RU2604103C1 - Method of automatic control of coal-methanol well - Google Patents

Method of automatic control of coal-methanol well Download PDF

Info

Publication number
RU2604103C1
RU2604103C1 RU2015136890/03A RU2015136890A RU2604103C1 RU 2604103 C1 RU2604103 C1 RU 2604103C1 RU 2015136890/03 A RU2015136890/03 A RU 2015136890/03A RU 2015136890 A RU2015136890 A RU 2015136890A RU 2604103 C1 RU2604103 C1 RU 2604103C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
control
coal
development
wells
Prior art date
Application number
RU2015136890/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артем Павлович Коровицын
Дмитрий Александрович Проничев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Кузнецк"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Кузнецк" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Кузнецк"
Priority to RU2015136890/03A priority Critical patent/RU2604103C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604103C1 publication Critical patent/RU2604103C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to production of methane from coal beds and can be used in development and operation of coal-methanol wells using automatic process control. According to the method the well is connected to a control and power supply module. This module includes a pump control station with a frequency converter. Said station is made with the possibilities to control the pump capacity by changing the frequency basing on the downhole sensor data and controlling the annular pressure and the gas flow rate basing on the annular space pressure sensor. Method envisages opening/closing the throttle valve with an electric drive. Well is also connected to a metering and measuring unit module. It includes a gas and a water line with a throttle valve having an electric drive and a proportional-integral-differentiating regulator - PID-regulator, a shutoff valve with an electric drive. By means of them the well is controlled. For this purpose envisaged is the use of a program of development and operation of coal-methanol wells in the form of a data array. Data array is loaded into a centralized monitoring and control system. Herewith data are transmitted with a preset by the program time intervals in the automatic mode. Automatic adjustment is carried out by transmitting a supported parameter directly to the device for generating a control signal located in the metering and measuring module, in compliance with the program of development and operation of coal-methanol wells. At critical deviations of parameters of the well operation provided is its emergency shutdown in accordance with the program settings.
EFFECT: technical result is the increase of quality and efficiency of development and operation of coal-methanol wells due to automatic maintenance of a well operation parameters as per a specified schedule, reduced cost due to elimination of manual adjustment of parameters of the well operation.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи метана из угольных пластов и может быть использовано при освоении и эксплуатации метаноугольных скважин с использованием автоматического управления процессами.The invention relates to the field of methane production from coal seams and can be used in the development and operation of methane wells using automatic process control.

Известен способ эксплуатации месторождения углеводородного сырья (патент РФ №2453685 C1, МПК E21B 43/12, E21B 34/16, опубл. 20.06.2012, бюл. 17). Процессы управления заключаются в открытии и закрытии запорно-регулирующей арматуры куста скважин путем независимой подачи рабочего тела в исполнительные механизмы запорно-регулирующей арматуры, а также факельные и шлейфовые задвижки, которые размещают на трубопроводах в непосредственной близости от шкафа управления, например на одной общей раме со шкафом управления. Открытие запорно-регулирующей арматуры каждой скважины осуществляют в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, шлейфовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке.A known method of operating a hydrocarbon field (RF patent No. 2453685 C1, IPC E21B 43/12, E21B 34/16, publ. 20.06.2012, bull. 17). The control processes consist in opening and closing the shut-off and control valves of the wellbore by independently supplying the working fluid to the actuators of the shut-off and control valves, as well as flare and loop valves, which are placed on pipelines in the immediate vicinity of the control cabinet, for example, on one common frame with control cabinet. The opening of the shut-off and control valves of each well is carried out in the following sequence: an underground shut-off valve, a stem gate valve, a loop gate valve, a side gate valve, and closing — in the reverse order.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности является способ управления скважиной газоконденсатного месторождения (патент РФ №2367784 C1, МПК E21B 43/12, E21B 33/03, опубл. 20.09.2009, бюл. №26). Скважину подключают к станции управления, включающей насосно-аккумуляторную установку, блок управления скважиной. Насосно-аккумуляторная установка включает насосную группу и выполненный модульно-секционным силовой функциональный пневмогидроаккумулятор, сообщенные по рабочему телу с линией высокого давления, связывающей их с блоком управления скважиной. Линия высокого давления подключена через понижающие давление регуляторы к силовым линиям функционального управления запорными органами и дроссельным клапаном. Станцию оснащают линией логического управления, которую подключают к исполнительным механизмам, обеспечивая автоматическое прохождение команды. Каждый замедлитель имеет управляющий пневмогидроаккумулятор и отрегулированный на заданное замедление истекания из управляющего пневмогидроаккумулятора рабочего тела дроссель.The closest technical solution in technical essence is a method of controlling a gas condensate well (RF patent No. 2367784 C1, IPC E21B 43/12, E21B 33/03, published on September 20, 2009, Bulletin No. 26). The well is connected to a control station, including a pump-storage unit, a well control unit. The pump-and-accumulator installation includes a pump group and a modular-sectional power functional pneumohydroaccumulator, which are communicated via a working fluid with a high-pressure line connecting them to the well control unit. The high pressure line is connected through pressure-reducing regulators to the power lines of the functional control of the shut-off elements and the butterfly valve. The station is equipped with a logical control line, which is connected to the actuators, providing automatic passage of the team. Each moderator has a control pneumatic accumulator and a throttle adjusted for a predetermined deceleration of the flow from the control pneumatic accumulator of the working fluid.

