НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ - НЕФТЯНОГО, НЕФТЕГАЗОВОГО И/ИЛИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА Российский патент 2009 года по МПК E21B43/34 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей и нефтегазохимической промышленности, в частности к технологиям добычи, транспортировки и переработки нефти и газа, и может быть реализовано на нефтепромыслах, в том числе нефтеперерабатывающих предприятиях, нефтеперерабатывающих станциях и установках, в том числе на нефтегазовых промыслах.

Из предшествующего уровня техники известны способ и устройство для подготовки к переработке нефти - RU 2162725 C1, 2001.02.10, которые предназначены для использования в нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих отраслях промышленности как при подготовке нефти на нефтеперерабатывающих заводах, так и при подготовке товарной нефти на промыслах или при переработке ловушечных нефтей. Для осуществления указанного способа используют установку подготовки нефти к переработке, которая включает блок теплообменников, трубопровод, соединенный с отстойником, и разделитель эмульсии, содержащий коалесцирующий пакет, а также паропровод. При реализации упомянутого способа возможны перепады давления в различных частях установки, в том числе при пуске насосного оборудования, и, как следствие, возникновение нежелательных гидравлических ударов, что может привести к поломке оборудования или аварийной ситуации.

Также из уровня техники известен способ эксплуатации скважины, активированной системой подкачки - RU 2216632, 20.11.2003, в котором при добыче нефти и газа из скважины используют погружной насос, при этом для предотвращения гидроударов скорость и режимы работы насоса регулируются программируемым автоматом, управляемым оператором. Указанный способ является довольно усложненным и требует наличия дорогостоящего оборудования и контроля оператора.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение необходимого уровня безопасности и снижение энергозатрат при эксплуатации как отдельных гидравлических и/или насосных систем нефтедобывающего предприятия, содержащих несжимаемые жидкости или смеси, так и нефтедобывающего предприятия в целом, а также значительное снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования.

Поставленная задача решается за счет того, что нефтедобывающее предприятие разрабатываемого месторождения углеводородов - нефтяного, нефтегазового и/или месторождения газового конденсата, согласно изобретению включает, по меньшей мере, одну оборудованную скважину, оснащенную нефтедобывающей установкой, включающей глубинный и не менее чем один всасывающий насосы, оснащенные электроприводом, и связанную с ней по добываемому продукту - скважинной жидкостью, например сырой нефтью, с образованием гидравлической системы технологическую обвязку упомянутой установки, включающую, по меньшей мере, один технологический трубопровод, оснащенный не менее чем одним напорным насосом предпочтительно с электроприводом и имеющую запирающий элемент запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, а также образующие дополнительные гидравлические системы холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения, включающие каждая не менее одного трубопровода, подключенного соответственно к источнику водоснабжения или горячей воды и через, по меньшей мере, один напорный насос и оснащенные имеющей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, содержащий не менее одного резервуара резервуарный парк, при этом, по меньшей мере, один выполненный напорным технологический трубопровод гидравлической системы предприятия или не менее чем один трубопровод, по меньшей мере, одной или каждой из упомянутых гидравлических систем холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения оборудован гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы, которое включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно наполняемым жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе, и передаточный механизм, при этом подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры, причем передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток», при этом шток, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот.

При этом нефтедобывающее предприятие может содержать не менее чем один сообщенный технологическим трубопроводом, по меньшей мере, с одной упомянутой скважиной нефтесборный пункт, сообщенный, в свою очередь, с резервуарным парком нефтедобывающего предприятия или с внешним резервуарным парком головной нефтеперекачивающей станции, например, магистрального трубопровода, причем упомянутый технологический трубопровод преимущественно в зоне выхода от нефтесборного пункта на участке между соответствующим напорным насосом и ближайшей к нему запорной и/или запорно-регулировочной арматурой оснащен не менее чем одним упомянутым гидромеханическим устройством плавной нагрузки гидравлической системы.

