RU2362004C1 - Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method - Google Patents
Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362004C1 RU2362004C1 RU2007142012/03A RU2007142012A RU2362004C1 RU 2362004 C1 RU2362004 C1 RU 2362004C1 RU 2007142012/03 A RU2007142012/03 A RU 2007142012/03A RU 2007142012 A RU2007142012 A RU 2007142012A RU 2362004 C1 RU2362004 C1 RU 2362004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- well
- pressure
- valves
- station
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано в технике автоматического управления технологическими процессами и предназначено повысить надежность эксплуатации газодобывающих скважин.The invention relates to the gas industry and can be used in the technique of automatic control of technological processes and is intended to improve the reliability of gas production wells.
Известна станция управления фонтанной арматурой фирмы «Cameron», эксплуатируемая на Астраханском газоконденсатном месторождении (см. «Оборудование устья скважин и фонтанной арматуры», том 6, в/о Машиноимпорт, контракт №50-0926/71338. Камерон №870020, № техдокументации Р 190/87, Москва, СССР).The well-known Cameron fountain valve control station operated at the Astrakhan gas condensate field (see "Wellhead and fountain fittings equipment",
Указанная станция содержит шкаф управления фонтанной арматурой, мембранный пневмогидравлический разделитель сред, нормально закрытый трехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с пневмоприводом, манометр, клапанные пары сопло-заслонка, редуктор и дроссель, установленные как по линии управления боковой задвижкой, так и по линии управления подземным клапаном-отсекателем и фонтанной арматурой. В шкафу управления смонтированы пневматическая и гидравлическая системы управления приводами фонтанной арматуры (ФА), центральной задвижки (ЦЗ), боковой задвижки (БЗ) и подземного клапана-отсекателя (ПКО). Гидравлическая полость мембранного разделителя сообщена с чувствительным элементом манометра, при этом последний соединен с заслонкой клапанной пары сопло-заслонка при помощи передаточного механизма.The specified station contains a control cabinet for fountain valves, a pneumatic-hydraulic membrane separator, a normally closed three-line on-off pneumatic directional valve, a pressure gauge, valve pairs, a nozzle-flapper, a gearbox and an orifice installed both along the side valve control line and the underground shutoff valve control line and fountain fittings. In the control cabinet mounted pneumatic and hydraulic control systems for actuators of fountain valves (FA), a central valve (CZ), a lateral valve (BZ) and an underground shut-off valve (PKO). The hydraulic cavity of the membrane separator is in communication with the sensitive element of the pressure gauge, while the latter is connected to the valve of the valve pair of the nozzle-damper using a transmission mechanism.
Недостатком данной станции является недостаточная надежность и необходимость ее обслуживания высококвалифицированным персоналом. Причинами недостаточной надежности станции являются:The disadvantage of this station is the lack of reliability and the need for its maintenance by highly qualified personnel. The reasons for the lack of reliability of the station are:
- перекрытие проходного сечения дросселя вследствие выпадания гидратов из управляющего газа, в результате чего станция отключает скважину;- overlap of the orifice of the throttle due to hydrates falling out of the control gas, as a result of which the station shuts off the well;
- обмерзание клапанной пары сопло-заслонка при повышенной влажности управляющего газа, в результате чего клапанная пара, а следовательно, и станция становится неработоспособной;- freezing of the valve pair of the nozzle-damper at high humidity of the control gas, as a result of which the valve pair, and therefore the station, becomes inoperative;
- скважина автоматически не отключается в случае повышения давления газа в фонтанной арматуре.- the well does not automatically shut off in the event of an increase in gas pressure in the gushing.
Необходимость обслуживания станции высококвалифицированным персоналом вызвана тем, что настройка передаточного механизма от чувствительного элемента манометра к заслонке клапанной пары сопло-заслонка кропотлива и требует внимательного отношения персонала.The need for servicing the station by highly qualified personnel is caused by the fact that the transmission mechanism is set from the pressure gauge sensitive element to the valve flap of the nozzle-flap valve pair is painstaking and requires careful attention of the personnel.
Известен способ управления фонтанной арматурой и подземным клапаном-отсекателем газодобывающих скважин, заключающийся в открытии и закрытии фонтанной арматуры куста скважин путем независимой подачи рабочего тела в исполнительные механизмы боковых (БЗ) и стволовых задвижек (СЗ), подземных клапанов-отсекателей (ПКО) и клапанов, регулирующих дебет каждой скважины при помощи системы, содержащей приборы КиП и А, исполнительные механизмы и установленной в шкафу станции (патент РФ №2181426 от 02.07.01, МПК: Е21В 33/03, 43/12 - прототип).A known method of controlling fountain fittings and an underground valve-shutoff of gas production wells, which consists in opening and closing the fountain fittings of a wellbore by independently supplying a working fluid to the actuators of the side (BZ) and stem valves (SZ), underground shutoff valves (PKO) and valves regulating the debit of each well using a system containing instrumentation and instrumentation A, actuators and installed in the station cabinet (RF patent No. 2181426 dated 02.07.01, IPC: Е21В 33/03, 43/12 - prototype).
Недостатками данного способа является то, что в качестве рабочего тела для исполнительных механизмов используют газ и жидкость, что приводит к значительной инертности при работе, а при отключении электропитания от станции происходит закрытие скважины, т.к. для работы агрегатов, создающих давление рабочего тела в трубопроводе, необходимо напряжение питания.The disadvantages of this method is that as a working fluid for actuators use gas and liquid, which leads to significant inertness during operation, and when the power is disconnected from the station, the well closes, because for the operation of units that create the pressure of the working fluid in the pipeline, a supply voltage is required.
