RU2726815C1 - Christmas tree control cabinet - Google Patents

Christmas tree control cabinet Download PDF

Info

Publication number
RU2726815C1
RU2726815C1 RU2019128709A RU2019128709A RU2726815C1 RU 2726815 C1 RU2726815 C1 RU 2726815C1 RU 2019128709 A RU2019128709 A RU 2019128709A RU 2019128709 A RU2019128709 A RU 2019128709A RU 2726815 C1 RU2726815 C1 RU 2726815C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valves
control
pressure
hydraulic
well
Prior art date
Application number
RU2019128709A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Гриценко
Александр Петрович Шевцов
Иван Георгиевич Лачугин
Владимир Викторович Черниченко
Александр Александрович Резцов
Александр Витальевич Швагер
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
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 Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Priority to RU2019128709A priority Critical patent/RU2726815C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726815C1 publication Critical patent/RU2726815C1/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
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/16Control means therefor being outside the borehole

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Valve Housings (AREA)

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry and can be used in development of devices for automatic control of technological processes of operation of wells of deposit of hydrocarbon material, mainly gas or gas condensate. Disclosed is a Christmas tree control cabinet of production of two wells, comprising a cabinet from sheet metal, in which hydraulic system is installed to control Christmas trees and underground shutoff valves of each well. Housing of control cabinet is divided into control compartment with operator panel and compartment for arrangement of main hydraulic equipment. Inside the above cabinet there is a hydraulic system for control of Christmas trees and underground shutoff valves of each well, comprising devices instrumentation and automated control systems, actuators, pilot distributors of low and high pressure with drive and with cavities of inlet, outlet and drain, installed both along control line of root and side gates, and along control line of underground shutoff valves, wherein hydraulic system comprises pressure accumulators connected to hydraulic fluid tank, pumps, pressure regulators, multipliers and pipelines for supply of hydraulic fluid to actuators of side and over ground gate valves, underground shutoff valves. At that, hydraulic equipment of each line of hydraulic fluid pressure control in actuators of gate valves, underground shutoff valves contains, mainly, reducing valve, safety valve, shutoff needle valves of main lines and drainage, check valves are mounted on one hydraulic plate by means of butt and (or) cartridge mounting. In the plate there are corresponding internal channels for supply, removal of hydraulic fluid and drainage, as well as line for connection of instrumentation. Low-pressure pilot distributors included in the logic circuit of the well control and monitoring well shutdown during melting of the fusible inserts with increase or decrease of pressure in the high and low pressure control valves circuit, as well as low-pressure pilot distributors, which determine the sequence of opening and manual process or emergency shutdown of actuators of gate valves and underground cutoff valve, are combined into one block of low pressure distributors. In the above unit the distributors are mounted on one hydraulic plate by means of butt assembly. At that, in the plate there are corresponding internal channels for supply, removal of hydraulic fluid and drainage, as well as the instrumentation connection line, and main control valves and temperature safety valves of control lines of actuators of valves and underground cutoff valve are combined into one unit of high pressure distributors. In said high-pressure distributor unit, control valves and safety temperature valves are mounted on one hydraulic plate by means of butt-joint mounting, wherein appropriate inner channels for supply and discharge of hydraulic fluid and drain as well as instrumentation connection line are made in said plate.EFFECT: due to the possibility of outputting information on the condition of the Christmas tree equipment and the control cabinet of the station to the operator panel, performing the assembly of the elements of the control systems by the tiles, the Christmas tree control in interactive mode, higher reliability of the cabinet as a whole and simplification of its design.3 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке устройств для автоматического управления технологическими процессами эксплуатации скважин месторождения углеводородного сырья, преимущественно газовых или газоконденсатных.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the development of devices for automatic control of technological processes of operation of wells of a hydrocarbon field, mainly gas or gas condensate.

Известен способ управления фонтанной арматурой и устройство для его реализации, заключающийся в открытии/закрытии запорно-регулирующей арматуры путем подачи рабочего тела в механизмы приводов подземного клапана-отсекателя (далее - ПКО), боковой (далее - БЗ) и стволовой задвижек (далее - СЗ) при помощи шкафа управления (далее - ШУ). В качестве блока управления используют программно-технический комплекс с локальным пультом управления, содержащим монитор с сенсорным управлением для ввода команд в интерактивном режиме и локальной клавиатурой. За счет возможности вывода информации о состоянии оборудования фонтанной арматуры (далее - ФА) и ШУ на панель оператора и осуществления управления ФА в интерактивном режиме достигается повышенная надежность работы шкафа управления и упрощение его конструкции. (Патент РФ на изобретение №2453683, заявка: №2011103496/03, от 02.02.2011, МПК: Е21В 43/12, G05B 19/409 - прототип).There is a known method of X-mas tree control and a device for its implementation, which consists in opening / closing shut-off and control valves by supplying a working fluid to the mechanisms of drives of an underground shut-off valve (hereinafter - PKO), lateral (hereinafter - BZ) and stem valves (hereinafter - SZ ) using a control cabinet (hereinafter - ШУ). As a control unit, a software and hardware complex with a local control panel containing a monitor with touch control for entering commands in an interactive mode and a local keyboard is used. Due to the possibility of displaying information about the state of the Christmas tree equipment (hereinafter referred to as the FA) and the control box on the operator panel and the implementation of the FA control in an interactive mode, the increased reliability of the control cabinet and the simplification of its design are achieved. (RF patent for invention No. 2453683, application: No. 2011103496/03, dated 02.02.2011, IPC: Е21В 43/12, G05B 19/409 - prototype).