Нефтедобывающее предприятие может включать пожарное депо, ремонтные и наладочные мастерские упомянутого оборудования и контрольно-измерительных приборов, источник электроэнергии, пункт управления и связи, причем пункт управления и связи оснащен устройствами и средствами контроля работы нефтедобывающей установки и внутренних коммуникаций предприятия, а также связи с внешними объектами, включая связь с внешней головной нефтеперекачивающей станцией.

Источник электроэнергии может быть выполнен в виде мобильной или стационарной электростанции, либо в виде понизительной трансформаторной подстанции, сообщенной проводами местной электрической сети с упомянутыми насосами, образующими в совокупности насосное оборудование нефтедобывающего предприятия, системой освещения, связи, телемеханики.

Нефтедобывающее предприятие может быть оборудовано пунктом учета сырой нефти, добываемой и закачиваемой в резервуары резервуарного парка предприятия или закачиваемой во внешний резервуарный парк или в магистральный трубопровод внешней головной нефтеперекачивающей станции.

В корпусе регулятора скорости открытия упомянутой арматуры могут быть размещены вышеупомянутые обратный клапан и жиклер, причем жиклер и обратный клапан выполнены конструктивно совмещенными.

Обратный клапан регулятора скорости открытия упомянутой арматуры может содержать имеющий пропускной канал с выходными отверстиями шток с выполненной на одном его конце заслонкой, а на другом - жиклером, включающим регулирующий предпочтительно винтовой элемент, введенный в пропускной канал штока обратного клапана с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки с помощью иглы жиклера, которой снабжен винтовой элемент, путем изменения ее положения относительно пропускного канала.

Регулятор скорости открытия упомянутой арматуры может быть снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.

Регулятор скорости открытия упомянутой арматуры может быть снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.

Корпус регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры может содержать, по меньшей мере, три отсека, в первом отсеке расположена заслонка обратного клапана с выполненным в ней входным отверстием пропускного канала, во втором отсеке расположен, по крайней мере, частично шток обратного клапана и, по меньшей мере, одно выходное отверстие пропускного канала, выполненное в штоке, в третьем отсеке расположен винтовой элемент жиклера и возвратное устройство регулятора скорости открытия, при этом второй отсек соединен по рабочему телу с силовой камерой, а в корпусе регулятора скорости открытия в области третьего отсека выполнено отверстие, закрытое винтовой заглушкой для обеспечения регулировки проходного сечения пропускного канала посредством винтового элемента.

Для изменения положения иглы жиклера относительно пропускного отверстия жиклер может быть снабжен устройством калибровки, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

Силовая камера может быть снабжена герметичной упругой мембраной, разделяющей корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек, причем мембрана выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления, как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

Гидромеханическое устройство может быть снабжено возвратным устройством гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины.

Силовая камера может быть снабжена поршнем, разделяющим корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек и выполненным с возможностью перемещения в силовой камере в зависимости от изменения давления, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура может быть выполнена с имеющим шпиндель запорным органом, а передаточный механизм состоит, по меньшей мере, из двух элементов, при этом первый элемент - шток - передаточного механизма через предохранительную накладку соединен с мембраной силовой камеры, а второй элемент соединен с запорным органом запорно-регулировочной арматуры предпочтительно через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней.

Первый и второй элементы передаточного механизма могут быть выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например шарнирно, причем во втором элементе в месте соединения его с первым выполнено отверстие, внутри которого расположен штифт, соединяющий оба указанных элемента, причем второй элемент передаточного механизма выполнен с возможностью поворота от 0 до 90 градусов от исходного положения, при этом 0 градусов соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90 градусов - полностью открытой.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура может представлять собой кран, например шаровой.

Передаточный механизм, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, может быть выполнен в виде рычага или кривошипного механизма, или зубчатой рейки.