Для реализации данного способа используется станция управления фонтанной арматурой и подземным клапаном-отсекателем газодобывающих скважин, содержащая шкаф управления, в котором смонтированы пневматическая и гидравлическая системы, мембранные пневмогидравлические разделители сред и нормально закрытые трехлинейные двухпозиционные пневмораспределители с приводом и с полостями входа, выхода и дренажа, установленными как по линии управления боковой задвижкой, так и по линии управления подземным клапаном-отсекателем и фонтанной арматурой, при этом в ней по линии управления боковой задвижкой дополнительно установлен нормально открытый трехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель с приводом, полость входа которого сообщена с пневматической системой шкафа управления, полость выхода соединена с полостью входа нормально закрытого трехлинейного двухпозиционного пневмораспределителя, при этом полости приводов нормально открытых и нормально закрытых трехлинейных двухпозиционных пневмораспределителей соединены каналом с гидравлической полостью мембранных пневмогидравлических разделителей сред (Патент РФ №2181426 от 02.07.01, МПК: Е21В 33/03, 43/12 - прототип).To implement this method, a control station for fountain fittings and an underground shutoff valve for gas production wells is used, which contains a control cabinet in which pneumatic and hydraulic systems are installed, membrane pneumatic-hydraulic separators and normally closed three-line on-off pneumatic valves with an input and output and drainage cavities, installed both along the control line of the lateral valve, and along the control line of the underground shutoff valve and fountain arm Uroy, at the same time, a normally open three-line two-position pneumatic distributor with a drive is installed in it along the side gate valve control line, the input cavity of which is connected to the pneumatic system of the control cabinet, the output cavity is connected to the input cavity of a normally closed three-line two-position pneumatic distributor, while the actuator cavities are normally open and normally closed three-line on-off directional valves are connected by a channel to the hydraulic cavity of the membrane evohydraulic media separators (RF Patent No. 2181426 dated 07/02/01, IPC: ЕВВ 33/03, 43/12 - prototype).
Принцип работы станции заключается в следующем.The principle of operation of the station is as follows.
При поступлении давления газа по трубопроводу в газовую полость разделителя сред одновременно появится такое же давление рабочей жидкости в его гидравлической полости и в полостях приводов пневмораспределителей. При достижении заданного давления газа в полости разделителя сред гидропривод пневмораспределителя, преодолевая усилие затяжки пружины, установит его в открытое положение. В этом положении его полость входа сообщается с полостью выхода, а полость дренажа герметично отделяется от полости выхода. При этом пневмораспределитель останется в открытом положении, так как усилие от его гидропривода меньше усилия пружины. Вследствие этого управляющий газ из шкафа управления поступит по трубопроводам.When gas pressure arrives through the pipeline into the gas cavity of the media separator, the same pressure of the working fluid will appear simultaneously in its hydraulic cavity and in the cavities of the actuators of the pneumatic valves. Upon reaching the specified gas pressure in the cavity of the medium separator, the hydraulic actuator of the pneumatic distributor, overcoming the spring tightening force, sets it in the open position. In this position, its inlet cavity communicates with the outlet cavity, and the drainage cavity is hermetically separated from the outlet cavity. In this case, the valve will remain in the open position, since the force from its hydraulic actuator is less than the spring force. As a result, the control gas from the control cabinet will be piped.
При поступлении давления газа по трубопроводу в газовую полость другого разделителя сред аналогично установится в открытое положение пневмораспределитель. Вследствие этого управляющий газ из шкафа управления поступит по трубопроводам к пневмораспределителю.When the gas pressure enters the pipeline into the gas cavity of another media separator, the pneumatic distributor is likewise installed in the open position. As a result of this, the control gas from the control cabinet will be piped to the air distributor.
После поступления давления управляющего газа к пневмоприводам пневмораспределителей последние откроются и управляющий газ поступит к пневмоприводам пневмораспределителей ФА и ПКО, после чего они будут удерживаться в открытом положении под действием усилия от их пневмоприводов.After the control gas pressure arrives at the pneumatic valves of the pneumatic distributors, the latter will open and the control gas will be supplied to the pneumatic actuators of the FA and PKO pneumatic distributors, after which they will be kept in the open position under the action of the force from their pneumatic actuators.
При снижении давления газа в выкидной линии скважины, а следовательно, и снижении давления в гидравлической полости разделителя сред ниже минимально допустимого значения, пневмораспределитель устанавливается под действием усилия пружины в закрытое положение. При этом его полость выхода разобщается с полостью входа и сообщается с полостью дренажа. Вследствие стравливания давления управляющего газа в приводе пневмораспределителя через полость дренажа пневмораспределителя БЗ и его закрытия будет стравлено давление управляющего газа в приводе пневмораспределителя через полость дренажа пневмораспределителя и пневмораспределитель закроется. При закрытом пневмораспределителе будет стравлено давление газа питания в пневмоприводе через полость дренажа пневмораспределителя и боковая задвижка закроется.With a decrease in gas pressure in the flow line of the well, and consequently, a decrease in pressure in the hydraulic cavity of the media separator below the minimum acceptable value, the pneumatic distributor is installed under the action of the spring force in the closed position. At the same time, its exit cavity is disconnected from the entrance cavity and communicates with the drainage cavity. Due to the pressure release of the control gas in the pneumatic distributor drive through the drainage cavity of the БЗ pneumatic distributor and its closure, the pressure of the control gas in the pneumatic distributor drive through the pneumatic distributor drainage cavity and the valve will close. With the air distributor closed, the pressure of the supply gas in the pneumatic actuator will be vented through the pneumatic distributor drainage cavity and the side valve will close.
