RU2367787C1

RU2367787C1 - Gas well pad

Info

Publication number: RU2367787C1
Application number: RU2008119661/03A
Authority: RU
Inventors: Иван Георгиевич Лачугин (RU); Иван Георгиевич Лачугин; Александр Петрович Шевцов (RU); Александр Петрович Шевцов; Владимир Дмитриевич Гриценко (RU); Владимир Дмитриевич Гриценко
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество Финансовая Компания "Центр-Космос-Нефть-Газ"
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2009-09-20

Abstract

FIELD: gas-and-oil production.

SUBSTANCE: invention relates to exploitation of gas fields and can be used for remote, automatic and manual control of actuating mechanisms of shutting-off devices of wells, which are part of a gas well pad. The well pad comprises at least two gas wells, each of which contains a production casing with a flow column with underground production equipment, containing at least a remote controlled safety valve, wellhead with wellhead equipment, with a casing head and a tubing head, an X-mas tree with casing and wing valves, as well as a throttle valve adjacent to the latter with an actuating mechanism, and monitoring and control devices - a fuse link and a low- and high-pressure control valve. Each well is connected to a control station through its shutting-off devices, throttle valve and safety valve, where the control station comprises a common pump-accumulator unit and at least one control unit for each well. The pump-accumulator unit comprises a group of pumps and a high-pressure power functional hydropneumatic accumulator, connected to it through actuating medium of a high-pressure line. Each control unit comprises power lines for functional control of actuating mechanisms of shutting-off devices, throttle valve, safety valve for each well, supplied by the said high-pressure line, through pressure regulators, and can control their operation through a time-stepped system for delaying command transmission for at least shutting off each well in the logical sequence: wing valve - casing valve - safety valve - logical control line, linked to the fuse link and the low- and high-pressure control valve and fitted with hydraulic distribution valves, with possibility of backing up command transmission for shutting off each well. One of these valves can transmit a well shut-off command to the logical control line from the fuse link, the other - from the low- and high-pressure control valve, and at least two others - from remote and manual control respectively. The said delay system comprises delay mechanisms, fitted on sections for interaction of the logical control line with power lines for functional control of actuating mechanisms of the casing valve and cut off device. The delay mechanisms comprise a control hydropneumatic accumulator and a throttle, which provide for shutting off each well at different times.

EFFECT: more reliable and accident-free operation of a well, which is part of the gas well pad, reduced cost of extracting gas and much easier control of processes.

17 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазовой отрасли, в частности к области разработки газовых месторождений, и может быть использовано для дистанционного, автоматического и ручного управления исполнительными механизмами запорных органов скважин, входящих в куст скважин газового месторождения.The invention relates to the mining industry, and in particular to the oil and gas industry, in particular to the field of gas field development, and can be used for remote, automatic and manual control of actuators of shut-off organs of wells included in a well cluster of a gas field.

Из предшествующего уровня техники известно устройство для управления скважинными отсекателями группы скважин, содержащее пневмогидравлический блок, соединенный нагнетательными и разгрузочными линиями с гидравлическими блоками по количеству скважин, причем один блок содержит редуктор, реле, насос, бак, распределитель, предохранительный клапан, другой блок содержит два вентиля, дроссель, первый разделительный клапан и третий вентиль, а также устройство имеет второй разделительный клапан и третий вентиль (SU 1535970, Е21В 34/16, 47/10, 15.01.1990).A prior art device for controlling borehole cutoffs of a group of wells, comprising a pneumohydraulic unit connected by injection and discharge lines to hydraulic units by the number of wells, one unit comprising a gearbox, relay, pump, tank, distributor, safety valve, and the other unit contains two valve, throttle valve, first isolation valve and third valve, and the device also has a second isolation valve and a third valve (SU 1535970, ЕВВ 34/16, 47/10, 01/15/1990).

Также известна гидравлическая система управления подводным устьевым оборудованием, содержащая гидравлические исполнительные механизмы, связанные основной и дополнительными напорными магистралями, магистрали управления, электромагнитные распределители и обратные клапаны, а также установленными на входе распределителей запорными электромагнитными клапанами, дополнительным обратным и дополнительным распределителем, который расположен на входе запорных клапанов на основной напорной магистрали с возможностью соединения последней со сливом, причем дополнительный обратный клапан размещен параллельно гидрораспределителям и запорным клапанам и соединен своим входом с гидравлическим исполнительным механизмом, а выходом - с входом запорного клапана, при этом основная и дополнительная магистрали соединены между собой перепускным клапаном, магистраль управления которого связана с основной магистралью (SU 1752930, Е21В 33/035, 04.08.1992).A hydraulic control system for underwater wellhead equipment is also known, containing hydraulic actuators connected by the main and additional pressure lines, control lines, electromagnetic valves and check valves, as well as shut-off electromagnetic valves installed at the inlet of the valves, an additional check valve and an additional valve located at the input shut-off valves on the main pressure line with the possibility of connecting the latter with a drain, moreover, an additional non-return valve is placed parallel to the directional control valves and shut-off valves and is connected by its inlet to the hydraulic actuator, and the output is connected to the inlet of the shut-off valve, while the main and additional lines are interconnected by a relief valve, the control line of which is connected to the main line ( SU 1752930, ЕВВ 33/035, 08/04/1992).

Также из уровня техники известен комплекс оборудования для управления устьевой фонтанной арматурой подводных скважин, включающий основную напорную магистраль, дополнительные напорные магистрали, соединенные с гидравлическими исполнительными механизмами через основные и дополнительные гидрораспределители, магистрали управления, гидроаккумуляторы, соединенные с основными и дополнительными напорными магистралями, реле давления и обратные клапаны, а также снабженный узлом повышения давления с камерами низкого и высокого давления, при этом магистрали соединены с камерами низкого давления и с основной напорной магистралью через дополнительный гидрораспределитель, а дополнительные напорные магистрали соединены с камерами высокого давления и с основной напорной магистралью через обратные клапаны, причем на участке дополнительной напорной магистрали между обратным клапаном и дополнительным гидроаккумулятором параллельно установлены реле давления, связанные с дополнительным гидрораспределителем (SU 1733625, Е21В 43/01, 15.05.1992).Also known from the prior art is a set of equipment for controlling wellhead gushing and reinforcement of subsea wells, including a main pressure line, additional pressure lines connected to hydraulic actuators through the main and additional valves, control lines, accumulators connected to the main and additional pressure lines, pressure switches and non-return valves, as well as equipped with a pressure boosting unit with low and high pressure chambers, and this line is connected to the low pressure chambers and to the main pressure line through an additional valve, and the additional pressure line is connected to the high pressure chambers and to the main pressure line through the check valves, and in the section of the additional pressure line between the check valve and the additional accumulator, the relays are installed in parallel pressure associated with an additional directional control valve (SU 1733625, ЕВВ 43/01, 05/15/1992).

К недостаткам известных технических решений относится их относительно низкая надежность, не обеспечивающая необходимого уровня безаварийной эксплуатации газовых скважин, вследствие частичного или полного отсутствия необходимого поливариантного дублирования систем, инициирующих быстрое автоматическое отключение подачи добываемого флюида, а также повышающих надежность защиты скважин и предотвращение на ранних стадиях возможных аварийных ситуаций путем управляемого дистанционного или ручного отключения скважин. Кроме того, недостаточная надежность известных устройств и систем управления скважинами обусловлена отсутствием или сложным и малофункциональным решением механизмов и систем, логически последовательного закрытия запорных органов скважины, в том числе в экстренных ситуациях. К другим недостаткам известных устройств управления скважинами относятся нерешенность или недостаточная обеспеченность бесперебойной работы скважины при отключении, в том числе на длительный срок подачи электроэнергии к механизмам и приводам куста скважин, или обеспечения, по меньшей мере, одноразового включения всех механизмов, необходимых для возобновления работы скважины после ее отключения.The disadvantages of the known technical solutions include their relatively low reliability, which does not provide the necessary level of trouble-free operation of gas wells, due to a partial or complete absence of the necessary multivariate duplication of systems that initiate quick automatic shutdown of the produced fluid supply, as well as increase the reliability of well protection and prevent early emergency situations by controlled remote or manual shutdown of wells. In addition, the lack of reliability of the known devices and systems for well management is due to the absence or complex and poorly functional solution of mechanisms and systems, the logical sequential closure of the shut-off organs of the well, including in emergency situations. Other disadvantages of the known well control devices include the unresolved or insufficient availability of uninterrupted operation of the well during shutdown, including for the long term supply of electricity to the mechanisms and drives of the well cluster, or the provision of at least one-time inclusion of all the mechanisms necessary to resume well operation after turning it off.

