Устьевой блок подачи химического реагента в скважину

 

Относится к области нефтедобычи. Технический результат заключается в создании компактного устьевого блока подачи химического реагента в скважину, характеризующегося эксплуатационной надежностью и практически полной взрывопожаробезопасностью при использовании в конструкции стандартного взрывонезащищенного оборудования, при одновременном обеспечении удобства управления процессом дозирования, снижении материальных затрат и возможностью осуществления функционирования блока как в летний, так и в зимний период. Сущность: Предлагаемый устьевой блок содержит шкаф (Ш)1 со стенками, крышкой (К) 2 и дверьми 3 и 4, состоящий из двух отсеков (О) 5 и 6. В О 5, выполненном герметично, размещены насос-дозатор (НД) 7 и этажно расположенный над ним электрошкаф (Э) 8 с электрооборудованием. В О 5 также установлены датчик (ДТ) 9 температуры химического реагента и манометр (М) 10. В О 6 размещены обогреваемая емкость (Е) 11 для реагента, снабженная датчиком уровня (ДУ) 12, электрически соединенным с электрооборудованием Э 8, и система гидравлики (СГ) 13, соединяющая посредством трубопроводов Е 11 с механизмом подачи реагента НД 7. ДТ 9, размещенный в О 5, соединен с Е 11 капиллярной трубкой, а М 10 соединен с СГ 13 через разделитель сред 19. Ell снабжена сливным патрубком 14, а также - горловиной (Г) 15 для установки ДУ 12 и горловиной (Г) 16 для заливки химического реагента. В К 2 Ш 1 также выполнены отверстия для вывода Г 15 и 16 Е 11. В О 6 на стенке Е 11 закреплен визуальный уровнемер 17. Для исключения утечки реагента через М 10, и исключения попадания этого реагента в зону электрооборудования, М 10 соединен трубопроводом с СГ 13 через разделитель сред (PC) 19. При этом указанный трубопровод от PC 19 до М 10 заполнен взрывобезопасной жидкостью.В электрошкафу 8 расположены цепи управления НД 7 и системой обогрева Е 11.1 н.п.ф-лы; 12 з.п.ф-лы; 2 ил.

Полезная модель относится к области нефтедобычи, в частности, к компактным взрывобезопасным установкам для дозированной подачи химического реагента в скважину при всех способах эксплуатации скважин (фонтанном, газлифтном, УЭЦК, УСШК и др.), и может быть использована для малых объемов дозирования, например, поверхностно-активных веществ (ПАВ), ингибиторов соле- и парафиноотложений, ингибиторов коррозии, дэмульгаторов и др.

Известна установка для дозированной подачи ПАВ в нефтяные пласты, содержащая установленные на общей раме обогреваемую емкость для химического реагента, бак промежуточного подогрева и насос-дозатор, которые последовательно соединены между собой трубопроводами с арматурой (см. Авт. свид. СССР №827756 кл. E 21 B 43/00, от 1979 г.). При этом емкость для химического реагента обогревается за счет установки в ее полости электронагревателей, которые размещены в герметичных камерах, заполненных термостойкой, взрывобезопасной жидкостью. Это создает безопасные условия работы известной установки при использовании взрыво- и пожароопасных реагентов.

Однако указанная известная установка является очень громоздкой, предназначенной для дозирования больших объемов реагентов.

Кроме того, такое конструктивное выполнение известной установки, предполагает ее использование только в относительно теплый период времени, т.к. при минусовых температурах возможно замерзание реагента в трубопроводах, соединяющих емкость с насосом-дозатором.

Еще одним недостатком известной установки является недостаточная взрывобезопасность установки в целом, т.к. при аварийных ситуациях

(например, при порыве трубопровода, разгерметизации емкости) взрывоопасные химические реагенты могут попасть в зону электрооборудования, в зону насоса-дозатора, что может привести к пожару. Чтобы исключить это, требуется применять взрывозащищенное оборудование, что приводит к увеличенным материальным затратам.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является установка дозирования химических реагентов, включающая обогреваемую системой обогрева емкость для химического реагента, насос-дозатор, размещенный в герметичном отсеке, и систему гидравлики, соединяющую посредством трубопроводов насос-дозатор с емкостью, при этом герметичный отсек с насосом-дозатором расположен внутри емкости для химического реагента (см. Авт. свид-во СССР №926243, кл. Е 21 В 43/00, от 1979 г.)

Для указанной известной установки характерны те же недостатки, что и для аналога, а именно:

- предназначена для больших объемов дозирования;

- площадь размещения известной установки хоть и несколько меньше, чем у аналога, но содержит дополнительные специальные узлы ввода реагента в емкость, что также делает ее громоздкой;

- не является взрыво- и пожаробезопасной вследствие размещения отсека с насосом-дозатором прямо в емкости в среде химического реагента. В результате коррозии отсек может разгерметизироваться, и жидкость попадет в зону электрооборудования, что может привести к взрыву или пожару. Это делает работу известной установки ненадежной, а также требует проведения постоянного контроля за состоянием материала герметичного отсека на предмет его коррозии.