При снижении давления газа в фонтанной арматуре ниже минимально допустимого значения аналогично установится в закрытое положение пневмораспределитель ПКО и будет стравлено давление управляющего газа в приводе пневмораспределителя через полость дренажа пневмораспределителя и пневмораспределитель ПКО закроется. Вследствие этого будет стравлено давление управляющего газа питания в пневмоприводах пневмораспределителей. При закрытом пневмораспределителе будет стравлено давление газа питания в пневмоприводе гидрораспределителя через полость дренажа пневмораспределителя и гидрораспределитель закроется.If the gas pressure in the fountain valves decreases below the minimum permissible value, the FFP air distributor will likewise be set to the closed position and the control gas pressure in the air distributor drive will be vented through the air distribution valve drainage cavity and the FFP air distributor will close. As a result, the pressure of the control supply gas in the pneumatic actuators of the pneumatic valves will be vented. When the valve is closed, the supply gas pressure in the valve of the hydraulic distributor will be vented through the drainage cavity of the valve and the valve will close.
При закрытом гидрораспределителе будет стравлено давление в гидроприводе ПКО через полость дренажа гидрораспределителя и ПКО закроется. При закрытых пневмораспределителях будет стравлено давление газа питания в пневмоприводах ФА через полости дренажей пневмораспределителей и ФА закроется.With the valve closed, the pressure in the FFP hydraulic actuator will be vented through the drainage cavity of the hydraulic distributor and the FFP will close. With closed pneumatic distributors, the pressure of the supply gas in the FA pneumatic actuators will be vented through the drainage cavities of the pneumatic distributors and the FA will close.
При повышении давления газа в выкидной линии скважины выше максимально допустимого значения гидропривод пневмораспределителя, преодолевая усилие пружины, установит его в закрытое положение. В этом положении его полость выхода разобщается с полостью входа и сообщается с полостью дренажа. При этом пневмораспределитель останется в открытом положении, так как усилие от гидропривода больше усилия пружины. Вследствие стравливания давления управляющего газа в приводе пневмораспределителя через полость дренажа пневмораспределителя закроется пневмораспределитель, а затем и БЗ аналогично тому, как и при снижении давления газа в выкидной линии скважины.With increasing gas pressure in the flow line of the well above the maximum allowable value, the hydraulic actuator of the pneumatic distributor, overcoming the force of the spring, will set it in the closed position. In this position, its exit cavity is disconnected from the entrance cavity and communicates with the drainage cavity. At the same time, the air distributor will remain in the open position, since the force from the hydraulic actuator is greater than the spring force. Due to the pressure relief of the control gas in the pneumatic distributor drive, the pneumatic distributor will close through the drainage chamber of the pneumatic distributor, and then the BZ will be similar to reducing the gas pressure in the flow line of the well.
При повышении давления газа в фонтанной арматуре выше максимально допустимого значения, гидропривод пневмораспределителя, преодолевая усилие сжатия пружины, установит его в закрытое положение. В этом положении его полость выхода разобщается с полостью входа и сообщается с полостью дренажа. При этом пневмораспределитель останется в открытом положении, так как усилие его гидропривода больше усилия пружины. При этом положении пневмораспределителей будет стравлено давление управляющего газа в приводе пневмораспределителя через полость дренажа пневмораспределителя. Вследствие этого закроются пневмораспределители, а затем БЗ, ЦЗ и ПКО аналогично тому, как и при снижении давления газа в фонтанной арматуре. Величины давлений срабатывания пневмораспределителей на закрытие и величины давлений срабатывания пневмораспределителей на открытие обеспечиваются регулировкой усилия сжатия пружины в процессе сборки.If the gas pressure in the fountain valves increases above the maximum permissible value, the hydraulic actuator of the pneumatic distributor, overcoming the compression force of the spring, will set it in the closed position. In this position, its exit cavity is disconnected from the entrance cavity and communicates with the drainage cavity. At the same time, the pneumatic distributor will remain in the open position, since the force of its hydraulic actuator is greater than the spring force. With this position of the valve, the pressure of the control gas in the valve drive will be vented through the drain valve cavity. As a result of this, pneumatic valves and then BZ, TsZ and PKO will be closed in the same way as when reducing gas pressure in the fountain valves. The values of the operating pressures of the pneumatic directional valves to close and the values of the operating pressure of the pneumatic directional valves to open are provided by adjusting the compression force of the spring during assembly.
Недостатками данной станции являются недостаточно высокая надежность работы, в т.ч. зависимость работы станции от наличия напряжения питания, сложность конструкции.The disadvantages of this station are the insufficiently high reliability, including the dependence of the station on the presence of supply voltage, the complexity of the design.
Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение надежности работы и упрощение конструкции станции.The objective of the invention is to remedy the above disadvantages, increase the reliability and simplify the design of the station.
Поставленная задача достигается тем, что в предложенном способе управления фонтанными арматурами куста скважин, заключающемся в открытии и закрытии фонтанной арматуры куста скважин путем независимой подачи рабочего тела в исполнительные механизмы боковых и стволовых задвижек, подземных клапанов-отсекателей и клапанов, регулирующих дебет каждой скважины при помощи системы, содержащей приборы КиП и А, исполнительные механизмы и установленной в шкафу станции, согласно изобретению, в качестве рабочего тела для управления приводами исполнительных механизмов используют жидкость, рабочее давление которой предварительно создают в пневмогидроаккумуляторах давления, объединенных с баком рабочего тела, насосами, регуляторами давления и мультипликаторами в насосно-аккумуляторную установку, а открытие фонтанной арматуры для подачи газового конденсата из скважины осуществляют в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке с задержкой времени, определяемой инертностью приводов исполнительных механизмов и безопасностью работы системы.The problem is achieved in that in the proposed method for controlling the fountain reinforcement of the wellbore, which consists in opening and closing the fountain reinforcement of the wellbore by independently supplying the working fluid to the actuators of the lateral and stem valves, underground shutoff valves and valves regulating the debit of each well using system containing instrumentation and instrumentation A, actuators and installed in the cabinet of the station, according to the invention, as a working fluid for controlling drives using wearable mechanisms use liquid, the working pressure of which is previously created in pneumohydroaccumulators of pressure combined with the working medium tank, pumps, pressure regulators and multipliers in the pump-accumulator unit, and the opening of the fountain valves for supplying gas condensate from the well is carried out in the following sequence: shut-off valve, stem valve, lateral valve, closing - in the reverse order with a time delay determined by the inertia of the actuators x mechanisms and safety of the system.