Задача настоящего изобретения заключается в повышении надежности и безаварийной эксплуатации скважины, входящей в куст газовых скважин, снижении себестоимости добычи газа и достижении большей простоты управления технологическими процессами.The objective of the present invention is to increase the reliability and trouble-free operation of a well included in a cluster of gas wells, reducing the cost of gas production and achieving greater ease of control of technological processes.

Поставленная задача решается за счет того, что куст газовых скважин согласно изобретению включает, по меньшей мере, две газовые скважины, каждая из которых содержит эксплуатационную колонну с колонной насосно-компрессорных труб с подземным эксплуатационным оборудованием, содержащим, по меньшей мере, выполненный с исполнительным механизмом клапан-отсекатель с дистанционным управлением, устье скважины с устьевым оборудованием, имеющем колонную головку, трубную головку, на которой установлена смонтированная в виде елки фонтанная арматура, включающая запорные органы - надкоренную и боковую задвижки с исполнительными механизмами, а также примыкающий к последней регулирующий дебит скважины дроссельный клапан, выполненный с исполнительным механизмом, и контрольно-управляющие органы - плавкую вставку и клапан контроля низкого и высокого давления, при этом каждая скважина через свои запорные органы, регулирующий дроссельный клапан и клапан-отсекатель связана со станцией управления, включающей общую на станцию насосно-аккумуляторную установку и, по меньшей мере, один на каждую скважину блок управления, причем насосно-аккумуляторная установка включает насосную группу и сообщенный с ней по рабочему телу линией высокого давления силовой функциональный пневмогидроаккумулятор высокого давления, а каждый блок управления включает запитанные от упомянутой линии высокого давления через регуляторы давления, понижающие функциональное давление до необходимого, силовые линии функционального управления исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана, клапана-отсекателя каждой скважины, и управляющую их работой через систему ступенчатого по времени замедления прохождения команд, по меньшей мере, на закрытие каждой скважины в логической последовательности боковая задвижка - надкоренная задвижка - клапан-отсекатель линию логического управления, сообщенную с плавкой вставкой и клапаном контроля низкого и высокого давления и оснащенную с возможностью дублирования прохождения команд на закрытие каждой скважины гидравлическими распределительными клапанами, один из которых передает в линию логического управления команду на закрытие каждой скважины от плавкой вставки, другой - от клапана контроля низкого и высокого давления, а по меньшей мере, два других - соответственно от дистанционного и ручного управления, при этом упомянутая система замедления включает установленные на участках взаимодействия линии логического управления с силовыми линиями функционального управления исполнительными механизмами надкоренной задвижки и клапана-отсекателя замедлители, включающие управляющий пневмогидроаккумулятор и дроссель, обеспечивающие различное по времени срабатывание на закрытие скважины, причем силовая линия функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя каждой скважины снабжена мультипликатором давления, предпочтительно, продублированным для первой и второй климатических зон.The problem is solved due to the fact that the gas well cluster according to the invention includes at least two gas wells, each of which contains a production string with a tubing string with underground production equipment comprising at least one with an actuator remote control shutoff valve, wellhead with wellhead equipment having a column head, pipe head on which a fountain armature mounted as a Christmas tree is mounted RA, including locking elements - above-the-root and lateral valves with actuators, as well as a throttle valve adjacent to the latter regulating the flow rate of the well, made with an actuator, and control and control organs — a fusible insert and a low and high pressure control valve, with each well through its locking elements, the regulating throttle valve and the shut-off valve are connected to the control station, which includes a pump-storage unit common to the station and at least one per a control unit is waiting for the well, and the pump-accumulator installation includes a pump group and a high-pressure power functional pneumohydroaccumulator connected to it via the working fluid with a high pressure line, and each control unit includes power supplies from the aforementioned high pressure line through pressure regulators that lower the functional pressure to the required power lines of functional control of actuators of shutoff bodies, throttle valve, shutoff valve of each well, and unitary enterprise allowing them to work through a time-delayed system of passing commands, at least to close each well in a logical sequence, a lateral valve - an over-the-air valve - a shut-off valve, a logic control line connected with a fuse and a low and high pressure control valve and equipped with the possibility of duplication of the passage of commands to close each well with hydraulic control valves, one of which sends a command to the logical control line opening of each well from the fusible insert, the other from the control valve for low and high pressure, and at least two others from remote and manual control, respectively, while the said deceleration system includes logical control lines with power lines of functional control installed in the areas of interaction actuators of an over-root valve and a shut-off valve retarders, including a control pneumatic accumulator and a throttle, providing a different time of the sludge yvanie for closing the well, wherein the power line is shut-off valve each well of a functional control actuator is provided with a pressure multiplier, preferably by duplicating the first and second climate zones.

При этом каждая скважина может быть снабжена в составе подземного эксплуатационного оборудования, по меньшей мере, одним ингибиторным клапаном.Moreover, each well may be equipped with at least one inhibitor valve as part of the underground production equipment.

Колонна насосно-компрессорных труб каждой скважины может быть снабжена, по меньшей мере, одним разъединителем колонны.The tubing string of each well may be provided with at least one string disconnector.

Насосно-аккумуляторная установка может быть снабжена баком с рабочим телом, преимущественно, в виде жидкости, а силовой функциональный пневмогидроаккумулятор выполнен, преимущественно, модульно-секционным.The pump and accumulator installation can be equipped with a tank with a working fluid, mainly in the form of a liquid, and the power functional pneumohydroaccumulator is made mainly in a modular section.

Станция управления может содержать центральный пульт управления, размещенный на расстоянии от нее и сообщенный с ней линией связи, например, оптоволоконным кабелем или радиоканалом, причем станция управления конструктивно выполнена в виде шкафа, в котором смонтированы, по меньшей мере, два, предпочтительно, три блока управления, по одному на каждую скважину, и общая насосно-аккумуляторная установка, кроме того, станция снабжена обвязкой в виде упомянутых линий управления, сообщенных по рабочему телу с исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана и клапана-отсекателя каждой скважины.The control station may comprise a central control panel located at a distance from it and communicated with it by a communication line, for example, a fiber optic cable or a radio channel, the control station being structurally made in the form of a cabinet in which at least two, preferably three, units are mounted control, one for each well, and a common pump and accumulator installation, in addition, the station is equipped with a strapping in the form of the mentioned control lines communicated via a working fluid with shut-off actuators x bodies of the throttle valve and the shut-off valve each well.

В качестве рабочего тела могут использовать жидкость, температурная вязкость и температура замерзания которой определена из климатических условий третьей и четвертой климатических зон, в качестве рабочего тела оснащена, преимущественно, минеральном маслом, а для первой и второй климатических зон в качестве рабочего тела принята жидкость с низкой температурой замерзания, преимущественно, типа силиконовой, например полиметилсилоксановая, а бак для рабочего тела оснащен не менее чем одним индикатором уровня заполнения жидкостью, например визуальным индикатором или датчиком уровня, сообщенным по каналам телемеханики с центральным пультом управления, при этом датчик уровня оборудован системой подачи сигналов о предельно допустимом и критическом уровнях или подсоединен к системе центрального пульта управления, выдающей команды на поддержание уровня жидкости в баке в заданных уровнях, а для первой и второй климатических зон бак рабочего тела снабжен подогревателем жидкости, выполненным в виде змеевика или ТЭНа.A fluid whose temperature viscosity and freezing temperature is determined from the climatic conditions of the third and fourth climatic zones can be used as a working fluid, it is mainly equipped with mineral oil as a working fluid, and a liquid with a low the freezing temperature, mainly of the type silicone, for example polymethylsiloxane, and the tank for the working fluid is equipped with at least one indicator of the level of filling with liquid, for example with a visual indicator or level sensor communicated via telemechanics channels with the central control panel, while the level sensor is equipped with a signaling system about the maximum permissible and critical levels or is connected to the system of the central control panel that issues commands to maintain the liquid level in the tank at specified levels, and for the first and second climatic zones, the tank of the working fluid is equipped with a fluid heater, made in the form of a coil or heating element.