Максимальная пропускная способность обратного клапана регулятора скорости открывания упомянутой арматуры, по меньшей мере, в два раза может превышать максимальную пропускную способность жиклера.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является обеспечение безопасности и снижение энергозатрат при эксплуатации гидравлических систем, обеспечивающих работу систем нефтедобывающего предприятия, содержащих несжимаемые жидкости, а также повышение долговечности и надежности работы всего комплекса нефтедобывающего предприятия, снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования вследствие снижения нагрузки на элементы гидравлической системы - запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, трубопроводы и на насосное оборудование, что достигается разработанным в изобретении сочетанием существенных признаков, создающих совокупный положительный эффект, превышающий сумму входящих эффектов от отдельных элементов изобретения, а именно принятое в изобретении расположение сообщенных с трубопроводом по рабочим телам или рабочей среде предложенного устройства на участке между насосом и запорно-регулировочной арматурой, позволяет включать насосы и осуществлять набор оборотов, близких к рабочим, при закрытой арматуре, что снижает энергозатраты при запуске электродвигателей насосов, а последовательность расположения и предложенные конструктивные решения регулятора скорости открытия и гидромеханического привода арматуры обеспечивают, с одной стороны, автоматически достигаемую плавность открытия задвижек и включения гидравлических систем, а, с другой стороны, обеспечивают быстрый сброс давления в устройстве и отключение систем при выключении двигателей. Последнее достигается за счет предложенного в изобретении регулируемого соотношения пропускной способности впускного жиклера и обратного клапана, а также за счет выполнения разделительной мембраны упругоподатливой, установленной в жесткой силовой камере, что обеспечивает плавное движение передаточного механизма гидромеханического привода в режиме открывания задвижки и более быстрое, но также плавное закрывание, усиленное срабатывающей в режиме обратного хода за счет дополнительной энергии пружинного усилителя хода. Это создает в совокупности необходимую плавность и регулируемую быстроту работы устройства, а также экономичность, возможность как автономной, так и совместной с другими устройствами работы в гидравлической системе.

Техническое решение иллюстрируется чертежами, на которых представлен частный случай выполнения гидромеханического устройства, не охватывающий и тем более не ограничивающий весь объем притязаний данного решения, где:

на фиг.1 изображено соединенное с трубопроводом гидромеханическое устройство с силовой камерой, снабженной герметичной упругой мембраной (рабочее тело или рабочая среда не показаны);

на фиг.2 - соединенное с трубопроводом гидромеханическое устройство с силовой камерой, снабженной поршнем (рабочее тело или рабочая среда не показаны);

на фиг.3 - регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры с выкрученной заглушкой;

на фиг.4 - силовая камера с герметичной упругой мембраной;

на фиг.5 - гидромеханическое устройство в начале процесса открытия упомянутой арматуры - двигатель насоса в фазе выхода с холостого хода на рабочие обороты;

на фиг.6 - гидромеханическое устройство с полностью открытой упомянутой арматурой - двигатель в фазе работы на полную мощность;

на фиг.7 - гидромеханическое устройство после окончания воздействия давления - при выключенном двигателе;

на фиг.8 - гидромеханическое устройство в варианте выполнения с промежуточным (дополнительным) рабочим телом;

на фиг.9 - гидромеханическое устройство в варианте выполнения с несколькими промежуточными (дополнительными) рабочими телами;

на фиг.10 - вариант выполнения гидромеханического устройства с передаточным механизмом в виде зубчатых рейки и колеса;

на фиг.11 - схема гидравлической системы для перекачивания жидкости с гидромеханическим устройством.