Динамику работы системы управления фонтанными арматурами определяют характеристиками дополнительных аккумуляторов давления и регулировкой дросселей, установленных на линии подачи рабочей жидкости в приводы исполнительных механизмов, и подбирают таким образом, чтобы обеспечить безаварийное закрытие скважины в заданной последовательности.The dynamics of the control system of fountain fittings is determined by the characteristics of additional pressure accumulators and the regulation of throttles installed on the supply line of the working fluid to the actuator actuators, and is selected in such a way as to ensure trouble-free shutting of the well in a given sequence.
Для исключения влияния низких температур на работоспособность станции внутри шкафа станции поддерживают температуру, обеспечивающую бесперебойное функционирование всех элементов системы, расположенных в шкафу.To exclude the effect of low temperatures on the plant’s performance, the temperature inside the station cabinet is maintained, which ensures uninterrupted operation of all system elements located in the cabinet.
Для повышения надежности работы станции в условиях низких температур производят дублирование работы отдельных элементов системы управления фонтанными арматурами, в частности дублируют работу линии «насос-регулятор давления-мультипликатор».To improve the reliability of the station at low temperatures, duplicate the work of individual elements of the control system of fountain valves, in particular, duplicate the work of the line "pump-pressure regulator-multiplier".
Для упрощения обслуживания станции рабочее тело при закрытии скважины пропускают через байпасные дренажные линии гидравлической системы.To simplify the maintenance of the station, the working fluid when closing the well is passed through the bypass drainage lines of the hydraulic system.
Контроль рабочих условий на скважине и закрытие скважины при их нарушении осуществляют за счет использования в гидросистеме линии с разрушаемой плавкой вставкой. В случае изменения расчетных режимов работы, например при возникновении пожара на скважине, вставка разрушается и автоматически подается команда на закрытие скважины.Monitoring of operating conditions at the well and closing of the well when they are violated is carried out through the use of a line with a destructible fusible insert in the hydraulic system. In the event of a change in the design modes of operation, for example, in the event of a fire at the well, the insert is destroyed and a command to close the well is automatically issued.
Контроль за соблюдением рабочих условий на скважине и закрытие скважины при их нарушении осуществляют за счет использования в гидросистеме клапанов контроля низкого и высокого давлений в газоконденсатопроводе.Monitoring compliance with operating conditions at the well and closing the well when they are violated is carried out by using low and high pressure control valves in the gas condensate pipeline in the hydraulic system.
Для реализации указанного способа предложена станция управления фонтанными арматурами, содержащая шкаф станции, в котором смонтирована гидравлическая система для управления фонтанной арматурой и подземным клапаном-отсекателем скважин, содержащая приборы КиП и А, исполнительные механизмы, распределители с приводом и с полостями входа, выхода и дренажа, установленными как по линии управления стволовой и боковой задвижками, так и по линии управления подземным клапаном-отсекателем, в которой согласно изобретению в гидравлической системе установлены аккумуляторы давления, соединенные с баком рабочего тела, насосами, регуляторами давления, мультипликаторами и трубопроводами для подачи рабочей жидкости в исполнительные механизмы боковой задвижки, стволовой задвижки, подземного клапана-отсекателя и клапана, регулирующего дебет скважины.To implement this method, a control plant for fountain fittings is proposed, comprising a station cabinet in which a hydraulic system for controlling fountain fittings and an underground well shutoff valve is installed, containing instrumentation and automation devices, actuators, distributors with a drive and cavities of inlet, outlet and drainage installed both along the control line of the stem and lateral valves, and along the control line of the underground shutoff valve, in which according to the invention in hydraulic systems set pressure accumulators connected to the working fluid tank, pumps, pressure regulators, multipliers and piping for supplying the working fluid side valve actuators, valve stem, the subterranean slam-shut-valve and the valve that regulates the debit of the well.
Для удобства монтажа и обслуживания в шкафу станции смонтировано несколько независимых пневмогидравлических систем для управления фонтанными арматурами и подземными клапанами-отсекателями газодобывающих скважин, соединенных между собой.For ease of installation and maintenance, several independent pneumohydraulic systems have been mounted in the station cabinet for controlling fountain fittings and underground shutoff valves for gas production wells interconnected.
Для удобства монтажа и обслуживания при ремонтных работах гидравлическая система разделена на несколько частей, каждая из которых смонтирована в виде отдельного модуля и имеет разъемы для подстыковки с остальными элементами системы.For ease of installation and maintenance during repair work, the hydraulic system is divided into several parts, each of which is mounted as a separate module and has connectors for docking with the rest of the system.
Для исключения влияния низких температур на работоспособность станции внутри шкафа станции поддерживают температуру, обеспечивающую бесперебойное функционирование всех элементов системы, расположенных в шкафу, а сам шкаф выполнен теплоизолированным.To exclude the influence of low temperatures on the plant’s performance, the temperature inside the station cabinet is maintained, which ensures uninterrupted operation of all system elements located in the cabinet, and the cabinet itself is thermally insulated.
При эксплуатации станции в районе низких температур для удобства проведения ремонтных и регламентных работ внутри шкафа станции выполнена обогреваемая зона для обслуживания и ремонта оборудования станции обслуживающим персоналом.When the station was operated in the low temperature region, for the convenience of repair and routine maintenance, a heated zone was made inside the station cabinet for maintenance and repair of station equipment by maintenance personnel.
