Система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры Российский патент 2021 года по МПК E21B43/12 F15B1/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к системе трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры системы подводной добычи углеводородов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для строительства скважин и ввода в эксплуатацию подводных месторождений используются системы заканчивания и капитального ремонта скважин, основным назначением которых является обеспечение доступа в скважину и управление скважиной и фонтанной арматурой во время установки подвески насосно-компрессорных труб, операций чистки и испытаний, и других внутрискважинных работ.

Составной частью системы заканчивания и капитального ремонта является система контроля скважины, включающая в себя узел надводной фонтанной арматуры, устанавливаемый на платформе, во время проведения операций по заканчиванию и капитальному ремонту скважин, и в общем случае включающий в себя комбинацию задвижек, фланцевых соединений, манометров и штуцеров. Кроме того, конструкция надводной фонтанной арматуры должна позволять спускать в скважину инструмент в процессе ее эксплуатации.

Из существующего уровня техники известна обвязка фонтанной арматуры, раскрытая в документе RU 188422 U1 (опубликован 11.04.2019). Известная из упомянутого документа обвязка фонтанной арматуры содержит разветвленную трубную систему с центральным стволовым корпусом, который крепится к устьевой головке, и включает в себя ветку выкидной линии с последовательно расположенными задвижками, соединенными между собой посредством патрубков, отводов и тройников. В обвязке фонтанной арматуры главная эксплуатационная задвижка и эксплуатационная боковая задвижка в совокупности с клапаном перепускной линии соединены с выкидной линией скважины посредством фланца и патрубка, стволовая, циркуляционная и задвижка доступа соединены с затрубным и кольцевым пространством, включающим в себя ветку затрубного пространства, указанные элементы также вынесены за пределы стволового корпуса, при этом задвижки иного назначения выполнены в заводском корпусном исполнении с концевыми патрубками под приварку.

Известное из документа RU 188422 U1 техническое решение обеспечивает снижение общего веса фонтанной арматуры, а также унификацию и снижение трудоемкости ее сборки и эксплуатации за счет отсутствия общего массивного корпуса блока задвижек и разнесения задвижек за пределы стволового корпуса.

Тем не менее, известная обвязка фонтанной арматуры за счет того же разнесения задвижек распределена в пространстве и не обладает достаточной модульностью, что приводит к неудобству эксплуатации надводной фонтанной арматуры на платформе.

Решение задачи создания модульной надводной фонтанной арматуры предложено в публикации US 2009/0294131 А1 (опубликована 03.12.2009). В указанном техническом решении в фонтанной арматуре все задвижки вынесены в отдельный блок, который базируется на стволе фонтанной арматуры и крепится к нему механическим способом. При этом блок задвижек выполнен таким образом, чтобы задвижки, расположенные в указанном блоке, не располагались на промысловом стволе системы доступа в скважину. Такое решение позволяет обеспечить прохождение через промысловый ствол инструментов для проведения различных внутрискважинных операций без повреждения задвижек. Тем не менее, это решение увеличивает горизонтальные габаритные характеристики блока задвижек известной надводной фонтанной арматуры.

Предлагаемое изобретение направлено на то, чтобы преодолеть по меньшей мере один недостаток, присущий техническим решениям уровня техники.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, стало создание системы трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры, которая позволяет обеспечить снижение габаритных характеристик надводной фонтанной арматуры при одновременном обеспечении безопасности и технологичности проведения внутрискважинных операций, выполняемых на промысловом стволе системы доступа в скважину.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении габаритных характеристик надводной фонтанной арматуры при одновременном обеспечении безопасности и технологичности проведения внутрискважинных операций выполняемых на промысловом стволе системы доступа в скважину.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что задвижки трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры интегрированы в единый корпус, при этом часть из указанных задвижек, а именно надводная коренная задвижка и надводная буферная задвижка располагаются на промысловом стволе системы доступа в скважину, а другая часть из указанных задвижек, а именно задвижка линии глушения, задвижка выкидной линии и задвижка впрыска химических реагентов, располагаются по бокам от промыслового ствола.

Такое размещение позволяет избежать пространственного увеличения габаритных характеристик блока задвижек.

При этом, для того, чтобы не повредить указанные задвижки, расположенные на промысловом стволе системы доступа в скважину, при нахождении в стволе инструмента или тросового либо трубного оборудования во время проведения внутрискважинных операций, система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры согласно заявленному изобретению содержит средства блокировки надводной коренной задвижки и средства блокировки надводной буферной задвижки в открытом положении.

Таким образом, предотвращается повреждение данных задвижек в случае их закрытия при нахождении в стволе инструмента или тросового либо трубного оборудования и обеспечивается безопасность и технологичность проведения внутрискважинных операций, выполняемых на промысловом стволе системы доступа в скважину.