Насосная группа может быть снабжена, по меньшей мере, одним насосом, преимущественно, электронасосом высокого давления, предпочтительно, аксиально-поршневым с асинхронным электродвигателем, продублированным для первой и второй климатических зон, по меньшей мере, одним дополнительным, параллельно подключенным электронасосом высокого давления, причем указанный насос или насосы включены в линию высокого давления через входной и выходной фильтры, предпочтительно, грубой и тонкой очистки соответственно, причем каждый из упомянутых насосов на выходе оснащен предохранительным клапаном давления и смонтирован с возможностью избирательного отключения от линии высокого давления через систему запорных устройств, причем, по крайней мере, установленные на выходе фильтры тонкой очистки снабжены визуальным индикатором и/или электрическим датчиком, сообщенным с центральным пультом управления, при этом насосная группа, снабженная на выходе устройствами запуска или остановки электродвигателей насосов и обратным клапаном, сообщена 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 линиях управления, при этом коллектор с пневмогидроаккумулятором сообщен по рабочему телу с линией высокого давления, кроме того, упомянутые устройства запуска или остановки электродвигателей насосов, подключенные к линии высокого давления, выполнены, например, в виде реле давления, либо в виде аналоговых датчиков давления, либо в виде электроконтактных манометров, причем модули упомянутого пневмогидроаккумулятора выполнены с мембранным или, предпочтительно, поршневым разделителем сред, при этом суммарный рабочий объем всех модулей силового функционального пневмогидроаккумулятора принят не менее необходимого для однократного открытия запорных органов дроссельного клапана и клапана-отсекателя всех подключенных к станции скважин или поддержания рабочего состояния скважин в течение не менее чем одного месяца при отсутствии электроэнергии.The pump group can be equipped with at least one pump, mainly a high pressure electric pump, preferably an axial piston with an asynchronous electric motor, duplicated for the first and second climatic zones, at least one additional, high pressure electric pump connected in parallel, the specified pump or pumps are connected to the high pressure line through the inlet and outlet filters, preferably of coarse and fine cleaning, respectively, with each of the mentioned pumps in the outlet is equipped with a pressure relief valve and is mounted with the possibility of selective disconnection from the high pressure line through a system of locking devices, and at least the fine filters installed at the outlet are equipped with a visual indicator and / or an electric sensor in communication with the central control panel, this pump group, equipped with output devices for starting or stopping the pump motors and check valve, communicated through the latter through the high pressure line with filled with a modular-sectional power functional pneumatic accumulator, consisting of modules connected in parallel to the collector and designed to create the necessary working pressure in the mentioned control lines, while the manifold with the pneumatic accumulator is communicated via a working fluid with a high pressure line, in addition, the mentioned devices for starting or stopping electric motors pumps connected to the high pressure line are, for example, in the form of a pressure switch, or in the form of analog pressure sensors , or in the form of electrocontact gauges, the modules of the said pneumatic accumulator made with a membrane or, preferably, a piston separator, the total working volume of all modules of the power functional pneumatic accumulator taken at least as necessary for a single opening of the shutoff organs of the throttle valve and shut-off valve of all connected to wells station or maintenance of wells for at least one month in the absence of electricity.

Упомянутые регуляторы давления могут понижать давление от функционального 10-100 МПа до рабочего 0,5-70 МПа в силовых линиях функционального управления исполнительными механизмами надкоренной, боковой задвижек, дроссельного клапана и в линии логического управления каждого блока 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 настроен на подачу рабочего тела в мультипликатор с учетом передаточного числа последнего и требуемого выходного давления рабочего тела не менее 21-70 МПа для последующей подачи и управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя, при этом все перечисленные силовые линии функционального управления снабжены установленными на участках перед исполнительными механизмами предохранительными клапанами давления.The mentioned pressure regulators can lower the pressure from the functional 10-100 MPa to the working 0.5-70 MPa in the power lines of the functional control of the actuators of the root, side gate valves, throttle valve and in the logical control line of each control unit, which also includes the low and high pressure and fusible insert, and the pressure regulator in the power line of the functional control of the actuator of the shut-off valve is configured to supply the working fluid to the multiplier with The gear ratio of the last and the required output pressure of the working fluid is at least 21-70 MPa for subsequent supply and control of the actuator of the shut-off valve, while all the listed power lines of the functional control are equipped with pressure relief valves installed in the sections in front of the actuators.

Каждый блок управления может содержать систему автоматической защиты скважины, систему дистанционного и систему ручного отключения скважины, причем система автоматической защиты включает подключенные к линии логического управления через упомянутые распределительные клапаны линию плавкой вставки и линию клапана контроля низкого и высокого давления, при этом клапан контроля низкого и высокого давления установлен 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 на центральный пульт управления об отключении скважины соответственно по пожару или по причине выхода за пределы диапазона допустимых рабочих давлений, определяемых настройкой клапана контроля низкого и высокого давления.Each control unit may include an automatic well protection system, a remote control system and a manual shut-off system, and the automatic protection system includes a fusible line and a low and high pressure control valve line connected to the logical control line through the said distribution valves, while the low and high pressure installed in the area adjacent to the fountain, preferably on the loop, and the line valve control low and high pressure eniya and fuse-relay is provided with pressure sensors or to output a signal to the central controller to disconnect the borehole respectively due to fire or overrange permissible operating pressure, determined by adjustment of the valve control low and high pressure.

Линия логического управления каждого блока управления последовательно может соединять по рабочему телу через распределительные клапаны для обеспечения требуемой логической последовательности управления скважиной клапаны-распределители силовых линий функционального управления исполнительными механизмами, в том числе, по крайней мере, клапана-отсекателя, надкоренной задвижки, боковой задвижки 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 установлены 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 настроен 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 сек.The logical control line of each control unit can be connected in series through the working fluid through the distribution valves to provide the required logical sequence for the well control, the distribution valves of the power lines of the functional control of the actuators, including at least the shut-off valve, the shutter valve, the lateral valve with the possibility of their permissible closure in a certain, namely in the opposite specified sequence, with adjustable permissible time intervals between the shutdowns of each of them, for which the mentioned control pneumatic accumulators are installed on the logic control line with the possibility of their interaction on depressurizing each with its own throttle, while the control pneumatic accumulator in the area of interaction with the power control line of the functional control of the shutoff valve actuator is configured to slow down the closing of the shutoff valve for a time 1.5-2 times the interval between the closure of the root latches and lateral latches, component from 10 to 120 sec.

На линии логического управления каждого блока управления на участке ее подвода к силовой линии функционального управления исполнительным механизмом боковой задвижкой может быть установлен электромагнитный клапан дистанционного включения и отключения боковой задвижки.On the logical control line of each control unit in the area of its supply to the power line of the functional control of the actuator by the lateral valve, an electromagnetic valve for remote switching on and off of the lateral valve can be installed.

Силовая линия функционального управления исполнительным механизмом дроссельного клапана каждого блока управления может быть снабжена трехпозиционным распределительным клапаном, предпочтительно, с двумя электромагнитами.The power line for functional control of the throttle valve actuator of each control unit can be equipped with a three-position control valve, preferably with two electromagnets.

Распределительные клапаны всех силовых линий функционального управления исполнительными механизмами каждого блока управления закоммутированы с линией сброса отработавшего рабочего тела, при этом линия сброса сообщена, преимущественно, через фильтр с баком рабочего тела.The control valves of all power lines for functional control of the actuators of each control unit are connected to the discharge line of the spent working fluid, while the discharge line is communicated mainly through the filter with the working fluid tank.

На силовых линиях функционального управления исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана, клапана-отсекателя каждого блока управления могут быть установлены температурные предохранительные клапаны, закоммутированные на выходе с линией сброса избытков рабочего тела, выделяемых при перепадах температур рабочего тела и/или окружающей среды.On the power lines for functional control of the actuators of the locking elements, the throttle valve, and the shut-off valve of each control unit, temperature safety valves can be installed that are switched at the outlet with a discharge line for excess working fluid released when the temperature of the working fluid and / or the environment changes.

Насосно-аккумуляторная установка может быть выполнена, преимущественно, с вынесенной лицевой панелью управления.The pump-and-battery installation can be performed mainly with a remote front control panel.

Запорные органы, дроссельный клапан и клапан-отсекатель каждой скважины могут быть снабжены приборами управления, вынесенными на лицевую панель блока управления.Shut-off elements, a throttle valve and a shut-off valve for each well can be equipped with control devices placed on the front panel of the control unit.

