Устройство для регулирования режима работы фонтанных и компрессорных скважин Советский патент 1992 года по МПК F17D1/20 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для регулирования режима работы фонтанно-компрессорных скважин, работающих в пульсирующем режиме.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы фонтанных и компрессорных скважин.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования режима работы фонтанно-компрессорных скважин, включающее скважину, фонтанную арматуру, устьевой штуцер и выкидную линию снабжено демпфером-сепаратором, установленным после фонтанной арматуры и соединенным с ее выкидом , смесителем газожидкостнойсмеси , установленным на общей выкидной линии, устьевыми штуцерами, выполненными в виде регуляторов расхода жидкости и газа, установленными соответственно на жидкостной и газовой отводных линиях демпфера-сепаратора и связанных общей управляющей трубкой с

выкидным трубопроводом, при этом объем демпферной, части демпфера-сепаратора определяется в соответствии с соотношением

1,4Vcp VA.c 1,5vcP.

где 1.4-1.5-опытный коэффициент, обеспечивающий степень неравномерности пульсации давления

ГО

0,01

Ртах -Pmin Pep

0,025,

при котором движение нефти и газа можно считать установившимися;

VCp - средняя производительность скважины по газу, м /с;

VAC - объем газового колпака демпфера-сепаратора, м3;

0,01-0,025 - степень неравномерности колебания давления, при котором движение

нефти и газа мс)жно считать практически установившимся, найдено опытным путем;

Pmax.Pmin.Pcp - максимальное, минимальное и среднее буферное давление соответственно, МПа.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Установка на входе из фонтанной арматуры демпфера-сепаратора, смесителя газожидкостной смеси, установленного на общей выкидной линии, дифференциальных регуляторов расхода жидкости и газа, установленных соответственно на жидкостной и газовой отводных линиях демпфера- сепаратора и связанных общей управляющей трубкой с выкидным трубопроводом позволяет исключить прохождения газожидкостного потока через устьевой штуцер, являющийся источником возбуждения пульсации давления.

Кроме того, в демпфере-сепараторе происходит дальнейшее гашение пульсации давления, т к. давление в демпфирующей части демпфера-сепаратора стремится выравниваться с давлением в жидкостной При повышении давления в газовой зоне (колпака) демпфера-сепаратора газ сжимается и все более заполняет его объем При снижении давления газ расширяется до тех пор, пока давление в нем не выравняется с давлением в жидкой фазе. Тем самым в системе скважина-выкидная линия поддерживается в среднем постоянное давление или оно выравнивается настолько, насколько позволяет объем газовой части демпфера- сепаратора. Дальнейшее раздельное прохождение нефти и газа через регуляторы расхода нефти и газа, установленные на нефтяной и газовой линиях после демпфера-сепаратора, исключают возбуждение колебания давления.

Кроме того, сообщение управляющих импульсных трубок регуляторов расхода с выкидной линией, где противодавление в системе сбора является постоянным, позволяет отрегулировать постоянный средний расход по нефти и газу, согласно заданному технологическому режиму работы скважины. Последующее же смешение нефти и газа в смесителе, пр и постоянном соотношении нефти и газа, обеспечивает преобразование пробковой структуры потока ГЖС на дисперсионную и подачу ее в выкидную линию под стабилизированным избыточным давлением.

Кроме того, установка демпфера-сепаратора на устье скважины исключает заби- тие штуцеров мехпримесями, имеющимися, как правило, в продукции пульсирующих скважин За счет резкого уменьшения скорости ГЖС в сепараторе происходит оседание мехпримесей, которые периодически удаляются через сливную задвижку.

Оптимальный объем демпфирующей части (колпака) демпфера сепаратора, при ко- тором обеспечивается минимум неравномерности пульсации давления, определен опытным путем на основе проведения серии промысловых испытаний. Он

0 оказался в пределах 1,4-1,5 от средней производительности скважины по газу.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит скважину 1, фон5 танную арматуру 2, выкид скважины 3, демпфер-сепаратор 4, с диафрагмой 5 и обратным клапаном бтарельчатоготипа, поплавковый регулятор уровня жидкости 7, регуляторы расхода газа 8 и жидкости 9 после

0 себя, связанные между собой управляющими импульсными трубками 10, 11 и с выкидной линией 14, смеситель жидкости и газа 13, отводы 15, 16, задвижки 17,18,19,20. манометры 21, 22, 23.