Шкаф управления указанного модуля обеспечивает заданный алгоритм работы всех клапанов в автоматическом режиме, заключающийся в открытии запорно-регулирующей арматуры в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, стволовая задвижка, боковая задвижка, закрытие - в обратном порядке путем сброса давления из механизмов приводов подземного клапана-отсекателя, боковой и стволовой задвижек. Кроме этого, при помощи блока управления обеспечивают выполнение следующих функций: управление оборудованием фонтанной арматуры БЗ, СЗ, ПКО с помощью клапанов; формирование и вывод информации на панель оператора о состоянии оборудования ФА и станции; контроль исправности датчиков давления, датчиков температуры и электромагнитных клапанов; контроль уровня масла в гидробаке; формирование информации для представления на панели оператора; прием сигналов управления с панели оператора; обмен информацией с АСУ ТП.The control cabinet of the specified module provides a predetermined algorithm for the operation of all valves in automatic mode, which consists in opening the shut-off and control valves in the following sequence: underground shut-off valve, stem valve, side valve, closing - in reverse order by releasing pressure from the mechanisms of the underground valve drives - cutter, side and stem valves. In addition, with the help of the control unit, the following functions are performed: control of the equipment of the Christmas tree BZ, SZ, PKO using valves; formation and output of information on the operator panel about the state of the FA equipment and the station; monitoring the health of pressure sensors, temperature sensors and solenoid valves; control of the oil level in the hydraulic tank; formation of information for presentation on the operator panel; receiving control signals from the operator panel; information exchange with APCS.

Основными недостатками является возможность воздействия на элементы пневмогидравлической схемы арматурного блока осадков в виде дождя и снега, сложность монтажа, низкая надежность работы, связанная с большим количеством соединений элементов между собой, сложность управления фонтанной арматурой, что, в совокупности с перепадом температур в дневное и ночное время, приводит к снижению надежности работы всего шкафа управления в целом.The main disadvantages are the possibility of rain and snow precipitation on the elements of the pneumo-hydraulic circuit of the reinforcement block, the complexity of installation, low reliability of operation associated with a large number of connections of elements among themselves, the complexity of controlling the Christmas tree, which, together with the temperature difference during the day and night time, leads to a decrease in the reliability of the entire control cabinet as a whole.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение надежности работы шкафа управления и запорно-регулирующей арматуры всей обвязки скважины в целом и снижение затрат, связанных с обвязкой и эксплуатацией скважины.The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages, to improve the reliability of the control cabinet and shutoff and control valves of the entire well piping as a whole, and to reduce the costs associated with the well piping and operation.

Поставленная задача достигается тем, что в предложенном шкафу управления фонтанными арматурами двух скважин, содержащем шкаф из листового металла, в котором смонтирована гидравлическая система для управления фонтанными арматурами и подземными клапанами-отсекателями каждой скважины, содержащая приборы КиП и А, исполнительные механизмы, пилотные распределители низкого и высокого давления с приводом и с полостями входа, выхода и дренажа, установленными как по линии управления надкоренными и боковыми задвижками, так и по линии управления подземными клапанами-отсекателями, причем в гидравлической системе установлены аккумуляторы давления, соединенные с баком гидравлической жидкости, насосами, регуляторами давления, мультипликаторами и трубопроводами для подачи гидравлической жидкости в исполнительные механизмы боковых и надкоренных задвижек, подземных клапанов-отсекателей, согласно изобретению, корпус шкафа управления разделен, предпочтительно, на отсек управления с панелью оператора и отсек размещения основного гидравлического оборудования, причем внутри упомянутого шкафа смонтирована гидравлическая система для управления фонтанной арматурой и подземными клапанами-отсекателями каждой скважины, содержащая приборы КиП и А, исполнительные механизмы, пилотные распределители низкого и высокого давления с приводом и с полостями входа, выхода и дренажа, установленными как по линии управления надкоренными и боковыми задвижками, так и по линии управления подземными клапанами-отсекателями, причем в гидравлической системе установлены аккумуляторы давления, соединенные с баком гидравлической жидкости, насосами, регуляторами давления, мультипликаторами и трубопроводами для подачи гидравлической жидкости в исполнительные механизмы боковых и надкоренных задвижек, подземных клапанов-отсекателей, при этом гидроаппаратура каждой линии регулирования давления гидравлической жидкости в исполнительных механизмах задвижек, подземных клапанов-отсекателей, и гидроаппаратура каждой логической линии шкафа управления, содержащая, преимущественно, клапан редукционный, клапан предохранительный, запорные игольчатые вентили основных линий и дренажа, обратные клапаны, смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового и(или) катриджного монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП.The task is achieved by the fact that in the proposed X-mas tree control cabinet of two wells, which contains a sheet metal cabinet, in which a hydraulic system is mounted for controlling the X-mas tree and underground shut-off valves of each well, containing instrumentation and control instruments, actuators, pilot valves of low and high pressure with a drive and with inlet, outlet and drainage cavities, installed both along the control line of the over-root and side valves, and along the control line for underground shut-off valves, moreover, pressure accumulators are installed in the hydraulic system, connected to the hydraulic fluid tank, pumps, pressure regulators, multipliers and pipelines for supplying hydraulic fluid to the actuators of side and overhead valves, underground shut-off valves, according to the invention, the control cabinet body is preferably divided into a control compartment with an operator panel and a compartment to the placement of the main hydraulic equipment, moreover, a hydraulic system is mounted inside the said cabinet to control the Christmas tree and underground shut-off valves of each well, containing instrumentation and control devices, actuators, pilot low and high pressure valves with a drive and with inlet, outlet and drainage cavities installed both along the control line of the over-root and side valves, and along the control line of the underground shut-off valves, moreover, pressure accumulators are installed in the hydraulic system, connected to the hydraulic fluid tank, pumps, pressure regulators, multipliers and pipelines for supplying hydraulic fluid to the actuators side and overhead valves, underground shut-off valves, while the hydraulic equipment of each line for regulating the pressure of the hydraulic fluid in the actuating mechanisms of the valves, underground shut-off valves, and hydraulic equipment of each logical control cabinet, containing mainly a pressure reducing valve, a safety valve, shut-off needle valves of the main lines and drainage, check valves, are mounted on one hydraulic plate by means of butt and (or) cartridge mounting, while the plate has corresponding internal channels for supply, drainage of hydraulic fluid and drainage, as well as lines for connecting instrumentation.

