СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОСБОРНОГО КОЛЛЕКТОРА КУСТА СКВАЖИНЫ Российский патент 2020 года по МПК F17D1/65 F16L55/10 E21B43/00 

Изобретение относится к области эксплуатации и ремонта действующих газопроводов и может применяться для очистки газосборного коллектора от жидкости, а также при подготовке коллектора к эксплуатации в осенне-зимний период в целях снижения коэффициента сопротивления из-за накопившейся жидкой фазы.

При ремонтных работах основным применяемым способом опорожнения газосборного коллектора и удаления из него жидкости является продувка его на факел куста скважин [см. Рассохин Г.В. Завершающая стадия разработки газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: Недра, 1977], что приводит к потерям углеводородного сырья. Недостатком такого способа продувки является безвозвратная потеря значительного количества газа.

Из области техники известен способ опорожнения дефектного участка трубопровода [RU 2079766, опубликовано 20.05.1997], при котором по трубопроводу пропускают разделитель с последующей его остановкой, причем, разделитель останавливают посредством клина частично закрытой задвижки, расположенной за дефектным участком по потоку, полностью закрывают задвижку и перемещают разделитель в обратном направлении закачиваемыми через отвод инертными газами. К недостаткам способа можно отнести низкие технологические возможности, связанные с тем, что для запуска поршня-разделителя в полость газосборного коллектора необходимо оборудовать камеры запуска на каждый куст скважин, при этом потребуются значительные затраты времени.

Известен способ устранения жидкостных пробок в газосборных коллекторах [RU 2687721, опубликовано 15.05.2019], включающий транспортировку добываемого флюида по шлейфам от кустов газовых скважин до установок комплексной подготовки газа, сепарацию газа во входных сепараторах и емкостях-пробкоуловителях; компримирование на дожимной компрессной станции в несколько ступеней и охлаждение на установках охлаждения газа после каждой ступени компримирования, отличающийся тем, что устанавливают дополнительную линию с внутритрубным сепаратором и эжектором, вход которой посредством кранов в здании переключающей арматуры входа шлейфов в установку комплексной подготовки газа, подключают к шлейфу, из которого необходимо удалить жидкостную пробку, а другой конец подключают к коллектору подачи газа во входной сепаратор.

Недостатками способа является, сложность технологического процесса, необходимость применения и подключения дополнительного оборудования, при этом потребуются значительные затраты времени на проведение опорожнения участка газопровода.

Известен способ опорожнения участка газопровода, подлежащего ремонту, вытеснением природного газа [RU 2704064, опубликовано 23.10.2019] включающий в себя отключение опорожняемого участка от магистрального газопровода посредством запорных устройств, природный газ вытесняют посредством движения введенного в полость газопровода самодвижущегося поршня-вытеснителя.

К недостаткам способа относятся низкие технологические возможности, необходимость применения дополнительного оборудования, при этом потребуются значительные затраты времени на проведение опорожнения участка газопровода.

Известен наиболее близкий по совокупности признаков способ опорожнения участка магистрального трубопровода от газа [RU 2539411, опубликовано 20.01.2015], включающий отключение опорожняемого участка от трубопровода посредством запорно-отключающих устройств, опорожнение данного участка от газа, после отключения опорожняемого участка от магистрального трубопровода свечу через узел соединения, соединяют с заякоренной емкостью, опорожнение участка от газа осуществляют путем перекачки газа в данную емкость.

Недостатками способа является сложность технологического процесса, необходимость применения дополнительного специального оборудования (специальная емкость), при этом потребуются значительные затраты времени на проведение опорожнения участка газопровода, а также не возможность осуществления способа при неблагоприятных погодных условиях.

Задачей заявленного изобретения является создание эффективного способа очистки газосборного коллектора при подготовке к выполнению ремонтных работ, а также подготовке коллектора к эксплуатации в осенне-зимний период в целях снижения коэффициента сопротивления из-за накопившейся жидкой фазы.

