Мобильная установка для освоения и ремонта скважин

Авторы патента:

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технике по освоению и ремонту скважин. Мобильная установка содержит транспортную базу, оснащенную дизель-мотором с выхлопным коллектором, компрессорную станцию, нижний, средний и верхний газосборники, установленные на последней, выполненные в виде горизонтальных полых глухих цилиндров, соединенные между собой патрубками, патрубки ввода выхлопных газов, соединяющие выхлопной коллектор с нижним газосборником, входной и выходной сборные коллекторы, патрубок выхода очищенных выхлопных газов, соединяющий верхний газосборник с входным сборным коллектором, тонкостенные стальные трубопроводы, установленные между входным и выходным сборными коллекторами и соединенные с последними посредством фланцевых соединений, всасывающий коллектор компрессорной станции, соединенный с выходным сборным коллектором и термометр. Нижний газосборник в торцевой части снабжен задвижкой низкого давления, а средний и верхний - заполнены адсорбентом. Патрубок выхода очищенных выхлопных газов оборудован задвижкой низкого давления, а его выходной конец в месте соединения с входным сборным коллектором снабжен насадкой, выполненной в виде усеченного перфорированного конуса, установленной внутри входного сборного коллектора. Входной сборный коллектор, в местах соединения с тонкостенными стальными трубопроводами, имеет в теле сквозные отверстия малого диаметра, а на каждом тонкостенном стальном трубопроводе установлена охлаждающая глухая труба меньшего диаметра, с вырезанным сегментом вдоль всей ее длины, приваренная по контуру выреза, с возможностью контакта внутренней части охлаждающей глухой трубы с наружной поверхностью тонкостенного стального трубопровода, при этом длина каждой охлаждающей глухой трубы составляет не менее половины длины каждого тонкостенного стального трубопровода. Охлаждающие глухие трубы соединены между собой водопроводными трубами, установленными в шахматном порядке, с возможностью их сообщения, при этом каждая крайняя охлаждающая глухая труба снабжена патрубком ввода/вывода проточной воды, оснащенным регулируемым вентилем. Выходной сборный коллектор оборудован задвижкой низкого давления. Технический результат заключается в повышении эффективности работы мобильной установки. 1 н.п. ф-лы, 4 фиг.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технике по освоению и ремонту скважин выхлопными газами дизель-мотора, а также опрессовке газопроводов атмосферным воздухом.

Анализ существующего уровня показал следующее: известна мобильная установка для освоения и ремонта скважин, содержащая транспортную базу, оснащенную дизель-мотором с выхлопным коллектором, компрессорную станцию (см. А.Н.Лобкин, С.А.Акопов, И.Ю.Максименко, Специальные агрегаты и механизмы на транспортной базе, применяемые в нефтедобыче. Москва, Недра, 2002, с.195-197). В качестве газосборников установка содержит сдвоенные циклонные сепараторы, соединенные с выхлопным коллектором посредством патрубков. Установка содержит входной сборный коллектор и выходной сборный коллектор (адсорбер), термоэкранные алюминиевые трубы, установленные между входным и выходным сборными коллекторами и соединенные с последними посредством фланцевых соединений, всасывающий коллектор компрессорной станции, соединенный с выходным сборным коллектором и термометр.

Недостатком известной мобильной установки является недостаточно высокая эффективность работы установки, обусловленная следующими причинами:

- циклонные сепараторы обеспечивают только механическую очистку выхлопных газов дизель-мотора от продуктов неполного сгорания, химической очистки от окислов углеводородов в вышеуказанных сепараторах не происходит;

- охлаждение выхлопных газов дизель-мотора происходит за счет расширения последних в циклонных сепараторах и за счет атмосферного воздуха окружающей среды, что не обеспечивает достижения допустимой температуры подачи выхлопных газов дизель-мотора на компрессорную станцию, особенно в летний период;

- конструкция навесного оборудования установки не позволяет проводить переключение потока выхлопных газов дизель-мотора на поток атмосферного воздуха при их подаче на компрессорную станцию при опрессовке газопроводов.