В варианте исполнения, пилотные распределители низкого давления, входящие в логический контур управления скважиной и отслеживающие закрытие скважины при расплавлении плавких вставок при повышении или понижении давления в контуре клапанов контроля высокого и низкого давления, а также пилотные распределители низкого давления, определяющие последовательность открытия и ручного технологического или аварийного закрытия исполнительных механизмов задвижек и подземного клапана-отсекателя, объединены в один блок распределителей низкого давления, причем в упомянутом блоке распределители смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП.In an embodiment, low pressure pilot valves included in the logical well control loop and monitoring the well closure when the fuse-links melt when the pressure in the high and low pressure control valve circuit increases or decreases, as well as low pressure pilot valves that determine the sequence of opening and manual process or emergency closing of the actuating mechanisms of the gate valves and the underground shut-off valve, are combined into one block of low pressure distributors, and in the said block the distributors are mounted on one hydraulic plate by means of butt-mounting, while the plate has corresponding internal channels for supplying, removing hydraulic fluid and drainage , as well as lines for connecting instrumentation.

В варианте исполнения, основные клапаны управления и температурные предохранительные клапаны линий управления исполнительными механизмами задвижек и подземного клапана-отсекателя объединены в один блок распределителей высокого давления, причем в упомянутом блоке распределителей высокого давления клапаны управления и предохранительные температурные клапаны смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП.In an embodiment, the main control valves and temperature safety valves of the control lines of the actuators of the gate valves and the underground shut-off valve are combined into one high pressure manifold, and in the said high pressure manifold, the control valves and the temperature safety valves are mounted on one hydraulic plate by means of butt-mounting , while in the plate there are corresponding internal channels for the supply, discharge of hydraulic fluid and drainage, as well as the lines for connecting the instrumentation.

В варианте исполнения, в качестве клапанов контроля низкого и высокого давления применены трехлинейные двухпозиционные клапаны, причем упомянутые клапаны имеют отдельную входную линия, при этом выход с упомянутых клапанов сообщен с линией управления распределителем логического контура шкафа управления, а дренажная линия клапанов соединена с баком гидравлической жидкости.In the embodiment, three-way two-position valves are used as control valves for low and high pressure, and the said valves have a separate input line, while the output from the said valves is connected to the control line of the control cabinet logical circuit distributor, and the drain line of the valves is connected to the hydraulic fluid tank ...

В варианте исполнения, в качестве клапанов контроля низкого и высокого давления применены двухлинейные двухпозиционные клапаны, причем вход клапанов контроля низкого и высокого давления сообщен с линией управления распределителем низкого давления логического контура шкафа управления, а выход соединен с баком гидравлической жидкости.In the embodiment, two-way two-position valves are used as low and high pressure control valves, and the inlet of the low and high pressure control valves is connected to the control line of the low pressure distributor of the logic circuit of the control cabinet, and the outlet is connected to the hydraulic fluid tank.

Указанные существенные признаки в совокупности, характеризующие сущность предлагаемого изобретения, 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 taken together, characterizing the essence of the invention, are not currently known for control devices. An analogue, characterized by the identity of all essential features of the claimed invention, was not found during the research, which allows us to conclude that the proposed technical solution meets the "novelty" criterion.

Существенные признаки предлагаемого 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 invention cannot be presented as a combination, identified from the known solutions, with the implementation in the form of distinctive features to achieve a technical result, from which the conclusion follows that the criterion "Inventive level" 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 as part of a real control system for Christmas tree well cluster, manufactured by the applicant and tested with the achievement of the claimed technical result, the proposed invention meets the criterion "Industrial applicability".

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан главный вид модуля, на фиг. 2 - вид сверху на арматурный блок, крыша укрытия блока условно не показана, на фиг. 3 - арматурный блок, вид слева, на фиг. 4 - арматурный блок, вид справа, на фиг. 5 - шкаф управления, вид сверху, на фиг. 6 - вид А, пилотный распределитель низкого давления, на фиг. 7- вид Б, пилотный распределитель высокого давления, на фиг. 8 - вид В, клапан редукционный, клапан предохранительный, вентиль запорный игольчатый, клапан обратный на плите гидравлической, на фиг. 9- схема обвязки куста скважин с применением модуля, на фиг. 10 - схема обвязки фонтанной арматуры с применением модуля.The essence of the invention is illustrated in the drawings, in which FIG. 1 shows the main view of the module, FIG. 2 is a top view of the reinforcement block, the roof of the block shelter is not shown conventionally, in Fig. 3 - reinforcement block, left side view, in Fig. 4 - reinforcement block, right side view, in Fig. 5 - control cabinet, top view, Fig. 6 is a view A, a low pressure pilot valve; FIG. 7 - view B, high pressure pilot valve, FIG. 8 - view B, pressure reducing valve, safety valve, shut-off needle valve, check valve on the hydraulic plate, in Fig. 9 is a diagram of the well cluster piping using the module; FIG. 10 is a diagram of the Christmas tree piping using the module.