Шкаф станции управления может быть выполнен теплоизолированным и взрывозащищенным, а подключение кабельных линий к шкафу выполнено через кабельные выводы взрывозащищенного исполнения.The cabinet of the control station can be made insulated and explosion-proof, and the cable lines are connected to the cabinet through the cable leads of the explosion-proof design.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в повышении надежности и безаварийной эксплуатации газовых скважин, входящих в куст, снижении себестоимости добычи газа, достижении большей простоты управления технологическими процессами за счет автоматизированного управления запорными органами скважины - боковой и надкоренной задвижками, регулирующим дебит скважины дроссельным клапаном, подземным клапаном-отсекателем через предлагаемую станцию управления, которая содержит разработанные в изобретении насосно-аккумуляторную установку с силовым пневмогидроаккумулятором, не менее одного обслуживающего скважину блока управления с силовыми линиями функционального управлениями исполнительными механизмами запорных органов и завязанную с ними логическую линию управления, оснащенную не менее чем трижды продублированными командными клапанами, в том числе два из которых работают от импульса подаваемого на закрытие скважины при возникновении опасности пожара или закритическим малым или высоким давлением в шлейфе, а также разработанной системы закрытия скважины в логической последовательности отсечения флюида боковая задвижка - надкоренная задвижка - клапан-отсекатель, работающую через систему замедления прохождения команды на закрытие, включающие тандем из управляющего пневмогидроаккумулятора и дросселя в логической линии управления на участках взаимодействия с силовыми линиями функционального управления исполнительными механизмами надкоренной задвижки и клапана-отсекателя.The technical result provided by the given set of features is to increase the reliability and trouble-free operation of gas wells included in the well, reduce the cost of gas production, achieve greater ease of control of technological processes due to the automated control of the shut-off organs of the well - lateral and root valves, regulating the flow rate of the well by the throttle valve, underground shutoff valve through the proposed control station, which contains the developed in a battery-pump unit with a power pneumohydroaccumulator, at least one control unit serving a well with power lines, functional controls for the actuators of the locking elements, and a logical control line associated with them equipped with at least three duplicated control valves, including two of which operate from pulse supplied to shut the well in case of fire hazard or supercritical low or high pressure in the loop, as well as the development of of a well shut-in system in a logical sequence of fluid cut-off, a lateral valve - an over-valve valve - a shut-off valve operating through a system for slowing down a closing command, including a tandem of a control pneumatic accumulator and a throttle in a logical control line in areas of interaction with power lines of functional control of actuators of the root gate valves and shutoff valves.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлена схема подключения одной входящей в куст газовой скважины к станции управления;figure 1 presents the connection diagram of one of the gas well entering the bush to the control station;

на фиг.2 - насосно-аккумуляторная установка, гидравлическая принципиальная схема;figure 2 - pump-and-battery installation, hydraulic circuit diagram;

на фиг.3 - блок управления, гидравлическая принципиальная схема.figure 3 - control unit, hydraulic circuit diagram.

Куст газовых скважин включает, по меньшей мере, две газовых скважины 1, каждая из которых содержит эксплуатационную колонну 2 с колонной 3 насосно-компрессорных труб с подземным эксплуатационным оборудованием, содержащим, по меньшей мере, выполненный с исполнительным механизмом клапан-отсекатель 4 с дистанционным управлением, устье скважины с устьевым оборудованием, имеющем колонную головку 5, трубную головку 6, на которой установлена смонтированная в виде елки фонтанная арматура 7, включающая запорные органы - боковую задвижку 8 и надкоренную задвижку 9 с исполнительными механизмами, а также примыкающий к последней регулирующий дебит скважины дроссельный клапан 10, выполненный с исполнительным механизмом, и контрольно-управляющие органы - плавкую вставку 11 и клапан 12 контроля низкого и высокого давления.A gas well cluster includes at least two gas wells 1, each of which contains a production string 2 with a tubing string 3 with underground production equipment comprising at least a remote control shut-off valve 4 with actuator , the wellhead with wellhead equipment having a column head 5, a pipe head 6, on which a fountain reinforcement 7 mounted as a Christmas tree is installed, including shutoff elements — a lateral valve 8 and an arm a new valve 9 with actuators, as well as a throttle valve 10 made with an actuator adjacent to the latter and controlling the flow rate of the well, and control and control elements — a fusible insert 11 and a low and high pressure control valve 12.

Каждая газовая скважина 1 снабжена также в составе подземного эксплуатационного оборудования, по меньшей мере, одним ингибиторным клапаном 13, а колонна 3 насосно-компрессорных труб каждой скважины снабжена, по меньшей мере, одним разъединителем 14 колонны.Each gas well 1 is also provided with at least one inhibitor valve 13 as part of the underground production equipment, and the tubing string 3 of each well is equipped with at least one column disconnector 14.

Каждая скважина 1 через свои запорные органы 8 и 9, дроссельный клапан 10 и клапан-отсекатель 4 связана со станций управления, включающей общую на станцию насосно-аккумуляторную установку 15 и, по меньшей мере, один на скважину блок 16 управления. Также станция управления содержит центральный пульт управления (на чертежах не показано), размещенный на расстоянии от нее и сообщенный с ней линией связи, например оптоволоконным кабелем.Each well 1 through its shut-off bodies 8 and 9, a throttle valve 10 and a shut-off valve 4 is connected to control stations, including a pump-accumulator unit 15 common to the station and at least one control unit 16 to the well. The control station also contains a central control panel (not shown in the drawings) located at a distance from it and communicated with it by a communication line, for example, a fiber optic cable.

Насосно-аккумуляторная установка 15 включает насосную группу 17 и сообщенный с ней по рабочему телу линией 18 высокого давления силовой функциональный пневмогидроаккумулятор 19 высокого давления.The pump-accumulator unit 15 includes a pump group 17 and a power functional pneumatic accumulator 19 of a high pressure connected with it through the working fluid by the high pressure line 18.

Каждый блок 16 управления включает запитанные от упомянутой линии 18 высокого давления через регуляторы 20, 21 давления понижающие функциональное давление до необходимого силовые линии 22-25 функционального управления соответственно исполнительными механизмами запорных органов 8, 9, дроссельного клапана 10, клапана-отсекателя 4 каждой подключенной к станции скважины, и управляющую их работой через систему ступенчатого по времени замедления прохождения команд, по меньшей мере, на закрытие каждой скважины в логической последовательности боковая задвижка 8 - надкоренная задвижка 9 - клапан-отсекатель 4 линию 26 логического управления, сообщенную с плавкой вставкой 11 и клапаном 12 контроля низкого и высокого давления и оснащенную с возможностью дублирования прохождения команд на закрытие каждой скважины гидравлическими распределительными клапанами 27-30, один 27 из которых передает в линию 26 логического управления команду на закрытие каждой скважины от плавкой вставки 11, другой 28 - от клапана 12 контроля низкого и высокого давления, а по меньшей мере, два других 29, 30 - соответственно от дистанционного и ручного управления. Система замедления включает установленные на участках 31, 32 взаимодействия линии 26 логического управления соответственно с силовыми линиями 23, 24 функционального управления соответственно исполнительными механизмами надкоренной задвижки и клапана-отсекателя замедлители, включающие управляющий пневмогидроаккумулятор 33 и дроссель 34, обеспечивающие различное по времени срабатывание на закрытие скважины. Силовая линия 24 функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя каждой скважины снабжена мультипликатором 35 давления, предпочтительно, продублированным для первой и второй климатических зон.Each control unit 16 includes powered from the aforementioned high-pressure line 18 through pressure regulators 20, 21 lowering the functional pressure to the required power lines 22-25 of the functional control, respectively, by the actuators of the locking elements 8, 9, throttle valve 10, shut-off valve 4 each connected to station wells, and managing their work through a system of time-delayed slowdown of the passage of commands, at least to close each well in a logical sequence of sides th valve 8 - overhead valve 9 - shut-off valve 4 logical control line 26, connected with fuse-link 11 and low and high pressure control valve 12 and equipped with the possibility of duplicating the passage of commands for closing each well with hydraulic control valves 27-30, one 27 of which transmits to the logical control line 26 a command to close each well from the fusible insert 11, another 28 from the low and high pressure control valve 12, and at least two other 29, 30 from respectively management and manual control. The deceleration system includes installed on sections 31, 32 of the interaction of the logical control line 26, respectively, with the functional control lines 23, 24 of the functional control, respectively, of the actuators of the root valve and the shut-off valve, retarders, including a control pneumatic accumulator 33 and a throttle 34, which provide different shutdown times . The power line 24 for functional control of the actuator of the shutoff valve of each well is provided with a pressure multiplier 35, preferably duplicated for the first and second climatic zones.

Станция управления конструктивно выполнена в виде шкафа 36, в котором смонтированы, по меньшей мере, два, предпочтительно, три блока 16 управления, по одному на каждую скважину, и общая насосно-аккумуляторная установка 15, кроме того, станция снабжена обвязкой в виде упомянутых линий управления, сообщенных по рабочему телу с исполнительными механизмами запорных органов, дроссельного клапана и клапана-отсекателя каждой скважины.The control station is structurally made in the form of a cabinet 36, in which at least two, preferably three control units 16 are mounted, one for each well, and a common pump and accumulator unit 15, in addition, the station is equipped with a strapping in the form of the mentioned lines control communicated through the working fluid with the actuators of the locking elements, the throttle valve and the shut-off valve of each well.

Насосно-аккумуляторная установка 15 содержит бак 37 с рабочим телом, преимущественно, в виде жидкости, а силовой функциональный пневмогидроаккумулятор 19 выполнен, преимущественно, модульно-секционным.The pump-accumulator unit 15 contains a tank 37 with a working fluid, mainly in the form of a liquid, and a power functional pneumatic accumulator 19 is made mainly in a modular section.