В качестве прототипа взята мобильная установка для освоения и ремонта скважин, содержащая транспортную базу, оснащенную дизель-мотором с выхлопным коллектором, компрессорную станцию, нижний, средний и верхний газосборники, установленные на последней, выполненные в виде горизонтальных полых глухих цилиндров, соединенные между собой патрубками, патрубки ввода выхлопных газов, соединяющие выхлопной коллектор с нижним газосборником, входной и выходной сборные коллекторы, патрубок выхода очищенных выхлопных газов, соединяющий верхний газосборник с входным сборным коллектором, тонкостенные стальные трубопроводы, установленные между входным и выходным сборными коллекторами и соединенные с последними посредством фланцевых соединений, всасывающий коллектор компрессорной станции, соединенный с выходным сборным коллектором и термометр (см. А.Н.Лобкин, С.А.Акопов, И.Ю.Максименко, Специальные агрегаты и механизмы на транспортной базе, применяемые в нефтедобыче. Москва, Недра, 2002, с.197-201)

- на установке данной конструкции возможно проведение только механической очистки выхлопных газов дизель-мотора от продуктов неполного сгорания (кокса, сажи, капельного картерного масла) и не обеспечена химическая очистка от окислов углеводородов;

- охлаждение выхлопных газов дизель-мотора возможно за счет атмосферного воздуха окружающей среды, причем в жаркое время года, когда температура воздуха поднимается до 35°С и более, тонкостенные стальные трубы охлаждают водой вручную, что трудоемко и не соответствует уровню современной техники;

- конструкция навесного оборудования установки не позволяет проводить переключение потока выхлопных газов дизель-мотора на поток атмосферного воздуха при подаче на компрессорную станцию при опрессовке газопроводов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в повышении эффективности работы мобильной установки за счет обеспечения химической очистки и интенсивного охлаждения очищенных выхлопных газов дизель-мотора, а также возможности регулирования потоками газов.

Технический результат достигается с помощью известной установки, содержащей транспортную базу, оснащенную дизель-мотором с выхлопным коллектором, компрессорную станцию, нижний, средний и верхний газосборники, установленные на последней, выполненные в виде горизонтальных полых глухих цилиндров, соединенные между собой патрубками, патрубки ввода выхлопных газов, соединяющие выхлопной коллектор с нижним газосборником, входной и выходной сборные коллекторы, патрубок выхода очищенных выхлопных газов, соединяющий верхний газосборник с входным сборным коллектором, тонкостенные стальные трубопроводы, установленные между входным и выходным сборными коллекторами и соединенные с последними посредством фланцевых соединений, всасывающий коллектор компрессорной станции, соединенный с выходным сборным коллектором и термометр.

Новым является следующее:

нижний газосборник в торцевой части снабжен задвижкой низкого давления, а средний и верхний - заполнены адсорбентом;

патрубок выхода очищенных выхлопных газов оборудован задвижкой низкого давления, а его выходной конец в месте соединения с входным сборным коллектором снабжен насадкой, выполненной в виде усеченного перфорированного конуса, установленной внутри входного сборного коллектора;

входной сборный коллектор, в местах соединения с тонкостенными стальными трубопроводами, имеет в теле сквозные отверстия малого диаметра, а на каждом тонкостенном стальном трубопроводе установлена охлаждающая глухая труба меньшего диаметра, с вырезанным сегментом вдоль всей ее длины, приваренная по контуру выреза, с возможностью контакта внутренней части охлаждающей глухой трубы с наружной поверхностью тонкостенного стального трубопровода, при этом длина каждой охлаждающей глухой трубы составляет не менее половины длины каждого тонкостенного стального трубопровода;

охлаждающие глухие трубы соединены между собой водопроводными трубами, установленными в шахматном порядке, с возможностью их сообщения, при этом каждая крайняя охлаждающая глухая труба снабжена патрубком ввода/вывода проточной воды, оснащенным регулируемым вентилем;

выходной сборный коллектор оборудован задвижкой низкого давления.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизны.

Конструкция заявляемой мобильной установки поясняется следующими чертежами:

на фиг.1 представлена принципиальная схема мобильной установки, вид сверху;

на фиг.2 представлена схема расположения газосборников, вид спереди;

на фиг.3 представлен общий вид расположения охлаждающей глухой трубы на тонкостенной стальной трубе;

на фиг.4 представлен поперечный разрез А-А по фиг.3.

