Мобильная система для добычи природных вод и углеводородов, способ её развертывания и применения Российский патент 2024 года по МПК E21B43/00 E03B3/06 B60P3/00 

Область техники.

Настоящее изобретение относится к системам для добычи природных вод и углеводородов, размещаемых на площадках со скважинами, в частности к мобильным системам для добычи, состоящим из модулей на мобильных основаниях, не требующих капитального строительства с возведением фундаментов.

Уровень техники.

Актуальной проблемой добычи природных вод и углеводородов является снижение расходов и рисков, связанных с добычей из скважин с высокой геологической неопределенностью или краткосрочной эксплуатацией.

В процессе эксплуатации скважин с высокой геологической неопределенностью может происходить непрогнозируемое снижение дебета скважины, изменение качества добываемых ресурсов, что ведет к снижению рентабельности добычи и на определенном этапе такая добыча может стать нецелесообразной.

При этом для обеспечения добычи природных вод и углеводородов требуется техническое оснащение площадки для добычи (например, кустовой площадки), которое обычно обеспечивается за счет возведения на ней капитальных строений с заглубленным фундаментом, что требует значительных капитальных вложений, больших затрат времени и получения разрешений на строительство. После окончания добычи на площадке такие строения не могут быть перемещены без нанесения несоразмерного ущерба их назначению.

Таким образом в ряде случаев организация добычи из скважин с высокой геологической неопределенностью или краткосрочной эксплуатацией с использованием объектов капитального строительства малорентабельна.

Для снижения стоимости оснащения площадки и обеспечения возможности повторного использования оборудования известны варианты мобильного исполнения оборудования.

Широкое распространение получили мобильные комплектные трансформаторные подстанции. Так из уровня техники известны мобильные трансформаторные подстанции по патентам RU2599055C1 [1], CH661155A5 [2], CZ6402U1 [3], SU427435A1 [4], US2237812A [5], US3116086A [6] US4484757A [7], CN111696771B [8] и другие.

При этом наличие только трансформаторной подстанции в мобильном исполнении не покрывает необходимых потребностей в оснащении площадки для добычи.

Из уровня техники известен способ эксплуатации скважинной площадки по заявке на патент US20150267607A1 [9], в котором описано оборудование для добычи и переработки газа, смонтированное на подвижном колесном шасси.

В описанном способе отсутствует возможность раздельного размещения элементов конструкции на площадке для обеспечения систем с разной конфигурацией под задачи добычи. Метод адаптирован только под добычу газа с его переработкой и не является универсальным. Описанная в заявке конструкция не обеспечивает работу в условиях бездорожья и ограничена особенностями конструкции.

В настоящий момент из уровня техники не известны универсальные комплексные решения по обеспечению площадок под добычу природных вод и углеводородов в модульном мобильном исполнении.

Сущность изобретения.

Целью настоящего изобретения является снижение затрат и рисков, связанных с оснащением площадки под добычу природных вод и углеводородов за счет отказа от фундаментов и объектов капитального строительства для размещения оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что представленная мобильная система для добычи природных вод и углеводородов содержит оптимальный состав элементов в мобильном исполнении, которые не требуют наличия на площадке под добычу фундамента, при этом их использование обеспечивает добычу и снижает себестоимость и трудоемкость оснащения площадки, позволяют транспортировать и повторно применять оборудование на других площадках.