Нефтедобывающее предприятие (не показано) разрабатываемого месторождения углеводородов - нефтяного, нефтегазового и/или месторождения газового конденсата - включает, по меньшей мере, одну оборудованную скважину, оснащенную нефтедобывающей установкой, включающей глубинный и не менее чем один всасывающий насосы, оснащенные электроприводом, и связанную с ней по добываемому продукту - скважинной жидкостью, например сырой нефтью, с образованием гидравлической системы 1 технологическую обвязку упомянутой установки, включающую, по меньшей мере, один технологический трубопровод 2, оснащенный не менее чем одним напорным насосом 3 предпочтительно с электроприводом и имеющую запирающий элемент запорную и/или запорно-регулировочную арматуру 4, а также образующие дополнительные гидравлические системы 1 холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения, включающие каждая не менее одного трубопровода 2, подключенного соответственно к источнику водоснабжения или горячей воды и через, по меньшей мере, один напорный насос 3 и оснащенные имеющей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 4, содержащий не менее одного резервуара резервуарный парк.

По меньшей мере, один выполненный напорным технологический трубопровод 2 гидравлической системы 1 предприятия или не менее чем один трубопровод 2, по меньшей мере, одной или каждой из упомянутых гидравлических систем 1 холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения оборудован гидромеханическим устройством 5 для плавной нагрузки гидравлической системы, подключенным, по меньшей мере, к одному напорному трубопроводу 2 преимущественно с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе 2 насосом 3 или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 4, сообщенное с трубопроводом по рабочему телу 6, преимущественно по перекачиваемой скважинной жидкости и смонтированное с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 2.

Упомянутое гидромеханическое устройство 5 включает последовательно соединенные между собой входной патрубок 7, имеющий корпус 8 регулятор скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4 и передачи нагрузки на гидравлическую систему 1, снабженный обратным клапаном 10 и жиклером 11, и гидромеханический привод 12, включающий силовую камеру 13 с корпусом 14, содержащим, по меньшей мере, один отсек 15 с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно наполняемым жидким рабочим телом 6 при возрастании давления в трубопроводе 3, и передаточный механизм 16. Подключение к трубопроводу 2 гидромеханического устройства 5 выполнено двойным: на входе - входным патрубком 7 оно сообщено с трубопроводом 2 по рабочему телу 6, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом 12 с запирающим элементом упомянутой арматуры 4.

Передаточный механизм 16 выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой 13 по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток». Шток 17, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 4 с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода 2 и наоборот.

Нефтедобывающее предприятие содержит не менее чем один сообщенный технологическим трубопроводом, по меньшей мере, с одной упомянутой скважиной нефтесборный пункт, сообщенный, в свою очередь, с резервуарным парком нефтедобывающего предприятия или с внешним резервуарным парком головной нефтеперекачивающей станции, например магистрального трубопровода, причем упомянутый технологический трубопровод 2 преимущественно в зоне выхода от нефтесборного пункта на участке между соответствующим напорным насосом 3 и ближайшей к нему запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 4 оснащен не менее чем одним упомянутым гидромеханическим устройством 5 плавной нагрузки гидравлической системы 1.

Нефтедобывающее предприятие включает пожарное депо, ремонтные и наладочные мастерские упомянутого оборудования и контрольно-измерительных приборов, источник электроэнергии, пункт управления и связи (не показаны), причем пункт управления и связи оснащен устройствами и средствами контроля работы нефтедобывающей установки и внутренних коммуникаций предприятия, а также связи с внешними объектами, включая связь с внешней головной нефтеперекачивающей станцией.

Источник электроэнергии выполнен в виде мобильной или стационарной электростанции, либо в виде понизительной трансформаторной подстанции, сообщенной проводами местной электрической сети с упомянутыми насосами, образующими в совокупности насосное оборудование нефтедобывающего предприятия, системой освещения, связи, телемеханики.

Нефтедобывающее предприятие оборудовано пунктом учета сырой нефти (не показано), добываемой и закачиваемой в резервуары резервуарного парка предприятия или закачиваемой во внешний резервуарный парк или в магистральный трубопровод внешней головной нефтеперекачивающей станции.