Технический результат заявленного изобретения заключается в сокращение временных, технологических и материальных затрат при очистке газосборного коллектора, а также предотвращение потерь углеводородного сырья.

Поставленный технический результат достигается тем, что способ очистки газосборного коллектора куста скважины, включающий отключение опорожняемого участка посредством запорно-отключающих устройств, опорожнение данного участка от газа согласно изобретению, что отключение опорожняемого участка посредством запорно-отключающих устройств осуществляют закрытием надкоренных задвижек фонтанных арматур скважин, закрытием входной задвижки на установке комплексной подготовке газа, открытием задвижки на задавочной линии одной из скважин куста, осуществляют подачу в газосборный коллектор инертного газа, азота от мобильной азотной установки, при этом скорость потока инертного газа увеличивают до минимальной скорости, обеспечивающей вынос жидкости, определяемой выражением:

где:

d - внутренний диаметр газосборного коллектора, м;

ρ_ж - плотность жидкой фазы, скопившейся на пониженном участке газопровода, кг/м³;

ρ_г - плотность газового потока, кг/м³;

ν=ν_ж/ν_г - отношение кинематической вязкости газа (в рабочих условиях) ν_г жидкой фазы ν_ж;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

α - угол наклона трубопровода к горизонту, град.,

при этом давление инертного газа поддерживают ниже разрешенного давления в газосборном коллекторе, после чего плавным открытием регулирующего клапана и входной задвижки на УКПГ углеводородное сырье за счет разности давления направляется в сепаратор, где жидкая фаза отбивается и направляется в разделительные емкости для дальнейшей подготовки, а газ утилизируется на эжектор технологической нитки низкотемпературной сепарации (далее - НТС).

Новизной предложенного способа является то, что движение жидкости в полости трубопровода и дальнейшая его очистка происходит за счет нагнетания инертного газа мобильной азотной установкой в очищаемый участок коллектора и последующей утилизацией жидкостей и газа с участка, на эжектор технологической нитки НТС с предотвращением потерь углеводородного сырья.

Предлагаемое изобретение поясняется технологической схемой фиг. 1 состоящей из следующих конструктивных элементов: 1 - фонтанная арматура; 2 - надкоренная задвижка; 3 - мобильная азотная установка; 5 - трубопровод задавочной линии; 4 - задвижка на задавочной линии; 6 - секущая задвижка обвязки скважины; 7 - очищаемый газосборный коллектор; 8 - задвижка на входе в УКПГ; 9 - регулирующий клапан; 10 - сепаратор; 11 - трубопровод сброса газа на эжектор НТС; 12 - трубопровод в разделительную емкость.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:

Перед очисткой газосборного коллектора 7, его отсекают с помощью закрытия надкоренной задвижки 2 на одной их скважин куста, установленной на фонтанной арматуре 1, закрытием секущих задвижек 6 на оставшихся других скважинах куста обвязки и закрытием входной задвижки на УКПГ 8. Далее с помощью мобильной азотной установки 3, через трубопровод задавочной линии 5, в открытую задвижку задавочной линии 4 и открытую секущую задвижку обвязки одной из скважин куста, на которой закрыта надкоренная задвижка 2, нагнетают инертный газ, азот, до давления не превышающем разрешенное давление газосборного коллектора. После поднятия давления в опорожняемом газосборном коллекторе 7, плавным открытием входной задвижки 8 на УКПГ, через регулирующий клапан 9, направляют поток газожидкостной смеси в сепаратор 10, где жидкость отбивается, и по трубопроводу 12 направляется в разделительную емкость (не показано) для дальнейшей подготовки, а избыточное давление утилизируется по трубопроводу 11 на эжектор технологической нитки НТС (не показано).

Достижение технического результата, поставленного предполагаемым изобретением, оценивают с помощью капитальных затрат на монтаж дополнительного оборудования, затраченного для проведения операций по опорожнению газосборного коллектора, а также сокращения потерь углеводородного сырья.