Поставленная цель достигается тем, что мобильная система для добычи природных вод и углеводородов содержит по меньшей мере одну комплектную трансформаторную подстанцию, смонтированную на мобильном основании; по меньшей мере одну станцию управления, совмещенную с по меньшей мере одним трансформатором местного оборудования, смонтированными на одном мобильном основании, или по меньшей мере одну станцию управления, на отдельном мобильном основании и по меньшей мере один трансформатор местного оборудования на отдельном мобильном основании; модули кабельной эстакады, выполненные на мобильных основаниях; модули технологической эстакады, выполненные на мобильных основаниях; по меньшей мере один блок местной автоматики на мобильном основании, при этом модули технологической эстакады на мобильных основаниях используются для формирования технологической эстакады, а на технологической эстакаде монтируется хотя бы часть трубопроводной системы, которая обеспечивает подключение по меньшей мере одной скважины и позволяет осуществлять транспортировку вод или углеводородов из скважины в линейный трубопровод, при этом модули кабельной эстакады на мобильных основаниях используются для формирования кабельной эстакады, а на кабельной эстакаде монтируется хотя бы часть кабельной сети, которая обеспечивает соединение электрических элементов мобильной системы, при этом трансформатор местного оборудования как минимум обеспечивает электропитание насосного оборудования, при этом блок местной автоматики как минимум обеспечивает работу насосного оборудования, при этом станция управления как минимум обеспечивает управление насосным оборудованием, указанная мобильная система дополнительно может содержать по меньшей мере одну замерную установку на мобильном основании, которая подключена к трубопроводной системе и кабельной сети, указанная мобильная система дополнительно может содержать хотя бы один молниеотвод на мобильном основании, указанная мобильная система дополнительно может содержать мачту освещения на мобильном основании, оборудованную средствами радиосвязи, указанная мачта может быть дополнительно оборудована молниеотводом, указанная мачта может быть дополнительно оборудована средствами видеонаблюдения, в указанной мобильной системе в качестве мобильных оснований могут быть использованы салазки, плиты, колеса или пространственные рамы, указанная мобильная система может включать по меньшей мере один модуль технологической эстакады, совмещенный с модулем кабельной эстакады и они могут быть выполнены на едином мобильном основании, в указанной мобильной системе по меньшей мере в одном модуле технологической эстакады может быть размещен кабель для соединения электрических элементов системы, указанная мобильная система может включать средства измерения и средства противопожарной безопасности, указанная мобильная система может включать средства автоматизации процесса добычи, указанная мобильная система может включать насосное оборудование.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют развертывание мобильной системы для добычи природных вод и углеводородов на площадке со скважиной, при этом: размещают комплектную трансформаторную подстанцию на мобильном основании с её подключением к линии электропитания; размещают станцию управления, совмещенную с по меньшей мере одним трансформатором местного оборудования на едином мобильном основании, или размещают станцию управления на отдельном мобильном основании и трансформатор местного оборудования на отдельном мобильном основании; размещают блок местной автоматики на мобильном основании; размещают модули технологической эстакады на мобильных основаниях с формированием технологической эстакады, монтируют на технологической эстокаде хотя бы часть трубопроводной системы, которая обеспечивает обвязку по меньшей мере одной скважины и позволяют осуществлять транспортировку вод или углеводородов из скважины в линейный трубопровод; размещают модули кабельной эстакады на мобильных основаниях с формированием кабельной эстакады, монтируют на кабельной эстакаде хотя бы часть кабельной сети с подключением к ней комплектной трансформаторной подстанции, станции управления, трансформатора местного оборудования, блока местной автоматики, насосного оборудования, при развертывании мобильной системы могут дополнительно размещать на площадке замерную установку на мобильном основании, которую подключают к трубопроводной системе и кабельной сети, при развертывании мобильной системы могут дополнительно размещать на площадке мачту освещения на мобильном основании, на указанной мачте могут дополнительно монтировать средства радиосвязи и молниеотвод, на указанную мачту могут дополнительно монтировать средства видеонаблюдения, при развертывании мобильной системы могут дополнительно размещать на площадке молниеотвод на мобильном основании, при развертывании мобильной системы могут использовать крановое оборудование для размещения элементов на мобильном основании, при развертывании мобильной системы могут применять буксирование элементов на мобильном основании тягачом.

Поставленная цель достигается тем, что с использованием указанной мобильной системы для добычи природных вод и углеводородов осуществляют подъем природных вод или углеводородов из скважины в линейный трубопровод через трубопроводную систему, при этом хотя бы часть трубопроводной системы смонтирована на технологической эстакаде, образованной с использованием модулей технологической эстакады на мобильных основаниях, при этом для электропитания системы используется комплектная трансформаторную подстанция на мобильном основании, для управления по меньшей мере насосным оборудованием используется станция управления на мобильном основании, для питания по меньшей мере насосного оборудования используется трансформатор местного оборудования, смонтированный отдельно на мобильном основании, или смонтированный совместно с мобильной станцией управления на одном мобильном основании, при этом как минимум для обеспечения работы насосного оборудования используют блок местной автоматики на мобильном основании, при этом хотя бы часть электрической сети для подачи электропитания и управляющих сигналов на оборудование системы смонтирована через кабельную эстакаду, образованную с использованием модулей кабельной эстакады на мобильных основаниях, при добыче могут осуществлять контроль параметров добываемых вод или углеводородов с использованием замерной установки на мобильном основании, подключенной к трубопроводной системе и кабельной сети, при добыче могут освещать площадку с использованием по меньшей мере одной мачты освещения на мобильном основании, могут осуществлять управление добычей с использованием электронных средств измерения и автоматизированной электронной системы управления процессом.

Технический результат достигается тем, что элементы системы выполнены в виде модулей на мобильных основаниях и не требуют размещения на фундаменте, что упрощает монтаж и транспортировку элементов системы, позволяет менять их расположение на площадке и при необходимости демонтировать и использовать в дальнейшем для обеспечения добычи в других местах.

Под мобильным основанием следует понимать опору элемента системы, связанную с ним, которая не требует заглубленного фундамента и обеспечивает установку элемента системы путем его простого размещения на горизонтальной поверхности, что обеспечивает возможность перемещения элемента при его отключении от коммуникаций без нанесения ущерба назначению элемента системы.

Такое основание под элементом может представлять собой колеса, салазки, пространственную раму, мобильную плиту, основание также может быть частью рамы или основания самого элемента, например для элемента, смонтированного на базе контейнера или выполненного в виде шкафа, который просто укладывается на поверхность.

Технический результат достигается тем, что отказ от фундаментов под размещение оборудования позволяет сократить время развертывания оборудования на площадке, избежать необходимости получения разрешения на строительство и выполнения дорогостоящих работ по проектированию и строительству фундаментов.

