RU2008119628A - Способ эксплуатации газового месторождения - Google Patents

Abstract

1. Способ эксплуатации газового месторождения, характеризующийся тем, что он включает бурение разведочных скважин, оконтуривание месторождения и оценку природных ресурсов углеводородов, бурение одиночных или образующих кусты эксплуатационных скважин, прокладку шлейфов и сборных коллекторов, инженерных сетей и коммуникаций, оборудование установок комплексной и при необходимости предварительной подготовки газа, оснащение эксплуатационных скважин устьевым оборудованием с фонтанной арматурой, включающей не менее чем одну боковую и надкоренную задвижки, а также подземным клапаном-отсекателем и установленными на шлейфе дроссельным клапаном и контрольно-управляющими органами - плавкой вставкой и клапаном контроля низкого и высокого давления, при этом эксплуатацию скважины ведут с управлением процессами добычи газа, для чего, по меньшей мере, часть эксплуатационных скважин куста, промысла, месторождения подключают к станции или блоку станций управления фонтанной арматурой и подземным клапаном-отсекателем, при этом каждую из указанных станций оснащают насосно-аккумуляторной установкой и, по меньшей мере, одним на скважину, соединенным с ней по рабочему телу блоком управления запорными органами скважины, которые для этого оснащают управляемыми исполнительными механизмами закрытия-открытия потока добываемого газа, при этом насосно-аккумуляторную установку оснащают запитанной от бака рабочего тела насосной группой и силовым функциональным пневмогидроаккумулятором, подключенными к линии высокого давления, а блок управления оснащают запитанными от указанной линии через регуляторы давления силовыми

Claims (25)

