УСТАНОВКА ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ РАСТВОРА ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРУБОПРОВОДЫ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН Российский патент 2020 года по МПК E21B37/06 F17D3/12 

Изобретение относится к устройствам нефтегазодобывающей промышленности, в частности к установкам для дозированной подачи химических реагентов в технологические трубопроводы скважин и может использоваться для закачки в них раствора ингибитора коррозии.

Из уровня техники известна дозировочная установка [RU 2238393 C2, МПК Е21В 37/06, 20.10.2004], содержащая емкость для ингибитора и насос-дозатор, соединенный с емкостью посредством трубопровода через вентили. При этом установка снабжена дополнительной емкостью для ингибитора, соединенной с насосом-дозатором посредством трубопровода через дополнительный вентиль, устройством тонкой фильтрации, установленным непосредственно перед всасывающей частью насоса-дозатора, уровнемером, установленным в трубопроводе, соединяющем емкость для ингибитора и насос-дозатор, и установленными на трубопроводе для подачи ингибитора в скважину электроконтактным манометром, отсекающим вентилем и обратным клапаном.

Недостатком известного технического решения является то, что в условиях больших месторождений, располагающих сотнями скважин, такой подход окажется неприемлемым, вследствие необходимости оборудования подобной установкой каждой из скважин куста, что приведет к высоким затратам на техническое обслуживание насосного оборудования.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению, выбранным в качестве прототипа, признана установка для дозированной подачи реагента в скважины куста [RU 2142553 C1, МПК Е21В 37/06, опубл. 10.12.1999], которая содержит емкость для химического реагента и насос, соединенный трубопроводами со скважинами. Установка снабжена установленными на арматуре каждой скважины куста дозаторами, имеющими выходные каналы с подпружиненными клапанами и сообщенные с источником химического реагента переменного давления.

Недостатком известного технического решения является его ограниченная возможность по индивидуальному дозированию ингибитора коррозии для каждой из скважин куста, так как дозаторы выполнены механическими и требуют ручной настройки.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение технологичности установки для дозированной подачи раствора ингибитора коррозии с одновременным повышением точности регулировки расхода раствора ингибитора коррозии для каждой из скважин месторождения.

Указанная задача решена тем, что установка для дозированной подачи раствора ингибитора коррозии в технологические трубопроводы газоконденсатных скважин содержит расходную емкость раствора ингибитора коррозии, выходной трубопровод которой снабжен центробежным электрическим насосом и регулятором суммарного расхода ингибитора коррозии, состоящим из линии перепуска раствора в расходную емкость, снабженной запорно-регулирующим клапаном с электромеханическим приводом, и счетчика расхода жидкости, установленного на выходном трубопроводе. Отличает установку от известных аналогов то, что выходной трубопровод соединен с распределительным кустовым коллектором, каждый из отводов которого представляет собой кустовой трубопровод с установленным на нем кустовым регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости и запорно-регулирующего клапана с электромеханическим приводом. Выход каждого из кустовых трубопроводов соединен с распределительным скважинным коллектором, каждый из отводов которого представляет собой скважинный трубопровод, с установленным на нем скважинным регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости и запорно-регулирующего клапана с электромеханическим приводом. Выход каждого скважинного трубопровода, снабженный обратным клапаном, соединен с технологическим трубопроводом скважины. Центробежный электрический насос и регулятор суммарного расхода ингибитора коррозии подключены к локальной системе автоматического регулирования суммарного расхода ингибитора коррозии, а кустовые и скважинные регуляторы расхода подключены к локальным системам кустового и скважинного автоматического регулирования расхода ингибитора коррозии, при этом упомянутые системы регулирования подключены к автоматизированной системе управления технологическим процессом дозированной подачи раствора ингибитора коррозии.

Положительным техническим результатом, который обеспечивается раскрытой выше совокупностью конструктивных признаков установки, является значительное снижение металлоемкости оборудования и уменьшение трудоемкости проведения технического осмотра и текущего ремонта установки, за счет уменьшения количества требуемых насосов. Кроме того за счет применения двухступенчатой системы регулирования повышается точность регулирования расхода ингибитора коррозии индивидуально для каждой скважины, с учетом ее особенностей и независимо от протяженности трубопровода для подачи ингибитора коррозии.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена структурная схема установки.

Установка для дозированной подачи раствора ингибитора коррозии в технологические трубопроводы газоконденсатных скважин имеет следующую конструкцию.