Недостатки указанных аналога и прототипа заключаются в сложности конструкции (в частности наличие рабочего тела), соответственно увеличивающей стоимость процесса освоения скважин, невозможность работы по заданной программе.The disadvantages of this analogue and prototype are the complexity of the design (in particular the presence of a working fluid), which accordingly increases the cost of the well development process, the inability to work on a given program.

Технический результат заключается в повышении качества и эффективности процессов освоения и эксплуатации метаноугольных скважин за счет обеспечения автоматического поддержания параметров работы скважины по заданному графику, снижение стоимости за счет исключения ручной регулировки параметров работы скважины.The technical result consists in improving the quality and efficiency of the processes of development and exploitation of methane wells by automatically maintaining the parameters of the well on a given schedule, reducing the cost by eliminating manual adjustment of the parameters of the wells.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе автоматического управления метаноугольной скважиной, характеризующимся тем, что скважину подключают к модулю управления и электроснабжения и модулю узла учета и измерений, с помощью которых осуществляют управление скважиной, согласно изобретению управление метаноугольной скважиной осуществляют с помощью загружаемой программы освоения и эксплуатации метаноугольных скважин в виде массива данных, загружаемого в централизованную систему контроля и управления, при этом данные передаются с заданными программой промежутками времени в автоматическом режиме, автоматическая регулировка осуществляется за счет передачи поддерживаемого параметра в соответствии с программой освоения и эксплуатации метаноугольных скважин непосредственно на устройство для формирования управляющего сигнала, расположенного в модуле учета и измерения.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of automatic control of a methane-coal well, characterized in that the well is connected to a control and power supply module and a metering and measuring unit module by which the well is controlled, according to the invention, the methane-coal well is controlled using a downloadable development program and exploitation of methanol wells in the form of an array of data loaded into a centralized monitoring and control system, while yes nye transmitted with time intervals given program in an automatic mode, an automatic adjustment is carried out by transmitting the parameter maintained in accordance with the program development and exploitation of CBM wells directly on the device for generating the control signal, disposed in accounting and measurement module.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема модульной обвязки метаноугольной скважины для автоматического управления метаноугольной скважиной.The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a modular piping methane wells for automatic control of a methane well.

Автоматизированное управление метаноугольной скважиной осуществляют с помощью модуля узла учета и измерений 1 и модуля управления и электроснабжения 2 (заявка на полезную модель №2015131800, дата приоритета 31.07.2015 г.).Automated management of a methane-coal well is carried out using the module of the metering and measurement unit 1 and the control and power supply module 2 (application for utility model No. 2015131800, priority date 07/31/2015).

Основные компоненты модуля учета и измерения 1: газовая 3 и водяная 4 линии, фильтр газовый, дроссельная задвижка с электроприводом 5 и встроенным ПИД-регулятором, клапан отсекатель с электроприводом, расходомеры-счетчики жидкости 6 и газа 7, преобразователи давления 8, устанавливаемые до и после дроссельной задвижки 5, термопреобразователь 9, газоанализатор 10, извещатель пламени.The main components of metering and measurement module 1: gas 3 and water 4 lines, gas filter, butterfly valve with electric actuator 5 and built-in PID controller, shut-off valve with electric actuator, flow meters-counters of liquid 6 and gas 7, pressure transmitters 8 installed before and after the throttle valve 5, thermal converter 9, gas analyzer 10, flame detector.

Основные компоненты модуля управления и электроснабжения 2: шкаф автоматики и связи 11 (включающий оборудование для преобразования и передачи сигналов на диспетчерский пункт, выполнения алгоритмов регулирования, сигнализации и защиты), станция управления насосом 12 с частотным преобразователем, шкаф силовой распределительный 13, источник бесперебойного электроснабжения 14, обеспечивающий гарантированное электроснабжение узлов управления, телеметрии и связи.The main components of the control and power supply module 2: automation and communication cabinet 11 (including equipment for converting and transmitting signals to the control room, performing control, signaling and protection algorithms), pump control station 12 with a frequency converter, power distribution cabinet 13, uninterruptible power supply 14, providing guaranteed power supply to control, telemetry and communication nodes.