Техническая задача, на которую направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании компактного устьевого блока подачи

химического реагента в скважину, характеризующегося эксплуатационной надежностью и практически полной взрывопожаробезопасностью при использовании в конструкции стандартного взрывонезащищенного оборудования, при одновременном обеспечении удобства управления процессом дозирования, снижении материальных затрат и возможностью осуществления функционирования блока как в летний, так и в зимний период.

Указанная техническая задача решается предлагаемым устьевым блоком подачи химического реагента в скважину, включающем обогреваемую системой обогрева емкость для химического реагента, насос-дозатор, размещенный в герметичном отсеке, и систему гидравлики, соединяющую посредством трубопроводов насос-дозатор с емкостью, при этом новым является то, что блок дополнительно содержит шкаф, ящик или подобный корпус со стенками, крышкой и дверьми, состоящий из двух отсеков, в одном из которых, выполненном герметично, размещены насос-дозатор с механизмом подачи реагента, электрошкаф с электрооборудованием, электрически связанный с механизмом подачи реагента насоса-дозатора и с системой обогрева емкости, датчик температуры химического реагента и манометр для определения давления подачи химического реагента в скважину, а во втором отсеке размещены обогреваемая емкость для реагента, снабженная датчиком уровня, электрически соединенным с электрооборудованием электрошкафа, и система гидравлики, соединяющая посредством трубопроводов емкость с механизмом подачи реагента насоса-дозатора, при этом датчик температуры химического реагента соединен с обогреваемой емкостью, а манометр - с системой гидравлики и с механизмом подачи реагента насоса-дозатора.

При этом электрошкаф с электрооборудованием и насос-дозатор могут быть расположены в герметичном отсеке этажно.

Емкость в предлагаемом блоке снабжена сливным краном, а также горловинами для установки датчика уровня и для заливки реагента в емкость, и при этом в крышке шкафа выполнены отверстия для вывода горловин емкости.

Предлагаемый устьевой блок может быть дополнительно снабжен визуальным уровнемером, размещенным во втором отсеке и закрепленным на стенке емкости. Визуальный уровнемер соединен с указанной емкостью через шаровой кран и фильтр. При этом визуальный уровнемер выполнен из стальной и стеклянной трубок, первая из которых снабжена шкалой для визуального определения объема химического реагента в емкости и шкалой для определения точного расхода реагента за определенный промежуток времени.

Датчик температуры химического реагента в предлагаемом блоке соединен с обогреваемой емкостью посредством капиллярной трубки, пропущенной через отверстия в разделительной перегородке, разделяющей отсеки шкафа, и при этом отверстия в разделительной перегородке, разделяющей отсеки шкафа, герметизированы посредством резиновой шайбы, обжимающей капиллярную трубку ввинчиваемыми штуцерами.

В качестве манометра в предлагаемом блоке может быть использован электроконтактный манометр, и при этом манометр соединен с системой гидравлики через разделитель сред. При этом трубопровод от разделителя сред до манометра заполнен взрывобезопасной жидкостью.

Стенки, крышка и двери шкафа могут быть выполнены утепленными.

Отсеки в шкафе снабжены отдельными дверьми.

Указанная техническая задача достигается за счет следующего. Благодаря тому, что предлагаемый блок дополнительно содержит шкаф со стенками, крышкой и дверьми, состоящим из двух отсеков, обеспечивается гарантированная их изоляция этих отсеков друг от друга.

А благодаря тому, что в указанных разных отсеках размещены отдельно друг от друга, электрооборудование и емкость с системой

гидравлики, исключается попадание жидкого реагента в зону электрооборудования, а значит, исключается вероятность взрыва, пожара. Размещение между манометром и системой гидравлики разделителя сред, а также заполнение трубопровода от этого разделителя сред до манометра взрывобезопасной жидостью также работает на эту задачу и создает еще одну ступень защиты от попадания жидкости в отсек с электрооборудованием.

Размещение в герметичном отсеке наряду с электрошкафом и насосом-дозатором еще и датчика температуры химического реагента и манометра, позволяет обеспечить удобство управления процессом дозирования, т.к. цепь управления насосом-дозатором и системой обогрева емкости, размещенная в электрошкафу, напрямую связана с информативными датчиками. В результате, оператор легко осуществляет контроль за процессом дозирования по наблюдению за аппаратурой лишь одного отсека.