В гидромеханическом устройстве 5 в корпусе 8 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4 размещены вышеупомянутые обратный клапан 10 и жиклер 11, причем жиклер 11 и обратный клапан 10 выполнены конструктивно совмещенными. Обратный клапан 10 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 4 содержит имеющий пропускной канал 18 с выходными отверстиями 19, 20, шток 21 с выполненной на одном его конце заслонкой 22, а на другом - жиклером 11, включающим регулирующий предпочтительно винтовой элемент 23, введенный в пропускной канал 18 штока 21 обратного клапана 10 с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки - частичного перекрытия с помощью иглы 24 жиклера, которой снабжен винтовой элемент 23, путем изменения ее положения относительно пропускного канала, кроме того, регулятор скорости открытия 9 упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством 25, связанным с обратным клапаном 10 и/или жиклером 11 и выполненным, например, в виде пружины.

Корпус 8 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4 содержит, по меньшей мере, три отсека. В первом отсеке 26 расположена заслонка 22 обратного клапана 10 с выполненным в ней входным отверстием 27 пропускного канала 18. Во втором отсеке 28 расположен, по крайней мере, частично шток 21 обратного клапана 10 и, по меньшей мере, одно выходное отверстие 19 или 20 пропускного канала 18, выполненное в штоке 21. В третьем отсеке 29 расположен винтовой элемент 23 жиклера 11 и возвратное устройство 25 регулятора скорости открытия 9 арматуры 4. Второй отсек 28 соединен по рабочему телу 6 с силовой камерой 13, а в корпусе 8 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 4 в области третьего отсека 29 выполнено отверстие 30, закрытое винтовой заглушкой 31 для обеспечения регулировки проходного сечения калибруемого отверстия 32 пропускного канала 18 посредством винтового элемента.

Для изменения положения иглы 24 жиклера 11 относительно калибруемого отверстия 32 жиклер 11 снабжен устройством калибровки, например винтовым элементом 23, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса 8 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4.

Силовая камера 13 снабжена герметичной упругой мембраной 33, разделяющей корпус 14 силовой камеры 13 на упомянутый заполняемый рабочим телом 6 отсек 15 с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек 34. Мембрана 33 выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления, как в сторону заполняемого отсека 15, так и в сторону незаполняемого отсека 34 силовой камеры 13, при этом в незаполняемом отсеке 34 силовой камеры 13 выполнено отверстие 35 с закрепленной в нем направляющей втулкой 36, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма 16.

Гидромеханическое устройство 5 снабжено возвратным устройством 37 гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом 16 и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины.

Силовая камера 13 снабжена поршнем 38, разделяющим корпус 14 силовой камеры 14 на упомянутый заполняемый рабочим телом 6 отсек 15 с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек 34 и выполненным с возможностью перемещения в силовой камере в зависимости от изменения давления, причем в незаполняемом отсеке 34 силовой камеры 13 выполнено отверстие 35 с закрепленной в нем направляющей втулкой 36, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма 16.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура 4 выполнена с имеющим шпиндель запорным органом (не показано), а передаточный механизм 16 состоит, по меньшей мере, из двух элементов. Первый элемент передаточного механизма - шток 17 - через предохранительную накладку 39 соединен с мембраной 33 силовой камеры 13, а второй элемент 40 соединен с запорным органом запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4 предпочтительно через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней. Первый и второй элементы 17 и 40 соответственно передаточного механизма 16 выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например шарнирно, причем во втором элементе 40 в месте соединения его с первым выполнено отверстие 41, например продолговатая прорезь, внутри которого расположен штифт 42, соединяющий оба указанных элемента. Второй элемент 40 передаточного механизма 16 выполнен с возможностью поворота от 0 до 90 градусов от исходного положения, при этом 0 градусов соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90 градусов - полностью открытой.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура 4 может представлять собой кран, например шаровой.

Передаточный механизм 16, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 4, может быть выполнен в виде рычага или кривошипного механизма, или зубчатой рейки 43, или зубчатого колеса 44.