Для уменьшения потерь тепла при открывании станции при проведении ремонтных и регламентных работ внутренняя полость шкафа управления разделена на несколько частей, каждая из которых имеет открывающуюся панель, а дверь шкафа станции разделена на несколько частей, причем части двери установлены с возможностью открытия как всей двери в целом, так и отдельно каждой части.To reduce heat loss when opening the station during repair and routine maintenance, the internal cavity of the control cabinet is divided into several parts, each of which has an opening panel, and the station cabinet door is divided into several parts, and the door parts are installed with the possibility of opening as the whole door as a whole , and separately for each part.
Для упрощения обслуживания станции рабочее тело при закрытии скважины пропускают через байпасные дренажные линии гидравлической системы.To simplify the maintenance of the station, the working fluid, when closing the well, is passed through the bypass drainage lines of the hydraulic system.
Контроль рабочих условий на скважине и закрытие скважины при их нарушении осуществляют за счет использования в гидросистеме линии с разрушаемой плавкой вставкой. В случае изменения расчетных режимов работы, например при возникновении пожара на скважине, вставка разрушается и автоматически подается команда на закрытие скважины.Monitoring of operating conditions at the well and closing of the well when they are violated is carried out through the use of a line with a destructible fusible insert in the hydraulic system. In the event of a change in the design modes of operation, for example, in the event of a fire at the well, the insert is destroyed and a command to close the well is automatically issued.
В гидравлическую систему станции введена линия с клапанами контроля низкого и высокого давления в газоконденсатопроводе для контроля за соблюдением рабочих условий на скважине и закрытия скважины при их нарушении.A line with low and high pressure control valves in the gas condensate pipeline has been introduced into the hydraulic system of the station to monitor compliance with operating conditions at the well and close the well if they are violated.
Полы в шкафу выполнены в виде ячеек для того, что, в случае попадания рабочего тела на пол, не будет происходить загрязнение пола.The floors in the cabinet are made in the form of cells so that, if the working fluid gets on the floor, the floor will not be contaminated.
Указанные существенные признаки в совокупности, характеризующие сущность заявляемого технического решения, не известны в настоящее время для регулирующих устройств. Аналог, характеризующийся идентичностью всем существенным признакам заявляемого изобретения, в ходе исследований не обнаружен, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «Новизна».These essential features in the aggregate, characterizing the essence of the claimed technical solution, are not currently known for regulatory devices. The analogue, characterized by the identity of all the essential features of the claimed invention, was not found during the studies, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "Novelty."
Существенные признаки заявляемого изобретения не могут быть представлены как комбинация, выявленная из известных решений с реализацией в виде отличительных признаков для достижения технического результата, из чего следует вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».The essential features of the claimed invention cannot be represented as a combination identified from known solutions with the implementation in the form of distinctive features to achieve a technical result, from which it follows that the criterion of "Inventive step" is met.
В связи с тем что предложенное техническое решение предназначено для использования в рамках реальной системы управления фонтанными арматурами куста скважин, изготовлено заявителем и прошло испытания с достижением заявляемого технического результата, предлагаемое изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».Due to the fact that the proposed technical solution is intended for use within the framework of a real control system of fountain reinforcing elements of a wellbore, it was manufactured by the applicant and tested to achieve the claimed technical result, the proposed invention meets the criterion of "Industrial applicability".
Предложенный способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.
Предварительно в пневмогидроаккумуляторах давления, объединенных с баком рабочего тела, насосами, регуляторами давления и мультипликаторами в насосно-аккумуляторную установку, создают давление жидкости, используемой в станции управления в качестве рабочего тела. Использование пневмогидроаккумуляторов давления позволит поддерживать давление рабочего тела в системе в случае отключения станции от сети питания как минимум до 3-х раз.Previously, in pneumohydroaccumulators of pressure combined with the working medium tank, pumps, pressure regulators and multipliers in the pump-accumulator unit, the pressure of the liquid used in the control station as the working medium is created. The use of pneumohydroaccumulators of pressure will allow maintaining the pressure of the working fluid in the system in case of disconnecting the station from the power supply at least up to 3 times.
Далее жидкость под давлением поступает в исполнительные механизмы системы для дальнейшего использования.Further, the liquid under pressure enters the actuators of the system for further use.
Открытие фонтанной арматуры для подачи газового конденсата из скважины осуществляют в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке с задержкой времени, определяемой инертностью приводов исполнительных механизмов и безопасностью работы системы, т.к. именно такая последовательность действий при открытии/закрытии обеспечивает безаварийное открытие/закрытие скважины.The opening of the fountain valves for supplying gas condensate from the well is carried out in the following sequence: underground shut-off valve, stem valve, lateral valve, closing - in the reverse order with a time delay determined by the inertia of the actuators and the safety of the system, as it is precisely this sequence of actions when opening / closing that ensures trouble-free opening / closing of the well.
Динамику работы системы управления фонтанными арматурами определяют характеристиками дополнительных аккумуляторов давления и регулировкой дросселей, установленных на линии подачи рабочей жидкости в приводы исполнительных механизмов, и подбирают таким образом, чтобы обеспечить безаварийное закрытие скважины в заданной последовательности.The dynamics of the control system of fountain fittings is determined by the characteristics of additional pressure accumulators and the regulation of throttles installed on the supply line of the working fluid to the actuator actuators, and is selected in such a way as to ensure trouble-free shutting of the well in a given sequence.
Жидкость, используемая в качестве рабочего тела, после использования в исполнительных механизмах системы, поступает в бак гидравлический рабочего тела.The liquid used as a working fluid, after being used in the actuators of the system, enters the hydraulic working fluid tank.