Конкретный пример осуществления предлагаемого изобретения. В июне 2018 года на предприятии ООО «Газпром добыча Уренгой», на газоконденсатном промысле №5 для проведения плановых ремонтных работ на участке газосборного коллектора 5-197 были проведены испытания предлагаемого способа. Для этого перед опорожнением газосборного коллектора 7, его отсекли с помощью закрытия на скважине №5409 надкоренной задвижки 2, установленной на фонтанной арматуре 1, закрытием на оставшихся других скважинах куста №5408 и №5364 секущих задвижек обвязки скважин 6 и закрытием входной задвижки на УКПГ 8. После этого с помощью мобильной азотной установки типа ТГА 20/251 3, через трубопровод задавочной линии 5, в открытую задвижку задавочной линии 4 и открытую секущую задвижку обвязки скважин №5409, нагнетали инертный газ, азот, до давления 7,0 МПа. Далее плавным открытием входной задвижки 8 на УКПГ, через регулирующий клапан 9 направили поток в сепаратор 10, где жидкость, которая отбилась в сепараторе направили по трубопроводу 12 в разделительную емкость Р-202/14 для дальнейшей подготовки, а избыточное давление (газ) по трубопроводу 11 утилизируется на эжектор технологической нитки НТС до давления 2,0 МПа.

Использование предлагаемого изобретения позволяет сократить потери газового конденсата без дополнительных монтажных работ в обвязку скважины и газосборный коллектор.

Изобретение относится к области эксплуатации и ремонта действующих газопроводов и может применяться для очистки газосборного коллектора от жидкости, а также при подготовке коллектора к эксплуатации в осенне-зимний период в целях снижения коэффициента сопротивления из-за накопившейся жидкой фазы. Техническим результатом является сокращение временных, технологических и материальных затрат при очистке газосборного коллектора, а также предотвращение потерь углеводородного сырья. Сущность изобретения заключается в том, что при реализации заявленного способа производят отключение опорожняемого участка, осуществляют подачу в газосборный коллектор инертного газа, скорость потока инертного газа увеличивают до минимальной скорости, обеспечивающей вынос жидкости. При этом давление инертного газа поддерживают ниже разрешенного давления в газосборном коллекторе. Углеводородное сырье, за счет разности давления, направляется в сепаратор, где жидкая фаза отбивается и направляется в разделительные емкости для дальнейшей подготовки, а газ утилизируется на эжектор технологической нитки низкотемпературной сепарации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ очистки газосборного коллектора куста скважины, включающий отключение опорожняемого участка посредством запорно-отключающих устройств, опорожнение данного участка от газа, отличающийся тем, что отключение опорожняемого участка посредством запорно-отключающих устройств осуществляют закрытием надкоренных задвижек фонтанных арматур скважин, закрытием входной задвижки на установке комплексной подготовке газа (УКПГ), открытием задвижки на задавочной линии одной из скважин куста, осуществляют подачу в газосборный коллектор инертного газа, при этом скорость потока инертного газа увеличивают до минимальной скорости, обеспечивающей вынос жидкости, определяемой выражением

где

d - внутренний диаметр газосборного коллектора, м;

ρ_ж - плотность жидкой фазы, скопившейся на пониженном участке газопровода, кг/м³;

ρ_г - плотность газового потока, кг/м³;

ν=ν_ж/ν_г - отношение кинематической вязкости газа (в рабочих условиях) ν_г жидкой фазы ν_ж;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

α - угол наклона трубопровода к горизонту, град.,

при этом давление инертного газа поддерживают ниже разрешенного давления в газосборном коллекторе, после чего плавным открытием регулирующего клапана и входной задвижки на УКПГ углеводородное сырье за счет разности давления направляется в сепаратор, где жидкая фаза отбивается и направляется в разделительные емкости для дальнейшей подготовки, а газ утилизируется на эжектор технологической нитки низкотемпературной сепарации.

2. Способ очистки газосборного коллектора куста скважины по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа применяют азот от мобильной азотной установки.