Максимальная пропускная способность обратного клапана 10 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 4, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера 11.

Рассмотрим работу нефтеперерабатывающего завода при перекачке нефти на участке прохождения нефтепродуктов от нефтесборного пункта до сообщенного с последним по технологическому трубопроводу 2 резервуарного парка, причем упомянутый технологический трубопровод 2 в зоне выхода от нефтесборного пункта на участке между соответствующим напорным насосом 3 и ближайшей к нему запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 4 оснащен упомянутым гидромеханическим устройством 5 плавной нагрузки гидравлической системы 1.

В качестве рабочего тела 6 может быть использована, например, несжимаемая жидкость, циркулирующая в гидравлической системе 1 и/или перемещаемая по трубопроводу 2 гидравлической системы 1. Регулятор скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4 может быть сообщен с силовой камерой 13 по другому - промежуточному (дополнительному) рабочему телу 45 или нескольким телам, жидким и/или газообразным. В качестве рабочего тела 6 и/или промежуточного (дополнительного) рабочего тела 45 может быть использован гель. При использовании нескольких рабочих тел на участке между регулятором скорости открытия 9 упомянутой арматуры и силовой камерой 13 может быть использовано устройство или устройства известных конструкций, препятствующие смешению рабочих тел между собой.

В начале процесса перекачивания при включении, по крайней мере, одного насоса 3 предпочтительно с электродвигателем 46, сообщенный, с одной стороны, с источником жидкости, а с другой - с автоматическим гидромеханическим устройством 5, при этом пуск двигателя насоса 3 осуществляют в два этапа: на первом - при закрытой запорной и/или запорно-регулировочной арматуре 4 гидромеханического устройства 5, после чего двигатель работает предпочтительно на холостых или близких к ним оборотах, не перекачивая объем рабочей среды гидравлической системы, предпочтительно, жидкости по гидравлической системе, а нагнетая ее в регулятор скорости открытия 9 упомянутой арматуры 4, который присоединен к трубопроводу 2 на участке между насосом 3 и запорно-регулировочной арматурой 4 гидромеханического устройства 5. Жидкость - рабочее тело 6, проходя через жиклер 11 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4, попадает в силовую камеру 13. После наполнения силовой камеры 13 рабочее тело 6 - жидкость начинает воздействовать на мембрану 33, постепенно деформируя ее. Мембрана 33, деформируясь, приводит в движение первый элемент (шток) 17 передаточного механизма 16, движущийся поступательно пропорционально деформации мембраны 33, преодолевая при этом усилие возвратного устройства 37 привода, пружины. Поступательное движение с помощью первого элемента 17 гидромеханического привода 12, связанного со вторым элементом 40, преобразуется в движение запорного органа запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 4, направленное на ее постепенное открытие в течение некоторого определенного промежутка времени. Перед эксплуатацией трубопровода 2 жиклер 11 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 4 настраивают таким образом, чтобы обеспечить необходимый временной интервал от начала пуска двигателя насоса 3 при закрытой запорной и/или запорно-регулировочной арматуре 4 до полного ее открытия. После остановки двигателя и уменьшения давления в трубопроводе 2 жидкость вытесняют из силовой камеры 13 через открываемый под действием давления возвратного устройства 37 гидромеханического привода 12 обратный клапан 10 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 4, усилием, создаваемым пружиной гидромеханического привода 12, которое превосходит усилие, создаваемое возвратным устройством 25 обратного клапана 10, причем максимальная пропускная способность обратного клапана 10, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера 11.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей и нефтегазохимической промышленности, в частности к технологиям добычи, транспортировки и переработки нефти и газа, и может быть реализовано на нефтепромыслах, в том числе нефтеперерабатывающих предприятиях, нефтеперерабатывающих станциях и установках, в том числе на нефтегазовых промыслах. Обеспечивает необходимый уровень безопасности и снижение энергозатрат при эксплуатации как отдельных гидравлических и/или насосных систем нефтедобывающего предприятия, содержащих несжимаемые жидкости или смеси, так и нефтедобывающего предприятия в целом, а также значительное снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования. Сущность изобретения: предприятие включает, по меньшей мере, одну