Технический результат достигается тем, что система включает комплектную трансформаторную подстанцию на мобильном основании, которая обеспечивает прием, преобразование и распределение электрической энергии для потребителей указанной мобильной системы, что обеспечивает ее работу и добычу ресурсов, комплектная трансформаторная подстанция также может быть использована для питания других потребителей, размещенных на площадке, при этом исполнение трансформаторной подстанции на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить её развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что система включает станцию управления на мобильном основании, которая как минимум обеспечивает управление насосным оборудованием, что в свою очередь обеспечивает добычу ресурсов, при этом исполнение станции управления на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить её развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что система включает по меньшей мере один трансформатор местного оборудования, который как минимум обеспечивает электропитание насосного оборудования, что обеспечивает добычу ресурсов, при этом размещение трансформатора местного оборудования на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить его развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что система включает по меньшей мере один блок местной автоматики, который как минимум обеспечивает работу насосного оборудования, что обеспечивает добычу ресурсов, при этом размещение блока местной автоматики на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить его развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что система включает модули технологической эстакады, которые применяются для формирования технологической эстакады, на которую монтируется хотя бы часть трубопроводной системы, что обеспечивает добычу ресурсов, при этом исполнение модулей на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить их развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что система включает модули кабельной эстакады, которые применяются для формирования кабельной эстакады, на которой монтируется хотя бы часть кабельной сети, которая обеспечивает соединение электрических элементов мобильной системы, что обеспечивает добычу ресурсов, при этом исполнение модулей на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить их развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что модуль технологической эстакады может быть совмещен с модулем кабельной эстакады и они могут быть выполнены на едином мобильном основании, что обеспечивает группировку коммуникаций на площадке, экономию полезного пространства и упрощает монтаж системы.

Технический результат достигается тем, что по меньшей мере в одном модуле технологической эстакады может быть размещен кабель для соединения электрических элементов системы, что обеспечивает группировку коммуникаций на площадке, экономию полезного пространства и упрощает монтаж системы.

Технический результат достигается тем, что система может включать замерную установку на мобильном основании, которая обеспечивает контроль за разработкой месторождения, при этом исполнение установки на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить её развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что система может включать молниеотвод на мобильном основании, который обеспечивает защиту от удара молний, при этом его исполнение на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что система может включать мачту освещения на мобильном основании, оборудованную средствами радиосвязи, молниеотводом и средствами видеонаблюдения, что обеспечивает площадку для добычи необходимыми средствами связи, охраны труда и обеспечения безопасности, при этом исполнение мачты на мобильном основании позволяет в кротчайшие сроки производить развертывание на площадке, свертывание и транспортировку.

Технический результат достигается тем, что мобильная система для добычи природных вод и углеводородов может быть развернута вышеуказанным способом, что позволяет в кротчайшие сроки производить её развертывание на площадке, что в свою очередь обеспечивает снижение затрат, по сравнению с размещением оборудования, которое включает подготовку заглубленных фундаментов.

Технический результат достигается тем, что мобильная система для добычи природных вод и углеводородов может быть развернута с использованием тягачей и кранов и не требует специальной строительной техники для устройства фундаментов.

Технический результат достигается тем, что с использованием описанной мобильной системы ведется добыча природных вод и углеводородов вышеуказанным способом, что обеспечивает добычу ресурсов с общим снижением себестоимости обеспечения такой добычи по сравнению с себестоимостью добычи на оборудовании, для которого проводят подготовку заглубленных фундаментов и другие капитальные строительные работы.

Заявляемый технический результат: снижение времени и стоимости подготовки площадки для добычи природных вод и углеводородов, снижение времени демонтажа оборудования с возможностью его повторного использования, обеспечение добычи природных вод и углеводородов.

Описание чертежей.

Фиг. 1. Вариант компоновки модуля технологической эстакады на мобильном основании.

Фиг. 2. Вариант компоновки модуля технологической эстакады на мобильном основании. Вид слева на модуль технологической эстакады (технологические трубопроводы и опоры технологических трубопроводов не показаны).

Фиг. 3. Вариант компоновки модуля кабельной эстакады на мобильном основании.

Фиг. 4. Вариант компоновки модуля кабельной эстакады на мобильном основании. Вид слева на модуль кабельной эстакады (полки кабельной эстакады не показаны).

Фиг. 5. Вариант компоновки совмещенного модуля технологической и кабельной эстакады на мобильном основании.

Фиг. 6. Схема смонтированной системы для добычи природных вод по Примеру 1.

В наиболее общем виде используется мобильная система для добычи природных вод и углеводородов, которая как минимум включает следующие элементы:

- комплектную трансформаторную подстанцию на мобильном основании;

- станцию управления совмещенную с трансформатором местного оборудования на мобильном основании;

- блок местной автоматики на мобильном основании;

- модули технологической эстакады на мобильных основаниях;

- модули кабельной эстакады на мобильных основаниях.

Как вариант осуществления изобретения станция управления может быть не совмещена с трансформатором местного оборудования, оба этих устройства могут быть размещены на отдельных мобильных основаниях.

При этом мобильная система для добычи природных вод и углеводородов дополнительно может включать:

- замерную установку на мобильном основании;

- молниеотвод на мобильном основании;

- мачту освещения на мобильных основании;

- средства измерения и противопожарной безопасности;

- средства автоматизации процесса добычи;

- насосное оборудование.

Комплектная трансформаторная подстанция на мобильном основании обеспечивает прием, преобразование и распределение электрической энергии для потребителей указанной мобильной системы, что обеспечивает ее работу и добычу ресурсов. Комплексная трансформаторная подстанция может также обеспечивать потребности прочего оборудования на площадке для добычи.

Станция управления на мобильном основании представляет собой аппаратный комплекс, который может также включать программные средства, который в общем случае обеспечивает управление насосным оборудованием путем взаимодействия с блоком местной автоматики, а также может обеспечивать ряд других функций, в т.ч. обеспечивать мониторинг состояния установки, возможность корректировки параметров добычи и оборудования, включать интерфейс для работы оператора станции.