Работа предложенного шкафа управления рассмотрена совместно с работой арматурного блока, с которым и используется предложенный шкаф.The operation of the proposed control cabinet is considered together with the operation of the armature block, with which the proposed cabinet is used.

Основными составными частями являются:The main components are:

1- арматурный блок;1- reinforcement block;

2- шкаф управления фонтанными арматурами;2- X-mas tree control cabinet;

3- общая рама;3- common frame;

4- трубопроводы газа;4- gas pipelines;

5- трубопровод ингибитора коррозии;5- corrosion inhibitor pipeline;

6- вентилируемое укрытие;6- ventilated shelter;

7 - запорно-регулирующая арматура;7 - shut-off and control valves;

8 - корпус шкафа;8 - cabinet body;

9 - фонтанная арматура;9 - Christmas tree;

10 - пилотный распределитель низкого давления;10 - pilot low pressure distributor;

11 - пилотный распределитель высокого давления;11 - pilot high pressure distributor;

12 - надкоренная задвижка;12 - over-root valve;

13 - боковая задвижка;13 - side valve;

14 - аккумуляторы давления;14 - pressure accumulators;

15 - бак гидравлической жидкости;15 - hydraulic fluid tank;

16 - насос;16 - pump;

17 - регулятор давления;17 - pressure regulator;

18 - мультипликатор давления;18 - pressure multiplier;

19- трубопроводы;19- pipelines;

20 - клапан редукционный;20 - pressure reducing valve;

21 - клапан предохранительный;21 - safety valve;

22 - вентиль запорный игольчатый;22 - shut-off needle valve;

23 - клапан обратный;23 - check valve;

24 - плита гидравлическая24 - hydraulic plate

Арматурный блок 1 и шкаф 2 управления фонтанными арматурами соединены между собой и установлены на общей раме 3. Арматурный блок 1 выполнен в виде пространственной рамы из профилированного проката с установленными на ней трубопроводами газа 4 и ингибитора коррозии 5 для каждой скважины и расположен в защитном вентилируемом укрытии 6. На упомянутых трубопроводах и раме размещена запорно-регулирующая арматура 7. Шкаф 2 управления фонтанными арматурами содержит корпус 8 шкафа из листового металла, с двойным слоем теплоизолирующего материала, и разделен на отсек управления с панелью оператора (не обозначен) и отсек размещения основного гидравлического оборудования (не обозначен). Внутри отсека размещения основного гидравлического оборудования смонтирована гидравлическая система для управления фонтанной арматурой 9 и подземными клапанами-отсекателями скважин (не обозначены), содержащая приборы КиП и А, исполнительные механизмы, пилотные распределители низкого 10 и высокого давления 11 с приводом и с полостями входа, выхода и дренажа, установленными как по линии управления надкоренными 12 и боковыми 13 задвижками, так и по линии управления подземными клапанами-отсекателями. В гидравлической системе установлены аккумуляторы давления 14, соединенные с баком гидравлической жидкости 15, насосами 16, регуляторами давления 17, мультипликаторами 18 и трубопроводами 19 для подачи гидравлической жидкости в исполнительные механизмы надкоренных 12 и боковых 13 задвижек и подземных клапанов-отсекателей. Гидроаппаратура каждой из линий регулирования давления гидравлической жидкости в исполнительных механизмах задвижек, подземного клапана-отсекателя, и гидроаппаратура логической линии шкафа управления для каждой скважины, содержащая, преимущественно, клапан редукционный 20, клапан предохранительный 21, запорные игольчатые вентили 22 основных линий и дренажа, обратные клапаны 23, смонтированы на одной гидравлической плите 24 посредством стыкового и (или) картриджного монтажа. В гидравлической плите 24 выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП.The armature block 1 and the X-mas control cabinet 2 are interconnected and installed on a common frame 3. The armature block 1 is made in the form of a space frame made of profiled rolled steel with gas pipelines 4 and a corrosion inhibitor 5 installed on it for each well and is located in a protective ventilated shelter 6. On the aforementioned pipelines and the frame there are shut-off and control valves 7. The X-mas control cabinet 2 contains a sheet metal cabinet body 8, with a double layer of heat-insulating material, and is divided into a control compartment with an operator panel (not indicated) and a compartment for the main hydraulic equipment (not indicated). Inside the compartment for the main hydraulic equipment, a hydraulic system is mounted to control the Christmas tree 9 and underground well shut-off valves (not indicated), containing instrumentation and control devices, actuators, pilot valves of low 10 and high pressure 11 with a drive and with inlet and outlet cavities and drainage, installed both along the control line of the over-root 12 and side 13 valves, and along the control line of underground shut-off valves. In the hydraulic system, pressure accumulators 14 are installed, connected to the hydraulic fluid tank 15, pumps 16, pressure regulators 17, multipliers 18 and pipelines 19 for supplying hydraulic fluid to the actuators of the 12 and 13 lateral valves and underground shut-off valves. The hydraulic equipment of each of the lines for regulating the pressure of the hydraulic fluid in the actuating mechanisms of the gate valves, the underground shut-off valve, and the hydraulic equipment of the logical line of the control cabinet for each well, containing, mainly, a pressure reducing valve 20, a safety valve 21, shut-off needle valves 22 of the main lines and drainage, check valves 23 are mounted on one hydraulic plate 24 by means of butt and (or) cartridge mounting. In the hydraulic plate 24 there are corresponding internal channels for the supply, discharge of hydraulic fluid and drainage, as well as the lines for connecting the instrumentation.

