Мобильная установка для приготовления и закачки в скважину растворов химических реагентов

Авторы патента:

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и, в частности, может найти применение для выполнения ряда технологических внутрискважинных операций, связанных с закачкой в скважину растворов химических реагентов для интенсификации добычи нефти, защиты внутрискважинного оборудования от коррозии и борьба с солеотложениями и асфальтосмолопарафинами. Мобильная установка для приготовления и закачки в скважину растворов химических реагентов содержит автомобильное шасси, кунг, емкости для растворов химреагентов, трубопроводную обвязку с запорной арматурой, насосные агрегаты для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов в скважину, средства контроля и управления и оснащена гидравлической станцией с приводом гидравлического насоса от трансмиссии автошасси, а привод насосов для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов осуществляется гидравлическими моторами. Установка включает не менее 2-х герметичных емкостей для различных видов растворов химреагентов и оснащена дополнительно двумя промывочными емкостями, соединенными трубопроводной обвязкой с насосным агрегатом нагнетания растворов химреагентов и служащими для промывки емкостей растворов химреагентов и трубопроводов, при этом, схема трубопроводной обвязки с запорной арматурой позволяет осуществлять заполнение и забор растворов химреагентов из любой емкости, а также перемешивание растворов в каждой из емкостей, их перекачку из емкости в емкость и промывку. Кроме того, наполнение и слив растворов из емкостей химреагентов осуществляется по схеме «сверху» через патрубки, смонтированные на верхних крышках емкостей и опущенные до дна емкостей, при этом емкости оснащены уровнемерами, а также дыхательными патрубками, объединенными в общий коллектор, связанный с атмосферой через дыхательный клапан. ППФ3, Илл.2.

В настоящее время на нефтегазовых промыслах широко применяются установки дозирования химреагентов (ингибиторов коррозии, диэмульгаторов) в затрубное пространство скважин, в трубопроводы и в технологические установки.

Известна установка типа УДХ (изготовитель - ОАО «Завод блочно-комплектных устройств» г.Тюмень), выполненная в блок-боксе и включающая в свой состав один или два электроприводных дозировочных насоса, расходный бак, шестеренный насос для закачки химреагентов из внешней емкости, технологические трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, систему контроля и управления.

ОАО «Корона-ТЭК» (г.Самара, ул. Авроры, 110; сайт: korona-tek.ru) в настоящее время выпускаются мобильные блоки реагентного хозяйства типа БРХ для закачки ингибиторов коррозии в затрубное пространство скважины. Привод насоса электрический с питанием от автономного генератора. Данная установка может быть принята за прототип предложенного технического решения.

Указанный прототип обладает следующими основными недостатками:

- применение электрического привода насосов, и как следствие, необходимость заземления оборудования усложняет его эксплуатацию на промыслах, особенно в зимних условиях, кроме того при перекачке огнеопасных реагентов (например, растворов на основе метанольных смесей) требует взрывозащищенного исполнения электрооборудования;

- оборудование рассчитано на перевозку и закачку неагрессивных реагентов, так как оснащено только емкостями с нижним сливом, что не отвечает требованиям перевозки и нагнетания ядовитых и едких жидкостей, а также оборудование не оснащено средствами промыва емкостей и трубопроводов инертной жидкостью после завершения работы, как того требуют Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности ПБ 08-624-03.

Кроме того учитывая, что одна машина в смену должна обслуживать 10 и более скважин на разных промысловых объектах и, как правило, требуется перевозка и закачка разных видов химреагентов, в т.ч. химически несовместимых, то существующий аналог не отвечает необходимым требованиям и не рассчитан на приготовление многокомпонентных растворов.

В основу полезной модели поставлена задача достижения следующего технического результата:

- создание условий для автономного использования оборудования, не требующего дополнительных подготовительных работ на промысле, в частности, заземления;

- повышение безопасности работ при использовании ядовитых, агрессивных и огнеопасных растворов, применяемых в технологиях интенсификации нефтедобычи, в частности, за счет исключения нижнего слива растворов из емкостей, недопущения попадания испарений в помещение блок-бокса, в котором монтируется технологическое оборудование, а также обеспечение промывки емкостей и трубопроводов после работы со сбором остатков раствора в отдельную емкость;