Трансформатор местного оборудования на мобильном основании представляет собой устройство для приема электрической энергии от комплектной трансформаторной подстанции и её преобразования для питания насосного оборудования, а также может обеспечивать электропитание других потребителей, в т.ч. запорной арматуры.

Станция управления и трансформатор местного оборудования могут быть размещены на отдельных мобильных основаниях или быть смонтированы совместно на одном мобильном основании.

Блок местной автоматики на мобильном основании представляет собой аппаратный комплекс, который может также включать программные средства, который в общем случае как минимум обеспечивает прямое управление насосным оборудованием и связан со станцией управления, откуда он получает управляющие команды. Опционально блок местной автоматики также может обеспечивать ряд других функций: собирать сигналы с насосного оборудования, замерной установки, датчиков, запорной арматуры и другого оборудования, размещенного на площадке. Блок местной автоматики может включать в себя блок измерений и обработки информации и блок силового управления. Блок измерений и обработки информации предназначен для сбора, обработки измерительной и сигнальной информации, поступающей от первичных преобразователей параметров, вычислений массы и среднего массового расхода нефти, газа, воды, приведения этих параметров к стандартным условиям, передачи измерительной информации на верхний уровень и управляющей информации на блок силового управления. Блок силового управления обеспечивает подачу управляющих электрических сигналов на оборудование.

Модуль технологической эстакады на мобильном основании представляет собой конструкцию на мобильном основании в виде опоры для размещения на ней трубопроводов, модуль может быть оборудован лотками или кронштейнами для фиксации труб, также он может включать в себя части смонтированного заранее трубопровода или элементы трубопровода могут поставляться отдельно и размещаться на модуле технологической эстакады после его размещения на площадке.

Модули технологической эстакады используются для формирования технологической эстакады, на которой размещают хотя бы часть трубопроводной системы, в т.ч. по меньшей мере одной скважины, трубопроводная система обеспечивает транспортировку вод или углеводородов из скважины в линейный трубопровод. Модули технологической эстакады могут образовывать технологическую эстакаду или её часть путем их непосредственного взаимного соединения или путем размещения на них дополнительных конструктивных элементов.

Вариант компоновки модуля технологической эстакады на мобильном основании представлен на Фиг. 1, он включает технологические трубопроводы (1), опоры технологических трубопроводов (2), каркас модуля (4), мобильное основание (5). На Фиг. 2 представлен вид слева на модуль технологической эстакады (технологические трубопроводы и опоры технологических трубопроводов не показаны).

Модуль кабельной эстакады на мобильном основании представляет собой конструкцию на мобильном основании в виде опоры для размещения на ней электрических кабелей, модуль может быть оборудован лотками или кронштейнами для фиксации кабелей, также он может включать в себя части смонтированного заранее кабеля или кабель может поставляться отдельно и размещаться на модуле кабельной эстакады после его размещения на площадке.

Модули кабельной эстакады на мобильном основании используются для формирования кабельной эстакады, на которой монтируется хотя бы часть кабельной сети, которая обеспечивает соединение электрических элементов системы и другого оборудования, размещенного на площадке, в т.ч. насосного. Модули кабельной эстакады могут образовывать кабельную эстакаду или её часть путем их непосредственного взаимного соединения или путем размещения на них дополнительных конструктивных элементов.

Вариант компоновки модуля кабельной эстакады на мобильном основании представлен на Фиг. 3, он включает полки кабельной эстакады (3), каркас модуля (4), мобильное основание (5). На Фиг. 4 представлен вид слева на модуль кабельной эстакады (полки кабельной эстакады не показаны).

Модуль кабельной эстакады и модуль технологической эстакады могут быть совмещены и смонтированы на одном мобильном основании, также в модуле технологической эстакады может размещаться кабель для соединения электрических элементов системы. Вариант компоновки совмещенного модуля представлен на Фиг.5, он включает технологические трубопроводы (1), опоры технологических трубопроводов (2), полки кабельной эстакады (3), каркас модуля (4), мобильное основание (5).

Замерная установка на мобильном основании представляет собой установку для оценки продукции скважин, в зависимости от добываемого ресурса конфигурация и способы работы замерной установки могут отличаться.

При нефтедобыче установка обеспечивает прямые и косвенные измерения массы сепарированной сырой нефти, массы сепарированной безводной нефти и объема свободного нефтяного газа, а также измерения среднего массового расхода сырой нефти, среднего массового расхода обезвоженной нефти и среднего объемного расхода нефтяного газа, извлекаемого из недр. Установка может обеспечивать автоматическое измерение дебита группы нефтегазодобывающих скважин по массе брутто нефти.

Схожим образом могут использоваться замерные установки для работы с природными водами и газом.

Средства автоматизации процесса добычи представляют собой комплект оборудования для контроля параметров добычи, который может включать средства контроля в виде датчиков и расходомеров для контроля параметров добычи и состояния трубопроводов, средства воздействия на процесс добычи в виде управляемой запорной арматуры и насосов, средства управления в виде программируемых устройств, обеспечивающих подачу сигналов на средства воздействия по результатам оценки данных со средств контроля по заданным алгоритмам, средства управления могут быть смонтированы на базе станции управления на мобильном основании и блока местной автоматики на мобильном основании.