Заявляемая мобильная установка содержит транспортную базу 1, которая оснащена дизель-мотором 2 с выхлопным коллектором 3. На транспортной базе 1 установлена компрессорная станция. На передней стенке кузова 4 компрессорной станции установлены нижний газосборник 5, средний газосборник 6 и верхний газосборник 7, которые выполнены в виде горизонтальных полых глухих цилиндров и соединены между собой патрубками 8. Нижний газосборник 5 снабжен двумя патрубками 9 ввода выхлопных газов, которые соединяют последний с выхлопным коллектором 3 дизель-мотора 2. В торцевой части нижнего газосборника 5 установлена задвижка низкого давления 10. Средний газосборник 6 и верхний газосборник 7 заполнены адсорбентом. На крыше кузова 4 компрессорной станции установлены входной сборный коллектор 11 и выходной сборный коллектор 12. Верхний газосборник 7 соединен с входным сборным коллектором 11 посредством патрубка 13 выхода очищенных выхлопных газов. Патрубок 13 выхода очищенных выхлопных газов оборудован задвижкой низкого давления 14, а его выходной конец в месте соединения с входным сборным коллектором 11 снабжен насадкой 15, выполненной в виде усеченного перфорированного конуса. Насадка 15 установлена внутри входного сборного коллектора 11. Между входным и выходным сборными коллекторами 11, 12 установлены тонкостенные стальные трубопроводы 16, которые соединены с последними посредством фланцевых соединений. Входной сборный коллектор 11, в местах соединения с тонкостенными стальными трубопроводами 16, имеет в теле сквозные отверстия 17 малого диаметра. На каждом тонкостенном стальном трубопроводе 16 установлена охлаждающая глухая труба 18 меньшего диаметра, с вырезанным сегментом вдоль всей ее длины и приварена по контуру выреза, с возможностью контакта внутренней части охлаждающей глухой трубы 18 с наружной поверхностью тонкостенного стального трубопровода 16. Длина каждой охлаждающей глухой трубы 18 составляет не менее половины длины каждого тонкостенного стального трубопровода 16. Охлаждающие глухие трубы 18 соединены между собой водопроводными трубами 19, установленными в шахматном порядке, с возможностью их сообщения. Каждая крайняя охлаждающая глухая труба 18 снабжена патрубком 20 ввода/вывода проточной воды с регулируемым вентилем 21. Выходной сборный коллектор 12 оборудован задвижкой низкого давления 22 и соединен с всасывающим коллектором 23 компрессорной станции. На всасывающем коллекторе 23 компрессорной станции установлен термометр 24.

Более подробно сущность заявляемого технического решения поясняется следующим примером.

Заявляемая мобильная установка представляет собой компрессорную станцию СД-9/101, установленную на транспортной базе КАМАЗ, оснащенной дизель-мотором ЯМЗ-238. При освоении или ремонте скважин, выхлопные газы из выхлопного коллектора 3 дизель-мотора 2, имеющие температуру 70-80°С, по патрубкам 9 ввода выхлопных газов подаются в нижний газосборник 5, где происходит их механическая очистка от продуктов неполного сгорания топлива - кокса, сажи и масла. При этом задвижки низкого давления 10, 22 находятся в закрытом положении, а задвижка низкого давления 14 в открытом. Далее выхлопные газы по патрубкам 8 подаются в средний и верхний газосборники 6, 7, заполненные пакетами активированного угля марки БАУ, где происходит их химическая очистка от окислов углеводородов, а также первичное охлаждение выхлопных газов. Из верхнего газосборника 7 очищенные выхлопные газы по патрубку 13 выхода очищенных выхлопных газов и насадку 15 поступают во входной сборный коллектор 11. Из входного сборного коллектора 11 очищенные выхлопные газы через сквозные отверстия 17 малого диаметра тонкими струйными потоками поступают в тонкостенные стальные трубопроводы 16. Оснащение патрубка 13 выхода очищенных выхлопных газов насадкой 15, выполненной в виде усеченного перфорированного конуса и выполнение сквозных отверстий 17 малого диаметра в теле входного сборного коллектора 11, позволяют изменять скорость потока очищенных выхлопных газов и тем самым влиять на его теплоемкость, обеспечивая его охлаждение. В тонкостенных стальных трубопроводах 16 происходит интенсивное охлаждение очищенных выхлопных газов, за счет установки на последних сообщающихся между собой охлаждающих глухих труб 18. Проточная вода с буровой установки поступает через патрубок 20 ввода/вывода проточной воды в крайнюю охлаждающую глухую трубу 18 и далее проходит через все охлаждающие глухие трубы 18, соединенные между собой водопроводными трубами 19. Через патрубок 20 ввода/вывода проточной воды, установленный на другой крайней охлаждающей глухой трубе 18 вода выводится. Интенсивность потока воды осуществляют регулируемым вентилем 21, установленным на каждом патрубке 20 ввода/вывода проточной воды. Интенсивность охлаждения очищенных выхлопных газов обеспечивается возможностью контакта внутренней части охлаждающей глухой трубы 18 с наружной поверхностью тонкостенного стального трубопровода 16. Очищенные выхлопные газы, охлажденные до температуры 30°С поступают в выходной сборный коллектор 12 и далее через всасывающий коллектор 23 на прием компрессорной станции. Контроль температуры поступающих в компрессорную станцию охлажденных очищенных выхлопных газов осуществляют термометром со шкалой от 0 до 120°С.