В варианте исполнения, пилотные распределители 10 низкого давления, входящие в логический контур управления скважиной и отслеживающие закрытие скважины при расплавлении плавких вставок при повышении или понижении давления в контуре клапанов контроля высокого и низкого давления, а также пилотные распределители низкого давления, определяющие последовательность открытия и ручного технологического или аварийного закрытия исполнительных механизмов задвижек и подземного клапана-отсекателя, объединены в один блок распределителей низкого давления, причем в упомянутом блоке распределители смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП.In an embodiment, low pressure pilot valves 10 included in the logical well control loop and monitoring the closure of the well when fusible links melt when the pressure in the high and low pressure control valve circuit increases or decreases, as well as low pressure pilot valves that determine the sequence of opening and manual technological or emergency closing of the actuating mechanisms of the gate valves and the underground shut-off valve, are combined into one block of low pressure distributors, and in the said block, the distributors are mounted on one hydraulic plate by means of butt-mounting, while the plate has corresponding internal channels for supplying, removing hydraulic fluid and drainage and instrumentation connection lines.

В варианте исполнения, основные клапаны управления и температурные предохранительные клапаны линий управления исполнительными механизмами задвижек и подземного клапана-отсекателя объединены в один блок распределителей высокого давления, причем в упомянутом блоке распределителей высокого давления клапаны управления и предохранительные температурные клапаны смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП.In an embodiment, the main control valves and temperature safety valves of the control lines of the actuators of the gate valves and the underground shut-off valve are combined into one high pressure manifold, and in the said high pressure manifold, the control valves and the temperature safety valves are mounted on one hydraulic plate by means of butt-mounting , while in the plate there are corresponding internal channels for the supply, discharge of hydraulic fluid and drainage, as well as the lines for connecting the instrumentation.

В варианте исполнения, в качестве клапанов контроля низкого и высокого давления применены трехлинейные двухпозиционные клапаны, причем упомянутые клапаны имеют отдельную входную линия, при этом выход с упомянутых клапанов сообщен с линией управления распределителем логического контура шкафа, а дренажная линия клапанов соединена с баком гидравлической жидкости.In the embodiment, three-way two-position valves are used as low and high pressure control valves, and the said valves have a separate input line, while the output from the said valves is connected to the control line of the cabinet logic circuit distributor, and the drain line of the valves is connected to the hydraulic fluid tank.

В варианте исполнения, в качестве клапанов контроля низкого и высокого давления применены двухлинейные двухпозиционные клапаны, причем вход клапанов контроля низкого и высокого давления сообщен с линией управления распределителем низкого давления логического контура станции, а выход соединен с баком гидравлической жидкости.In the embodiment, two-way two-position valves are used as low and high pressure control valves, and the inlet of the low and high pressure control valves is connected to the control line of the low pressure distributor of the logical circuit of the station, and the outlet is connected to the hydraulic fluid tank.

Предложенный шкаф управления может быть использован следующим образом.The proposed control cabinet can be used as follows.

Трубопроводы 4 газа и ингибитора коррозии 5 подсоединяются к фонтанной арматуре скважины и газосборному коллектору и устройству подачи ингибитора.The pipelines 4 of the gas and the corrosion inhibitor 5 are connected to the Christmas tree and the gas-collecting manifold and the inhibitor supply device.

Предварительно в аккумуляторах давления 14, объединенных с баком гидравлической жидкости 15, насосами 16, регуляторами давления 17 и мультипликаторами давления 18 в насосно-аккумуляторную установку, создается давление гидравлической жидкости, используемой в станции управления в качестве рабочего тела. Использование аккумуляторов давления 14 позволяет поддерживать давление рабочего тела в системе управления в случае отключения модуля от сети питания, как минимум, в течение двенадцати часов без закрытия приводов фонтанной арматуры и подземных клапанов-отсекателей, а также позволит, при необходимости, выполнить одно открытие приводов фонтанной арматуры и подземных клапанов-отсекателей.Preliminarily, pressure accumulators 14, combined with a tank of hydraulic fluid 15, pumps 16, pressure regulators 17 and pressure intensifiers 18 in the pumping-accumulator unit, create the pressure of the hydraulic fluid used in the control station as a working medium. The use of pressure accumulators 14 makes it possible to maintain the pressure of the working fluid in the control system in case of disconnection of the module from the power supply, for at least twelve hours without closing the drives of the Christmas tree and underground shut-off valves, and also allows, if necessary, to perform one opening of the drives of the Christmas tree. fittings and underground shut-off valves.

