RU2453683C1

RU2453683C1 - X-tree control method and device for its implementation

Info

Publication number: RU2453683C1
Application number: RU2011103496/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Гриценко (RU); Владимир Дмитриевич Гриценко; Павел Владимирович Гладков (RU); Павел Владимирович Гладков; Иван Георгиевич Лачугин (RU); Иван Георгиевич Лачугин; Игорь Генрихович Поляков (RU); Игорь Генрихович Поляков; Дмитрий Владимирович Пономаренко (RU); Дмитрий Владимирович Пономаренко; Анатолий Георгиевич Свиридов (RU); Анатолий Георгиевич Свиридов; Андрей Геннадьевич Филиппов (RU); Андрей Геннадьевич Филиппов; Александр Петрович Шевцов (RU); Александр Петрович Шевцов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-06-20

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: control method of X-tree consists in opening/closing of shutoff-control valves by supplying the working medium to mechanisms of actuators of underground cutout valve, side and master gate valves by means of control station. Control station includes pneumatic hydraulic system connected through monitoring sensors of station operation parameters to control unit of the station. As control unit there used is software-and-hardware system with local control panel containing a display with sensor control to enter commands in on-line mode and local keyboard.

EFFECT: improved operating reliability of the control station and simpler design of the latter.

18 cl, 3 dwg

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 Машиноимлорт, контракт №50-0926/71338. Камерон №870020, № техдокументации Р190/87, Москва, СССР).The well-known Cameron fountain valve control station, operated at the Astrakhan gas condensate field (see "Wellhead and fountain fittings equipment." Volume 6, v / o Mashinoimlort, contract No. 50-0926 / 71338. Cameron No. 870020, technical documentation No. Р19020 / 87, Moscow, USSR).

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, вызванная тем, что настройка передаточного механизма от чувствительного элемента манометра к заслонке клапанной пары сопло-заслонка кропотлива и требует внимательного отношения персонала.The disadvantage of this station is the lack of reliability and the need for its maintenance by highly qualified personnel, due to the fact that adjusting the transmission mechanism from the pressure gauge element to the valve pair of the nozzle-valve is painstaking and requires careful attention from 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 боковой (БЗ) и стволовой (СЗ) задвижек, подземного клапана-отсекателя (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).There is a 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 lateral (BZ) and stem (SZ) gate valves, the underground shutoff valve (PKO) and valves governing 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 EV 33/03, 43/12).

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).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 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).

Недостатками данного способа управления и станции являются сложность конструкции, вызванная необходимостью применения нормально закрытых трехлинейных двухпозиционных пневмораспределителей, соединенных каналом с гидравлической полостью мембранных пневмогидравлических разделителей сред, что приводит к недостаточно высокой надежности работы станции, в т.ч. зависимость работы станции от наличия напряжения питания.The disadvantages of this control method and the station are the design complexity caused by the need to use normally closed three-line on-off pneumatic valves, connected by a channel to the hydraulic cavity of the membrane pneumohydraulic media separators, which leads to insufficiently high reliability of the station, including dependence of the station on the availability of supply voltage.

Известен способ управления фонтанными арматурами куста скважин и устройство для его реализации, заключающийся 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, отличающийся тем, что 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 и устройство для реализации указанного способа, содержащее 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, при этом 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 (патент РФ№2362004, МПК Е21В 33/03, 43/12 - прототип).A known method of controlling the fountain reinforcement of the wellbore and a device for its implementation, which consists in opening and closing the fountain reinforcement of the wellbore by independently supplying a working fluid to the actuators of the lateral and stem valves, underground shutoff valves and valves regulating the debit of each well using the system, containing instrumentation and instrumentation A, actuators and installed in the station cabinet, characterized in that as a working fluid for controlling actuators actuators They 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 fountain valves for supplying gas condensate from the well are opened in the following sequence: underground shut-off valve , stem gate valve, side gate valve, closing - in the reverse order with a time delay determined by the inertia of the actuator actuators and without the operational safety of the system and a device for implementing the indicated method, comprising a station cabinet, in which a hydraulic system for controlling fountain fittings and an underground well shut-off valve is installed, containing instrumentation and automation devices, actuators, distributors with a drive and with inlet, outlet and drainage cavities installed both on the control line of the stem and side gate valves and on the control line of the underground shutoff valve, while pressure accumulators are installed in the hydraulic system connected to the working fluid tank, pumps, pressure regulators, multipliers and pipelines for supplying the working fluid to the actuators of the lateral valve, the stem valve, the underground shut-off valve and the valve controlling the debit of the well (RF patent No. 2362004, IPC Е21В 33/03, 43/12 - prototype).

Указанный способ реализуется следующим образом.The specified 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. Далее жидкость под давлением поступает в исполнительные механизмы системы для дальнейшего использования. 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. 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. Жидкость, используемая в качестве рабочего тела, после использования в исполнительных механизмах системы, поступает в бак гидравлический рабочего тела.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. Further, the liquid under pressure enters the actuators of the system for further use. 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. 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. The liquid used as a working fluid, after being used in the actuators of the system, enters the hydraulic working fluid tank.