Для реализации указанного способа предложена станция управления фонтанными арматурами, в гидравлической системе которой используются пневмогидроаккумуляторы давления. Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана схема гидравлическая принципиальная станции, на фиг.2 показана схема гидравлическая принципиальная насосно-аккумуляторной установки и 1-го блока, соответственно поз.1 и 2 на фиг.1.To implement this method, a fountain valve control station is proposed, in the hydraulic system of which pneumohydraulic pressure accumulators are used. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a schematic diagram of a hydraulic circuit station, Fig. 2 shows a schematic diagram of a hydraulic circuit of a pump-storage unit and a 1st unit, respectively, 1 and 2 in Fig. 1.
На обеих схемах условно не показаны подземный клапан-отсекатель (ПКО), боковая задвижка (БЗ), стволовая задвижка (СЗ), клапан контроля низкого и высокого давления (ККНВД), угловой дроссельный клапан (УДК), а показаны линии подачи рабочего тела в исполнительные механизмы указанных устройств.In both schemes, the underground shut-off valve (PKO), side gate valve (BZ), trunk gate valve (SZ), low and high pressure control valve (KKNVD), and the angular butterfly valve (UDC) are conventionally not shown, but the working fluid supply lines are shown in actuators of these devices.
Основными элементами станции являются:The main elements of the station are:
1 - насосно-аккумуляторная установка;1 - pump and battery installation;
2 - блок управления фонтанной арматурой;2 - control unit for fountain fittings;
3 - блок управления фонтанной арматурой;3 - control unit for fountain fittings;
4 - блок управления фонтанной арматурой;4 - control unit for fountain fittings;
5 - бак гидравлический;5 - hydraulic tank;
6 - фильтр грубой очистки;6 - coarse filter;
7 - кран;7 - crane;
8 - насос;8 - pump;
9 - электродвигатель;9 - electric motor;
10 - кран;10 - crane;
11 - фильтр тонкой очистки;11 - fine filter;
12 - клапан предохранительный;12 - safety valve;
13 - клапан обратный;13 - check valve;
14 - клапан обратный;14 - check valve;
15 - кран;15 - crane;
16 - пневмогидроаккумулятор;16 - pneumohydroaccumulator;
17 - кран;17 - crane;
18 - манометр электроконтактный;18 - pressure gauge;
19 - регулятор давления;19 - pressure regulator;
20 - регулятор давления;20 - pressure regulator;
21 - регулятор давления;21 - pressure regulator;
22 - манометр;22 - manometer;
23 - манометр;23 - manometer;
24 - манометр;24 - manometer;
25 - кран;25 - crane;
26 - пневмогидроаккумулятор;26 - pneumohydroaccumulator;
27 - кран;27 - crane;
28 - манометр электроконтактный;28 - pressure gauge;
29 - регулятор давления;29 - pressure regulator;
30 - манометр;30 - manometer;
31 - клапан обратный;31 - check valve;
32 - реле давления;32 - pressure switch;
33 - плавкая вставка;33 - fusible insert;
34 - распределитель;34 - the distributor;
35 - распределитель;35 - the distributor;
36 - распределитель;36 - distributor;
37 - распределитель;37 - the distributor;
38 - обратный клапан;38 - check valve;
39 - обратный клапан;39 - check valve;
40 - распределитель с ручным управлением;40 - manual control valve;
41 - распределитель;41 - the distributor;
42 - пневмогидроаккумулятор;42 - pneumohydroaccumulator;
43 - распределитель;43 - the distributor;
44 - манометр;44 - manometer;
45 - распределитель;45 - distributor;
46 - распределитель;46 - the distributor;
47 - пневмогидроаккумулятор;47 - pneumohydroaccumulator;
48 - распределитель;48 - the distributor;
49 - манометр;49 - pressure gauge;
50 - распределитель;50 - distributor;
51 - распределитель;51 - the distributor;
52 - распределитель;52 - the distributor;
53 - манометр;53 - pressure gauge;
54 - расперелитель;54 - a distributor;
55 - распределитель.55 - distributor.
Предложенная станция управления работает следующим образом.The proposed control station operates as follows.
В рассматриваемом случае станция содержит три блока управления ФА. Работа всех блоков аналогична, поэтому в качестве примера рассмотрена работа блока 1.In this case, the station contains three FA control units. The operation of all blocks is similar, therefore, the operation of
Рабочая жидкость из гидравлического бака 5 по трубопроводу поступает через фильтр грубой очистки 6 и кран 7 на вход насоса 8, который приводится в действие электродвигателем 9. На выходе из насоса после крана 10 установлен фильтр тонкой очистки 11.The working fluid from the hydraulic tank 5 through the pipeline enters through a
Предохранительный клапан 12, настроенный на заданное рабочее давление, при превышении заданного значения давления соединяет линию высокого давления с полостью гидравлического бака.The safety valve 12, tuned to a predetermined working pressure, when the set pressure is exceeded, connects the high pressure line to the cavity of the hydraulic tank.
Далее линия нагнетания разделяется на две линии, на входах в которые стоят обратные клапаны 13 и 14.Further, the discharge line is divided into two lines, at the inlets of which there are
За обратным клапаном 14 и краном 15 на одном общем коллекторе установлены пневмогидроаккумуляторы (ПГА) 16, предназначенные для хранения необходимого запаса рабочей жидкости под давлением. Кран 17 предназначен для стравливания давления из ПГА 16. Установленный в этой же линии электроконтактный манометр 18 обеспечивает отключение электродвигателя насоса при превышении значения настроенного давления выше заданного и включение при понижении давления ниже настроенного значения давления. Далее трубопровод разделяется на три рабочие ветки и через регуляторы давления 19, 20, 21 проходит в линии:Behind the check valve 14 and
- линию клапана, регулирующего дебет скважины. В данном случае рассматривается угловой дроссельный клапан (УДК);- line valve regulating the debit of the well. In this case, the angle throttle valve (UDC) is considered;
- линию управления;- control line;
- линию стволовой (СЗ) и боковой (БЗ) задвижек.- the line of the stem (SZ) and lateral (BZ) gate valves.