В качестве рабочего тела используют жидкость, температурная вязкость и температура замерзания которой определены из климатических условий работы скважины, при этом станция управления, предназначенная для работы в третьей и четвертой климатических зонах, в качестве рабочего тела оснащена, преимущественно, минеральном маслом, а для первой и второй климатических зон в качестве рабочего тела принята жидкость с низкой температурой замерзания, преимущественно, типа силиконовой, например, полиметилсилоксановая. Бак 37 для рабочего тела оснащен не менее, чем одним индикатором уровня заполнения жидкостью, например визуальным индикатором или датчиком уровня, сообщенным по каналам телемеханики с центральным пультом управления. Датчик уровня оборудован системой подачи сигналов о предельно допустимом и критическом уровнях или подсоединен к системе центрального пульта управления, выдающей команды на поддержание уровня жидкости в баке 37 в заданных уровнях. Для первой и второй климатических зон бак 37 рабочего тела снабжен подогревателем жидкости, выполненным в виде змеевика или ТЭНа.A fluid is used as a working fluid, the temperature viscosity and freezing temperature of which are determined from the climatic conditions of the well’s operation, while the control station, designed to operate in the third and fourth climatic zones, is equipped mainly with mineral oil as the working fluid, and for the first and the second climatic zone as a working fluid adopted liquid with a low freezing point, mainly of the type silicone, for example, polymethylsiloxane. Tank 37 for the working fluid is equipped with at least one liquid level indicator, for example, a visual indicator or a level sensor communicated via telemechanics channels with a central control panel. The level sensor is equipped with a signaling system about the maximum permissible and critical levels or is connected to the system of the central control panel that issues commands to maintain the liquid level in the tank 37 at specified levels. For the first and second climatic zones, the tank 37 of the working fluid is equipped with a fluid heater, made in the form of a coil or heating element.

Насосная группа 17 включает, по меньшей мере, один насос 38, преимущественно, электронасос высокого давления, предпочтительно, аксиально-поршневой с асинхронным электродвигателем 39, продублированный для первой и второй климатических зон, по меньшей мере, одним дополнительным, параллельно подключенным электронасосом 38 высокого давления. Насос 22 или насосы включены в линию 18 высокого давления через входной фильтр 40 и выходной фильтр 41, предпочтительно, грубой и тонкой очистки соответственно. Каждый из упомянутых насосов 38 на выходе оснащен предохранительным клапаном 42 давления и смонтирован с возможностью избирательного отключения от линии 18 высокого давления через систему запорных устройств, например шаровых кранов 43. По крайней мере, установленные на выходе фильтры 41 тонкой очистки снабжены визуальным индикатором и/или электрическим датчиком, сообщенным с центральным пультом управления. Насосная группа 17, снабженная на выходе устройствами запуска или остановки электродвигателей 39 насосов 38 и обратным клапаном 44, сообщена через последние по линии 18 высокого давления с выполненным модульно-секционным силовым функциональным пневмогидроаккумулятором 19, состоящим из параллельно подключенных к коллектору 45 модулей 46 и предназначенным для создания необходимого рабочего давления в упомянутых линиях 22-26 управления. Коллектор 45 с пневмогидроаккумулятором 19 сообщен по рабочему телу с линией 18 высокого давления. Устройства запуска или остановки электродвигателей 39 насосов 38, подключенные к линии 18 высокого давления, выполнены, например, в виде реле 47 давления, либо в виде аналоговых датчиков давления, либо в виде электроконтактных манометров. Модули 46 пневмогидроаккумулятора 19 выполнены с мембранным или, предпочтительно, поршневым разделителем сред. Суммарный рабочий объем всех модулей 46 силового функционального пневмогидроаккумулятора 19 принят не менее необходимого для однократного открытия запорных органов 8, 9, дроссельного клапана 10 и клапана-отсекателя 4 всех подключенных к станции скважин 1 или поддержания рабочего состояния скважин в течение не менее чем одного месяца при отсутствии электроэнергии.Pump group 17 includes at least one pump 38, mainly a high pressure electric pump, preferably an axial piston pump with an asynchronous electric motor 39, duplicated for the first and second climatic zones, at least one additional, high pressure electric pump 38 connected in parallel . A pump 22 or pumps are connected to the high pressure line 18 through an inlet filter 40 and an outlet filter 41, preferably coarse and fine, respectively. Each of these pumps 38 at the outlet is equipped with a pressure relief valve 42 and is mounted with the ability to selectively disconnect from the high pressure line 18 through a system of shut-off devices, such as ball valves 43. At least the fine filters 41 installed at the outlet are provided with a visual indicator and / or an electrical sensor in communication with the central control panel. The pump group 17, equipped with output devices for starting or stopping the electric motors 39 of the pumps 38 and the check valve 44, is communicated through the latter via the high pressure line 18 with a modular-sectional power functional pneumatic accumulator 19 consisting of modules 46 connected in parallel to the collector 45 and designed for creating the necessary working pressure in the mentioned control lines 22-26. The collector 45 with a pneumatic accumulator 19 is communicated via a working fluid with a high pressure line 18. The device for starting or stopping the electric motors 39 of the pumps 38 connected to the high pressure line 18 is, for example, in the form of a pressure switch 47, either in the form of analog pressure sensors or in the form of electrical contact pressure gauges. The modules 46 of the pneumatic accumulator 19 are made with a membrane or, preferably, a piston separator media. The total working volume of all modules 46 of the power functional pneumatic accumulator 19 is adopted not less than necessary for a single opening of the shut-off bodies 8, 9, throttle valve 10 and shut-off valve 4 of all wells 1 connected to the station or maintaining the working condition of the wells for at least one month at lack of electricity.

Регуляторы 20 давления понижают давление от функционального 10-100 МПа до рабочего 0,5-70 МПа в силовых линиях 23, 22, 25 функционального управления соответственно исполнительными механизмами надкоренной, боковой задвижек, дроссельного клапана и в линии 26 логического управления каждого блока 16 управления, включающей также линии 48, 49 соответственно клапана контроля низкого и высокого давления и плавкой вставки. Регулятор 21 давления в силовой линии 24 функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя настроен на подачу рабочего тела в мультипликатор 35 с учетом передаточного числа последнего и требуемого выходного давления рабочего тела не менее 21-70 МПа для последующей подачи и управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя. Все перечисленные силовые линии функционального управления снабжены установленными на участках перед исполнительными механизмами предохранительными клапанами 50 давления.The pressure regulators 20 reduce the pressure from the functional 10-100 MPa to the working 0.5-70 MPa in the power lines 23, 22, 25 of the functional control, respectively, by the actuators of the root, lateral gate, throttle valve and in the logical control line 26 of each control unit 16, also including lines 48, 49 respectively of the control valve low and high pressure and fuse. The pressure regulator 21 in the power line 24 for functional control of the actuator of the shut-off valve is configured to supply the working fluid to the multiplier 35, taking into account the gear ratio of the last and required output pressure of the working fluid of at least 21-70 MPa for subsequent supply and control of the actuator of the shut-off valve. All the listed power lines of the functional control are equipped with pressure relief valves 50 installed in the areas in front of the actuators.

Каждый блок 16 управления содержит систему автоматической защиты скважины, систему дистанционного и систему ручного отключения скважины. Система автоматической защиты включает подключенные к линии 26 логического управления через гидравлические распределительные клапаны 27, 28 соответственно линию 49 плавкой вставки и линию 48 клапана контроля низкого и высокого давления. Клапан 12 контроля низкого и высокого давления установлен в зоне, примыкающей к фонтанной арматуре, предпочтительно, на шлейфе. Линии 48, 49 соответственно клапана контроля низкого и высокого давления и плавкой вставки снабжены реле 51 или датчиками давления с возможностью выдачи сигнала на центральный пульт управления об отключении скважины соответственно по пожару или по причине выхода за пределы диапазона допустимых рабочих давлений, определяемых настройкой клапана 12 контроля низкого и высокого давления.Each control unit 16 comprises a well protection system, a remote control system, and a manual shutdown system. The automatic protection system includes connected to the logical control line 26 through hydraulic control valves 27, 28 respectively, the fuse-link line 49 and the low and high pressure control valve line 48. The valve 12 control low and high pressure is installed in the area adjacent to the fountain, preferably on the loop. Lines 48, 49, respectively, of the control valve low and high pressure and fusible plugs are equipped with a relay 51 or pressure sensors with the possibility of issuing a signal to the central control panel to shut down the well, respectively, due to fire or because of exceeding the range of permissible operating pressures determined by the setting of control valve 12 low and high pressure.