Основными недостатками указанных способа и устройства для его реализации являются сложность конструкции станции управления, значительные габариты и вес, сложность и недостаточно высокая надежность управления, обеспечиваемая блоком управления станции.The main disadvantages of the above method and device for its implementation are the complexity of the design of the control station, significant dimensions and weight, complexity and insufficiently high reliability of control provided by the control unit of the station.

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.

Решение указаной задачи достигается за счет того, что в предложенном способе управления фонтанной арматурой преимущественно газоконденсатной скважины, предназначенной для добычи пластового флюида, заключающемся в открытии/закрытии запорно-регулирующей арматуры в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке путем независимой подачи рабочего тела в механизмы приводов подземного клапана-отсекателя, боковой и стволовой задвижек при помощи станции управления, содержащей блок управления, приборы КиП и А, исполнительные механизмы, установленные в шкафу станции, и образующие пневмогидравлическую систему станции управления, соединенную через датчики контроля параметров работы станции с блоком управления станции, согласно изобретению в качестве блока управления, обеспечивающего выполнение логических операций по открытию/закрытию скважины, используют программно-технический комплекс, преимущественно, в виде контроллера, предпочтительно с локальным пультом управления, содержащим монитор с сенсорным управлением для ввода команд в интерактивном режиме и локальной клавиатурой, при этом в качестве рабочего тела для механизма привода подземного клапана-отсекателя применяют гидравлическую жидкость, рабочее давление которой создают при помощи пневмоприводного гидравлического насоса, в механизм привода которого подают предварительно подготовленный газ управления из входной магистрали, причем подачу гидравлической жидкости в привод подземного клапана-отсекателя с пневмоприводного гидравлического насоса осуществляют через распределитель, управляемый газом управления, подаваемым в механизмы привода пневмоуправляемых задвижек, при этом в качестве рабочего тела для управления механизмами приводов пневмоуправляемых стволовой и боковой задвижек используют указанный газ управления.The solution of this problem is achieved due to the fact that in the proposed method of controlling the flowering valves of a predominantly gas-condensate well designed to produce formation fluid, which consists in opening / closing shut-off and control valves in the following sequence: underground shut-off valve, stem valve, lateral valve, closing - in the reverse order by independently supplying the working fluid to the drive mechanisms of the underground shut-off valve, side and stem valves using the control station containing a control unit, instrumentation and automation devices, actuators installed in the cabinet of the station, and forming the pneumohydraulic system of the control station, connected through the sensors to control the parameters of the station to the control unit of the station, according to the invention as a control unit for performing logical operations opening / closing of the well, use the hardware and software complex, mainly in the form of a controller, preferably with a local control panel containing a monitor with touch control to enter commands in an interactive mode and a local keyboard, while hydraulic fluid is used as the working fluid for the drive mechanism of the underground shutoff valve, the working pressure of which is created using a pneumatic hydraulic pump, into the drive mechanism of which a previously prepared control gas is supplied from the inlet lines, and the supply of hydraulic fluid to the drive of the underground shutoff valve from the pneumatic hydraulic pump is carried out through h a distributor controlled by a control gas supplied to the pneumatic gate valve actuators, while the specified control gas is used as a working fluid for controlling the pneumatic stem and side gate valve actuators.

В варианте использования способа, в качестве рабочего тела для управления распределителями и механизмами приводов стволовой и боковой задвижек используют природный газ, предпочтительно предварительно очищенный от соединений серы и посторонних примесей, с точкой росы по воде не более минус 40°С.In an embodiment of the method, natural gas, preferably previously purified from sulfur compounds and impurities, with a dew point in water of not more than minus 40 ° C, is used as the working fluid for controlling the distributors and mechanisms of actuators of the stem and side gate valves.

В варианте использования способа, в качестве рабочего тела для управления распределителями и механизмами приводов стволовой и боковой задвижек используют воздух, предпочтительно предварительно очищенный от посторонних примесей, с точкой росы по воде не более минус 40°С.In an embodiment of the method, air is used as a working medium for controlling distributors and actuators of stem and lateral gate valves, preferably previously purified from impurities, with a water dew point of not more than minus 40 ° С.

В варианте использования способа, в качестве рабочего тела для механизма привода подземного клапана-отсекателя используют гидравлическую жидкость, преимущественно, масло, рабочее давление которой создают в пневмоприводном гидравлическом насосе, преимущественно с ручным дублером, объединенным с баком рабочего тела, регулятором давления и клапаном предохранительным в масляный блок.In an embodiment of the method, a hydraulic fluid is used as the working fluid for the drive mechanism of the underground shutoff valve, mainly oil, the working pressure of which is created in a pneumatic drive hydraulic pump, mainly with a handwheel combined with the working fluid tank, pressure regulator and safety valve in oil block.