- повышение функциональности оборудования за счет возможности перевозки отдельных компонентов растворов и приготовления многокомпонентных растворов путем их смешения на месте ведения работ.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что мобильная установка для приготовления и закачки в скважину растворов химических реагентов содержит: автомобильное шасси, кунг, емкости для растворов химреагентов, трубопроводную обвязку с запорной арматурой, насосные агрегаты для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов в скважину, средства контроля и управления, оснащена гидравлической станцией с приводом гидравлического насоса от трансмиссии автошасси, а привод насосов для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов осуществляется гидравлическими моторами. При этом установка включает не менее 2-х герметичных емкостей для различных видов растворов химреагентов и оснащена дополнительно двумя промывочными емкостями, соединенными трубопроводной обвязкой с насосным агрегатом нагнетания растворов химреагентов и служащими для промывки емкостей растворов химреагентов и трубопроводов. Кроме того, схема трубопроводной обвязки с запорной арматурой позволяет осуществлять заполнение и забор растворов химреагентов из любой емкости, а также перемешивание растворов в каждой из емкостей, их перекачку из емкости в емкость и промывку.

В установке наполнение и слив растворов из емкостей химреагентов осуществляется по схеме «сверху» через патрубки, смонтированные на верхних крышках емкостей и опущенные до дна емкостей, при этом емкости оснащены уровнемерами, а также дыхательными патрубками, объединенными в общий коллектор, связанный с атмосферой через дыхательный клапан.

Применение для вращения насосов, обеспечивающих заполнение емкостей и нагнетание растворов химреагентов, гидравлических моторов с приводом гидростанции от трансмиссии автомобильного шасси решает задачи полной автономности работы установки и проблему взрывозащиты при использовании огнеопасных жидкостей.

Использование 2-х и более герметичных емкостей для растворов химреагентов и 2-х промывочных емкостей обеспечивает приготовление и перевозку многокомпонентных смесей, что повышает функциональность установки и позволяет осуществлять обработку скважин различными химическими реагентами, снижая транспортные и эксплуатационные расходы. Приготовление раствора осуществляется за счет смешения отдельных компонентов раствора путем их последовательной закачки в одну из емкостей и последующей замкнутой циркуляции по схеме «емкость-насос-емкость» с использованием соответствующей схемы трубопроводной обвязки, включающей распределительные гребенки с запорной арматурой на нагнетательном и всасывающем трубопроводах.

Кроме того, в конструкции обеспечивается возможность промыва емкостей для растворов химреагентов и трубопроводов инертными средами после окончания работ или при переходе к закачке другого химреагента.

Конструктивное решение по наполнению и сливу емкостей для растворов химреагентов по схеме «сверху», а также оснащение емкостей дыхательными патрубками с выводом паров за кунг позволяет использовать установку для перевозки и нагнетания ядовитых и едких растворов.

Технические решения заявляемой полезной модели могут быть реализованы с помощью средств, используемых в общем и нефтяном машиностроении. Отличительные признаки, отраженные в формуле полезной модели, необходимы для ее осуществления и достаточны, т.к. обеспечивают решение поставленной технической задачи.

Состав и работа предлагаемого технического решения поясняется на фиг.1-2, где на фиг.1 представлена блок-схема мобильной установки, на фиг.2 - схема обвязки емкостей и насосов.

Установка состоит (см. рис.1) из автомобильного шасси 1, смонтированного на нем утепленного кунга 2 с системами освещения и автономного обогрева (на рисунке не показаны). В кунге, в задней его части, смонтированы 2-3 шт.герметичных емкостей для перевозки растворов химреагентов 3 (в дальнейшем технологические) и 2-е промывочные емкости 4. В передней части кунга установлен насос нагнетания растворов химреагентов 5 (в дальнейшем дозировочный насос) и насос заполнения емкостей 6. Привод насосов 5 и 6 осуществляется, соответственно, гидравлическими моторами 7 и 8. Работа гидравлических моторов осуществляется по общеизвестной в технике схеме от гидростанции, включающей в свой состав: гидронасос 9, приводимый в действие от коробки отбора мощности 10 автомобильного шасси; гидравлический бак 11, гидрораспределители 12 и 13 для управления, соответственно, насосами 5 и 6.

Технологические емкости 3 оснащены дыхательными патрубками 14, объединенными между собой коллектором 15, который соединен с дыхательным клапаном 16, имеющим выход в атмосферу за пределы кунга. Кроме того, емкости 3 оснащены уровнемерами 17 (для дистанционного измерения уровня раствора).

Заполнение технологической емкости 3 (см. фиг.2) растворами химреагентов осуществляется по схеме «сверху» через вертикальные патрубки 18, установленные на крышках емкостей 19 и опущенные до дна емкостей, а опорожнение через патрубки 20, установленные параллельно аналогичным образом.

Промывочные емкости 4 также оснащены уровнемерами 21, их опорожнение-наполнение осуществляется через патрубки 22, вмонтированные в нижней части этих емкостей, с установленными на них кранами 23.