Благодаря выполнению блока компактным с оптимальным порядком расположения узлов и деталей, обеспечивается снижение материальных затрат. Также на этот технический результат работает и тот факт, что при конструировании предлагаемого устьевого блока может быть использовано стандартное, а не специальное (взрывозащищенное) оборудование, которое является очень дорогим.

Сущность предлагаемой полезной модели характеризуется фиг.1 и фиг.2, на которых изображен общий вид устьевого блока в разрезе: на фиг.1 - вид спереди, фиг.2 - вид сбоку.

Предлагаемый устьевой блок подачи химического реагента содержит шкаф 1 со стенками, крышкой 2 и дверьми 3 и 4, состоящий из двух отсеков 5 и 6. В отсеке 5, выполненном герметично, размещены насос-дозатор 7 с механизмом подачи реагента, состоящим из привода (гидравлического толкателя) и механизма возвратно-поступательного

движения плунжера, и этажно расположенный над ним электрошкаф 8 с электрооборудованием. В отсеке 5 также установлены датчик 9 температуры химического реагента и манометр 10 (преимущественно, электроконтактного типа) для определения давления подачи химического реагента в скважину. Во втором отсеке 6 размещены обогреваемая емкость 11 для реагента, имеющая в сечении, преимущественно, прямоугольную форму, и снабженная датчиком уровня 12, электрически соединенным с электрооборудованием электрошкафа 8, и система гидравлики 13, соединяющая посредством трубопроводов емкость 11 с механизмом подачи реагента насоса-дозатора 7. Основная функция датчика уровня 12 - это отключение привода насоса-дозатора 7 в случае снижения уровня химического реагента в емкости 11 ниже минимально допустимого уровня. Датчик уровня 12 состоит из поплавка с магнитом, который движется по направляющей трубке. В ней расположены два герконовых элемента для подачи сигнала в электрошкаф 8 на пульт управления. Датчик 9 температуры химического реагента, размещенный в отсеке 5, соединен с обогреваемой емкостью 11 капиллярной трубкой, а манометр 10 соединен с системой гидравлики 13 через разделитель сред 19. Емкость 11 снабжена сливным патрубком 14, а также - горловиной 15 для установки датчика уровня 12 и горловиной 16 для заливки химического реагента. В крышке 2 шкафа 1 также выполнены отверстия для вывода горловин 15 и 16 емкости 11. В отсеке 6 на стенке емкости 11 закреплен визуальный уровнемер 17, соединенный через шаровой кран и фильтр с емкостью 11. Для обеспечения герметичности отсеков 5 и 6 отверстия в разделительной перегородке, разделяющей отсеки 5 и 6 шкафа 1, герметизированы или посредством резиновой шайбы, обжимающей капиллярную трубку, или посредством штуцера, жестко соединенного с этой перегородкой.

Чтобы исключить утечки реагента через манометр 10 (в случае неисправности), и исключения попадания этого реагента в зону электрооборудования, манометр соединен трубопроводом с системой гидравлики 13 через разделитель сред 19. При этом указанный трубопровод от разделителя сред 19 до манометра 10 заполнен взрывобезопасной жидкостью.

В электрошкафу 8 расположены цепи управления насосом-дозатором 7 и системой обогрева емкости 11. Регулировка насоса-дозатора 7 осуществляется двумя реле времени, которые управляют частотой движения привода насоса-дозатора - штока гидротолкателя. Имеется возможность отслеживать с диспетчерского пульта оператора следующие параметры: наличие реагента в емкости 11 и работу насоса-дозатора 7.

Для безаварийной работы предлагаемого устьевого блока как в летний, так и в зимний период, стенки, крышка 2 и двери 3 и 4 шкафа 1 выполнены утепленными.

Работает предлагаемый устьевой блок подачи химического реагента следующим образом.

Производится установка блока на объекте, например, на скважине, подключается электропитание к электрошкафу 8, а система гидравлики 13 через патрубок 18 - к трубопроводу, сообщенному с полостью насосно-компрессорных труб скважины. Емкость 11 заполняют химическим реагентом. Определяют объем закачки реагента за одно качание насоса-дозатора 7. Настраивают реле времени генератора частоты блока управления, расположенного в электрошкафу 8 на требуемую частоту перемещения гидротолкателя насоса-дозатора 7. Колебательное движение гидротолкателя приводит в движение плунжер насоса-дозатора 7 и происходит закачка химического реагента в систему гидравлики 13 и далее по трубопроводу в скважину. В случае повышения давления в системе гидравлики 13 выше предельно

допустимого, манометр 10, соединенный трубопроводом с системой гидравлики 13, отключает электропитание насоса-дозатора 7.

В процессе работы производят за счет системы обогрева подогрев реагента в емкости 11 для уменьшения его вязкости и для обеспечения надежной работы всего блока в зимний период. При работе с предложенным устьевым блоком оператором отслеживаются следующие параметры: давление закачки, температура химического реагента, его наличие в емкости 11 и его расход при закачке.