В варианте использования способа, в качестве рабочего тела для механизма привода клапана-отсекателя применяют масло всесезонное гидравлическое, преимущественно ВМГЗ.In an embodiment of the use of the method, multigrade hydraulic oil, mainly VMGZ, is used as a working fluid for the drive mechanism of the shutoff valve.

В варианте использования способа, в качестве рабочего тела для механизма привода клапана-отсекателя применяют масло всесезонное гидравлическое, преимущественно АМГ-10.In an embodiment of the use of the method, multigrade hydraulic oil, mainly AMG-10, is used as a working fluid for the drive mechanism of the shutoff valve.

В варианте использования способа, в качестве рабочего тела для механизма привода клапана-отсекателя применяют полиметилсилоксановую жидкость типа ПМС-20.In an embodiment of the method, a polymethylsiloxane liquid of the ПМС-20 type is used as the working fluid for the drive mechanism of the shutoff valve.

В варианте использования способа, внутри шкафа станции управления поддерживают температуру, обеспечивающую бесперебойное функционирование всех элементов системы, расположенных в шкафу.In an embodiment of the method, the control stations inside the cabinet maintain a temperature that ensures uninterrupted operation of all system elements located in the cabinet.

В варианте использования способа, рабочее тело управления распределителями при закрытии скважины направляют в дренажные линии.In an embodiment of the method, the control fluid of the control valves when closing the well is sent to the drainage lines.

В варианте использования способа, контроль за соблюдением рабочих условий на скважине и закрытие скважины при их нарушении осуществляют за счет использования в пневмогидросистеме линии с разрушаемой плавкой вставкой.In an embodiment of the method, monitoring compliance with operating conditions at the well and closing the well when they are violated is carried out through the use of a line with a destructible fusible insert in the pneumohydrosystem.

В варианте использования способа, 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.In an embodiment of the method, 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, содержащая шкаф станции, в котором смонтирован блок управления станции, пневмогидравлическая 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, при этом пневмогидравлическая система станции управления соединена через датчики контроля параметров работы станции с блоком управления станции, в которой согласно изобретению блок управления, обеспечивающий выполнение логических операций по открытию/закрытию скважины, выполнен в виде программно-технического комплекса, преимущественно, в виде контроллера, предпочтительно с локальным пультом управления и монитором с сенсорным управлением для ввода команд в интерактивном режиме и локальной клавиатурой, при этом в линии подачи рабочего тела в исполнительный механизм подземного клапана-отсекателя установлен пневмоприводной гидравлический насос, преимущественно с ручным дублером, объединенный с баком рабочего тела, регулятором давления и клапаном предохранительным в масляный блок, причем механизм привода вышеупомянутого насоса и исполнительный механизм распределителя, обеспечивающего подачу гидравлической жидкости в механизм привода клапана-отсекателя, соединены с входной магистралью подачи газа управления, при этом в линиях подачи рабочего тела в механизмы привода боковой и стволовой задвижек, как минимум, установлено по одному распределителю и обратному клапану.To implement this method, a control station is proposed comprising a station cabinet in which a station control unit is mounted, a pneumohydraulic system for controlling fountain fittings and an underground well shutoff valve, comprising instrumentation and automation devices, actuators, distributors with a drive and with input and output cavities and drainage installed both along the control line of the stem and lateral valves, and along the control line of the underground shutoff valve, while the station’s pneumo-hydraulic system the board is connected through sensors for monitoring the parameters of the station’s operation to the station’s control unit, in which according to the invention the control unit for performing logical operations on opening / closing the well is made in the form of a software and hardware complex, mainly in the form of a controller, preferably with a local control panel and a monitor with touch control for entering commands in an interactive mode and a local keyboard, while in the supply line of the working fluid to the actuator of the underground of the cut-off valve, a pneumatic drive hydraulic pump is installed, mainly with a handwheel, combined with the working fluid tank, pressure regulator and safety valve in the oil block, the drive mechanism of the aforementioned pump and the actuator of the distributor providing hydraulic fluid supply to the drive mechanism of the shut-off valve are connected with an input gas line for supplying control gas, at the same time, in the supply lines of the working fluid to the drive mechanisms of the lateral and stem valves, at least installed on one distributor and check valve.

В варианте применения устройства, для упрощения обслуживания и ремонта, гидравлическая система разделена на несколько частей, каждая из которых смонтирована в виде отдельного модуля и имеет разъемы для подстыковки с остальными элементами системы.In an application of the device, to simplify maintenance and repair, 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.

В варианте применения устройства, для снижения потерь тепла, шкаф станции выполнен теплоизолированным.In an embodiment of the device, to reduce heat loss, the station cabinet is thermally insulated.