Линия 26 логического управления каждого блока 16 управления последовательно соединяет по рабочему телу через распределительные клапаны 52-54 для обеспечения требуемой логической последовательности управления скважиной клапаны-распределители 55-57 силовых линий 24, 23, 22 функционального управления исполнительными механизмами, в том числе, по крайней мере, клапана-отсекателя 4, надкоренной задвижки 9, боковой задвижки 8 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 этого на линии 26 логического управления установлены управляющие пневмогидроаккумуляторы 33 с возможностью их взаимодействия на сбросе давления каждого со своим дросселем 34. Управляющий пневмогидроаккумулятор 33 на участке 32 взаимодействия с силовой линией 24 функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя 4 настроен на замедление закрытия клапана-отсекателя на время, в 1,5-2 раза превышающее интервал между закрытием надкоренной задвижки 9 и боковой задвижки 8, составляющий от 10 до 120 сек.The logical control line 26 of each control unit 16 sequentially connects through the working fluid through the distribution valves 52-54 to provide the required logical sequence for controlling the well, the distribution valves 55-57 of the power lines 24, 23, 22 of the functional control of the actuators, including at least at least, a shut-off valve 4, an over-the-gate valve 9, a lateral valve 8 with the possibility of their permissible closing in a certain, namely in the opposite specified sequence, with adjustable established acceptable time intervals between shutdowns of each of them. For this, control pneumatic accumulators 33 are installed on the logical control line 26 with the possibility of their interaction on depressurizing each with their own throttle 34. The pneumatic control accumulator 33 in the area 32 of interaction with the functional control power line 24 of the valve-shutter actuator 4 is configured to slow down the closing of the shut-off valve for a time of 1.5-2 times the interval between the closure of the root valve 9 and the lateral valve 8, comprising from 10 to 120 seconds.

На линии 26 логического управления каждого блока 16 управления на участке ее подвода к силовой линии 22 функционального управления исполнительным механизмом боковой задвижкой установлен электромагнитный клапан 58 дистанционного включения и отключения боковой задвижки 8.On the line 26 of the logical control of each control unit 16 in the area of its supply to the power line 22 of the functional control of the actuator by the lateral valve, an electromagnetic valve 58 for remote switching on and off of the lateral valve 8 is installed.

Силовая линия 25 функционального управления исполнительным механизмом дроссельного клапана 10 каждого блока 16 управления снабжена трехпозиционным распределительным клапаном 59, предпочтительно, с двумя электромагнитами.The power control line 25 for controlling the actuator of the throttle valve 10 of each control unit 16 is provided with a three-position control valve 59, preferably with two electromagnets.

Распределительные клапаны всех силовых линий функционального управления исполнительными механизмами каждого блока 16 управления закоммутированы с линией 60 сброса отработавшего рабочего тела, при этом линия 60 сброса сообщена, преимущественно, через фильтр с баком 37 рабочего тела.The distribution valves of all power lines of the functional control of the actuators of each control unit 16 are connected to the discharge line 60 of the spent working fluid, while the discharge line 60 is communicated mainly through the filter with the tank 37 of the working fluid.

На силовых линиях 22-25 функционального управления исполнительными механизмами запорных органов 8, 9, клапана-отсекателя 4, дроссельного клапана 10 каждого блока 16 управления установлены температурные предохранительные клапаны 61, закоммутированные на выходе с линией 60 сброса избытков рабочего тела, выделяемых при перепадах температур рабочего тела и/или окружающей среды.On the power lines 22-25 for functional control of the actuators of the locking elements 8, 9, shut-off valve 4, throttle valve 10 of each control unit 16, temperature safety valves 61 are installed, which are switched at the outlet with a discharge line 60 for discharging excess working fluid released when the working temperature drops body and / or environment.

Насосно-аккумуляторная установка 15 выполнена, преимущественно, с вынесенной лицевой панелью управления.The battery-pump installation 15 is made mainly with a remote front control panel.

Запорные органы 8, 9, дроссельный клапан 10 и клапан-отсекатель 4 каждой скважины снабжены приборами управления, вынесенными на лицевую панель блока 16 управления.The locking elements 8, 9, the throttle valve 10 and the shut-off valve 4 of each well are equipped with control devices placed on the front panel of the control unit 16.

Шкаф 36 станции управления выполнен теплоизолированным и взрывозащищенным, а подключение кабельных линий к шкафу выполнено через кабельные выводы взрывозащищенного исполнения.The cabinet 36 of the control station is thermally insulated and explosion-proof, and the cable lines are connected to the cabinet through the cable leads of the explosion-proof design.

Рассмотрим работу станции управления на примере одной подключенной к станции газовой скважины, входящей в куст скважин.Consider the work of the control station as an example of one gas well connected to the station, which is part of the well cluster.

Насосно-аккумуляторная установка 15 предназначена для создания и поддержания требуемого рабочего давления рабочего тела - рабочей среды в линиях управления станции.Pump-accumulator unit 15 is designed to create and maintain the required working pressure of the working fluid - the working environment in the control lines of the station.

Рабочая среда из бака 37 объемом порядка 200 л по трубопроводу поступает через фильтр грубой очистки 40 и кран 62 на вход электронасоса 38, который приводится в действие электродвигателем 39. На выходе из насоса после крана 43 установлен фильтр тонкой очистки 41.The working medium from the tank 37 with a volume of about 200 l is piped through a coarse filter 40 and a valve 62 to the inlet of the electric pump 38, which is driven by an electric motor 39. At the pump outlet, after the valve 43, a fine filter 41 is installed.

Предохранительный клапан 42 настроен на заданное рабочее давление 21 МПа и при превышении заданного значения давления соединяет линию 18 высокого давления (нагнетания) с полостью бака 37 и происходит сброс лишнего объема рабочей среды по линии 60 сброса.The safety valve 42 is set to a predetermined working pressure of 21 MPa and when the set pressure is exceeded, it connects the high-pressure (discharge) line 18 to the cavity of the tank 37 and the excess volume of the working medium is discharged via the discharge line 60.

Через обратный клапан 44 из линии 18 нагнетания рабочая среда поступает в коллектор 45 и заполняет модули 46 силового функционального пневмогидроаккумулятора 19, предназначенные для хранения необходимого запаса рабочей среды под давлением, при этом каждый модуль 46 выполнен объемом 40-50 л.Through the check valve 44 from the discharge line 18, the working medium enters the manifold 45 and fills the modules 46 of the power functional pneumohydroaccumulator 19, designed to store the required supply of the working medium under pressure, with each module 46 having a volume of 40-50 l.

После заполнения пневмогидроаккумулятора 19 рабочая среда по трубопроводам поступает в силовые линии 22-25 функционального управления исполнительными механизмами запорных органов, клапана-отсекателя, дроссельного клапана и в линию 26 логического управления.After filling the pneumatic accumulator 19, the working medium through pipelines enters the power lines 22-25 of the functional control of the actuators of the locking elements, the shut-off valve, throttle valve and the logical control line 26.

Регулятор 21 давления в силовой линии 24 функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя понижает давление в линии 18 нагнетания с 21 МПа до давления трех- или четырехкратного давлению на выходе из мультипликатора 35, обеспечивающего рабочее давление на линии 24 функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя, равное 28 МПа (280 кгс/см²). Предохранительный клапан 50 настроен на заданное рабочее давление 28 МПа и при превышении заданного значения давления соединяет упомянутую линию 24 с полостью бака 37 и происходит сброс лишнего объема рабочей среды по линии 60 сброса.The pressure regulator 21 in the power line 24 for functional control of the actuator of the shut-off valve reduces the pressure in the discharge line 18 from 21 MPa to a pressure of three or four times the pressure at the outlet of the multiplier 35, which provides operating pressure on the functional control line 24 for the actuator of the shut-off valve, equal to 28 MPa (280 kgf / cm ² ). The safety valve 50 is set to a predetermined working pressure of 28 MPa and when the set pressure is exceeded, it connects the aforementioned line 24 to the cavity of the tank 37 and the excess volume of the working medium is discharged along the discharge line 60.

Регуляторы 20 давления понижают давление в силовой линии 25 функционального управления исполнительным механизмом дроссельного клапана 10 и линии 26 логического управления до рабочего давления 4 МПа (40 кгс/см²), а в силовых линиях 22, 23 функционального управления соответственно исполнительными механизмами боковой и надкоренной задвижек - до 14 МПа (140 кгс/см²). Предохранительные клапаны 50 настроены на заданное рабочее давление 4 МПа и при превышении заданного значения давления соединяют упомянутые линии с полостью бака 37 и происходит сброс лишнего объема рабочей среды по линии 60 сброса.The pressure regulators 20 reduce the pressure in the power line 25 for functional control of the actuator of the throttle valve 10 and the logic control line 26 to a working pressure of 4 MPa (40 kgf / cm ² ), and in power lines 22, 23 for functional control, respectively, of the actuators of the side and root valves - up to 14 MPa (140 kgf / cm ² ). The safety valves 50 are set to a predetermined working pressure of 4 MPa, and when the set pressure is exceeded, the above-mentioned lines are connected to the cavity of the tank 37 and the excess volume of the working medium is discharged via the discharge line 60.