В общем случае мобильная система для добычи природных вод и углеводородов размещается на площадке для добычи и подключается к источнику электропитания, линейному трубопроводу, подготовленным скважинам с насосным оборудованием, поскольку исполнение насосного оборудования зависит от специфики добычи, то его мобильное исполнение не всегда целесообразно и в общем случае оно не включено в указанную мобильную систему, при этом система предназначена для работы с ним.

Однако, в некоторых вариантах осуществления изобретения насосное оборудование может быть включено в мобильную систему для добычи природных вод и углеводородов, такое оборудование может представлять собой: систему поддержания пластового давления, насосы для подъема нефти и вод из скважины, компрессорную газовую станцию.

Указанная мобильная система для добычи природных вод и углеводородов может быть реализована с использованием заявленных элементов, но не ограничена ими, количество элементов каждого вида в составе системы может быть более одного.

В наиболее общем виде способ развертывания мобильной системы для добычи природных вод и углеводородов по настоящему изобретению осуществляется следующим образом.

На площадке (например, на кустовой площадке) размещают оборудование на мобильном основании: комплектную трансформаторную подстанцию, станцию управления, блок местной автоматики, трансформатор местного оборудования, модули технологической эстакады, модули кабельной эстакады. Для размещения используют крановое оборудование и тягач на гусеничном шасси.

Осуществляют монтаж технологической эстакады на основе модулей технологической эстокады. На технологической эстокаде монтируют хотя бы часть трубопроводной системы, которая подключена к скважинам с насосным оборудованием и линейному трубопроводу.

Линейный трубопровод обеспечивает отвод добытых ресурсов с площадки.

Осуществляют монтаж кабельной эстакады на основе модулей кабельной эстокады с прокладкой хотя бы части кабельной сети на кабельной эстакаде, к кабельной сети подключают комплектную трансформаторную подстанцию, станцию управления, трансформатор местного оборудования, насосное оборудование, подключение обеспечивает взаимную связь элементов системы для обеспечения добычи, в т.ч. станция управления подключена к блоку местной автоматики, который подключен к насосному оборудованию, а комплектная трансформаторная подстанция подключена к трансформатору местного оборудования и другим потребителям.

Осуществляют подключение комплектной трансформаторной подстанции к линии электропитания.

Для обеспечения лучших условий работы на площадке опционально также могут быть размещены: замерная установка на мобильном основании, молниеотвод на мобильном основании, мачта освещения на мобильных основании, средства измерения и противопожарной безопасности, средства автоматизации процесса добычи, насосное оборудование.

Мачта освещения на мобильном основании может быть оборудована средствами связи и видеонаблюдения и подключена к кабельной сети.

Замерная установка на мобильном основании подключается к кабельной сети и трубопроводной системе.

Средства измерения и противопожарной безопасности и средства автоматизации процесса добычи также подключаются к кабельной сети.

Дополнительное насосное оборудование подключаются к кабельной сети и технологической эстакаде.

В наиболее общем виде добычу природных вод и углеводородов с использованием указанной мобильной системы осуществляют следующим способом.

Питание системы осуществляют через комплектную трансформаторную подстанцию на мобильном основании, при этом питание насосов осуществляют через трансформатор местного оборудования на мобильном основании.

Путем подачи управляющих сигналов со станции управления на мобильном основании на блок местной автоматики на мобильном основании осуществляют управление насосным оборудованием, которое обеспечивает подъем природных вод или углеводородов из скважины в трубопроводы, хотя бы часть которых смонтирована н технологической эстакаде, образованной с использованием модулей технологической эстакады на мобильном основании, с последующей подачей вод или углеводородов в линейный трубопровод.

Хотя бы часть электрических кабелей для подачи электропитания и управляющих сигналов на оборудование системы смонтирована через кабельную сеть, хотя бы частично размещенную на кабельной эстакаде, которая образованна с использованием модулей кабельной эстакады на мобильных основаниях.

В процессе добычи могут осуществлять контроль параметров добываемых вод или углеводородов с использованием замерной установки на мобильном основании, подключенной к трубопроводной системе, при добыче могут освещать площадку с использованием по меньшей мере одной мачты освещения на мобильном основании, могут осуществлять управление добычей с использованием электронных средств измерения и автоматизированной электронной системы управления процессом.

Для более подробного раскрытия сущности изобретения приведены примеры его осуществления.

Пример 1.

На площадку с группой скважин для добычи природных вод (гидроминеральное сырье), на которых было смонтировано насосное оборудование, были доставлены модули на мобильных основаниях, включающие:

- комплектную трансформаторную подстанцию;

- станцию управления;

- трансформатор местного оборудования;

- блок местной автоматики;

- модули технологической эстакады;

- модули кабельной эстакады;

- совмещенные модули технологической и кабельной эстакады.

Размещенное на площадке насосное оборудование представляло собой насосы смонтированные внутри скважин.

Комплектная трансформаторная подстанция была выполнена на мобильном основании в виде салазок, станция управления, трансформатор местного оборудования, модули технологической эстакады, модули кабельной эстакады, а также совмещенные модули технологической и кабельной эстакады имели мобильные основания в виде плит.

Для размещения модулей на площадке использовали крановое оборудование и тягач на гусеничном шасси.

Смонтировали совмещенные модули технологической и кабельной эстакады.