Более подробно, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры содержит эксплуатационную линию, предназначенную для подачи добычного флюида от скважины, а также солевого раствора и раствора для промывки скважины от платформы, линию глушения, предназначенную для подачи раствора для глушения, выкидную линию, предназначенную для подачи пластового флюида на станцию сепарации либо факельную мачту, линию впрыска химических реагентов, предназначенную для подачи химических реагентов с платформы, причем упомянутая система включает в себя устанавливаемый на устье скважины блок задвижек, содержащий интегрированные в едином корпусе блока задвижек: надводную коренную задвижку, надводную буферную задвижку, задвижку линии глушения, задвижку выкидной линии, задвижку впрыска химических реагентов, причем надводная коренная задвижка и надводная буферная задвижка расположены на промысловом стволе системы доступа в скважину, каждая из надводной коренной задвижки и надводной буферной задвижки оборудована средствами блокировки в открытом положении, а каждая из задвижки линии глушения, задвижки выкидной линии и задвижки впрыска химических реагентов оборудована автоматами аварийного закрытия, при этом задвижка выкидной линии дополнительно оборудована средствами замедления закрытия задвижки выкидной линии для предотвращения гидравлического удара при остановке потока пластового флюида при закрытии упомянутой задвижки.

Дополнительно, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что средства блокировки надводной коренной задвижки в открытом положении содержат первый шаровой кран трехходовой, первый гидрозамок и первый аккумулятор давления, а средства блокировки надводной буферной задвижки в открытом положении содержат второй шаровой кран трехходовой, второй гидрозамок и второй аккумулятор давления.

Также, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что средства замедления закрытия задвижки выкидной линии включают в себя третий аккумулятор давления, клапан «или», дроссель, клапан обратный.

Кроме того, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что автоматы аварийного закрытия каждой из задвижки линии глушения, задвижки выкидной линии и задвижки впрыска химических реагентов представляют собой первый кран игольчатый, второй кран игольчатый и третий кран игольчатый соответственно.

Дополнительно, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что для проведения тестирования работоспособности надводной коренной задвижки, надводной буферной задвижки, задвижки линии глушения, задвижки выкидной линии в систему дополнительно входят средства для подачи жидкости под давлением в полость блока задвижек, включающие в себя сдвоенную запорную арматуру со спускным клапаном, а также манометр для проведения измерений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеуказанные преимущества заявленного изобретения станут более очевидными из нижеследующего описания предпочтительного варианта его осуществления, данного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 и фиг. 2 изображена система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи описана система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 1 представлена система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры, содержащая, как показано на фиг. 2, интегрированные в единый корпус задвижек надводную коренную задвижку (1), надводную буферную задвижку (2), задвижку (3) линии глушения, задвижку (4) выкидной линии и задвижку (5) впрыска химических реагентов.

Надводная коренная задвижка (1) и надводная буферная задвижка (2) расположены на промысловом стволе системы доступа в скважину.

С целью предотвращения повреждения указанных задвижек в случае их закрытия в то время, когда внутри промыслового ствола находится внутрискважинный инструмент, заглушка, трос, канат, колтюбинг, указанные задвижки снабжены средствами блокировки в открытом положении.

Средства блокировки надводной коренной задвижки (1) в открытом положении содержат первый шаровой кран (6) трехходовой, первый гидрозамок (7) и первый аккумулятор (8) давления.

Средства блокировки надводной буферной задвижки (2) в открытом положении содержат второй шаровой кран (9) трехходовой, второй гидрозамок (10) и второй аккумулятор (11) давления.

Задвижка (3) линии глушения предназначена для перекрытия подачи технологических жидкостей (раствора заканчивания скважин, жидкости глушения) в промысловый ствол.

Для повышения безопасности выполняемых операций и упрощения конструкции системы трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры задвижка (3) линии глушения оборудована первым краном (12) игольчатым для аварийного закрытия. Это позволяет обеспечить производственный или экстренный останов при необходимости.

Задвижка (4) выкидной линии предназначена для перекрытия потока пластового флюида.

Для повышения безопасности выполняемых операций и упрощения конструкции системы трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры задвижка (4) выкидной линии оборудована вторым краном (13) игольчатым для аварийного закрытия.

Дополнительно, для того, чтобы предотвратить гидравлический удар при остановке пластового флюида в случае резкого закрытия задвижки (4) выкидной линии указанная задвижка (4) снабжена механизмом замедления закрытия, включающим в себя третий аккумулятор (14) давления, клапан (15) «или», дроссель (16), клапан (17) обратный.

Задвижка (5) впрыска химических реагентов предназначена для подачи в полость блока задвижек надводной фонтанной арматуры химических реагентов, предотвращающих загустевание жидкостей, находящихся внутри полости, и образование гидратов.