В варианте применения устройства, для поддержания внутри шкафа станции требуемой температуры, внутри шкафа станции установлены нагревательные элементы для обеспечения заданной температуры внутри шкафа.In an application of the device, in order to maintain the required temperature inside the station cabinet, heating elements are installed inside the station cabinet to ensure the set temperature inside the cabinet.

В варианте применения устройства, внутри шкафа станции выполнена обогреваемая зона для обслуживания и ремонта оборудования станции обслуживающим персоналом.In an application of the device, a heated zone is made inside the station cabinet for maintenance and repair of station equipment by maintenance personnel.

В варианте применения устройства, для снижения потерь тепла, внутренняя полость шкафа станции разделена на несколько частей, каждая из которых имеет открывающуюся панель.In an application of the device, to reduce heat loss, the internal cavity of the station cabinet is divided into several parts, each of which has an opening panel.

В варианте применения устройства, для снижения потерь тепла, дверь шкафа станции разделена на несколько частей, причем части двери установлены с возможностью открытия как всей двери в целом, так и отдельно каждой части.In an embodiment of the device, to reduce heat loss, the station cabinet door is divided into several parts, and the door parts are installed with the possibility of opening the entire door as a whole, or separately of each part.

В варианте применения устройства, для упрощения конструкции станции управления, в пневмогидросистеме шкафа станции выполнены дренажные линии для пропускания рабочего тела при закрытии скважины обратно в бак.In an application of the device, to simplify the design of the control station, drainage lines are made in the pneumohydrosystem of the station cabinet for passing the working fluid when the well is closed back into the tank.

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. An 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 for 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".

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана пневмогидравлическая принципиальная схема станции, на фиг.2 - показан шкаф электроуправления станции с блоком управления станции, на фиг.3 - блок управления станции.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a pneumohydraulic circuit diagram of a station, Fig. 2 shows a station electrical control cabinet with a station control unit, and Fig. 3 shows a station control unit.

На пневмогидравлической принципиальной схеме станции (фиг.1) условно не показаны подземный клапан-отсекатель (ПКО), боковая задвижка (БЗ), стволовая задвижка (СЗ), а показаны линии подачи рабочего тела в исполнительные механизмы указанных устройств.On the pneumohydraulic circuit diagram of the station (Fig. 1), the underground shut-off valve (FFP), side gate valve (BZ), and the stem valve (SZ) are not conventionally shown, but the supply lines of the working fluid to the actuators of these devices are shown.

Для реализации указанного способа предложена станция управления фонтанной арматурой.To implement this method, a fountain control station is proposed.

В пневмогидравлической системе станции выполнен трубопровод, содержащий шаровой кран 1 и обратный клапан 2 для подачи газа питания на исполнительные механизмы элементов превмогидравлической системы. Для контроля давления газа питания установлен датчик давления 3. Для удобства технического обслуживания датчик смонтирован на манифольде, имеющем спускное отверстие.In the pneumatic system of the station, a pipeline is made containing a ball valve 1 and a check valve 2 for supplying gas to the actuators of the elements of the pre-hydraulic system. A pressure sensor 3 is installed to control the pressure of the supply gas. For ease of maintenance, the sensor is mounted on a manifold with a drain hole.

Кран 4, клапан 5 с электромагнитным приводом, регулятор давления 6, настраиваемый на давление управления насосом 7, установлены в линии подачи газа на привод насоса 7. В линии нагнетания насоса установлен предохранительный клапан, настроенный на максимальное давление (не обозначен). Для открытия клапана 5 подают напряжение на катушку клапана. Клапан 5 имеет также ручной привод, используемый при техническом обслуживании или наладке станции.A valve 4, a valve 5 with an electromagnetic actuator, a pressure regulator 6, adjustable for the control pressure of the pump 7, are installed in the gas supply line to the pump 7 actuator. A pressure relief valve set to the maximum pressure (not indicated) is installed in the pump discharge line. To open the valve 5, a voltage is applied to the valve coil. Valve 5 also has a manual actuator used during maintenance or commissioning of the station.

Кран 8 служит для подачи газа на входы клапанов с электромагнитным управлением 9, 10, 11, предназначенных для управления соответственно приводами распределителя 12 ПКО, СЗ, БЗ. Приводы СЗ и БЗ условно не показаны. Для открытия клапанов 9, 10, 11 подают напряжение на их катушки.The valve 8 serves to supply gas to the valve inputs with electromagnetic control 9, 10, 11, designed to control the actuators of the distributor 12 PKO, SZ, BZ, respectively. Drives SZ and BZ are conditionally not shown. To open the valves 9, 10, 11 apply voltage to their coils.