Далее жидкость под давлением поступает через импульсные трубки 19 в исполнительные механизмы запорно-регулирующей арматуры каждой скважины, причем открытие фонтанной арматуры, и арматуры, принадлежащей кусту скважин, для подачи пластового флюида из скважины в коллектор осуществляют в следующей последовательности: подземный клапан-отсекатель, боковая задвижка 13, надкоренная задвижка 12.Further, the fluid under pressure enters through impulse tubes 19 into the actuators of the shut-off and control valves of each well, and the opening of the Christmas tree and the valve belonging to the well cluster to supply formation fluid from the well to the reservoir is carried out in the following sequence: an underground shut-off valve, lateral gate valve 13, overhead gate valve 12.

Добываемый пластовый флюид поступает со скважины в трубопроводы 4 и далее в газосборный коллектор. Расход флюида измеряют при помощи расходомеров газа. При понижении давления флюида в трубопроводе 4 ниже заданного, срабатывает пилотный клапан контроля низкого давления (не обозначен) и подает команду на закрытие скважины.The produced formation fluid flows from the well into pipelines 4 and then into the gas-collecting reservoir. The flow rate of the fluid is measured using gas flow meters. When the pressure of the fluid in the pipeline 4 drops below the set one, the pilot valve for low pressure control (not indicated) is activated and gives a command to shut the well.

При повышении давления флюида в трубопроводе 4 выше заданного, срабатывает пилотный клапан контроля высокого давления (не обозначен) и подает команду на закрытие скважины.When the pressure of the fluid in the pipeline 4 is higher than the preset one, the pilot high pressure control valve (not indicated) is triggered and gives a command to close the well.

Для исключения гидратообразования, в каждый трубопровод газа 4 подают ингибитор коррозии из трубопровода ингибитора коррозии 5, входящий в состав системы подачи ингибитора.To exclude hydrate formation, a corrosion inhibitor is supplied to each gas pipeline 4 from the corrosion inhibitor pipeline 5, which is part of the inhibitor supply system.

Закрытие указанной арматуры осуществляют в обратном порядке, с введением системы гидравлических блокировок, для обеспечения указанной последовательности.Closing of the specified fittings is carried out in the reverse order, with the introduction of a system of hydraulic interlocks, to ensure the specified sequence.

Размещение факельных задвижек системы технологических и аварийных сбросов, преимущественно, на горизонтальные горелочные устройства, шлейфовых задвижек системы подачи добываемого пластового флюида в коллектор, на трубопроводах газа 4 в непосредственной близости от шкафа управления 2, предпочтительно, на одной общей раме 3 со шкафом управления 2, позволяет значительно сократить время на монтаж, настройку и испытания оборудования, существенно уменьшить площадь, необходимую для установки оборудования для обслуживания скважины. В этом случае все оборудование арматурного блока 1, в частности факельные и шлейфовые задвижки, расходомеры, системы подачи ингибитора, шкаф управления 2, монтируются на одной общей раме 3, проверяются и испытываются в заводских условиях и в полной заводской готовности поставляются на место эксплуатации.Placement of flare valves of the system of technological and emergency discharges, mainly on horizontal burners, loop valves of the system for supplying produced formation fluid to the reservoir, on gas pipelines 4 in the immediate vicinity of control cabinet 2, preferably on one common frame 3 with control cabinet 2, allows you to significantly reduce the time for installation, configuration and testing of equipment, significantly reduce the area required for installing equipment for well servicing. In this case, all equipment of the valve block 1, in particular flare and loop valves, flow meters, inhibitor supply systems, control cabinet 2, are mounted on one common frame 3, checked and tested at the factory and delivered to the site of operation in full factory readiness.

Автоматическая защита скважины при падении давления газа в трубопроводе и при пожаре осуществляется при помощи гидравлической системы защиты, срабатывающей от пилотного распределителя низкого давления и гидравлической плавкой вставки.Automatic well protection in case of gas pressure drop in the pipeline and in case of fire is carried out using a hydraulic protection system, triggered by a low pressure pilot valve and a hydraulic fuse-link.

Динамику работы системы управления запорно-регулирующими арматурами определяют характеристиками аккумуляторов давления и регулировкой дросселей, установленных на линии подачи рабочей жидкости в приводы исполнительных механизмов, и подбирают таким образом, чтобы обеспечить безаварийное закрытие скважины в заданной последовательности.The dynamics of the control system for shut-off and control valves is determined by the characteristics of the pressure accumulators and the adjustment of the throttles installed on the line for supplying the working fluid to the actuator drives, and are selected in such a way as to ensure trouble-free closing of the well in a given sequence.

Для контроля текущего состояния шкафа управления 2 и модуля в составе блока управления предусмотрены измерительные каналы аналоговых сигналов и каналы обработки дискретных сигналов для подключения первичных преобразователей и датчиков, входящих в систему управления шкафа и модуля, а также каналы для формирования управляющих воздействий на исполнительные органы.To control the current state of the control cabinet 2 and the module, the control unit includes measuring channels for analog signals and channels for processing discrete signals for connecting primary converters and sensors included in the control system of the cabinet and module, as well as channels for generating control actions on the executive bodies.

Гидравлическая жидкость, используемая в качестве рабочего тела, после использования в исполнительных механизмах системы поступает для дальнейшего использования в бак гидравлической жидкости 15, размещенный в шкафу управления 2.The hydraulic fluid used as a working medium, after being used in the actuators of the system, is supplied for further use to the hydraulic fluid tank 15, located in the control cabinet 2.

Проведенные авторами и заявителем испытания полноразмерного предложенного шкафа управления подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений.The tests carried out by the authors and the applicant of the full-size proposed control cabinet confirmed the correctness of the design and technological solutions.