Автоматическое управление метаноугольной скважиной осуществляют с помощью загружаемой программы освоения и эксплуатации метаноугольных скважин (например, по программе освоения метаноугольных скважин в соответствии с заявкой на изобретение №2015120318, дата приоритета 29.05.2015 г.) в виде массива данных в централизованную систему контроля и управления всей системой (например, SCADA). Данные передаются с заданными программой промежутками времени в автоматическом режиме. С помощью модуля управления и электроснабжения 2 осуществляется регулировка производительности насоса на основании данных забойного датчика посредством изменения частоты. С помощью модуля управления и электроснабжения 2 также осуществляется регулировка затрубного давления и, следовательно, дебита газа на основании данных датчика давления затрубного пространства путем открытия/закрытия дроссельной задвижки с электроприводом 5. Автоматическая регулировка осуществляется за счет передачи поддерживаемого параметра непосредственно на устройство для формирования управляющего сигнала (например, ПИД-регулятор) в соответствии с программой освоения и эксплуатации метаноугольных скважин.Automatic management of a methane-well is carried out using a downloadable program for the development and operation of methane-wells (for example, according to the program for the development of methane-wells in accordance with the application for invention No. 20155120318, priority date 05/29/2015) in the form of an array of data into a centralized monitoring and control system for the entire system (e.g. SCADA). Data is transmitted at programmed intervals in automatic mode. Using the control and power supply module 2, the pump capacity is adjusted based on the downhole sensor data by changing the frequency. Using the control and power supply module 2, the annular pressure and, therefore, the gas flow rate are also adjusted based on the annular pressure sensor data by opening / closing the throttle valve with electric actuator 5. Automatic adjustment is carried out by transmitting the supported parameter directly to the device for generating the control signal (for example, PID-regulator) in accordance with the program of development and operation of methanol wells.

При физической невозможности поддержания параметров, заданных программой освоения, система сигнализирует о необходимости проведения работ на скважине. При критических отклонениях параметров работы оборудования производится автоматическое аварийное отключение в соответствии с таблицей уставок.If it is physically impossible to maintain the parameters specified by the development program, the system signals the need for work at the well. In case of critical deviations of the equipment operation parameters, an automatic emergency shutdown is performed in accordance with the settings table.

При этом освоение и эксплуатация скважины производятся в автоматическом режиме по заданной программе освоения и, следовательно, исключается человеческий фактор, что повышает качество и эффективность процессов освоения и эксплуатации метаноугольных скважин. Исключение необходимости регулировки параметров скважины вручную или дистанционно снижает трудозатраты персонала газового промысла (водителей, операторов, ИТР).At the same time, the development and operation of the well are carried out automatically according to the specified development program and, therefore, the human factor is excluded, which increases the quality and efficiency of the development and operation of methane-wells. Eliminating the need to adjust well parameters manually or remotely reduces the labor costs of gas field personnel (drivers, operators, engineers).

Claims (1)

Способ автоматического управления метаноугольной скважиной, характеризующийся тем, что скважину подключают к модулю управления и электроснабжения, включающему станцию управления насосом с частотным преобразователем, выполненную с возможностями регулирования производительности насоса посредством изменения частоты на основании данных забойного датчика и регулирования затрубного давления и дебита газа на основании датчика давления затрубного пространства путем открытия/закрытия дроссельной задвижки с электроприводом, и модулю узла учета и измерений, включающему газовую и водяную линию с дроссельной задвижкой с электроприводом и пропорционально-интегрально-дифференцирующим регулятором - ПИД-регулятором, клапаном-отсекателем с электроприводом, с помощью которых осуществляют управление скважиной, отличающийся тем, что управление метаноугольной скважиной осуществляют с помощью программы освоения и эксплуатации метаноугольных скважин в виде массива данных, загружаемого в централизованную систему контроля и управления, при этом данные передают с заданными программой промежутками времени в автоматическом режиме, автоматическую регулировку осуществляют за счет передачи поддерживаемого параметра непосредственно на устройство для формирования управляющего сигнала, расположенного в модуле учета и измерения, в соответствии с программой освоения и эксплуатации метаноугольных скважин, а при критических отклонениях параметров работы скважины предусматривают ее аварийное отключение в соответствии с уставками программы. A method for automatically controlling a methane-gas well, characterized in that the well is connected to a control and power supply module including a pump control station with a frequency converter, configured to control pump performance by changing the frequency based on downhole sensor data and adjusting annular pressure and gas flow rate based on the sensor annulus pressure by opening / closing the throttle valve with electric drive, and the unit and metering and measurement, including a gas and water line with an electric throttle valve and a proportional-integral-differentiating regulator - a PID controller, an electric actuator-shutoff valve, which control the well, characterized in that the methane-coal well is controlled by programs for the development and operation of methanol wells in the form of an array of data loaded into a centralized monitoring and control system, while the data is transmitted with specified prog with ammma time intervals in automatic mode, automatic adjustment is carried out by transmitting the supported parameter directly to the device for generating a control signal located in the metering and measuring module, in accordance with the program for the development and operation of methane-wells, and for critical deviations of the parameters of the well’s operation, its emergency shutdown in accordance with the program settings.
RU2015136890/03A 2015-08-31 2015-08-31 Method of automatic control of coal-methanol well RU2604103C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136890/03A RU2604103C1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method of automatic control of coal-methanol well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136890/03A RU2604103C1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method of automatic control of coal-methanol well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2604103C1 true RU2604103C1 (en) 2016-12-10