Клапан 9 установлен в линии подачи газа на привод распределителя 12, установленного в линии подачи гидравлической жидкости на ПКО (не показан). При открытии распределителя 12 гидравлическая жидкость, преимущественно масло, под давлением через игольчатый вентиль поступает на привод ПКО. Для контроля за давлением гидравлической жидкости в линии ПКО установлен датчик 13.Valve 9 is installed in the gas supply line to the actuator of the distributor 12 installed in the hydraulic fluid supply line to the FFP (not shown). When the distributor 12 is opened, the hydraulic fluid, mainly oil, under pressure through the needle valve enters the drive PKO. To control the pressure of the hydraulic fluid in the FFP line, a sensor 13 is installed.

В шкафу станции управления расположен масляный блок 14 с баком рабочего тела для создания давление гидравлической жидкости в линии управления ПКО. При подаче давления управляющего газа насос 7 включается, увеличивая давление гидравлической жидкости до требуемого значения.An oil block 14 with a working fluid tank is located in the cabinet of the control station to create a hydraulic fluid pressure in the FFP control line. When applying the pressure of the control gas, the pump 7 is turned on, increasing the pressure of the hydraulic fluid to the desired value.

Полости распределителя 12 соединены с полостями трубопроводов подачи газа управления и с трубопроводом подачи гидравлической жидкости из полости насоса 7, связанной с полостью бака рабочего тела масляного блока 14.The cavities of the distributor 12 are connected to the cavities of the control gas supply pipes and to the hydraulic fluid supply pipe from the pump cavity 7, connected with the cavity of the working fluid tank of the oil block 14.

В линии нагнетания насоса 7 установлен манометр 15 для визуального контроля давления.A pressure gauge 15 is installed in the discharge line of the pump 7 to visually control the pressure.

В линии клапана 10, обеспечивающего подачу газа управления на привод СЗ, установлен датчик давления 16.In the line of the valve 10, which supplies the control gas to the SZ actuator, a pressure sensor 16 is installed.

В линии клапана 11, обеспечивающего подачу газа управления на привод БЗ, установлен датчик давления 17.In the line of the valve 11, which supplies the control gas to the BZ actuator, a pressure sensor 17 is installed.

Алгоритм открытия всех клапанов в автоматическом режиме осуществляется при помощи шкафа управления 18 станции.The algorithm for opening all valves in automatic mode is carried out using the control cabinet 18 stations.

Шкаф управления 18 станции содержит блок управления 19, выполненный в виде программно-технического комплекса, с монитором 20 для ввода команд в интерактивном режиме и клавиатурой 21.The control cabinet 18 of the station contains a control unit 19, made in the form of a software and hardware complex, with a monitor 20 for entering commands in an interactive mode and a keyboard 21.

В шкафу управления станции 18 также смонтирована вся пневмогидравлическая система станции для управления фонтанной арматурой. Пневмогидравлическая система станции управления соединена через датчики контроля параметров работы 13, 16, 17 станции с блоком управления станции 19.In the control cabinet of station 18, the entire pneumo-hydraulic system of the station is also mounted to control the fountain fittings. The pneumohydraulic system of the control station is connected through the sensors to control the operation parameters 13, 16, 17 of the station to the control unit of the station 19.

Предложенная станция работает следующим образом.The proposed station operates as follows.

Газ питания подается в пневматическую линию от внешнего стационарного источника через шаровой кран 1 и обратный клапан 2. Давление газа питания контролируется при помощи датчика давления 3.The supply gas is supplied to the pneumatic line from an external stationary source through a ball valve 1 and a check valve 2. The pressure of the supply gas is controlled by a pressure sensor 3.

Через кран 4, клапан 5 с электромагнитным приводом, регулятор давления 6, настраиваемый на давление управления насосом 7, газ подается на привод насоса 7. Предохранительный клапан настроен на максимальное давление в линии нагнетания насоса. Для открытия клапана 5 подается напряжение на катушку клапана. Клапан 5 имеет также ручной привод, используемый при техническом обслуживании или наладке станции.Through a valve 4, a valve 5 with an electromagnetic actuator, a pressure regulator 6, adjusted to control the pressure of the pump 7, gas is supplied to the pump actuator 7. The safety valve is set to the maximum pressure in the discharge line of the pump. To open valve 5, voltage is supplied to the valve coil. Valve 5 also has a manual actuator used during maintenance or commissioning of the station.

Через кран 8 газ подается на входы клапанов с электромагнитным управлением 9, 10, 11, предназначенные для управления соответственно приводами 12 ПКО, СЗ, БЗ. Приводы СЗ и БЗ условно не показаны. Для открытия клапанов 9,10, 11 подается напряжение на их катушки.Through the valve 8, gas is supplied to the valve inputs with electromagnetic control 9, 10, 11, designed to control actuators 12 of the PKO, SZ, BZ, respectively. Drives SZ and BZ are conditionally not shown. To open the valves 9,10, 11 voltage is applied to their coils.