оборудованную скважину, оснащенную нефтедобывающей установкой. Эта установка включает глубинный и не менее чем один всасывающий насосы, оснащенные электроприводом, и связанную с ней по добываемому продукту - скважинной жидкостью, например сырой нефтью, с образованием гидравлической системы технологическую обвязку упомянутой установки, включающую, по меньшей мере, один технологический трубопровод, оснащенный не менее чем одним напорным насосом предпочтительно с электроприводом и имеющую запирающий элемент запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, а также образующие дополнительные гидравлические системы холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения. Каждая из них включает не менее одного трубопровода, подключенного соответственно к источнику водоснабжения или горячей воды, и оснащена запорной и/или запорно-регулировочной арматурой. Имеется также резервуарный парк. Технологические трубопроводы гидравлической системы, системы холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения оборудованы гидромеханическим устройством для плавной гидравлической нагрузки. Гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек, имеющий возможность изменения рабочего объема, регулируемо возвратного наполнения жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе. Подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры. Передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток». Шток подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот. 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Нефтедобывающее предприятие разрабатываемого месторождения углеводородов - нефтяного, нефтегазового и/или месторождения газового конденсата, характеризующееся тем, что оно включает, по меньшей мере, одну оборудованную скважину, оснащенную нефтедобывающей установкой, включающей глубинный и не менее, чем один всасывающий насосы, оснащенные электроприводом, и связанную с ней по добываемому продукту - скважинной жидкостью, например, сырой нефтью с образованием гидравлической системы технологическую обвязку упомянутой установки, включающую, по меньшей мере, один технологический трубопровод, оснащенный не менее, чем одним напорным насосом, предпочтительно, с электроприводом и имеющую запирающий элемент запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, а также образующие дополнительные гидравлические системы холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения, включающие каждая не менее одного трубопровода, подключенного соответственно к источнику водоснабжения или горячей воды и через, по меньшей мере, один напорный насос и оснащенные имеющей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, содержащий не менее одного резервуара резервуарный парк, при этом, по меньшей мере, один выполненный напорным технологический трубопровод гидравлической системы предприятия или не менее, чем один трубопровод, по меньшей мере, одной или каждой из упомянутых гидравлических систем холодного, горячего водоснабжения и/или теплоснабжения оборудован гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы, которое включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек, имеющий возможность изменения рабочего объема, регулируемо возвратного наполнения жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе, и передаточный механизм, при этом подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры, причем передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток», при этом шток, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот.

2. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит не менее чем один сообщенный технологическим трубопроводом, по меньшей мере, с одной упомянутой скважиной нефтесборный пункт, сообщенный в свою очередь с резервуарным парком нефтедобывающего предприятия или с внешним резервуарным парком головной нефтеперекачивающей станции, например, магистрального трубопровода, причем упомянутый технологический трубопровод, преимущественно, в зоне выхода от нефтесборного пункта на участке между соответствующим напорным насосом и ближайшей к нему запорной и/или запорно-регулировочной арматурой оснащен не менее чем одним упомянутым гидромеханическим устройством плавной нагрузки гидравлической системы.

3. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что оно включает пожарное депо, ремонтные и наладочные мастерские упомянутого оборудования и контрольно-измерительных приборов, источник электроэнергии, пункт управления и связи, причем пункт управления и связи оснащен устройствами и средствами контроля работы нефтедобывающей установки и внутренних коммуникаций предприятия, а также связи с внешними объектами, включая связь с внешней головной нефтеперекачивающей станцией.