Контроль давления в этих линиях осуществляется по манометрам 22, 23, 24. Краны шаровые, установленные перед манометрами, используются при техническом обслуживании манометров.Pressure control in these lines is carried out by
За обратным клапаном 13 и краном 25 на одном общем коллекторе установлены ПГА 26, предназначенные для хранения необходимого запаса рабочей жидкости под давлением. Кран 27 предназначен для стравливания давления из ПГА 26. Установленный в этой же линии электроконтактный манометр 28 обеспечивает отключение электродвигателя насоса при превышении настроенного давления над заданным и включение при понижении ниже заданного настроенного давления. Далее рабочая жидкость через регулятор давления 29 проходит в линию подземного клапана-отсекателя (ПКО). Контроль давления в линии ПКО осуществляется по манометру 30. Кран шаровой, установленный перед манометром, используется при техническом обслуживании манометра.Behind the
Блок управления ФА предназначен для управления подачей давления на рабочие органы подключаемых агрегатов.The FA control unit is designed to control the supply of pressure to the working bodies of the connected units.
Рабочее тело, поступая по линии управления после обратного клапана 31, проходит через клапан контроля низкого и высокого давления (далее - ККНВД, на чертеже условно не показан), установленный на рабочей струне, одновременно заполняя магистраль реле давления 32 и плавкой вставки 33.The working fluid, entering the control line after the
Реле давления 32 и плавкая вставка 33, установленная на ФА, предназначены для отключения ФА и подачи на пульт диспетчера сигнала при возникновении пожара.
В случае целостности плавкой вставки 33 линия плавкой вставки заполняется и открывается распределитель 34.In the case of the integrity of the
При давлении газа в рабочей струне, соответствующем настроенным параметрам, клапан ККНВД открывается и жидкость, проходя через него, открывает распределитель 35. При падении или повышении давления газа в рабочей струне выше заданных параметров ККНВД закрывается и станция закрывает ФА.When the gas pressure in the working string corresponding to the configured parameters, the valve KKNVD opens and the liquid passing through it opens the
После распределителей 34 и 35 рабочая жидкость проходит через нормально открытый распределитель 36 с электромагнитным управлением, предназначенный для дистанционного закрытия ФА.After the
Далее через аварийную кнопку 37 (распределитель 37) жидкость попадает в линию открытия ФА.Then, through the emergency button 37 (distributor 37), the liquid enters the FA opening line.
Для обеспечения последовательности открытия ФА в схеме поставлены управляемые обратные клапаны (гидрозамки) 38, 39.To ensure the sequence of opening the FA, the circuit includes controlled check valves (hydraulic locks) 38, 39.
Для открытия подземного клапана-отсекателя необходимо открыть распределитель с ручным управлением 40. При этом рабочее тело открывает и ставит на самопитание распределитель 41, начинается заполнение ПГА 42, после чего открывается распределитель 43. Давление из «линии ПКО» проходит и открывает ПКО, контроль давления - по манометру 44.To open the underground shut-off valve, it is necessary to open the manually operated
После открытия ПКО давление жидкости открывает обратный клапан (гидрозамок) 39.After opening the FFP, the fluid pressure opens the check valve (hydraulic lock) 39.
Для открытия надкоренной задвижки необходимо открыть распределитель 45 с ручным управлением. При этом жидкость открывает и ставит на самопитание распределитель 46, начинается заполнение пневмогидроаккумулятора 47, после чего открывается распределитель 48. Давление жидкости из «линии СЗ» проходит и открывает СЗ, контроль давления - по манометру 49.To open the root valve, you must open the distributor 45 with manual control. In this case, the liquid opens and puts on the self-supply valve 46, filling of the
После открытия СЗ давление жидкости открывает обратный клапан (гидрозамок) 38.After opening the SZ, the fluid pressure opens the check valve (hydraulic lock) 38.
Для открытия боковой задвижки необходимо открыть распределитель 50 с ручным управлением.To open the side gate valve, it is necessary to open the manually operated
При этом жидкость открывает и ставит на самопитание распределитель 51, после чего открывается распределитель 52. Давление из «линии БЗ» проходит и открывает боковую задвижку. Контроль давления - по манометру 53.In this case, the liquid opens and puts the distributor 51 on self-supply, after which the distributor 52 opens. The pressure from the "BZ line" passes and opens the side valve. Pressure monitoring - by
Распределитель 54 предназначен для дистанционного закрытия БЗ.The distributor 54 is designed for remote closing of the BZ.
Угловой дросселирующий клапан управляется дистанционно с помощью распределителя 55.Angle throttle valve is remotely controlled by
Закрытие ФА производится в обратном порядке.FA closure is performed in the reverse order.
Работа блоков 3 и 4 аналогична работе блока 2.The work of
Таким образом, станция открывает фонтанную арматуру (ФА) в последовательности ПКО, СЗ, БЗ, а закрывает в последовательности БЗ, СЗ, ПКО.Thus, the station opens the gushing armature (FA) in the sequence of PKO, SZ, BZ, and closes in the sequence of BZ, SZ, PKO.
Интервал времени между последовательным закрытием БЗ, НЗ и ПКО регулируемый и составляет:The time interval between the sequential closing of the BZ, NC and FFP is adjustable and is:
- 10-40 секунд от момента закрытия БЗ до закрытия СЗ;- 10-40 seconds from the moment of closing the BS to the closing of the SZ;
- 10-40 секунд от момента закрытия НЗ до закрытия ПКО.- 10-40 seconds from the moment of closing the NS to the closing of the FFP.