После открытия клапана 9 газ подается на привод распределителя 12. При открытии распределителя 12 гидравлическая жидкость под давлением через игольчатый вентиль поступает на привод ПКО. Контроль за давлением гидравлической жидкости в линии ПКО осуществляется по датчику давления 13.After opening the valve 9, gas is supplied to the actuator of the distributor 12. When the distributor 12 is opened, the hydraulic fluid under pressure through the needle valve enters the actuator FFP. Monitoring the pressure of the hydraulic fluid in the FFP line is carried out by the pressure sensor 13.

Давление гидравлической жидкости, преимущественно масла, в линии управления ПКО создается при помощи масляного блока 14, расположенного в шкафу станции управления. При подаче давления управляющего газа насос 7 включается, увеличивая давление масла до требуемого значения. Далее масло под давлением подается на вход распределителя 12. Одновременно на пневмопривод распределителя 12 подается управляющее давление газа. Распределитель 12 открывается, и масло под давлением поступает в гидропривод ПКО. Визуальный контроль за давлением масла в линии нагнетания насоса 7 в станции осуществляется по манометру 15.The pressure of the hydraulic fluid, mainly oil, in the FFP control line is created using the oil block 14 located in the cabinet of the control station. When applying the pressure of the control gas, the pump 7 is turned on, increasing the oil pressure to the desired value. Further, oil under pressure is supplied to the inlet of the distributor 12. At the same time, a gas control pressure is supplied to the pneumatic actuator of the distributor 12. The distributor 12 opens, and the oil under pressure enters the hydraulic drive PKO. Visual control of the oil pressure in the discharge line of the pump 7 in the station is carried out by a manometer 15.

После открытия клапана 10 газ под давлением через клапан быстрого выхлопа подается на привод СЗ. Контроль за давлением управляющего газа в линии СЗ осуществляется при помощи датчика 16.After valve 10 is opened, gas under pressure is supplied through the quick exhaust valve to the SZ actuator. Monitoring the pressure of the control gas in the line C3 is carried out using the sensor 16.

После открытия клапана 11 газ под давлением через клапан быстрого выхлопа подается на привод БЗ. Контроль за давлением управляющего газа в линии БЗ осуществляется при помощи датчика 17.After opening the valve 11, gas under pressure through the quick exhaust valve is supplied to the actuator BZ. Monitoring the pressure of the control gas in the BZ line is carried out using the sensor 17.

Алгоритм работы всех клапанов в автоматическом режиме, заключающемся в открытии/закрытии запорно-регулирующей арматуры в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке путем независимой подачи рабочего тела в механизмы приводов подземного клапана-отсекателя, боковой и стволовой задвижек, осуществляется при помощи шкафа управления 18 станции. Команды управления вводятся в блок управления 19, выполненный в виде программно-технического комплекса, в интерактивном режиме при помощи монитора 20 или клавиатуры 21.The operation algorithm of all valves in automatic mode, which consists in opening / closing shut-off and control valves in the following sequence: underground shut-off valve, stem valve, lateral valve, closing - in the reverse order by independently supplying the working fluid to the drive mechanisms of the underground shut-off valve, lateral and stem valves, is carried out using the control cabinet 18 stations. Control commands are entered into the control unit 19, made in the form of a software and hardware complex, in an interactive mode using the monitor 20 or keyboard 21.

Пневмогидравлическая система станции управления соединена через датчики контроля параметров работы 13, 16, 17 станции с блоком управления станции 19.The pneumohydraulic system of the control station is connected through the sensors to control the operation parameters 13, 16, 17 of the station to the control unit of the station 19.

Кроме этого, при помощи блока управления 19 обеспечивается выполнение следующих функций:In addition, using the control unit 19 provides the following functions:

- управление оборудованием фонтанной арматуры БЗ,СЗ, ПКО с помощью клапанов;- control of equipment for fountain fittings BZ, SZ, PKO using valves;

- формирование и вывод информации на панель оператора о состоянии оборудования ФА и станции;- the formation and display of information on the operator panel about the state of the equipment of the FA and the station;

- контроль исправности датчиков давления, датчиков температуры и электромагнитных клапанов;- health monitoring of pressure sensors, temperature sensors and solenoid valves;

- контроль уровня масла в гидробаке;- oil level control in a hydraulic tank;

- формирование информации для представления на панели оператора;- the formation of information for presentation on the operator panel;

- прием сигналов управления с панели оператора;- receiving control signals from the operator panel;

- обмен информацией с АСУ ТП.- exchange of information with industrial control systems.

Предложенный способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

Газ питания подают в пневматическую линию от внешнего стационарного источника через шаровой кран 1 и обратный клапан 2. Давление газа питания контролируют датчиком давления 3. Для удобства технического обслуживания датчик смонтирован на манифольде, имеющем спускное отверстие.The supply gas is supplied to the pneumatic line from an external stationary source through a ball valve 1 and a check valve 2. The pressure of the supply gas is controlled by a pressure sensor 3. For ease of maintenance, the sensor is mounted on a manifold with a drain hole.