Технологические емкости для растворов химреагентов 3 и промывочные емкости 4 соединены с дозирующим насосом 5 и насосом заполнения емкостей 6 с помощью трубопроводной обвязки, включающей в свой состав: всасывающий трубопробопровод 24 с краном 25; нагнетательный трубопровод 26 с краном 27; трубопроводы наполнения технологических емкостей 28, соединенные с нагнетательным трубопроводом с помощью распределительной нагнетательной гребенки 29 с кранами 30; трубопроводы опорожнения емкостей 31, соединенные с всасывающим трубопроводом 24 с помощью распределительной всасывающей гребенки 32 с кранами 33.

Нагнетательный 26 и всасывающий 24 трубопроводы соединены с дизировочным насосом с помощью всасывающего 34 и нагнетательного 35 гибких рукавов.

Для контроля параметров закачки растворов применены расходомер 36 и манометр 37.

Работает установка следующим образом.

Первичное заполнение технологических емкостей 3 растворами осуществляется насосом заполнения 6 от внешней емкости по всасывающему трубопроводу 24 при открытом кране 25 и далее через распределительную гребенку 32 и краны 33. Одна из промывочных емкостей заполняется инертной жидкостью (как правило водой) через патрубок 22 при открытом кране 23. Вторая порожняя промывочная емкость используется для сбора смеси промывочной жидкости с раствором химреагентов в процессе обмыва технологических емкостей и трубопроводов.

Возможно несколько режимов работы установки с использованием дозировочного насоса:

I - нагнетание раствора химреагента с забором его из одной из технологических емкостей 3. В этом случае закрываются краны 25, 30 и открывается один из кранов на всасывающей гребенке 32, а также кран 27 на нагнетательном трубопроводе для нагнетания раствора в скважину.

II. - циркуляция раствора химреагента по замкнутому контру с целью перемешивания: технологическая емкость - дозировочный насос -технологическая емкость. В этом случае открывается только один кран на всасывающей гребенке 32 и один кран на нагнетательной гребенке 29, связанные с данной емкостью.

III. - перекачивание раствора химреагентов из одной технологической емкости в другую. Для этого открывается кран на распределительной всасывающей гребенке 32, связанный с технологической емкостью из которой необходимо откачать раствор, а также открывается кран на распределительной нагнетательной гребенке 29, связанный с технологической емкостью в которою необходимо закачать раствор. Это операция может быть использована при приготовлении (смешении) многокомпонентных растворов.

IV - промывка технологических емкостей. В этом случае из промывочной емкости при открытом кране 23 дозировочный насос забирает инертную жидкость и подает в одну из промываемых технологических емкостей. Затем закрывают вышеуказанные краны и открывают кран на всасывающей гребенке 32, связанный с промываемой технологической емкостью, и кран 23 порожней промывочной емкости для перекачки в нее смеси инертной жидкости с раствором химреагентов.

Контроль объема перекачиваемого раствора и давления нагнетания контролируется расходомером, указателями уровня и манометром.

Включение в работу насосов 5 и 6 осуществляется гидрораспределителями 12 и 13 при включенной коробке отбора мощности 10 автомобильного шасси, приводящей во вращение гидронасос 9.

1. Мобильная установка для приготовления и закачки в скважину растворов химических реагентов, включающая автомобильное шасси, кунг, емкости для растворов химреагентов, трубопроводную обвязку с запорной арматурой, насосные агрегаты для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов в скважину, средства контроля и управления, отличающаяся тем, что оснащена гидравлической станцией с приводом гидравлического насоса от трансмиссии автошасси, а привод насосов для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов осуществляется гидравлическими моторами.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что включает не менее 2-х герметичных емкостей для различных видов растворов химреагентов и оснащена дополнительно двумя промывочными емкостями, соединенными трубопроводной обвязкой с насосным агрегатом нагнетания растворов химреагентов и служащими для промывки емкостей растворов химреагентов и трубопроводов, при этом трубопроводная обвязка включает распределительные гребенки с запорной арматурой, позволяющие осуществлять заполнение и забор растворов химреагентов из любой емкости, а также перемешивание растворов в каждой из емкостей, их перекачку из емкости в емкость и промывку.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что наполнение и слив растворов из емкостей химреагентов осуществляется по схеме «сверху» через патрубки, смонтированные на верхних крышках емкостей и опущенные до дна емкостей, при этом емкости оснащены уровнемерами, а также дыхательными патрубками, объединенными в общий коллектор, связанный с атмосферой через дыхательный клапан.