В блоке 16 управления станции рабочая среда при давлении 4 МПа в линии 26 логического управления поступает на вход нормально закрытого гидравлического распределительного клапана 27, предназначенного для сброса давления управления при пожаре. После заполнения линии 49 плавкой вставки гидравлический распределительный клапан 27 открывается и рабочая среда поступает на вход нормально закрытого гидравлического распределительного клапана 28, предназначенного для сброса давления управления при срабатывании клапана 12 контроля низкого и высокого давления, установленного в линии 48 упомянутого клапана. Затем рабочая среда проходит через нормально открытые распределительный клапан 29, предназначенный для дистанционного отключения всей скважины, и распределительный клапан 30, предназначенный для ручного аварийного отключений всей скважины посредством кнопки аварийного отключения.In the control unit 16 of the station, the working medium at a pressure of 4 MPa in the line 26 of the logical control is supplied to the input of a normally closed hydraulic control valve 27, designed to relieve control pressure in case of fire. After filling in the fuse-link line 49, the hydraulic control valve 27 opens and the medium enters the normally closed hydraulic control valve 28, which is designed to relieve control pressure when the control valve 12 for low and high pressure installed in line 48 of the valve is activated. Then, the working medium passes through the normally open distribution valve 29, designed to remotely shut off the entire well, and the distribution valve 30, designed for manual emergency shutdown of the entire well by means of the emergency shutdown button.

После распределительного клапана 30 рабочая среда поступает на вход нормально закрытого распределительного клапана 52 с гидроприводом и ручным дублером.After the control valve 30, the working medium enters the inlet of the normally closed control valve 52 with hydraulic actuator and manual override.

При заполненной линии 49 плавкой вставки реле давления 51 выдает сигнал на центральный пульт управления.When the line 49 of the fusible link is filled, the pressure switch 51 gives a signal to the central control panel.

При заполненной линии 48 клапана контроля низкого и высокого давления другое реле давления 51 также выдает сигнал на центральный пульт управления.When the line 48 of the control valve low and high pressure is filled, another pressure switch 51 also provides a signal to the central control panel.

Далее для того, чтобы открыть скважину, нужно выполнить следующую последовательность действий:Next, in order to open the well, you need to perform the following sequence of actions:

- потянуть за ручку распределительного клапана 52, который ставится на самопитание, а рабочая среда через обратный клапан 63 поступает на привод клапана-распределителя 55, который открывается, и рабочая среда из силовой линии 24 функционального управления исполнительным механизмом клапана-отсекателя поступает на его исполнительный механизм. Происходит открытие клапана-отсекателя 4;- pull the handle of the control valve 52, which is set to self-power, and the working medium through the check valve 63 enters the actuator of the control valve 55, which opens, and the working medium from the power control line 24 for controlling the actuator of the shut-off valve enters its actuator . The opening of the shut-off valve 4;

- потянуть за ручку распределительного клапана 53, который ставится на самопитание, а рабочая среда через обратный клапан 64 поступает на привод клапана-распределителя 56, который открывается, и рабочая среда из силовых линий 22, 23 функционального управления соответственно исполнительными механизмами боковой и надкоренной задвижек поступает на исполнительный механизм надкоренной задвижки. Происходит открытие надкоренной задвижки 9;- pull the handle of the control valve 53, which is set to self-feed, and the working medium through the check valve 64 enters the actuator of the control valve 56, which opens, and the working medium from the power lines 22, 23 of the functional control, respectively, by the actuators of the side and root valves on the actuator of the root valve. The opening of the root valve 9 takes place;

- потянуть за ручку распределительного клапана 53, который ставится на самопитание, а рабочая среда через обратный клапан 64 и нормально открытый электромагнитный клапан 58 поступает на привод клапана-распределителя 57, который открывается, и рабочая среда из силовых линий 22, 23 функционального управления соответственно исполнительными механизмами боковой и надкоренной задвижек поступает на исполнительный механизм боковой задвижки. Происходит открытие боковой задвижки 8.- pull the handle of the control valve 53, which is set to self-feed, and the working medium through the check valve 64 and the normally open solenoid valve 58 enters the actuator of the control valve 57, which opens, and the working medium from the functional control lines 22, 23 are respectively executive mechanisms of the lateral and root valves reaches the actuator of the lateral valve. The side gate valve 8 opens.

Пример работы по закрытию скважиныWell closure example

Система автоматической защитыAutomatic protection system

При штатных значениях давлений в линиях 48, 49 соответственно клапана 12 контроля низкого и высокого давления и плавкой вставки 11 скважины распределительный клапан 28 находится в открытом положении. При падении или повышении давления рабочей среды в упомянутых линиях ниже или выше установленных (заданных) значений распределительный клапан 28 переходит в закрытое положение, происходит сброс рабочей среды из силовых линий 22-24 функционального управления соответственно исполнительными механизмами боковой, надкоренной задвижек и клапана-отсекателя. Дроссели 34 с пневмогидроаккумуляторами 33 служат для регулирования временного интервала при последовательном закрытии запорных органов скважины и клапана-отсекателя.With standard pressure values in lines 48, 49, respectively, valve 12 control low and high pressure and fuse box 11 of the well, the distribution valve 28 is in the open position. When the pressure or pressure of the working medium in the mentioned lines falls below or above the set (set) values, the distribution valve 28 goes into the closed position, the working medium is discharged from the power lines 22-24 of the functional control, respectively, by the actuators of the side, root valves and the shut-off valve. Chokes 34 with pneumatic accumulators 33 are used to control the time interval during the sequential closing of the shut-off organs of the well and the shut-off valve.

В случае возникновения пожара при повышении температуры окружающей среды на устье скважины выше установленного значения (при пожарной ситуации) происходит сброс рабочей среды из линии 49 плавкой вставки, после чего распределительный клапан 27 переходит в закрытое положение, происходит сброс рабочей среды из силовых линий 22-24 функционального управления соответственно боковой, надкоренной задвижек и клапана-отсекателя. Дроссели 34 с пневмогидроаккумуляторами 33 служат для регулирования временного интервала при последовательном закрытии запорных органов скважины и клапана-отсекателя.In the event of a fire when the ambient temperature at the wellhead rises above the set value (in a fire situation), the working medium is discharged from the fuse line 49, after which the control valve 27 switches to the closed position, the working medium is discharged from the power lines 22-24 functional control, respectively, of the lateral, radicular valves and shut-off valve. Chokes 34 with pneumatic accumulators 33 are used to control the time interval during the sequential closing of the shut-off organs of the well and the shut-off valve.

Система дистанционного отключения скважиныRemote shutdown system

В блоке 16 управления станции установлены распределительный клапан 29, выполненный электромагнитным, и электромагнитный клапан 58, управляемые с панели управления станции или с центрального пульта управления.In the station control unit 16, a control valve 29 made by an electromagnetic valve and an electromagnetic valve 58 are installed, controlled from the station control panel or from the central control panel.

При подаче сигнала 24 В на электропривод клапана 29 производится дистанционное закрытие боковой задвижки 8, надкоренной задвижки 9 и клапана-отсекателя 4.When a 24 V signal is supplied to the valve electric actuator 29, the lateral valve 8, the root valve 9 and the shutoff valve 4 are remotely closed.

При подаче сигнала 24 В на электропривод клапана 58 производится дистанционное закрытие боковой задвижки 8.When a 24 V signal is supplied to the valve electric actuator 58, the lateral valve 8 is remotely closed.

Управление регулирующим дроссельным клапаномThrottle Control

При подаче напряжения на первый электромагнит трехпозиционного распределительного клапана 59 рабочая среда под давлением до 4 МПа из силовой линии 25 функционального управления исполнительным механизмом дроссельного клапана подается в его исполнительный механизм. От позиционера, установленного на упомянутом клапане, выдается аналоговый сигнал в шкаф 36 управления или на центральный пульт управления. После чего от шкафа 36 поступает сигнал на первый электромагнит (снимается напряжение) и клапан 59 переводится в нейтральное положение. При необходимости снижения расхода газа от шкафа управления подается сигнал на второй электромагнит клапана 59, происходит сброс рабочей среды до заданных параметров.When voltage is applied to the first electromagnet of the three-position control valve 59, the working medium under pressure up to 4 MPa is supplied from the power line 25 of the functional control of the throttle valve actuator to its actuator. From the positioner mounted on said valve, an analog signal is output to the control cabinet 36 or to the central control panel. Then, from the cabinet 36, a signal is supplied to the first electromagnet (voltage is removed) and the valve 59 is placed in the neutral position. If it is necessary to reduce the gas flow from the control cabinet, a signal is supplied to the second solenoid of valve 59, and the medium is reset to the specified parameters.