Family

ID=57776748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015136890/03A RU2604103C1 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Method of automatic control of coal-methanol well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604103C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698788C1 (en) * 2018-07-23 2019-08-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Pumping unit for carbonated oil fluids

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5257665A (en) * 1992-08-27 1993-11-02 Camco International Inc. Method and system for recovering liquids and gas through a well
RU2367784C1 (en) * 2008-05-20 2009-09-20 Закрытое Акционерное Общество Финансовая Компания "Центр-Космос-Нефть-Газ" Method of controlling gas-condensate field
RU96675U1 (en) * 2010-03-26 2010-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") ОАО "Газпром" INFORMATION MANAGING ANALYTICAL SYSTEM OF COMPLEX OPTIMIZATION OF TECHNOLOGICAL MODES OF WELLS
RU2482267C2 (en) * 2011-08-12 2013-05-20 Олег Сергеевич Николаев Well yield control system
RU2484242C2 (en) * 2007-04-19 2013-06-10 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Monitoring and control system and method of well flow rate
RU2513942C2 (en) * 2012-07-17 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Gas well operation method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5257665A (en) * 1992-08-27 1993-11-02 Camco International Inc. Method and system for recovering liquids and gas through a well
RU2484242C2 (en) * 2007-04-19 2013-06-10 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Monitoring and control system and method of well flow rate
RU2367784C1 (en) * 2008-05-20 2009-09-20 Закрытое Акционерное Общество Финансовая Компания "Центр-Космос-Нефть-Газ" Method of controlling gas-condensate field
RU96675U1 (en) * 2010-03-26 2010-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") ОАО "Газпром" INFORMATION MANAGING ANALYTICAL SYSTEM OF COMPLEX OPTIMIZATION OF TECHNOLOGICAL MODES OF WELLS
RU2482267C2 (en) * 2011-08-12 2013-05-20 Олег Сергеевич Николаев Well yield control system
RU2513942C2 (en) * 2012-07-17 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Gas well operation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698788C1 (en) * 2018-07-23 2019-08-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Pumping unit for carbonated oil fluids

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2749580C (en) Autochoke system
CN102814858B (en) Intelligent cement concrete curing system and curing method thereof
CN107656499A (en) A kind of remote auto supplies ash handing system
GB2544799A (en) Autonomous control valve for well pressure control
EP2279304A4 (en) Flow control device and flow control method
JP2016525737A (en) Method and apparatus for stabilizing pressure in an intelligent regulator assembly
IN2012DE00666A (en)
CN107780885A (en) A kind of method and apparatus of intelligent switch well
RU2740819C2 (en) Hydraulic cyclone wear maintenance system
RU2604103C1 (en) Method of automatic control of coal-methanol well
RU2637245C1 (en) System for automatic feed of inhibitor of hydrate formation into lines of gas field
CN203668323U (en) Feeding system of coal water slurry gasification furnace and coal gasification system thereof
RU127809U1 (en) DISTRIBUTION AND DOSING SYSTEM FOR HYDRATE FORMATION INHIBITOR
CN105201455A (en) Automatic throttling regulation and control system based on internet information and applied to shale gas mining wellhead
CN106223913A (en) A kind of multistation automatic water filling device and control method thereof
CN202795085U (en) Temperature control system for steam heating devices
CN216337332U (en) Concrete intelligence maintenance system
RU2629500C2 (en) Modular binding of coal-methanol well
CN102588648B (en) Method for adjusting gas pressure by adopting stop valve
CN201858365U (en) Flow-control water distributor
CN211038616U (en) Single-well watering system between measurement
RU173107U1 (en) GAS-LIFT GAS CONTROL AND SUPPLY DEVICE FOR WELL OPERATION USING PERMANENT AND PERIODIC GAS LIFT
CN108180033B (en) Automatic regulating and controlling equipment for gas release in closed goaf
CN203743859U (en) Pressure regulating device of coalbed methane feed gas inlet pipe
RU127177U1 (en) INSTALLATION FOR GAS PREPARATION WITH REMOTE CONTROL TERMINAL AND USE OF AUTOMATIC CONTROL PROGRAM COMPLEX BY TECHNOLOGICAL PROCESS