным источником жидкого CO2.
19. Способ по п. 15, в котором стадия определения включает определение концентрации газообразной фазы CO2 по меньшей мере в одном из потока CO2, поступающего в ГРП-компонент, и потока CO2, выходящего из ГРП-компонента, в ходе стадии работы работающего на CO2 ГРП-устройства, и генерирование входного сигнала, характеризующего газообразную фазу CO2.
20. Способ по п. 19, в котором стадия регулирования включает осуществление, на основе входного сигнала, полученного от фазового детектора, одной или обеих из следующих операций: i) переключения условий работы ГРП-компонента из состояния пуска в состояние останова, и ii) определения того, следует ли соединить ГРП-компонент с альтернативным источником жидкого CO2.
21. Способ по п. 15, в котором стадия определения включает определение концентрации жидкой фазы CO2 по меньшей мере в одном из потока CO2, поступающего в ГРП-компонент, и потока CO2, выходящего из ГРП-компонента, в ходе стадии отключения работающего на CO2 ГРП-устройства, и генерирование входного сигнала, характеризующего жидкую фазу CO2.
22. Способ по п. 21, в котором стадия регулирования включает осуществление, на основании входного сигнала, полученного от фазового детектора, одной или обеих из следующих операций: i) продолжения подачи газообразного CO2 в ГРП-компонент посредством поступающего потока CO2 и ii) определения того, следует ли соединить ГРП-компонент с альтернативным источником газообразного CO2.
Наверх