Смонтировали технологическую эстакаду на модулях технологической эстокады, смонтировали трубопроводную систему с использованием технологической эстакады, при этом трубопроводную систему подключили к скважинам с насосным оборудованием и линейному трубопроводу, были также задействованы совмещенные модули технологической и кабельной эстакады.

Смонтировали кабельную эстакаду на модулях кабельной эстокады, смонтировали кабельную сеть с использованием кабельной эстакады, при этом кабельную сеть подключили к комплектной трансформаторной подстанции, станции управления, трансформатору местного оборудования, блоку местной автоматики, насосному оборудованию, были также задействованы совмещенные модули технологической и кабельной эстакады.

Подключили комплектную трансформаторную подстанцию к линии электропитания.

Схема смонтированной системы для добычи природных вод приведена на Фиг.6, на схеме обозначены: обвалование кустовой площадки (6), скважины (7), совмещенные модули технологической и кабельной эстакады (8), модули технологической эстакады (9), модули кабельной эстакады (10), станция управления (11), трансформатор местного оборудования (12), блок местной автоматики (13), площадка подключения замерной установки (14), комплектная трансформаторная подстанция (15), въезд на кустовую площадку (16), проезды на кустовую площадку (17), пожарные проезды по кустовой площадке (18), линейный трубопровод (19).

Время развертывания мобильной системы для добычи природных вод на площадке составило 320 часов, что составляет менее 9 % от времени развертывания аналогичной системы с обустройством фундаментов под размещение оборудования и возведением специальных построек для его размещения, время размещения подобной системы при наличии всех разрешающих документов в среднем составляет около 5 месяцев.

Очевидно, что финансовых средств на обустройство фундаментов и возведение капитальных построек не было затрачено.

Пример 2.

Монтировали систему согласно Примеру 1 с тем отличием, что дополнительно на площадке размещали замерную установку на мобильном основании и мачту освещения на мобильных основании, при этом замерная установка была смонтирована на колесном шасси, а мачта на пространственной раме.

Осуществляли подключение замерной установки на мобильном основании к трубопроводной системе и кабельной сети.

Мачту освещения на мобильном основании подключали к кабельной сети.

Время развертывания мобильной системы для добычи природных вод на площадке составило 324 часа.

Пример 3.

Монтировали систему согласно Примеру 2 с тем отличием, что дополнительно на мачте освещения монтировали громоотвод и камеру видеонаблюдения.

Время развертывания мобильной системы для добычи природных вод на площадке составило 328 часов.

Пример 4.

Монтировали систему согласно Примеру 1 с тем отличием, что станция управления была совмещена с трансформатором местного оборудования и они размещались на одном мобильном основании.

Время развертывания мобильной системы для добычи природных вод на площадке составило 302 часа.

Пример 5

Монтировали систему согласно Примеру 2 с тем отличием, что монтаж осуществлялся на площадку с группой скважин для добычи нефти, на которых было смонтировано насосное оборудование как в Примере 2.

Время развертывания мобильной системы для добычи нефти на площадке составило 344 часа, что составляет менее 8 % от времени развертывания аналогичной системы с обустройством фундаментов под размещение оборудования и возведением специальных построек для его размещения, время размещения подобной системы при наличии всех разрешающих документов в среднем составляет около 6 месяцев.

Очевидно, что финансовых средств на обустройство фундаментов и возведение капитальных построек не было затрачено.

Пример 6.

Монтировали систему согласно Примеру 5 с тем отличием, что станция управления была совмещена с трансформатором местного оборудования и они размещались на одном мобильном основании.

Время развертывания мобильной системы для добычи нефти на площадке составило 335 часов.

Пример 7

Монтировали систему согласно Примеру 2 с тем отличием, что монтаж осуществлялся на площадку с группой скважин для добычи газа, которые были подключены к компрессорной станции, компрессорная станция подключалась к системе аналогично насосному оборудованию из Примера 2.

Время развертывания мобильной системы для добычи газа на площадке составило 304 часа, что составляет менее 11 % от времени развертывания аналогичной системы с обустройством фундаментов под размещение оборудования и возведением специальных построек для его размещения, время размещения подобной системы при наличии всех разрешающих документов в среднем составляет около 4-5 месяцев.

Очевидно, что финансовых средств на обустройство фундаментов и возведение капитальных построек не было затрачено.

Пример 8.

Монтировали систему согласно Примеру 7 с тем отличием, что станция управления была совмещена с трансформатором местного оборудования и они размещались на одном мобильном основании.

Время развертывания мобильной системы для добычи газа на площадке составило 298 часов.

Пример 9.

Осуществляли добычу природных вод с использованием системы, смонтированной согласно Примеру 1.

Осуществляют подъем природных вод из скважин площадки за счет насосов, смонтированных внутри скважин, в трубопроводную систему, частично размещенную на технологической эстакаде, откуда вода поступала в линейный трубопровод.

Для электропитания системы использовалась комплектная трансформаторная подстанция на мобильном основании.

Управление работой насосного оборудования осуществлялось с использованием станцией управления совместно с блоком местной автоматики, питание насосного оборудования осуществлялось с использованием трансформатора местного оборудования.

Контроль параметров процесса добычи и состояния оборудования также осуществлялся оператором с использованием станции управления, с получением сведений с блока местной автоматики.

Электрическая сеть для подачи электропитания и управляющих сигналов на оборудование системы была смонтирована через кабельную эстакаду.