Claims

1. A bush of gas wells, characterized in that it includes at least two gas wells, each of which contains a production string with a string of tubing with underground production equipment, comprising at least a valve- remote control cutoff, wellhead with wellhead equipment having a column head, a pipe head on which a fountain fitting mounted in the form of a Christmas tree is installed, including shutoff bodies - the lateral and lateral valves with actuators, as well as a throttle valve adjacent to the latter for regulating the flow rate of the well, made with the actuator, and control and control organs — a fusible insert and a low and high pressure control valve, each well through its shut-off bodies, a throttle valve and a shut-off valve are connected to a control station, including a pump-storage unit common to the station and at least one control unit for each well, the pump The o-battery installation includes a pump group and a high-pressure power functional pneumohydroaccumulator connected to it via a working fluid with a high-pressure line, and each control unit includes power supply lines from the aforementioned high-pressure line through pressure regulators, to lower the functional pressure to the required, mechanisms of locking bodies, a throttle valve, a shut-off valve for each well, and to control their work through the system a time-delayed slowdown in the passage of commands for at least closing each well in a logical sequence: lateral gate valve - radial gate valve - shutoff valve - logic control line communicated with a fusible insert and a low and high pressure control valve and equipped with duplicate passage commands for closing each well with hydraulic control valves, one of which serves to transmit commands to close the well from the float to the logical control line of the insert, the other from the control valve of low and high pressure, and at least two others from the remote and manual control, respectively, while the said deceleration system includes installed on the areas of interaction of the logical control line with the power lines of the functional control of the actuators valves and shut-off valves, retarders, including a control pneumatic accumulator and a throttle, providing a different time response to close each well ins, wherein the functional line of force actuator control shut-off valve is provided each borehole pressure multiplier, preferably being duplicates of the first and second climate zones.

2. A cluster of gas wells according to claim 1, characterized in that each well is provided with at least one inhibitor valve as part of the underground production equipment.

3. The gas well bush according to claim 1, characterized in that the tubing string of each well is provided with at least one column disconnector.

4. The gas well bush according to claim 1, characterized in that the pump-storage unit is equipped with a tank with a working fluid mainly in the form of a liquid, and the power functional pneumohydroaccumulator is made predominantly modular-sectional.

5. The gas well bush according to claim 1, characterized in that the control station comprises a central control panel located at a distance from it and communicated with it by a communication line, for example, an optical fiber cable or a radio channel, the control station being structurally designed as a cabinet, in of which at least two, preferably three control units are mounted, one for each well, and a common pump and accumulator installation, in addition, the station is equipped with a strapping in the form of the above-mentioned control lines communicated by the worker a body with actuators of shut-off bodies, a throttle valve and a shut-off valve for each well.

6. The gas well bush according to claim 5, characterized in that a fluid is used as a working fluid, the temperature viscosity and freezing temperature of which is determined from the climatic conditions of the well’s operation, while the control station is designed to operate in the third and fourth climatic zones, As a working fluid, it is equipped mainly with mineral oil, and for the first and second climatic zones, a fluid with a low freezing point, mainly of the silicone type, is adopted, for example, as Limethylsiloxane, and the tank for the working fluid is equipped with at least one liquid level indicator, for example, a visual indicator or a level sensor communicated via telemechanics with a central control panel, while the level sensor is equipped with a signaling system about the maximum permissible and critical levels or is connected to system of the central control panel, for issuing a command to maintain the liquid level in the tank at specified levels, and for the first and second climatic zones, the working fluid tank is equipped with a liquid heater made in the form of a coil or a heating element.

7. A gas well cluster according to claim 5, characterized in that the pump group is equipped with at least one pump, preferably a high pressure electric pump, preferably an axial piston pump with an asynchronous electric motor, duplicated for the first and second climatic zones, at least one additional parallel-connected high-pressure electric pump, said pump or pumps being connected to the high-pressure line through the inlet and outlet filters, preferably of coarse and fine cleaning, respectively oh, and each of these pumps at the outlet is equipped with a pressure relief valve and is mounted with the ability to selectively disconnect from the high pressure line through a system of locking devices, and at least the fine filters installed at the outlet are equipped with a visual indicator and / or an electric sensor with a central control panel, while the pump group, equipped with output devices for starting or stopping the pump motors and a check valve, is communicated through the last days along the high pressure line with a modular-sectional power functional pneumohydroaccumulator made up of modules parallel to the collector and designed to create the necessary working pressure in the mentioned control lines, while the collector with the pneumohydroaccumulator is communicated via a working fluid with a high pressure line, in addition, the aforementioned devices for starting or stopping the pump electric motors connected to the high pressure line are, for example, in the form of a pressure switch, o in the form of analog pressure sensors, or in the form of electrical contact pressure gauges, the modules of the said pneumatic accumulator made with a membrane or preferably a piston separator, the total working volume of all modules of the power functional pneumatic accumulator adopted at least as necessary for a single opening of the shut-off elements, throttle valve and valve - cut-off of all wells connected to the station or maintenance of the working condition of wells for at least one month at lack of electricity.

8. The gas well bush according to claim 1, characterized in that the pressure regulators are used to lower the pressure from the functional 10-100 MPa to the working 0.5-70 MPa in the power lines of the functional control of the actuators of the root, side gate valves, butterfly valve and in the logical control line of each control unit, which also includes the control valve lines of low and high pressure and fuse-link, and the pressure regulator in the power line of the functional control of the actuating mechanism of the shut-off valve I am configured to supply the working fluid to the multiplier, taking into account the gear ratio of the last and the required output pressure of the working fluid of at least 21-70 MPa for subsequent supply and control of the actuating mechanism of the shut-off valve, while all the listed power lines of the functional control are equipped with sections located in front of the executive pressure relief valve mechanisms.

9. A gas well cluster according to claim 5, characterized in that each control unit comprises an automatic well protection system, a remote control system and a manual shut-off system for the well, the automatic protection system comprising a fusible line and a line connected to the logical control line via said distribution valves control valve low and high pressure, while the control valve low and high pressure is installed in the area adjacent to the fountain, preferably on a loop, and and valve control low and high pressure and provided with fuse-relays or pressure sensors to output a signal to the central controller to disconnect the borehole respectively due to fire or out of range of allowable operating pressures, certain setting valve controls low and high pressure.

10. The gas well bush according to claim 1, characterized in that the logical control line of each control unit sequentially connects through the working fluid through the distribution valves to provide the required logical sequence for the well control, the distribution valves of the power lines of the functional control of the actuators, including at least, a shut-off valve, an over-valve, a lateral valve with the possibility of their permissible closure in a certain, namely, in the opposite direction indicated by investigations with adjustable admissible time intervals between shutdowns of each of them, for which purpose the mentioned control pneumatic accumulators are installed on the logic control line with the possibility of their interaction on depressurizing each with its own throttle, while the control pneumatic accumulator is located in the area of interaction with the power line of the functional control of the valve actuator -button cutter is configured to slow down the shut-off valve for a time, 1.5-2 times exceeded ayuschee nadkorennoy interval between the closing of the valve and the valve side, of from 10 to 120 seconds.

11. The gas well bush according to claim 1, characterized in that on the logical control line of each control unit in the area of its supply to the power line of the functional control of the actuator by the lateral valve, an electromagnetic valve for remote on and off of the lateral valve is installed.

12. The gas well bush according to claim 1, characterized in that the power line for functional control of the throttle valve actuator of each control unit is equipped with a three-position control valve, preferably with two electromagnets.

13. The gas well cluster according to claim 10, characterized in that the distribution valves of all power lines for functional control of the actuators of each control unit are connected to the discharge line of the spent working fluid, and the discharge line is communicated mainly through the filter with the working fluid tank.

14. The gas well bush according to claim 13, characterized in that temperature safety valves are installed on the power lines of the functional control of the actuators of the locking elements, the throttle valve, and the shut-off valve of each control unit, switched at the outlet with a discharge line for excess working fluid released when temperature differences of the working fluid and / or the environment.

15. The bush of gas wells according to claim 1, characterized in that the pump and battery installation is made mainly with a remote front panel.

16. The gas well bush according to claim 1, characterized in that the shutoff members, the throttle valve and the shutoff valve of each well are equipped with control devices placed on the front panel of the control unit.

17. The gas well bush according to claim 5, characterized in that the control station cabinet is thermally insulated and explosion-proof, and the cable lines are connected to the cabinet through explosion-proof cable outlets.