Ее основой является расходная емкость 1 раствора ингибитора коррозии, выходной трубопровод 2 которой снабжен центробежным электрическим насосом 3 и регулятором суммарного расхода ингибитора коррозии, состоящим из линии перепуска 4 раствора в расходную емкость 1, снабженной запорно-регулирующим клапаном 5 с электромеханическим приводом, и счетчика расхода жидкости 6, установленного на выходном трубопроводе. Выходной трубопровод 2 соединен с распределительным кустовым коллектором 7, каждый из отводов которого представляет собой кустовой трубопровод 8 с установленным на нем кустовым регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости 9 и запорно-регулирующего клапана 10 с электромеханическим приводом. Выход каждого из кустовых трубопроводов 8 соединен с распределительным скважинным коллектором 11, каждый из отводов которого представляет собой скважинный трубопровод 12, с установленным на нем скважинным регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости 13 и запорно-регулирующего клапана 14 с электромеханическим приводом. Выход каждого скважинного трубопровода, снабженный обратным клапаном 15, соединен с технологическим трубопроводом скважины.

В качестве счетчиков расхода жидкости на всех ступенях регулирования подачи ингибитора коррозии целесообразно применить массовые кориолисовые расходомеры Micro Motion.

Каждая из локальных систем автоматического регулирования может быть выполнена на основе любого известного восьми- или тридцатидвухразрядного микроконтроллера в индустриальном исполнении (диапазон рабочих температур от -60°С до +85°С), содержащего микропроцессорное ядро, соединенное общей системной шиной с FLASH-памятью программ, SRAM-памятью данных, постоянной электрически перепрограммируемой памятью ЭСППЗУ (EEPROM) и универсальными восьмиразрядными двунаправленными портами ввода-вывода. В качестве встроенных периферийных устройств, подключенных к системной шине, могут быть применены многоканальный аналого-цифровой преобразователь АЦП (ADC) и универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик УСАПП (USART). При этом к первому и второму каналам АЦП посредством операционных усилителей могут быть подключены выходы датчика расхода жидкости, а один из универсальных портов ввода-вывода через силовой выход на основе транзисторных ключей может быть подключен к электродвигателю запорно-регулирующего клапана. При этом алгоритм программного регулирования дозирования подачи раствора ингибитора коррозии будет осуществляться микропроцессорным ядром на основе управляющей программы, хранящейся во FLASH-памяти программ с использованием SRAM-памяти данных, на основе уставок регулятора, хранящихся в постоянной памяти EEPROM. Системы автоматического регулирования могут быть подключены к автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУТП) посредством универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика УСАПП (USART) через проводной промышленный интерфейс RS-485 или посредством радиоканала. В первом случае для согласования уровней к приемопередатчику может быть подключена микросхема МАХ485, а во втором -любой известный радиомодуль, например модели НС-12.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) может представлять собой программно-аппаратный комплекс на основе персонального компьютера, имеющего вычислительную мощность достаточную для реализации алгоритмов управления, подключенного к автоматическим регуляторам расхода жидкости посредством интерфейса RS-485 или по радиоканалу.

Установку для дозированной подачи раствора ингибитора коррозии в технологические трубопроводы газоконденсатных скважин используют следующим образом.

Для работы установки применяют 10%-ный раствор любого известного ингибитора коррозии, например марки «Сонкор 9020» в метаноле (РИК-10). Его предварительно готовят в расходной емкости 1 посредством перемешивания ингибитора в метаноле. После этого с помощью автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) активируют установку. Центробежный насос 3 обеспечивает подачу раствора ингибитора коррозии по трубопроводу 2 на распределительный кустовой коллектор 7, расположенный на территории установки комплексной подготовки газа. Коллектор 7 распределяет поток раствора ингибитора на кустовые трубопроводы 8, при этом локальные системы автоматического регулирования кустового расхода каждого куста предварительно настроены на требуемый объем кустового потребления раствора ингибитора коррозии. Из каждого кустового трубопровода 8 раствор ингибитора коррозии подается на распределительный скважинный коллектор 11, который распределяет поток раствора ингибитора на скважинные трубопроводы 12 каждой из скважин куста. При этом локальные системы автоматического регулирования скважинного расхода каждой скважины предварительно настроены на требуемый объем потребления раствора ингибитора коррозии в зависимости от дебита скважины.