Для повышения безопасности выполняемых операций и упрощения конструкции системы трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры, а также с целью предотвращения непреднамеренного открытия задвижки (5) и несанкционированного попадания химических реагентов в полость блока задвижек надводной фонтанной арматуры, задвижка (5) впрыска химических реагентов оборудована третьим краном (18) игольчатым для аварийного закрытия.

Кроме того, для проведения тестирования работоспособности надводной коренной задвижки (1), надводной буферной задвижки (2), задвижки (3) линии глушения, задвижки (4) выкидной линии в систему трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры для подачи жидкости под давлением в полость блока задвижек надводной фонтанной арматуры входит сдвоенная запорная арматура (19) со спускным клапаном (20), а также манометр (21) для проведения измерений.

Необходимо понимать, что описанный выше для примера предпочтительный вариант осуществления изобретения не ограничивает объем настоящего изобретения. После ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанным вариантам осуществления, все из которых будут попадать в объем патентной защиты изобретения, определяемый нижеследующей формулой изобретения.

Предложена система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры, содержащая эксплуатационную линию, предназначенную для подачи добычного флюида от скважины, а также солевого раствора и раствора для промывки скважины от платформы, линию глушения, предназначенную для подачи раствора для глушения, выкидную линию, предназначенную для подачи пластового флюида на станцию сепарации либо факельную мачту, линию впрыска химических реагентов, предназначенную для подачи химических реагентов с платформы, причем упомянутая система включает в себя устанавливаемый на устье скважины блок задвижек, содержащий интегрированные в едином корпусе блока задвижек: надводную коренную задвижку, надводную буферную задвижку, задвижку линии глушения, задвижку выкидной линии, задвижку впрыска химических реагентов, причем надводная коренная задвижка и надводная буферная задвижка расположены на промысловом стволе системы доступа в скважину, каждая из надводной коренной задвижки и надводной буферной задвижки оборудована средствами блокировки в открытом положении, а каждая из задвижки линии глушения, задвижки выкидной линии и задвижки впрыска химических реагентов оборудована автоматами аварийного закрытия, при этом задвижка выкидной линии дополнительно оборудована средствами замедления закрытия задвижки выкидной линии для предотвращения гидравлического удара при остановке потока пластового флюида при закрытии упомянутой задвижки. Технический результат – сокращение габаритов. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система трубопроводной обвязки надводной фонтанной арматуры, содержащая

эксплуатационную линию, предназначенную для подачи добычного флюида от скважины, а также солевого раствора и раствора для промывки скважины от платформы,

линию глушения, предназначенную для подачи раствора для глушения, выкидную линию, предназначенную для подачи пластового флюида на станцию сепарации либо факельную мачту,

линию впрыска химических реагентов, предназначенную для подачи химических реагентов с платформы, причем упомянутая система включает в себя

устанавливаемый на устье скважины блок задвижек, содержащий

интегрированные в едином корпусе блока задвижек:

надводную коренную задвижку,

надводную буферную задвижку,

задвижку линии глушения,

задвижку выкидной линии,

задвижку впрыска химических реагентов,

причем надводная коренная задвижка и надводная буферная задвижка расположены на промысловом стволе системы доступа в скважину, каждая из надводной коренной задвижки и надводной буферной задвижки оборудована средствами блокировки в открытом положении, а каждая из задвижки линии глушения, задвижки выкидной линии и задвижки впрыска химических реагентов оборудована автоматами аварийного закрытия, при этом задвижка выкидной линии дополнительно оборудована средствами замедления закрытия задвижки выкидной линии для предотвращения гидравлического удара при остановке потока пластового флюида при закрытии упомянутой задвижки.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что средства блокировки надводной коренной задвижки в открытом положении содержат первый шаровой кран трехходовой, первый гидрозамок и первый аккумулятор давления, а средства блокировки надводной буферной задвижки в открытом положении содержат второй шаровой кран трехходовой, второй гидрозамок и второй аккумулятор давления.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что средства замедления закрытия задвижки выкидной линии включают в себя третий аккумулятор давления, клапан «или», дроссель, клапан обратный.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что автоматы аварийного закрытия каждой из задвижки линии глушения, задвижки выкидной линии и задвижки впрыска химических реагентов представляют собой первый кран игольчатый, второй кран игольчатый и третий кран игольчатый соответственно.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для проведения тестирования работоспособности надводной коренной задвижки, надводной буферной задвижки, задвижки линии глушения, задвижки выкидной линии в систему дополнительно входят средства для подачи жидкости под давлением в полость блока задвижек, включающие в себя сдвоенную запорную арматуру со спускным клапаном, а также манометр для проведения измерений.