Использование предложенного технического решения позволит повысить надежность работы запорно-регулирующей арматуры всей обвязки скважины и снизить затраты, связанные с обвязкой и эксплуатацией месторождений углеводородного сырья, преимущественно, газоконденсатного скважин.The use of the proposed technical solution will improve the reliability of the shut-off and control valves of the entire well piping and reduce the costs associated with piping and operation of hydrocarbon deposits, mainly gas condensate wells.

Claims (3)

1. Шкаф управления фонтанными арматурами двух скважин, содержащий шкаф из листового металла, в котором смонтирована гидравлическая система для управления фонтанными арматурами и подземными клапанами-отсекателями каждой скважины, отличающийся тем, что корпус шкафа управления разделен на отсек управления с панелью оператора и отсек размещения основного гидравлического оборудования, причем внутри упомянутого шкафа смонтирована гидравлическая система для управления фонтанной арматурой и подземными клапанами-отсекателями каждой скважины, содержащая приборы КиП и А, исполнительные механизмы, пилотные распределители низкого и высокого давления с приводом и с полостями входа, выхода и дренажа, установленными как по линии управления надкоренными и боковыми задвижками, так и по линии управления подземными клапанами-отсекателями, причем в гидравлической системе установлены аккумуляторы давления, соединенные с баком гидравлической жидкости, насосами, регуляторами давления, мультипликаторами и трубопроводами для подачи гидравлической жидкости в исполнительные механизмы боковых и надкоренных задвижек, подземных клапанов-отсекателей, при этом гидроаппаратура каждой линии регулирования давления гидравлической жидкости в исполнительных механизмах задвижек, подземных клапанов-отсекателей содержит, преимущественно, клапан редукционный, клапан предохранительный, запорные игольчатые вентили основных линий и дренажа, обратные клапаны смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового и(или) картриджного монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП, при этом пилотные распределители низкого давления, входящие в логический контур управления скважиной и отслеживающие закрытие скважины при расплавлении плавких вставок при повышении или понижении давления в контуре клапанов контроля высокого и низкого давления, а также пилотные распределители низкого давления, определяющие последовательность открытия и ручного технологического или аварийного закрытия исполнительных механизмов задвижек и подземного клапана-отсекателя, объединены в один блок распределителей низкого давления, причем в упомянутом блоке распределители смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП, а основные клапаны управления и температурные предохранительные клапаны линий управления исполнительными механизмами задвижек и подземного клапана-отсекателя объединены в один блок распределителей высокого давления, причем в упомянутом блоке распределителей высокого давления клапаны управления и предохранительные температурные клапаны смонтированы на одной гидравлической плите посредством стыкового монтажа, при этом в плите выполнены соответствующие внутренние каналы для подвода, отвода гидравлической жидкости и дренажа, а также линии подключения КИП.1. X-mas tree control cabinet of two wells, containing a sheet metal cabinet, in which a hydraulic system is mounted for controlling Christmas trees and underground shut-off valves of each well, characterized in that the control cabinet body is divided into a control compartment with an operator panel and a compartment for placing the main hydraulic equipment, and inside said cabinet a hydraulic system is mounted to control the Christmas tree and underground shut-off valves of each well, containing instrumentation and control devices, actuators, pilot low and high pressure valves with a drive and with inlet, outlet and drainage cavities, installed as through the control line of the over-root and side valves, and through the control line of underground shut-off valves, moreover, pressure accumulators are installed in the hydraulic system, connected to the hydraulic fluid tank, pumps, pressure regulators, multipliers and pipes conduits for supplying hydraulic fluid to the actuators of side and overhead valves, underground cut-off valves, while the hydraulic equipment of each line for regulating the pressure of hydraulic fluid in the actuators of the valves, underground cut-off valves contains, mainly, a pressure reducing valve, a safety valve, shut-off needle valves of the main lines and drainage, check valves are mounted on one hydraulic plate by means of butt and (or) cartridge mounting, while in the plate there are corresponding internal channels for supplying and removing hydraulic fluid and drainage, as well as instrumentation connection lines, while pilot valves of low pressure, included in the logical well control loop and monitoring the closure of the well when the fuse-links melt when the pressure in the circuit of high and low pressure control valves increases or decreases, as well as low pressure pilot valves, which determine f the sequence of opening and manual technological or emergency closing of the actuating mechanisms of the gate valves and the underground shut-off valve are combined into one block of low pressure distributors, and in the said block the distributors are mounted on one hydraulic plate by means of butt-mounting, while the plate has corresponding internal channels for supply , hydraulic fluid drainage and drainage, as well as the instrumentation connection lines, and the main control valves and temperature safety valves of the control lines of the actuators of the gate valves and the underground shut-off valve are combined into one block of high pressure distributors, and in the said block of high pressure distributors, control valves and safety valves temperature valves are mounted on one hydraulic plate by means of butt-mounting, while the plate has corresponding internal channels for the supply, discharge of hydraulic fluid and drainage, as well as the same lines for connecting the instrumentation. 2. Шкаф по п. 1, отличающийся тем, что в качестве клапанов контроля низкого и высокого давления применены трехлинейные двухпозиционные клапаны, причем упомянутые клапаны имеют отдельную входную линию, причем выход с упомянутых клапанов сообщен с линией управления распределителем логического контура шкафа, а дренажная линия клапанов соединена с баком гидравлической жидкости.2. The cabinet according to claim 1, characterized in that three-way on-off valves are used as low and high pressure control valves, and said valves have a separate input line, and the output from said valves is connected to the control line of the cabinet logic circuit distributor, and the drain line valves are connected to the hydraulic fluid tank. 3. Шкаф по п. 1, отличающийся тем, что в качестве клапанов контроля низкого и высокого давления применены двухлинейные двухпозиционные клапаны, причем вход клапанов контроля низкого и высокого давления сообщен с линией управления распределителем низкого давления логического контура станции, а выход соединен с баком гидравлической жидкости.3. The cabinet according to claim 1, characterized in that two-way two-position valves are used as low and high pressure control valves, and the input of the low and high pressure control valves is connected to the control line of the low pressure distributor of the logical circuit of the station, and the output is connected to the hydraulic tank. liquids.
RU2019128709A 2019-09-13 2019-09-13 Christmas tree control cabinet RU2726815C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128709A RU2726815C1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Christmas tree control cabinet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128709A RU2726815C1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Christmas tree control cabinet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726815C1 true RU2726815C1 (en) 2020-07-15