Во время транспортировки раствора ингибитора коррозии локальная система автоматического регулирования суммарного расхода ингибитора коррозии с помощью счетчика расхода жидкости 6 измеряет объем перекачиваемого раствора и, в случае его не соответствия уставкам, управляя производительностью насоса 3 и осуществляя перепуск метанола через линию перепуска 4 в расходную емкость 1 с помощью запорно-регулирующего клапана 5, корректирует параметры технологического процесса подачи раствора ингибитора коррозии в технологические трубопроводы газоконденсатных скважин.

Установка для дозированной подачи раствора ингибитора коррозии, рассмотренная в настоящей заявке, была апробирована на объектах ООО «Газпром добыча Уренгой». При этом было отмечено, что защитная эффективность антикоррозионной обработки скважинного оборудования на объектах разработки ачимовских отложений Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения составила 95,3%. Сократилась металлоемкость оборудования за счет уменьшения числа насосов с сорока девяти до одного, благодаря чему значительно уменьшилась трудоемкость проведения технического осмотра и текущего ремонта установки и скважинного оборудования.

Изобретение относится к установкам для дозированной подачи химических реагентов в технологические трубопроводы скважин. Установка включает расходную емкость раствора ингибитора коррозии, выходной трубопровод которой снабжен центробежным электрическим насосом и регулятором суммарного расхода ингибитора коррозии, состоящим из линии перепуска раствора в расходную емкость, снабженной запорно-регулирующим клапаном с электромеханическим приводом, и счетчика расхода жидкости, установленного на выходном трубопроводе. Выходной трубопровод соединен с распределительным кустовым коллектором, каждый из отводов которого представляет собой кустовой трубопровод с установленным на нем кустовым регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости и запорно-регулирующего клапана с электромеханическим приводом. Выход каждого из кустовых трубопроводов соединен с распределительным скважинным коллектором, каждый из отводов которого представляет собой скважинный трубопровод, с установленным на нем скважинным регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости и запорно-регулирующего клапана с электромеханическим приводом. Выход каждого скважинного трубопровода, снабженный обратным клапаном, соединен с технологическим трубопроводом скважины, а регуляторы посредством локальных систем автоматического регулирования подключены к автоматизированной системе управления технологическим процессом. Повышается технологичность установки, повышается точность регулировки расхода ингибитора. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для дозированной подачи раствора ингибитора коррозии в технологические трубопроводы газоконденсатных скважин, содержащая расходную емкость раствора ингибитора коррозии, выходной трубопровод которой снабжен центробежным электрическим насосом и регулятором суммарного расхода ингибитора коррозии, состоящим из линии перепуска раствора в расходную емкость, снабженной запорно-регулирующим клапаном с электромеханическим приводом, и счетчика расхода жидкости, установленного на выходном трубопроводе, отличающаяся тем, что выходной трубопровод соединен с распределительным кустовым коллектором, каждый из отводов которого представляет собой кустовой трубопровод с установленным на нем кустовым регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости и запорно-регулирующего клапана с электромеханическим приводом; выход каждого из кустовых трубопроводов соединен с распределительным скважинным коллектором, каждый из отводов которого представляет собой скважинный трубопровод, с установленным на нем скважинным регулятором расхода раствора ингибитора коррозии, состоящим из счетчика расхода жидкости и запорно-регулирующего клапана с электромеханическим приводом; выход каждого скважинного трубопровода, снабженный обратным клапаном, соединен с технологическим трубопроводом скважины; центробежный электрический насос и регулятор суммарного расхода ингибитора коррозии подключены к локальной системе автоматического регулирования суммарного расхода ингибитора коррозии, а кустовые и скважинные регуляторы расхода подключены к локальным системам кустового и скважинного автоматического регулирования расхода ингибитора коррозии, при этом упомянутые системы регулирования подключены к автоматизированной системе управления технологическим процессом дозированной подачи раствора ингибитора коррозии.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве счетчиков расхода жидкости применены массовые кориолисовые расходомеры Micro Motion.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из локальных систем автоматического регулирования выполнена на основе восьмиразрядного микроконтроллера в индустриальном исполнении.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из локальных систем автоматического регулирования выполнена на основе тридцатидвухразрядного микроконтроллера в индустриальном исполнении.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что автоматизированная система управления технологическим процессом представляет собой программно-аппаратный комплекс на основе персонального компьютера.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что персональный компьютер подключен к локальным системам автоматического регулирования посредством интерфейса RS-485.

7. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что персональный компьютер подключен к локальным системам автоматического регулирования по радиоканалу.