Трудоемкость добычи гидроминерального сырья указанным способом не превышала трудоемкости добычи с использованием установок смонтированных с использованием фундаментов, однако себестоимость такой добычи была ниже за счет отсутствия затрат, связанных с капитальным строительством.

Пример 10.

Осуществляли добычу природных вод с использованием системы, смонтированной согласно Примеру 4, с тем отличием, что что дополнительно на площадке размещали замерную установку на мобильном основании и мачту освещения на мобильных основании, при этом замерная установка была смонтирована на колесном шасси, а мачта на пространственной раме.

При добыче дополнительно осуществляли контроль параметров добываемых вод с использованием замерной установки на мобильном основании, подключенной к трубопроводной системе и кабельной сети.

Освещение площадки проводилось с использованием мачты освещения на мобильном основании.

Трудоемкость добычи гидроминерального сырья указанным способом не превышала трудоемкости добычи с использованием установок смонтированных с использованием фундаментов, однако себестоимость такой добычи была ниже за счет отсутствия затрат, связанных с капитальным строительством.

Пример 11.

Осуществляли добычу согласно Примеру 10 с тем отличием, что осуществляли добычу нефти, насосное оборудование на площадке также было размещено в скважинах.

Трудоемкость добычи нефти указанным способом не превышала трудоемкости добычи с использованием установок смонтированных с использованием фундаментов, однако себестоимость такой добычи была ниже за счет отсутствия затрат, связанных с капитальным строительством.

Пример 12.

Осуществляли добычу согласно Примеру 10 с тем отличием, что осуществляли добычу газа, а насосное оборудование на площадке представляло собой компрессорную станцию, соединенную со скважиной и трубопроводной системой.

Трудоемкость добычи газа указанным способом не превышала трудоемкости добычи с использованием установок смонтированных с использованием фундаментов, однако себестоимость такой добычи была ниже за счет отсутствия затрат, связанных с капитальным строительством.

Пример 13.

Осуществляли демонтаж мобильной системы для добычи природных вод, смонтированной согласно Примеру 1.

Демонтаж системы в обратном порядке занял 170 часов.

После демонтажа система была перевезена на другую площадку и смонтирована без потери работоспособности элементов системы.

Демонтаж системы, смонтированной с использованием фундаментов, за это время был бы невозможен.

Пример 14.

Осуществляли демонтаж мобильной системы для добычи нефти, смонтированной согласно Примеру 5.

Демонтаж системы в обратном порядке занял 198 часов.

После демонтажа система была перевезена на другую площадку и смонтирована без потери работоспособности элементов системы.

Демонтаж системы, смонтированной с использованием фундаментов, за это время был бы невозможен.

Пример 15.

Осуществляли демонтаж мобильной системы для добычи газа, смонтированной согласно Примеру 7.

Демонтаж системы в обратном порядке занял 205 часов.

После демонтажа система была перевезена на другую площадку и смонтирована без потери работоспособности элементов системы.

Демонтаж системы, смонтированной с использованием фундаментов, за это время был бы невозможен.

Используемые источники информации:

1. Патент RU2599055C1. МПК H02B 7/06. Мобильная трансформаторная подстанция / О.А. Любарский, С.Г. Никоноров, В.П. Рыбачок. Заявка от 17.03.2015, опубл. 10.10.2016.

2. Патент CH661155A5. МПК H02B1/52. Мобильная трансформаторная подстанция / Заявка от 13.10.1981, опубл. 08.10.1982.

3. Патент CZ6402U1. МПК CZ6402U1. Мобильная трансформаторная подстанция / Франтишек Кадлец. Заявка 07.05.1997, опубл. 23.09.1997.

4. Патент SU427435A1. МПК H02B 7/00. Шахтная передвижная подстанция для питания угледобывающих комплексов / В. М. Грушко, А. И. Кубрак, А. В. Лысюк, М. А. Нагорный, А. И. Плетнев, А. Н. Селищев, Ф. В. Суков, В. В. Шилов. Заявка от 24.06.1971, опубл. 05.05.1974.

5. Патент US2237812A. МПК H02B1/52. Мобильная трансформаторная подстанция / Блиё Эрл Ви Де. Заявка 23.02.1940, опубл. 08.04.1941.

6. Патент US3116086A. МПК H01F27/06. Мобильная электрическая трансформаторная подстанция / Бернард Баренгольц. Заявка 13.11.1961, опубл. 31.12.1963.

7. Патент US4484757A. МПК B60P3/40. Мобильная электрическая трансформаторная подстанция.

8. Патент CN111696771B. МПК H01F27/402. Трансформаторное устройство на салазках и способ его использования / Яо Гуанцин. Заявка 03.06.2020, опубл. 22.09.2020.

9. Заявка US20150267607A1. МПК C10L3/10. Способ эксплуатации скважинной площадки / Кертис В. Мюррей-старший, Кертис В. Мюррей-младший, Лерой П. Уайтед, Дастин Бейкер. Заявка 19.03.2015, опубл. 24.09.2015.