5 Устройство работает следующим образом Продукция скважины 1 - нефть и газ под избыточным устьевым давлением поступает по фонтанной арматуре 2 через выкид 3 в демпфер-сепаратор 4, в котором проис0 ходит разделение нефти и газа и далее по отводам 15 и 16 газ и нефть разделено через регуляторы расхода газа 8 и нефти 9 поступают в смеситель 13 и далее в выкидную линию 14. При повышении давления в сепа5 рационной части 27 демфера-сепаратора 4, что соответствует поступлению газовой пробки, газ, проходя через тарельчатый клапан б, поступает в газовый колпак 24 все более заполняя его объем.

0 При снижении давления в сепарацион- ной зоне 27, что соответствует поступлению в него жидкостной фазы, газ над диафрагмой 5 расширяется до тех пор, пока давление в нем не выравняется с давлением в

5 зоне сепарации 27 под диафрагмой 5.

При этом, во время расширения газа тарельчатый обратный клапан 6 закрывается, препятствуя передаче колебательного процесса на поверхность - жидкой фазы.

0 Регуляторы расхода газа 8 и жидкости 9 с управляющей импульсной трубкой после себя обеспечивают непрерывное автоматическое регулирование заданного расхода нефти и газа в системе сбора на постоянном

5 уровне согласно установленному технологическому режиму работы скважины

Поплавковый же регулятор уровня жидкости обеспечивает постоянное наличие жидкости в демпфере-сепараторе, чем предотвращается прорыв газа в жидкостбилизации газожидкостного потока при однотрубном совместном транспорте нефти и газа осуществляется преобразование пробковой структуры на дисперсионную с помощью смесителя 13, В смесителе типа труба в трубе с внутренними перфорированными отверстиями за счет турбулентного перемешивания нефти и газа образуется дисперсионная структура ГЖС, т.е. происходит принудительное преобразование пробковой структуры, которая имеет место в скважине не энергетически более выгодную и устойчивую дисперсионную, после чего ГЖС поступает по выкидной линии 14 в систему сбора и транспорта нефти и газа. Так, например, компрессорная скважина № 373 НГДУ им. А.Серебровского ПО Касп- морнефтегаз работала через устьевой штуцер диаметром 15 мм с пульсацией буферного давления в пределах 1,4-1,9 МПа с периодом волны давления 67 сек.

Дебит скважины составлял по нефти 29 т/сут, газа 13 тыс. мэ/сут, расход сжатого газа - 20 тыс.м /сут, заштуцерное противо- цавление в системе сбора - 0,9 МПа.

После подключения к скважине демпфера-сепаратора с расчетным объемом демпферной части 6 м с регуляторами расхода, жидкости и газа, смесителя газожид- костной смеси колебание давления на буфере скважины снизилось до ±0,05 МПа, а среднее буферное давление установилось на уровне 1,6 МПа при неизменном противодавлении в системе сбора - 0,9 МПа и расхода сжатого газа - 20 тыс.м3/сут. Производительность скважины при этом увеличилась на 5,7 т/сут (20%), КПД подъемника на 22%.

Формула изобретения

1.Устройство для регулирования режи- 5 ма работы фонтанных и компрессорных

скважин, содержащее скважину, фонтанную арматуру, общую выкидную линию и размещенный между ними газожидкостный демпфер-сепаратор, отличающееся

0 тем, что устройство снабжено газожидкостным смесителем, расположенным на общей выкидной линии, и регуляторами расхода жидкости и газа, установленными соответственно на жидкостном и газовом отводах

5 демпфера-сепаратора, подключенных к газожидкостному смесителю, причем регуляторы расхода жидкости и газа связаны с выкидной линией после газожидкостного смесителя посредством общей управляю0 щей трубки.

2.Устройство по п.1, отличающее- с я тем, что демпфер-сепаратор снабжен диафрагмой с регулирующим обратным клапаном тарельчатого типа.

5 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что объем демпферной части демпфера-сепаратора определяется в соответствии с соотношением 1,4 -г-- 1,5, где

р

0 1,4 и 1,5 - опытные коэффициенты, обеспечивающие заданную степень неравномерности пульсации давления; Vcp - средняя производительность скважин по газу, м /сут; VAc - объем демпферной части де- 5 мпфера-сепаратора, м3.

Сущность изобретения: газожидкостной смеситель расположен на общей выкидной линии. Регуляторы расхода жидкости и газа установлены соответственно на жидкостном и газовом отводах демпфера-сепаратора, подключенных к газожидкостному смесителю. Регуляторы расхода жидкости и газа связаны с выкидной линией после газожидкостного смесителя общий управляющей трубкой. Демпфер-сепаратор снабжен диафрагмой с регулирующим обратным клапаном тарельчатого типа. Объем демпферной части определяют в соответствии с заданным соотношением. 2 з.п. ф-лы, 1 ил

;j