При опрессовке газопроводов, задвижки низкого давления 10 и 22 открывают, а задвижку низкого давления 14 закрывают. Атмосферный воздух поступает в выходной сборный коллектор 12, далее через всасывающий коллектор 23 на прием компрессорной станции и после сжатия подается в газопровод.

Оборудование, смонтированное на кузове компрессорной станции выполнено в виде навесного оборудования. Оснащение навесного оборудования задвижками низкого давления 10, 14, 22 позволяет проводить управление потоками газов.

То есть при освоении и ремонте скважин, посредством переключения задвижек низкого давления 10, 14, 22 используют выхлопные газы дизель-мотора, а при опрессовке газопроводов - атмосферный воздух.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию промышленная применимость.

Предлагаемая полезная модель соответствует условию патентоспособности, так как является новой и имеет промышленную применимость.

Мобильная установка для освоения и ремонта скважин, содержащая транспортную базу, оснащенную дизель-мотором с выхлопным коллектором, компрессорную станцию, нижний, средний и верхний газосборники, установленные на последней, выполненные в виде горизонтальных полых глухих цилиндров, соединенные между собой патрубками, патрубки ввода выхлопных газов, соединяющие выхлопной коллектор с нижним газосборником, входной и выходной сборные коллекторы, патрубок выхода очищенных выхлопных газов, соединяющий верхний газосборник с входным сборным коллектором, тонкостенные стальные трубопроводы, установленные между входным и выходным сборными коллекторами и соединенные с последними посредством фланцевых соединений, всасывающий коллектор компрессорной станции, соединенный с выходным сборным коллектором и термометр, отличающаяся тем, что нижний газосборник в торцевой части снабжен задвижкой низкого давления, а средний и верхний заполнены адсорбентом, причем патрубок выхода очищенных выхлопных газов оборудован задвижкой низкого давления, а его выходной конец в месте соединения с входным сборным коллектором снабжен насадкой, выполненной в виде усеченного перфорированного конуса, установленной внутри входного сборного коллектора, при этом входной сборный коллектор в местах соединения с тонкостенными стальными трубопроводами имеет в теле сквозные отверстия малого диаметра, а на каждом тонкостенном стальном трубопроводе установлена охлаждающая глухая труба меньшего диаметра с вырезанным сегментом вдоль всей ее длины, приваренная по контуру выреза с возможностью контакта внутренней части охлаждающей глухой трубы с наружной поверхностью тонкостенного стального трубопровода, при этом длина каждой охлаждающей глухой трубы составляет не менее половины длины каждого тонкостенного стального трубопровода, причем охлаждающие глухие трубы соединены между собой водопроводными трубами, установленными в шахматном порядке, с возможностью их сообщения, при этом каждая крайняя охлаждающая глухая труба снабжена патрубком ввода/вывода проточной воды, оснащенным регулируемым вентилем, а выходной сборный коллектор оборудован задвижкой низкого давления.