Через кран 4, клапан 5 с электромагнитным приводом, регулятор давления 6, настраиваемый на давление управления насосом 7, газ подают на привод насоса 7. Предохранительный клапан настроен на максимальное давление в линии нагнетания насоса. Для открытия клапана 5 подают напряжение на катушку клапана. Клапан 5 имеет также ручной привод, используемый при техническом обслуживании или наладке станции.Through a valve 4, a valve 5 with an electromagnetic actuator, a pressure regulator 6, which can be adjusted to control the pressure of the pump 7, gas is supplied to the drive of the pump 7. The safety valve is set to the maximum pressure in the discharge line of the pump. To open the valve 5, a voltage is applied to the valve coil. Valve 5 also has a manual actuator used during maintenance or commissioning of the station.

Через кран 8 газ подают на входы клапанов с электромагнитным управлением 9, 10, 11, предназначенных для управления соответственно приводами распределителя 12 ПКО, СЗ, БЗ. Приводы СЗ и БЗ условно не показаны. Для открытия клапанов 9, 10, 11 подают напряжение на их катушки.Through the valve 8, gas is supplied to the valve inputs with electromagnetic control 9, 10, 11, designed to control, respectively, the actuators of the distributor 12 PKO, SZ, BZ. Drives SZ and BZ are conditionally not shown. To open the valves 9, 10, 11 apply voltage to their coils.

После открытия клапана 9 газ подают на привод распределителя 12. При открытии распределителя 12 гидравлическая жидкость под давлением через игольчатый вентиль поступает на привод ПКО. Контроль за давлением гидравлической жидкости в линии ПКО осуществляют по датчику 13.After opening the valve 9, gas is supplied to the actuator of the distributor 12. When the distributor 12 is opened, hydraulic fluid under pressure through a needle valve enters the actuator of the FFP. Monitoring the pressure of the hydraulic fluid in the FFP line is carried out by the sensor 13.

Давление гидравлической жидкости в линии управления ПКО создают при помощи масляного блока 14, расположенного в шкафу станции управления. При подаче давления управляющего газа насос 7 включается, увеличивая давление масла до требуемого значения. Далее масло под давлением подают на вход клапана 12. Одновременно на пневмопривод распределителя 12 подают управляющее давление газа. Распределитель 12 открывается, и масло под давлением поступает в гидропривод ПКО. Визуальный контроль за давлением масла в линии нагнетания насоса 7 в станции осуществляют по манометру 15.The pressure of the hydraulic fluid in the control line of the FFP is created using the oil block 14 located in the cabinet of the control station. When applying the pressure of the control gas, the pump 7 is turned on, increasing the oil pressure to the desired value. Next, oil under pressure is fed to the inlet of the valve 12. At the same time, a gas control pressure is supplied to the pneumatic actuator of the distributor 12. The distributor 12 opens, and the oil under pressure enters the hydraulic drive PKO. Visual control of the oil pressure in the discharge line of the pump 7 in the station is carried out by a manometer 15.

После открытия клапана 10 газ под давлением через клапан быстрого выхлопа подают на привод СЗ. Контроль давления в линии СЗ осуществляют при помощи датчика давления 16.After the valve 10 is opened, gas under pressure is supplied through the quick exhaust valve to the SZ actuator. The pressure control in the line C3 is carried out using a pressure sensor 16.

После открытия клапана 11 газ под давлением через клапан быстрого выхлопа подают на привод БЗ. Контроль давления в линии БЗ осуществляют при помощи датчика давления 17.After opening the valve 11, gas under pressure through the quick exhaust valve is fed to the actuator BZ. The pressure control in the line BZ is carried out using a pressure sensor 17.

Алгоритм работы всех клапанов в автоматическом режиме, заключающемся в открытии/закрытии запорно-регулирующей арматуры в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке путем независимой подачи рабочего тела в механизмы приводов подземного клапана-отсекателя, боковой и стволовой задвижек, осуществляют при помощи шкафа управления 18 станции. Шкаф управления 18 станции содержит блок управления 19, выполненный в виде программно-технического комплекса, с монитором 20 для ввода команд в интерактивном режиме и клавиатурой 21.The operation algorithm of all valves in automatic mode, which consists in opening / closing shut-off and control valves in the following sequence: underground shut-off valve, stem valve, lateral valve, closing - in the reverse order by independently supplying the working fluid to the drive mechanisms of the underground shut-off valve, lateral and stem valves, carried out using the control cabinet 18 stations. The control cabinet 18 of the station contains a control unit 19, made in the form of a software and hardware complex, with a monitor 20 for entering commands in an interactive mode and a keyboard 21.