Настоящее изобретение относится к системам для добычи природных вод и углеводородов, размещаемых на площадках со скважинами, в частности к мобильным системам для добычи, состоящим из модулей на мобильных основаниях, не требующих капитального строительства с возведением фундаментов. Мобильная система для добычи природных вод и углеводородов содержит по меньшей мере одну комплектную трансформаторную подстанцию, смонтированную на мобильном основании; по меньшей мере одну станцию управления, совмещенную с по меньшей мере одним трансформатором местного оборудования, смонтированными на одном мобильном основании, или по меньшей мере одну станцию управления на отдельном мобильном основании и по меньшей мере один трансформатор местного оборудования на отдельном мобильном основании; модули кабельной эстакады, выполненные на мобильных основаниях; модули технологической эстакады, выполненные на мобильных основаниях; по меньшей мере один блок местной автоматики на мобильном основании. При этом модули технологической эстакады на мобильных основаниях используются для формирования технологической эстакады, а на технологической эстакаде монтируется хотя бы часть трубопроводной системы, которая обеспечивает подключение по меньшей мере одной скважины и позволяет осуществлять транспортировку вод или углеводородов из скважины в линейный трубопровод. Модули кабельной эстакады на мобильных основаниях используются для формирования кабельной эстакады, а на кабельной эстакаде монтируется хотя бы часть кабельной сети, которая обеспечивает соединение электрических элементов мобильной системы. Трансформатор местного оборудования как минимум обеспечивает электропитание насосного оборудования. Блок местной автоматики как минимум обеспечивает работу насосного оборудования. Станция управления как минимум обеспечивает управление насосным оборудованием. Технический результат заключается в снижении затрат и рисков, связанных с оснащением площадки под добычу природных вод и углеводородов за счет отказа от фундаментов и объектов капитального строительства для размещения оборудования. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Мобильная система для добычи природных вод и углеводородов, содержащая: по меньшей мере одну комплектную трансформаторную подстанцию, смонтированную на мобильном основании; по меньшей мере одну станцию управления, совмещенную с по меньшей мере одним трансформатором местного оборудования, смонтированными на одном мобильном основании, или по меньшей мере одну станцию управления, на отдельном мобильном основании и по меньшей мере один трансформатор местного оборудования на отдельном мобильном основании; модули кабельной эстакады, выполненные на мобильных основаниях; модули технологической эстакады, выполненные на мобильных основаниях; по меньшей мере один блок местной автоматики на мобильном основании, при этом модули технологической эстакады на мобильных основаниях используются для формирования технологической эстакады, а на технологической эстакаде монтируется хотя бы часть трубопроводной системы, которая обеспечивает подключение по меньшей мере одной скважины и позволяет осуществлять транспортировку вод или углеводородов из скважины в линейный трубопровод, при этом модули кабельной эстакады на мобильных основаниях используются для формирования кабельной эстакады, а на кабельной эстакаде монтируется хотя бы часть кабельной сети, которая обеспечивает соединение электрических элементов мобильной системы, при этом трансформатор местного оборудования как минимум обеспечивает электропитание насосного оборудования, при этом блок местной автоматики как минимум обеспечивает работу насосного оборудования, при этом станция управления как минимум обеспечивает управление насосным оборудованием.

2. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одну замерную установку на мобильном основании, которая подключена к трубопроводной системе и кабельной сети.

3. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит хотя бы один молниеотвод на мобильном основании.

4. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит мачту освещения на мобильном основании, оборудованную средствами радиосвязи.

5. Мобильная система по п.4, отличающаяся тем, что мачта освещения дополнительно оборудована молниеотводом.

6. Мобильная система по п.5, отличающаяся тем, что мачта освещения дополнительно оборудована средствами видеонаблюдения.

7. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве мобильных оснований используются салазки, плиты, колеса или пространственные рамы.

8. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что система включает по меньшей мере один модуль технологической эстакады, совмещенный с модулем кабельной эстакады, и они выполнены на едином мобильном основании.

9. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере в одном модуле технологической эстакады размещается кабель для соединения электрических элементов системы.

10. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что включает средства измерения и средства противопожарной безопасности.

11. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что включает средства автоматизации процесса добычи.

12. Мобильная система по п.1, отличающаяся тем, что включает насосное оборудование.

13. Способ добычи природных вод или углеводородов с использованием системы по п.1, включающий подъем природных вод или углеводородов из скважины в линейный трубопровод через трубопроводную систему, при этом хотя бы часть трубопроводной системы смонтирована на технологической эстакаде, которая сформирована с использованием модулей технологической эстакады на мобильных основаниях, при этом для электропитания системы используется комплектная трансформаторная подстанция на мобильном основании, для управления по меньшей мере насосным оборудованием используется станция управления на мобильном основании, для питания по меньшей мере насосного оборудования используется трансформатор местного оборудования, смонтированный отдельно на мобильном основании или смонтированный совместно с мобильной станцией управления на одном мобильном основании, при этом как минимум для обеспечения работы насосного оборудования используют блок местной автоматики на мобильном основании, при этом хотя бы часть электрической сети для подачи электропитания и управляющих сигналов на оборудование системы смонтирована через кабельную эстакаду, образованную с использованием модулей кабельной эстакады на мобильных основаниях.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что контроль параметров добываемых вод или углеводородов осуществляют с использованием замерной установки на мобильном основании, подключенной к трубопроводной системе и кабельной сети.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что освещение площадки осуществляется с использованием по меньшей мере одной мачты освещения на мобильном основании.

16. Способ по п.13, отличающийся тем, что управление добычей ведут с использованием электронных средств измерения и автоматизированной электронной системы управления процессом.