СИСТЕМА СБОРА СБРОСНЫХ ГАЗОВ Российский патент 2016 года по МПК E21B43/01 E21C50/02 

Изобретение относится к охране природы и предназначено для утилизации сбросных (факельных) газов, преимущественно в морских условиях нефтегазодобычи.

Известно в практике нефтегазодобычи, что морской сбор сбросных газов осуществляется с последующим их рассеиванием в окружающей воде или со сжиганием в горелочных устройствах на буях, плавающих в море.

Недостатками таких примитивных способов являются:

1. Значительный ущерб окружающей среде;

2. Безвозвратные потери ценнейших углеводородов.

Известно факельное устройство, состоящее из тела Коанда с расположенным внутри соплом Вентури и подводящим к нему трубопроводом (см. описание изобретения RU №2113657 C1, публикация 20.06.1998).

Недостатками такого устройства являются:

1. Усложненная конструкция не решает всех проблем морского сбора и утилизации факельного (сбросного) газа.

2. Предложенное факельное устройство не соответствует многообразию условий сбора, резко переменных параметров факельных потоков (зачастую в форме многофазной среды: газ, нефть, пластовая вода).

Задачей заявленного изобретения является повышение многофункциональной технико-экономической надежности надводного и подводного объектов нефтегазосбора с утилизацией сбросных газов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Сбросные «сырые» газы с платформы от придонных скважин поступают в нижнюю часть плавающего газгольдера, частично заполненного пластовой водой, благодаря которой с помощью электронных устройств успешно барботируется нефтегазоводная смесь с интенсивным разделением: внизу газгольдера очищенная пластовая вода, в средней части газгольдера - отделенная нефть, а в верхней части газгольдера - сухой (обедненный) газ, отсепарированный от жирных углеводородов и пластовой воды.

В результате малая часть сухого газа идет через огнепреградитель, предохранительные клапаны и автоматический регулятор расхода газа на дежурную свечу высокой надежности горения в любых погодных условиях - гарант бесперебойного функционирования системы сбора сбросных газов.

Большая же часть сухого газа через автоматический регулятор расхода идет на утилизацию в системе обустройства платформы с попутным обеспечением огневого теплогенератора газовым топливом. Это гарантирует полноту и экологичность полезного использования сбросных газов. Накапливающиеся в плавающем газгольдере жидкие фракции (пластовая вода и нефть) за счет автоматического их уровня под собственным давлением поступают в систему обустройства нефтедобывающей платформы.

При этом плавающий «мокрый» газгольдер, роль которого может успешно выполнять типовой стальной резервуар РВС объемом от 500 до 50000 м³, за счет управления его с платформы может погружаться и всплывать за счет регулируемого уровня (объема) пластовой воды в газгольдере.

Сущность работы поясняется чертежом на фиг.1, где показана принципиальная схема функционирования системы для осуществления заявленного способа.

На чертеже обозначены:

1 - морская платформа нефтегазодобычи;

2 - линия подачи пластовой воды в теплогенератор;

3 - линия возврата нагретой воды из теплогенератора;

4 - линия сброса сухого газа на платформу;

5 - теплогенератор;

6 - автоматический регулятор топливного газа;

7 - газовая «шапка» в газгольдере;

8 - дежурная свеча - факельное устройство;

9 - автоматический регулятор расхода газа на свечу;

10 - предохранительные клапаны;

11 - огневой преградитель;

12 - плавающий «мокрый» газгольдер;

13 - автомат поддержания допустимого уровня нефти в газгольдере;

14 - линия сброса факельного газа в газгольдер с платформы;

15 - корпус эжектора-барбатера;

16 - сопло эжектора;

17 - сбор сбросных (факельных) газов от подводных скважин;

18 - автомат поддержания допустимого уровня пластовой воды в газгольдере;

19 - слой отсепарированной нефти;

20 - слой отсепарированной пластовой воды.

Система осуществляется следующим образом.