Кроме этого, при помощи блока управления 19 обеспечивают выполнение следующих функций:In addition, using the control unit 19 provide the following functions:

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

1. The method of controlling the flowing valves of a predominantly gas-condensate well designed to produce formation fluid, which consists in opening / closing shut-off and control valves in the following sequence: underground shut-off valve, stem valve, lateral valve, closing - in the reverse order by independently supplying the working fluid to the drive mechanisms of the underground shut-off valve, side and stem valves using a control station containing a control unit, instrumentation and automation devices, and actuating devices the basics installed in the cabinet of the station, and forming the pneumohydraulic system of the control station, connected through the sensors to control the parameters of the station to the control unit of the station, characterized in that as a control unit that provides logical operations for opening / closing the well, use the hardware and software complex mainly in the form of a controller, preferably with a local control panel containing a monitor with touch control for entering commands in interactive mode and loc the hydraulic keyboard, the working pressure of which is created using a pneumatic drive hydraulic pump, into the drive mechanism of which pre-prepared control gas is supplied from the input line, and the supply of hydraulic fluid to the underground drive a shut-off valve with a pneumatic hydraulic pump is carried out through a distributor controlled by a control gas supplied to the mechanical we valve actuator pneumatically, wherein as the working fluid for controlling the drive mechanism side and pneumatically stem valves using said control gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a working fluid for controlling the valves and actuators of the stem and side gate valves, natural gas is used, preferably previously purified from sulfur compounds and impurities, with a water dew point of not more than minus 40 ° FROM.

3. The method according to claim 1, characterized in that as the working fluid for controlling the valves and actuators of the stem and side gate valves, air is used, preferably pre-cleaned of impurities, with a water dew point of not more than minus 40 ° C.

4. The method according to claim 1, characterized in that as the working fluid for the drive mechanism of the underground shutoff valve, a hydraulic fluid is used, the working pressure of which is created in a pneumatic drive hydraulic pump, mainly with a handwheel combined with the working fluid tank, a pressure regulator and safety valve in the oil block.

5. The method according to claim 1, characterized in that as a working fluid for the drive mechanism of the shutoff valve, multigrade hydraulic oil is used, mainly VMGZ.

6. The method according to claim 1, characterized in that as a working fluid for the drive mechanism of the shutoff valve, multigrade hydraulic oil is used, mainly AMG-10.

7. The method according to claim 1, characterized in that the polymethylsiloxane liquid of the PMS-20 type is used as the working fluid for the valve-shutter drive mechanism.

8. The control method according to claim 1, characterized in that the temperature inside the station cabinet is maintained, which ensures uninterrupted operation of all system elements located in the cabinet.

9. The control method according to claim 1, characterized in that the control fluid of the control valves when closing the well is sent to the drainage line.

10. The control method according to claim 1, characterized in that the monitoring of compliance with the operating conditions at the well and closing the well when they are violated is carried out by using a line with a destructible fusible insert in the pneumohydrosystem.

11. The control method according to claim 1, characterized in that the monitoring of compliance with the operating conditions at the well and closing the well when they are violated is carried out through the use of low and high pressure control valves in the gas condensate pipeline in the hydraulic system.

12. The device for implementing the method according to claim 1, containing a station cabinet in which the station control unit is mounted, a pneumo-hydraulic system for controlling the flow control valves and the underground well shut-off valve, comprising instrumentation and automation devices, actuators, distributors with a drive and cavities inlet, outlet and drainage, installed both on the control line of the stem and side gate valves, and on the control line of the underground shutoff valve, while the pneumohydraulic system of the control station is connected via without sensors monitoring the parameters of the station with the control unit of the station, characterized in that the control unit that provides logical operations for opening / closing the well is made in the form of a software and hardware complex, mainly in the form of a controller, preferably with a local control panel and a monitor with touch control for entering commands in an interactive mode and a local keyboard, while in the supply line of the working fluid in the actuator of the underground shut-off valve a hydraulic drive pump, mainly with a handwheel, combined with a working fluid tank, a pressure regulator and a safety valve in the oil block, the drive mechanism of the aforementioned pump and the actuator of the distributor providing hydraulic fluid to the drive mechanism of the shut-off valve are connected to the input supply line control gas, at the same time, at least one distributor is installed in the supply lines of the working fluid to the drive mechanisms of the lateral and stem valves oil and non-return valve.

13. The device according to p. 12, characterized in that 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.

14. The device according to p. 12, characterized in that the station cabinet is made insulated.

15. The device according to p. 12, characterized in that heating elements are installed inside the station cabinet to ensure a predetermined temperature inside the cabinet.

16. The device according to p. 12, characterized in that a heated zone is made inside the station cabinet for maintenance and repair of station equipment by maintenance personnel.

17. The device according to p. 12, characterized in that the inner cavity of the cabinet of the station is divided into several parts, each of which has an opening panel.

18. The device according to p. 12, characterized in that the cabinet door of the station is divided into several parts, and parts of the door are installed with the possibility of opening as the whole door as a whole, or separately for each part.

19. The device according to p. 12, characterized in that in the pneumatic system of the station cabinet drainage lines are made for passing the working fluid when closing the well back into the tank.