Family

ID=71616569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019128709A RU2726815C1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Christmas tree control cabinet

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726815C1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1733625A1 (en) * 1990-02-27 1992-05-15 Производственное объединение "Баррикады" Control device for underwater well x-tree
DE29611573U1 (en) * 1996-07-03 1996-09-12 Otto Hennlich Gmbh & Co Kg Connection plate for a hydraulic valve block
US5588465A (en) * 1993-02-24 1996-12-31 Robert Bosch Gmbh Valve block
CN201103401Y (en) * 2007-10-24 2008-08-20 中国航天科技集团公司烽火机械厂 Electric-hydraulic control device
RU2362004C1 (en) * 2007-11-15 2009-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method
RU2367771C1 (en) * 2008-05-20 2009-09-20 Иван Георгиевич Лачугин Equipment system for gas field well controlling
CN103696724A (en) * 2013-12-13 2014-04-02 西南石油大学 Emergency automatic control device of blowout preventer
RU2596175C1 (en) * 2015-04-24 2016-08-27 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" X-tree control method and device therefor
CN205793763U (en) * 2016-04-12 2016-12-07 天津榕宝德科技发展有限公司 Well head control dish assembling casing
WO2017104179A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-22 Smc株式会社 Manifold assembly for electromagnetic valve and electromagentic valve cluster using same
RU2646901C1 (en) * 2017-05-17 2018-03-12 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Method of controlling shutoff and control valves of well cluster and device therefor

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1733625A1 (en) * 1990-02-27 1992-05-15 Производственное объединение "Баррикады" Control device for underwater well x-tree
US5588465A (en) * 1993-02-24 1996-12-31 Robert Bosch Gmbh Valve block
DE29611573U1 (en) * 1996-07-03 1996-09-12 Otto Hennlich Gmbh & Co Kg Connection plate for a hydraulic valve block
CN201103401Y (en) * 2007-10-24 2008-08-20 中国航天科技集团公司烽火机械厂 Electric-hydraulic control device
RU2362004C1 (en) * 2007-11-15 2009-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method
RU2367771C1 (en) * 2008-05-20 2009-09-20 Иван Георгиевич Лачугин Equipment system for gas field well controlling
CN103696724A (en) * 2013-12-13 2014-04-02 西南石油大学 Emergency automatic control device of blowout preventer
RU2596175C1 (en) * 2015-04-24 2016-08-27 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" X-tree control method and device therefor
WO2017104179A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-22 Smc株式会社 Manifold assembly for electromagnetic valve and electromagentic valve cluster using same
CN205793763U (en) * 2016-04-12 2016-12-07 天津榕宝德科技发展有限公司 Well head control dish assembling casing
RU2646901C1 (en) * 2017-05-17 2018-03-12 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Method of controlling shutoff and control valves of well cluster and device therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2596175C1 (en) X-tree control method and device therefor
RU2367770C1 (en) Equipment system for gas field well controlling
RU2367771C1 (en) Equipment system for gas field well controlling
EP3245439B1 (en) Self-contained, fully mechanical, 1 out of 2 flowline protection system
US20200249706A1 (en) High integrity protection system for hydrocarbon flow lines
NO339846B1 (en) Pipeline protection system
RU2726813C1 (en) Christmas tree control cabinet
RU2362004C1 (en) Method of control over christmas trees and facility for implementation of this method
WO2021133662A1 (en) Mechanical seal testing
RU2453686C1 (en) Control method of shutoff-control valves of well cluster, and device for its implementation
RU2726815C1 (en) Christmas tree control cabinet
RU2365738C1 (en) Oil and gas well
RU2721573C1 (en) Borehole connection module
RU2721564C1 (en) Well tying module
RU2453685C1 (en) Operating method of hydrocarbon raw material deposit
RU2453687C1 (en) Well of hydrocarbon raw material deposit
RU2367786C1 (en) Oil well
RU2646901C1 (en) Method of controlling shutoff and control valves of well cluster and device therefor
RU2367788C1 (en) Gas-condensate well pad
RU2453684C1 (en) Well cluster of hydrocarbon raw material deposit
RU84453U1 (en) OIL AND GAS WELL
RU2777810C1 (en) Bypass and pulse pipings of line valves included in valve assemblies of multi-line main gas lines laid in one process corridor
RU2352758C1 (en) Equipment complex for controlling gas-condensate deposit well
RU2367778C1 (en) Method of exploiting oil-gas field
RU84049U1 (en) COMPLEX OF EQUIPMENT FOR GAS DEPTH WELL MANAGEMENT