Предлагаемый устьевой блок подачи химического реагента является компактным, обеспечивающим малые объемы закачки, что особенно важно при работе с малодебитными скважинами.

Указанный блок является практически полностью взрывобезопасным, и при этом он выполнен из стандартного оборудования, что существенно уменьшает его стоимость по сравнению со стоимостью установки, изготовленной из взрывозащищенного оборудования.

Благодаря особому выполнению конструктивных узлов и их расположению обеспечивается успешная работа предлагаемого блока как в летний, так и в зимний период.

1. Устьевой блок подачи химического реагента в скважину, включающий обогреваемую системой обогрева емкость для химического реагента, насос-дозатор, размещенный в герметичном отсеке, и систему гидравлики, соединяющую посредством трубопровдов насос-дозатор с емкостью, отличающийся тем, что блок дополнительно содержит шкаф, ящик или подобный корпус со стенками, крышкой и дверьми, состоящий из двух отсеков, в одном из которых, выполненном герметично, размещены насос-дозатор с механизмом подачи реагента, электрошкаф с электрооборудованием, электрически связанный с механизмом подачи реагента насоса-дозатора и с системой обогрева емкости, датчик температуры химического реагента и манометр для определения давления подачи химического реагента в скважину, а во втором отсеке размещены обогреваемая емкость для реагента, снабженная датчиком уровня, электрически соединенным с электрооборудованием электрошкафа, и система гидравлики, соединяющая посредством трубопроводов емкость с механизмом подачи реагента насоса-дозатора, при этом датчик температуры химического реагента соединен с обогреваемой емкостью, а манометр - с системой гидравлики и с механизмом подачи реагента насоса-дозатора.

2. Устьевой блок по п.1, отличающийся тем, что электрошкаф с электрооборудованием и насос-дозатор расположены в герметичном отсеке этажно.

3. Устьевой блок по п.1, отличающийся тем, что емкость снабжена сливным краном, а также горловинами для установки датчика уровня и для заливки реагента в емкость.

4. Устьевой блок по п.3, отличающийся тем, что в крышке шкафа выполнены отверстия для вывода горловин емкости.

5. Устьевой блок по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен визуальным уровнемером, закрепленным на стенке емкости во втором отсеке и соединенным с емкостью через шаровой кран и фильтр.

6. Устьевой блок по п.5, отличающийся тем, что визуальный уровнемер выполнен из стальной и стеклянной трубок, первая из которых снабжена шкалой для визуального определения объема химического реагента в емкости и шкалой для определения точного расхода реагента за определенный промежуток времени.

7. Устьевой блок по п.1, отличающийся тем, что датчик температуры химического реагента соединен с обогреваемой емкостью посредством капиллярной трубки, пропущенной через отверстия в разделительной перегородке, разделяющей отсеки шкафа.

8. Устьевой блок по п.7, отличающийся тем, что отверстия в разделительной перегородке, разделяющей отсеки шкафа, герметизированы посредством резиновой шайбы, обжимающей капиллярную трубку ввинчиваемыми штуцерами.

9. Устьевой блок по п.1, отличающийся тем, что в качестве манометра используют электроконтактный манометр.

10. Устьевой блок по п.1 или 9, отличающийся тем, что манометр соединен с системой гидравлики через разделитель сред.

11. Устьевой блок по п.10, отличающийся тем, что трубопровод от разделителя сред до манометра заполнен взрывобезопасной жидкостью.

12. Устьевой блок по п.1, отличающийся тем, что стенки, крышка и двери шкафа выполнены утепленными.

13. Устьевой блок по п.1, отличающийся тем, что отсеки в шкафе снабжены отдельными дверьми.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к устройству узла учета тепловой энергии и количества теплоносителя для водяных систем теплоснабжения

Водогрейный котел пластинчатого типа (кв) на твердом топливе (дровах, щепе), газе или мазуте предназначен для нагрева воды, используемой в системах отопления и горячего водоснабжения на объектах промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.

Часы наручные мужские или женские необычные, водонепроницаемые, механические с автоподзаводом относятся к области часовой и ювелирной промышленности.

Клапанный узел высокого давления относится к области оборудования для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно, к конструкции клапанных узлов плунжерных насосов для обслуживания скважин (кислотная обработка, разрыв пласта, заглушение и т.д.), работающих в тяжелых условиях (агрессивная среда, высокая концентрация твердых частиц, высокое давление).

Изобретение относится к устройствам исследования и анализа материалов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности

Полезная модель относится к области сбора и подготовки нефти, в частности к устройствам для дозирования подачи химических реагентов в малых дозах в трубопроводы систем транспорта нефти
Наверх