1. Способ эксплуатации газового месторождения, характеризующийся тем, что он включает бурение разведочных скважин, оконтуривание месторождения и оценку природных ресурсов углеводородов, бурение одиночных или образующих кусты эксплуатационных скважин, прокладку шлейфов и сборных коллекторов, инженерных сетей и коммуникаций, оборудование установок комплексной и при необходимости предварительной подготовки газа, оснащение эксплуатационных скважин устьевым оборудованием с фонтанной арматурой, включающей не менее чем одну боковую и надкоренную задвижки, а также подземным клапаном-отсекателем и установленными на шлейфе дроссельным клапаном и контрольно-управляющими органами - плавкой вставкой и клапаном контроля низкого и высокого давления, при этом эксплуатацию скважины ведут с управлением процессами добычи газа, для чего, по меньшей мере, часть эксплуатационных скважин куста, промысла, месторождения подключают к станции или блоку станций управления фонтанной арматурой и подземным клапаном-отсекателем, при этом каждую из указанных станций оснащают насосно-аккумуляторной установкой и, по меньшей мере, одним на скважину, соединенным с ней по рабочему телу блоком управления запорными органами скважины, которые для этого оснащают управляемыми исполнительными механизмами закрытия-открытия потока добываемого газа, при этом насосно-аккумуляторную установку оснащают запитанной от бака рабочего тела насосной группой и силовым функциональным пневмогидроаккумулятором, подключенными к линии высокого давления, а блок управления оснащают запитанными от указанной линии через регуляторы давления силовыми линиями функционального управления запорными органами и связанной с последними через пусковые механизмы, управляющие силовым давлением в них, линией логического управления упомянутыми запорными органами скважины, причем управление скважиной производят с автоматическим обеспечением логической последовательности закрытия: «боковая задвижка - надкоренная задвижка - подземный клапан-отсекатель», производимой через замедляющие системы, имеющие каждая управляющий пневмогидроаккумулятор, сообщенный с установленным на требуемое замедление дросселем и командно сообщенным по рабочему телу с исполнительным механизмом, а для запуска исполнения команд на закрытие линию логического управления гидравлически связывают с плавкой вставкой и клапаном контроля низкого и высокого давления, которые подключают каждый к своему управляющему сбросом давления пусковому механизму, инициирующему прохождение в линии команды на закрытие скважины, кроме того, упомянутую линию дублировано снабжают аналогичными пусковыми механизмами дистанционного и ручного запуска процесса закрытия запорных органов скважины, при этом насосную группу оснащают, по меньшей мере, одним насосом, продублированным для первой и второй климатических зон, по меньшей мере, одним дополнительным насосом высокого давления, причем указанный насос или насосы включают в линию высокого давления через входной и выходной фильтры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что динамику работы станции управления определяют характеристиками управляющих пневмогидроаккумуляторов давления и регулировкой дросселей, установленных на участках взаимодействия линии логического управления с силовыми линиями функционального управления исполнительными механизмами надкоренной задвижки и клапана-отсекателя, и подбирают таким образом, чтобы обеспечить безаварийное закрытие скважины в заданной последовательности.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подводимое к силовой линии функционального управления подземного клапана-отсекателя высокое давление предварительно понижают, пропуская через регулятор давления до уровня, необходимого для подачи в последовательно установленный за ним мультипликатор давления, из которого рабочее тело выходит с давлением, соответствующим необходимому для управления упомянутым клапаном-отсекателем.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что производят дублирование работы отдельных элементов насосно-аккумуляторной установки, в частности, дублируют работу линии «насос - регулятор давления - мультипликатор» параллельным подключением через входной и выходной краны резервной пары: регулятор давления - мультипликатор.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработавшее рабочее тело при закрытии скважины пропускают через байпасные дренажные линии гидравлической системы.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль за соблюдением безопасных рабочих температур на скважине и автоматическое закрытие скважины при их нарушении инициируют и осуществляют за счет использования в гидросистеме линии с разрушаемой плавкой вставкой, при расплавлении которой через упомянутый пусковой механизм автоматически понижают давление в линии логического управления и таким образом включают автоматическое закрытие боковой, надкоренной задвижек и клапана-отсекателя газа через систему замедления, обеспечивающую логически последовательное прохождение командного сигнала на закрытие к исполнительным механизмам двух последних из них, одновременно поступает сигнал о пожаре диспетчеру на центральный пульт управления, размещенный на расстоянии от станции управления и сообщенный с ней линией связи, например оптоволоконным кабелем.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль за рабочим режимом давления на скважине и закрытие скважины при выходе из допустимого интервала давлений осуществляют за счет использования в гидросистеме линии клапана контроля низкого и высокого давлений в шлейфе, который при выходе за допустимый интервал давлений автоматически подает команду пусковому механизму линии логического управления и через нее осуществляют автоматическое закрытие скважины в упомянутой последовательности.

8. Способ по п.1, характеризующийся тем, что дистанционный электромагнитный сигнал на закрытие скважины подают с центрального пульта управления, размещенного на расстоянии от станции управления и сообщенного с ней линией связи, например оптоволоконным кабелем, причем станцию управления выполняют в виде шкафа предпочтительно из нержавеющей стали, в котором смонтированы упомянутые насосно-аккумуляторная установка и блок управления, кроме того, станцию снабжают обвязкой в виде упомянутых силовых линий функционального управления, сообщенных по рабочему телу с исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана и подземного клапана-отсекателя.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в шкафу поддерживают температуру, обеспечивающую бесперебойное функционирование всех расположенных в нем элементов и систем.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что шкаф станции управления выполняют теплоизолированным и взрывозащищенным, а подключение кабельных линий к шкафу выполняют через кабельные выводы во взрывозащищенном исполнении.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют жидкость, выбираемую по температурной вязкости и температуре замерзания исходя из климатических условий работы скважины, при этом станцию управления, предназначенную для работы в третьей и четвертой климатических зонах, в качестве рабочего тела оснащают преимущественно минеральным маслом, а для первой и второй климатических зон в качестве рабочего тела принимают жидкость с низкой температурой замерзания, преимущественно типа силиконовой, например полиметилсилоксановую, при этом рабочее тело подают из бака, установленного в насосно-аккумуляторной установке, который оснащают не менее чем одним индикатором уровня заполнения жидкостью, например визуальным индикатором, или датчиком уровня, сообщенным по каналам телемеханики с центральным пультом управления, размещенным на расстоянии от станции управления и сообщенным с ней линией связи, например оптоволоконным кабелем, при этом применяют датчик уровня, оборудованный системой подачи сигналов о предельно допустимом и критическом уровнях или подсоединяют к системе центрального пульта управления, выдающей команды на поддержание уровня жидкости в баке в заданных пределах, а для первой и второй климатических зон бак рабочего тела снабжают подогревателем жидкости, выполненным в виде змеевика или ТЭНа.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве насоса, которым оснащена насосная группа, используют преимущественно электронасос высокого давления, предпочтительно аксиально-поршневой с асинхронным электродвигателем, а в качестве дублирующего для первой и второй климатических зон, по меньшей мере, одного дополнительного насоса высокого давления используют параллельно подключенный электронасос высокого давления, при этом в качестве входного и выходного фильтров используют предпочтительно фильтры грубой и тонкой очистки соответственно, причем каждый из упомянутых насосов на выходе оснащают предохранительным клапаном давления и монтируют с возможностью избирательного отключения от линии высокого давления через систему запорных устройств, причем, по крайней мере, установленные на выходе фильтры тонкой очистки снабжают визуальным индикатором и/или электрическим датчиком, сообщенным с центральным пультом управления, размещенным на расстоянии от станции управления и сообщенным с ней линией связи, например оптоволоконным кабелем, при этом насосную группу, снабженную на выходе устройствами запуска или остановки электродвигателей насосов и обратным клапаном, сообщают через последние по линии высокого давления с выполненным модульно-секционным силовым функциональным пневмогидроаккумулятором, состоящим из параллельно подключенных к коллектору модулей и предназначенным для создания необходимого рабочего давления в упомянутых силовых линиях функционального управления, при этом коллектор с силовым функциональным пневмогидроаккумулятором сообщают по рабочему телу с линией высокого давления, кроме того, упомянутые устройства запуска или остановки электродвигателей насосов, подключенные к линии высокого давления, выполняют, например, в виде реле давления, либо в виде аналоговых датчиков давления, либо в виде электроконтактных манометров, причем модули упомянутого силового функционального пневмогидроаккумулятора выполняют с мембранным или предпочтительно поршневым разделителем сред, при этом суммарный рабочий объем всех модулей силового функционального пневмогидроаккумулятора принимают не менее необходимого для однократного открытия запорных органов скважины, дроссельного клапана и клапана-отсекателя при отключенной подаче электроэнергии или для поддержания рабочего состояния скважины в течение не менее чем одного месяца при отсутствии электроэнергии.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые регуляторы давления понижают давление от функционального 10-70 МПа до рабочего 0,5-7 МПа в силовых линиях функционального управления исполнительными механизмами надкоренной, боковой задвижек, дроссельного клапана и в линии логического управления, включающей также линии клапана контроля низкого и высокого давления и плавкой вставки, а регулятор давления в силовой линии функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя настраивают на подачу рабочего тела в последовательно установленный за ним мультипликатор с учетом передаточного числа последнего и требуемого выходного давления рабочего тела не менее 22-70 МПа для последующей подачи и управления исполнительным механизмом подземного клапана-отсекателя, при этом все перечисленные силовые линии функционального управления снабжают установленными на участках перед исполнительными механизмами предохранительными клапанами давления.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что блок управления оснащают системой автоматической защиты скважины, системой дистанционного и системой ручного отключения скважины, причем система автоматической защиты включает подключенные к линии логического управления через упомянутые пусковые механизмы линию плавкой вставки и линию клапана контроля низкого и высокого давления, при этом клапан контроля низкого и высокого давления размещают в зоне, примыкающей к фонтанной арматуре, предпочтительно на шлейфе, причем линии клапана контроля низкого и высокого давления и плавкой вставки снабжены реле или датчиками давления с возможностью выдачи сигнала об отключении скважины соответственно по пожару или по причине выхода за пределы диапазона допустимых рабочих давлений, устанавливаемых настройкой клапана контроля низкого и высокого давления на центральный пульт управления, размещенным на расстоянии от станции управления и сообщенным с ней линией связи, например оптоволоконным кабелем.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что линию логического управления последовательно соединяют по рабочему телу через распределительные клапаны для обеспечения требуемой логической последовательности управления скважиной и клапаны-распределители с силовыми линиями функционального управления исполнительными механизмами, в том числе, по крайней мере, подземного клапана-отсекателя, надкоренной и боковой задвижек с возможностью их допустимого закрытия в определенной, а именно в противоположной указанной последовательности, с регулируемо установленными допустимыми временными интервалами между отключениями каждого из них, для чего на линии логического управления устанавливают упомянутые управляющие пневмогидроаккумуляторы с возможностью их взаимодействия на сбросе давления каждого со своим дросселем, при этом управляющий пневмогидроаккумулятор на участке взаимодействия с силовой линией функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя настраивают на замедление закрытия клапана-отсекателя на время, в 1,5-2 раза превышающее интервал между закрытием надкоренной задвижки и боковой задвижки, составляющий от 10 до 120 с.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что на линии логического управления на участке ее подвода к силовой линии функционального управления исполнительным механизмом боковой задвижкой устанавливают электромагнитный клапан дистанционного отключения боковой задвижки.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что силовую линию функционального управления исполнительным механизмом дроссельного клапана снабжают трехпозиционным распределительным клапаном предпочтительно с двумя электромагнитами.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что распределительные клапаны всех силовых линий функционального управления исполнительными механизмами связывают с байпасной дренажной линией для сброса отработавшего рабочего тела, при этом байпасную дренажную линию сообщают преимущественно через фильтр с баком рабочего тела, установленным в насосно-аккумуляторной установке.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что на силовых линиях функционального управления исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана, подземного клапана-отсекателя устанавливают температурные предохранительные клапаны, закоммутированные на выходе с байпасной дренажной линией для сброса избытков рабочего тела, выделяемых при перепадах температур рабочего тела и/или окружающей среды.

20. Способ по п.1, отличающийся тем, что насосно-аккумуляторную установку выполняют, преимущественно, с выносной лицевой панелью управления.

21. Способ по п.1, отличающийся тем, что запорные органы, дроссельный клапан и подземный клапан-отсекатель снабжают приборами управления, вынесенными на лицевую панель блока управления.

22. Способ по п.1, отличающийся тем, что управление исполнительными механизмами линии логического управления осуществляют в дистанционном режиме по командам удаленного оператора, например, диспетчера центрального пульта управления, размещенного на расстоянии от станции управления и сообщенного с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем.

23. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль за уровнем давления в магистралях станции управления осуществляют автоматически, в том числе при помощи электроконтактных манометров.

24. Способ по п.1, отличающийся тем, что программу работы блока управления станции настраивают таким образом, что при отсутствии питающего напряжения для элементов станции запорные элементы фонтанной арматуры остаются открытыми, а блок управления обеспечивает передачу сигнала об отсутствии напряжения на центральный пульт управления.

25. Способ по п.1, отличающийся тем, что возможность закрытия скважины в последовательности: боковая задвижка - надкоренная задвижка - подземный клапан-отсекатель обеспечивают в автоматическом режиме по командам пульта управления станции, в дистанционном режиме управления по команде оператора с отдаленного пункта управления и в ручном режиме, а открытие в последовательности: подземный клапан-отсекатель - надкоренная задвижка - боковая задвижка обеспечивают предпочтительно в ручном режиме управления.