Станция подает в блок управления (1 блок на 1 куст скважин), расположенный на расстоянии до 200 м от скважины, следующую информацию при помощи переключающихся контактов, способных коммутировать напряжение постоянного тока:The station delivers the following information to the control unit (1 unit per 1 well bush) located at a distance of 200 m from the well with the help of switching contacts capable of switching DC voltage:
- открытое или закрытое положение БЗ, контролируемое по датчикам конечных положений;- open or closed position of the BZ, monitored by end position sensors;
- открытое или закрытое положение СЗ, контролируемое по датчикам конечных положений;- open or closed position SZ, controlled by end position sensors;
- закрытое положение УДК, контролируемое по датчику конечного положения;- the closed position of the UDC, controlled by the sensor of the final position;
- открытое или закрытое положение подземного ПКО, контролируемое по наличию или отсутствию давления в линии питания гидропривода ПКО;- open or closed position of the underground FFP, controlled by the presence or absence of pressure in the supply line of the hydraulic drive FFP;
- аварийное давление газа в рабочей струне - по падению гидравлического давления на выходе пилотного устройства, установленного после дросселя;- emergency gas pressure in the working string - by the drop in hydraulic pressure at the outlet of the pilot device installed after the throttle;
- пожарная тревога - по падению давления в гидросистеме станции вследствие разгерметизации плавкой предохранительной вставки из-за повышения температуры выше расчетной при пожаре;- fire alarm - by the pressure drop in the hydraulic system of the station due to depressurization of the fusible safety insert due to an increase in temperature above the design value in case of fire;
- уменьшенное гидравлическое давление после насоса в линии пневмогидроаккумуляторов (ПГА).- reduced hydraulic pressure after the pump in the line of pneumatic accumulators (PGA).
Станция обеспечивает автоматическое отключение скважины (закрытие БЗ, СЗ и ПКО) в следующих случаях:The station provides automatic shutdown of the well (closure of BZ, SZ and PKO) in the following cases:
- при повышении температуры свыше расчетной в месте расположения плавкой предохранительной пробки в случае пожара;- when the temperature rises above the calculated one at the location of the fuse safety plug in case of fire;
- при уменьшении или увеличении давления газа в рабочей струне (за дросселем) до установленных значений;- when reducing or increasing the gas pressure in the working string (behind the throttle) to the specified values;
- при разрыве оптоволоконного кабеля, от блока управления к центральному пульту управления по команде с блока управления;- when a fiber-optic cable breaks, from the control unit to the central control panel on command from the control unit;
- отклонения от расчетных значений гидравлического давления в линии питания УДК.- deviations from the calculated values of the hydraulic pressure in the supply line of UDC.
Использование предложенного технического решения позволит повысить надежность работы станции управления и упростить ее конструкцию.Using the proposed technical solution will improve the reliability of the control station and simplify its design.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142012/03A RU2362004C1 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142012/03A RU2362004C1 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007142012A RU2007142012A (en) | 2009-05-20 |
RU2362004C1 true RU2362004C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41021410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007142012/03A RU2362004C1 (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362004C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453683C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | X-tree control method and device for its implementation |
RU2453685C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Operating method of hydrocarbon raw material deposit |
RU2453684C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Well cluster of hydrocarbon raw material deposit |
RU2453686C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Control method of shutoff-control valves of well cluster, and device for its implementation |
RU2596175C1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | X-tree control method and device therefor |
RU2726813C1 (en) * | 2019-09-13 | 2020-07-15 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Christmas tree control cabinet |
RU2726815C1 (en) * | 2019-09-13 | 2020-07-15 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Christmas tree control cabinet |
-
2007
- 2007-11-15 RU RU2007142012/03A patent/RU2362004C1/en active IP Right Revival
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453685C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Operating method of hydrocarbon raw material deposit |
RU2453684C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Well cluster of hydrocarbon raw material deposit |
RU2453686C1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Control method of shutoff-control valves of well cluster, and device for its implementation |
RU2453683C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | X-tree control method and device for its implementation |
RU2596175C1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | X-tree control method and device therefor |
RU2726813C1 (en) * | 2019-09-13 | 2020-07-15 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Christmas tree control cabinet |
RU2726815C1 (en) * | 2019-09-13 | 2020-07-15 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Christmas tree control cabinet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007142012A (en) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2362004C1 (en) | Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method | |
RU2367771C1 (en) | Equipment system for gas field well controlling | |
RU2367770C1 (en) | Equipment system for gas field well controlling | |
RU2596175C1 (en) | X-tree control method and device therefor | |
RU2365738C1 (en) | Oil and gas well | |
RU2453686C1 (en) | Control method of shutoff-control valves of well cluster, and device for its implementation | |
RU2367772C1 (en) | Oil well pad | |
RU2367781C1 (en) | Recovery method of gas condensate | |
RU2367786C1 (en) | Oil well | |
RU2453683C1 (en) | X-tree control method and device for its implementation | |
RU2367779C1 (en) | Method of exploiting oil field | |
RU2367788C1 (en) | Gas-condensate well pad | |
RU84053U1 (en) | BUSH OF GAS-CONDENSATE WELLS | |
RU84453U1 (en) | OIL AND GAS WELL | |
RU2367784C1 (en) | Method of controlling gas-condensate field | |
RU2453685C1 (en) | Operating method of hydrocarbon raw material deposit | |
RU2352758C1 (en) | Equipment complex for controlling gas-condensate deposit well | |
RU2367776C1 (en) | Gas extraction method | |
RU83283U1 (en) | COMPLEX OF EQUIPMENT FOR OIL AND GAS DEPOSIT WELL MANAGEMENT | |
RU2367782C1 (en) | Method of exploiting gas field | |
RU2365737C1 (en) | Complex of equipment for control of oil pool well | |
RU84752U1 (en) | OIL WELL | |
RU2367777C1 (en) | Oil extraction method | |
EA013726B1 (en) | Gas, gas-condensate and oil wells with remote-controlled downhole equipment | |
RU2367778C1 (en) | Method of exploiting oil-gas field |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091116 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101127 |