4. Нефтедобывающее предприятие по п.3, отличающееся тем, что источник электроэнергии выполнен в виде мобильной или стационарной электростанции, либо в виде понизительной трансформаторной подстанции, сообщенной проводами местной электрической сети с упомянутыми насосами, образующими в совокупности насосное оборудование нефтедобывающего предприятия, системой освещения, связи, телемеханики.

5. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что оно оборудовано пунктом учета сырой нефти добываемой и закачиваемой в резервуары резервуарного парка предприятия или закачиваемой во внешний резервуарный парк или в магистральный трубопровод внешней головной нефтеперекачивающей станции.

6. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что в корпусе регулятора скорости открытия упомянутой арматуры размещены вышеупомянутые обратный клапан и жиклер, причем жиклер и обратный клапан выполнены конструктивно совмещенными.

7. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что обратный клапан регулятора скорости открытия упомянутой арматуры содержит имеющий пропускной канал с выходными отверстиями шток с выполненной на одном его конце заслонкой, а на другом - жиклером, включающим регулирующий, предпочтительно, винтовой элемент, введенный в пропускной канал штока обратного клапана с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки с помощью иглы жиклера, которой снабжен винтовой элемент, путем изменения ее положения относительно пропускного канала.

8. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что регулятор скорости открытия упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.

9. Нефтедобывающее предприятие по п.7, отличающееся тем, что регулятор скорости открытия упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.

10. Нефтедобывающее предприятие по п.6, отличающееся тем, что корпус регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры содержит, по меньшей мере, три отсека, в первом отсеке расположена заслонка обратного клапана с выполненным в ней входным отверстием пропускного канала, во втором отсеке расположен, по крайней мере, частично шток обратного клапана и, по меньшей мере, одно выходное отверстие пропускного канала, выполненное в штоке, в третьем отсеке расположен винтовой элемент жиклера и возвратное устройство регулятора скорости открытия, при этом второй отсек соединен по рабочему телу с силовой камерой, а в корпусе регулятора скорости открытия в области третьего отсека выполнено отверстие, закрытое винтовой заглушкой для обеспечения регулировки проходного сечения пропускного канала посредством винтового элемента.

11. Нефтедобывающее предприятие по п.7, отличающееся тем, что для изменения положения иглы жиклера относительно пропускного отверстия жиклер снабжен устройством калибровки, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

12. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что силовая камера снабжена герметичной упругой мембраной, разделяющей корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек, причем мембрана выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления, как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

13. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что гидромеханическое устройство снабжено возвратным устройством гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины.

14. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что силовая камера снабжена поршнем, разделяющим корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек, имеющий возможность изменения рабочего объема, и незаполняемый им отсек и выполненный с возможностью перемещения в силовой камере в зависимости от изменения давления, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

15. Нефтедобывающее предприятие по п.13, отличающееся тем, что запорная и/или запорно-регулировочная арматура выполнена с имеющим шпиндель запорным органом, а передаточный механизм состоит, по меньшей мере, из двух элементов, при этом первый элемент - шток - передаточного механизма через предохранительную накладку соединен с мембраной силовой камеры, а второй элемент соединен с запорным органом запорно-регулировочной арматуры, предпочтительно, через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней.

16. Нефтедобывающее предприятие по п.15, отличающееся тем, что первый и второй элементы передаточного механизма выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например, шарнирно, причем во втором элементе в месте соединения его с первым выполнено отверстие, внутри которого расположен штифт, соединяющий оба указанных элемента, причем второй элемент передаточного механизма выполнен с возможностью поворота от 0 до 90 градусов от исходного положения, при этом 0 градусов соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90 градусов - полностью открытой.

17. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что запорная и/или запорно-регулировочная арматура представляет собой кран, например, шаровой.

18. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что передаточный механизм, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, выполнен в виде рычага, или кривошипного механизма, или зубчатой рейки.

19. Нефтедобывающее предприятие по п.1, отличающееся тем, что максимальная пропускная способность обратного клапана регулятора скорости открывания упомянутой арматуры, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера.