RU220506U1 - Установка для дозированной подачи химического реагента в газовую скважину - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к газодобывающей промышленности и может быть использована для дозированной подачи ингибитора гидратообразования или поверхностно-активных веществ в затрубное пространство газовых скважин. Установка включает насос-дозатор плунжерного типа, выполненный с возможностью гидравлического сообщения с одной стороны с технологической емкостью с химическим реагентом, а с другой стороны - с нагнетательной магистралью. Насос-дозатор соединен с мембранным сервомотором, состоящим из корпуса с пневматической камерой, внутри которой расположена мембрана с опорным диском и возвратной пружиной, а снаружи – штуцер для подвода газа и шток с вилкой для крепления плунжера насоса. Шток снабжен коромыслом, которое имеет возможность воздействия на клапан пневматического узла управления. Клапан пневматического узла управления снабжен шаровым краном для сброса газа. Установка имеет простую конструкцию, надежна в эксплуатации, исключает использование электроэнергии и может быть использована на удаленных участках газового месторождения.

Description

Полезная модель относится к газодобывающей промышленности и может быть использована для дозированной подачи ингибитора гидратообразования, либо поверхностно-активных веществ (ПАВ) в затрубное пространство эксплуатационных газовых скважин.

Известно устройство для дозированной подачи химического реагента в газовую скважину [SU 1837101, МПК E21B 37/06, опубликовано 30.08.1993]. Устройство содержит дозатор в виде плунжерного насоса, гидравлически связанный с емкостью для химического реагента и линией нагнетания. Линия нагнетания выполнена в виде гибкого шланга, сообщенного с колонной полых штанг. В верхней части колонны полых штанг установлен обратный клапан, а в нижней части выпускной клапан для направления химреагента в полость насосно-компрессорных труб. Привод насоса кинематически связан с балансиром стакана-качалки.

Известное устройство имеет сложную конструкцию, ненадежно в эксплуатации в связи с большим количеством оборудования, размещаемом на открытой местности, рядом с газовой скважиной.

Известен автоматизированный комплекс инжекции раствора ингибитора коррозии для скважин [RU 2676779, МПК E21B 37/06, опубликовано 24.12.2018] - ближайший аналог. Комплекс содержит локальную систему управления, построенную на промышленном контроллере, технологическую емкость для ингибитора с датчиком уровня и индикатором уровня, фильтр тонкой очистки, насос-дозатор, выкидная линия которого оснащена обратным клапаном, манометром, датчиками давления и расхода. Регулирование насоса-дозатора основано на регулировании дозируемого объема изменением длины хода плунжера насоса-дозатора отдельно установленным электрическим приводом плунжера и управлении производительностью насоса-дозатора за счет изменения частоты вращения электродвигателя посредством частотного преобразователя. Управление осуществляют распределенной системой, построенной на контроллере автоматизированной системы управления технологическими процессами и на локальном промышленном контроллере, обмен информацией между которыми осуществляют по оптоволоконной линии связи, что позволяет организовать дистанционный контроль и диагностику комплекса.

Известный комплекс построен по сложной схеме и сложен в эксплуатации. Кроме того, комплекс не допускает возможность автономной работы и использования его на удаленных участках месторождения.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно создание простой и надежной в эксплуатации установки.

Указанная задача решается тем, что в установке для дозированной подачи химического реагента в газовую скважину, включающей технологическую емкость с химическим реагентом, гидравлически сообщающуюся с насосом-дозатором плунжерного типа и нагнетательной магистралью, насос-дозатор соединен с мембранным сервомотором, состоящим из корпуса с пневматической камерой, внутри которой расположена мембрана с опорным диском и возвратной пружиной, а снаружи - штуцер для подвода газа и шток с вилкой для крепления плунжера насоса, при этом шток снабжен коромыслом, которое имеет возможность воздействия на клапан пневматического узла управления, а насос снабжен шаровым краном для сброса газа.

Технический результат полезной модели заключается в создании простой и надежной установки без задействования сложных схем КИПиА, а также без использования электроэнергии для привода насоса-дозатора. Приводом служит энергия природного газа, отбираемого из скважины.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема подключения установки к газовой скважине, на фиг. 2 - схема соединения насоса-дозатора с мембранным сервомотором, на фиг. 3 представлен чертеж расположения насоса-дозатора, мембранного сервомотора и клапан пневматического узла управления, на фиг. 4 показано фото клапана пневматического узла управления со стороны патрубков, на фиг. 5 приведено фото клапана пневматического узла управления со штоком привода насоса-дозатора.

Установка содержит технологическую емкость 1 с химическим реагентом, гидравлически сообщающуюся с насосом-дозатором 2 (далее - насос) плунжерного типа (далее - насос-дозатор) с помощью всасывающей линии 3. От насоса-дозатора 2 отходит нагнетательная линия 4. В качестве емкости 1 с химреагентом может использоваться закрытая железная тара (бочка) объемом 0,2 м³ либо пластиковый еврокуб объемом 1 м³. Для отключения емкости 1 от насоса-дозатора 2 на выходе емкости 1 устанавливается запорная арматура 5. Подключение всасывающей линии 3 к насосу-дозатору 2 осуществляется при помощи гибкой подводки (рукав высокого давления РВД). Нагнетательная линия 4 подключается к патрубку факельной линии 6 газовой скважины через вентиль игольчатый 7 после отсекающей задвижки. Насос-дозатор 2 механически соединен с мембранным сервомотором 8, служащим в качестве привода плунжера насоса-дозатора 2. Мембранный сервомотор 8 состоит из корпуса 9 с пневматической камерой 10, внутри которой расположена мембрана 11 с опорным диском 12 и возвратной пружиной 13, штуцером 14 для подвода газа во внутрь корпуса 9 мембранного сервомотора 8. Шток 15, соединяющий мембранный сервомотор 8 с насосом-дозатором 2, при своем движении воздействует на коромысло 16, которое имеет возможность воздействия на клапан пневматического узла управления 17 (далее - клапан). Клапан 17 снабжен шаровым краном 18 для сброса газа в процессе работы клапана. Гидравлическая часть насоса-дозатора 2 выполняет функцию «всасывания-нагнетания» химического реагента, приводится в действие пневматической частью насоса-дозатора 2 и содержит расположенные в корпусе гидроцилиндра 19 всасывающий 20 и нагнетательный 21 клапаны, а также плунжер 22.

Установка для дозированной подачи химического реагента в газовую скважину работает следующим образом.

В качестве рабочей среды используется природный газ от скважины, который отбирается из патрубка затрубного пространства и подводится к штуцеру 17 мембранного сервомотора 8 через подводящий трубопровод 23. Принцип действия сервомотора основан на принципе создания противодавления в камере над мембраной и резком сбросе давления в области под мембраной с помощью сбросного пневматического клапана. Через штуцер 24 газ под давлением 6 кг/см² (0,6 МПа) подается в клапан 17. Проходя через открытый клапан 17 газ выходит из штуцера 25 и через трубку 26 под давлением поступает в мембранный сервомотор 8. Газ, подаваемый в мембранный сервомотор 8, воздействует на мембрану 11 сервомотора, которая, в свою очередь, перемещает шток 15 в сторону насоса-дозатора 2. Шток 15, двигаясь вперед, приводит в движение насос - дозатор 2. При срабатывании насоса производится всасывание химического реагента из емкости 1 в гидравлическую часть насоса-дозатора 2. При движении штока 15 через коромысло 16 происходит воздействие на клапан 17. При воздействии коромысла 16 на клапан 17 происходит сбрасывание газа рабочего цикла через шаровой кран 18. Вследствие чего происходит нагнетание химического реагента из гидравлической части насоса-дозатора 2 в нагнетательную линию 4. При сбросе газа через шаровой кран 18 мембрана 11 сервомотора 8 опорожняется и шток 15, под воздействием пружины 13 возвращается в исходное положение. При возврате штока 15 в исходное положение через коромысло 16 происходит воздействие на клапан 17, происходит перекрытие подвода газа на кран 18 и открывается подача газа на трубку 26, соединенную с мембранным сервомотором 8, после чего рабочий цикл привода насоса-дозатора повторяется.

Экспериментальные испытания установки показали ее эффективность при подаче ингибитора гидратообразования в затрубное пространство эксплуатационных газовых скважинах без необходимости использования электроэнергии на скважине, как опасном производственном объекте.

Предлагаемая установка имеет простую конструкцию, надежна в эксплуатации и может быть использована на удаленных участках газового месторождения.

Claims (1)

1. Установка для дозированной подачи химического реагента в газовую скважину, включающая насос-дозатор плунжерного типа, выполненный с возможностью гидравлического сообщения с одной стороны с технологической емкостью с химическим реагентом, а с другой стороны - с нагнетательной магистралью, отличающаяся тем, что насос-дозатор соединен с мембранным сервомотором, состоящим из корпуса с пневматической камерой, внутри которой расположена мембрана с опорным диском и возвратной пружиной, а снаружи - штуцер для подвода газа и шток с вилкой для крепления плунжера насоса, при этом шток снабжен коромыслом, которое имеет возможность воздействия на клапан пневматического узла управления, при этом клапан пневматического узла управления снабжен шаровым краном для сброса газа.