От платформы 1 по линии 14 и от подводных скважин по линии 17 сбросные газы собираются в плавающий «мокрый» газгольдер 12 с обвязкой гибкими трубами 4, 13, 14, 17, 18. В газгольдере 12 сбросные газы фракционно разделяются на сухой газ 7, пластовую воду 20 и нефть 19 с последующей их подачей на платформу для утилизации. В газгольдере сбросные сырые газы 14, 17 от платформы 1 и подводных скважин 17 через эжекторы 15, 16, превращаясь в тонкодисперсную смесь «газ-пластовая вода-частицы нефти» на выходе из эжекторов 15, 16, интенсивно разделяются: внизу газгольдера 12 накапливается пластовая вода 20, в средней части газгольдера 12 собирается фракция нефти 19, в верхней части газгольдера 12 формируется «шапка» 7 сухого газа, который под собственным давлением из верха 7 газгольдера 12 через огнепреградитель 11, предохранительные клапаны 10, частично через автоматический регулятор 9 на заданный режим работы дежурной свечи 8 - гарант надежного функционирования системы. А основная часть газа по линии 4 поступает на платформу 1 с попутным обеспечением газовым топливом через автоматический регулятор 6 проектной мощности теплогенератора 5 с подводящими 2 и отводящими трубами 3 для обеспечения в системе полной утилизации сбросных газов.

Собираемые в газгольдере 12 пластовая вода 20 и нефть 19 под собственным давлением поступают через автоматы 18 и 13 заданного уровня жидкостей 19, 20 в газгольдере 12 для утилизации их в предложенной системе.

Заявленное изобретение позволит резко повысить надежность, безопасность и экологичность морских сооружений нефтегазодобычи без применения чадящих разорительных факелов примитивной конструкции. Это дает возможность получить технико-экономическую эффективность надводных и подводных объектов нефтегазосбора при полной утилизации сбросных газов.

Изобретение относится к охране природы. Система сбора сбросных газов включает морскую платформу и подводные скважины нефтегазодобычи, плавучий газгольдер в форме типового резервуара с обвязкой гибкими трубами для подачи сбросных «сырых» газов от платформы и подводных скважин для фракционного их разделения в газгольдере на «сухой» газ, пластовую воду и нефть. Сухой газ под собственным давлением идет из верха газгольдера через огнепреградитель, предохранительные клапаны, частично через автоматический регулятор на заданный режим работы дежурной свечи, а основная часть газа поступает на платформу с попутным обеспечением топливом теплогенератора. Собираемые в газгольдере пластовая вода и нефть под собственным давлением поступают на платформу для полной утилизации. Технический результат заключается в надежности, безопасности и экологичности морских сооружений нефтегазодобычи без применения факелов при полной утилизации сбросных газов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система сбора сбросных газов, включающая морскую платформу и подводные скважины нефтегазодобычи, отличающаяся тем, что используется плавучий газгольдер в форме типового стального резервуара с обвязкой гибкими трубами для подачи сбросных «сырых» газов от платформы и подводных скважин для фракционного их разделения в газгольдере на «сухой» газ, пластовую воду и нефть с последующей их подачей на платформу для утилизации.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в газгольдере сбросные «сырые» газы от платформы и подводных скважин через эжекторы, превращаясь в тонкодисперсную смесь «газ-пластовая вода-частицы нефти», на выходе из них интенсивно разделяются: внизу газгольдера накапливается пластовая вода, в средней части газгольдера собирается фракция нефти, а в верхней части газгольдера формируется «шапка» сухого газа.

3. Система по пп.1, 2, отличающаяся тем, что сухой газ под собственным давлением идет из верха газгольдера через огнепреградитель, предохранительные клапаны, частично через автоматический регулятор на заданный режим работы дежурной свечи - гарант надежного функционирования системы, а основная часть газа поступает на платформу с попутным обеспечением газовым топливом через автоматический регулятор проектной мощности теплогенератора системы для полной утилилизации в ней сбросных газов.

4. Система по пп.1, 2, отличающаяся тем, что собираемые в газгольдере пластовая вода и нефть под собственным давлением поступает через автоматы заданного уровня жидкости в газгольдере для утилизации их в предложенной системе.