Устройство для регулирования расхода ингибитора гидратообразования в шлейфе газовой скважины

Устройство для регулирования расхода ингибитора гидратообразования в шлейфе газовой скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еюз 4-оветскик

СО4июяистичаеки а

Рвспубпик оо634246,7 --. г (5!) М. Кл. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050776 (21) 2381429/18 — 24

$05 Р 7/06 с присоедииеииеи заявки % (23) Приоритет (43) Опубликовано25.11.78. Бюллетень % 43 (45) Лата опубликования описания 26.11.78

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 — 540 (088.8} (72) Автор изобретения

Б. Ф. Таран ен ко (73) Заявитель

Специальное проектно-конструкторское бюро Промавтоматика (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА

ИНГИБИТОРА ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ

В ШЛЕЙФЕ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ

Настоящее изобретение относится к классу регуляторов расхода жидкости прямого действия и предназначено для автоматического ввода ингибитора гидратообразования в шлейфы газовых скважин на предприятиях.газодобывающей промышленности.

Известны регуляторы расхода ингибитора гидратообразования,которые пред- 0 ставляют собой совмещенный в одном корпусе регулируемый дроссель с автоматическим регулятором постоянного перепада давления. В этих регуляторах заданное значение расхода устанавливается путем изменения проходного ,сечения дросселя. Поддержание постоянного перепада давления, на дросселе обеспечивается регулятором перепада давления прямого действия, состоящим иэ плунжера, жестко соединенного с мембраной уравновешенной пружиной.

Регулируемый дроссель расположен между двумя полостями регулятора, разделенными чувствительным элементом 25 (мембраной). При этом подмембранная полость соединена со входным, а надмембранная — с выходным,каналами регулятора. Регулятор поддерживает постоянный расход ингибитора гидрато- Зт1 образования независимо от изменения давления жидкости на его входе и выходе, а также независимо от расхода газа, в поток которого вводится ингибитор (i) .

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для регулирования расхода ингибитора гидратообразования в шлейфе газовой скважины, содержащее корпус с входной и выходной камерами с размещенным между ними первым чувствительным элементом, жестко соединенным с регулирующим органом, связанным с задатчиком, входная и выходная камеры, между которыми установлен дроссель, подключены к входному каналу устройства и каналу подвода ингибитора гидратообразования в шлейф газовой скважины f2/ .

Существенным недостатком известного устройства является тот факт, что его применение требует обязательную установку датчика расхода газа иа шлейфе газовой скважины, по которому транспортируется гаэ, содержащий примеси конденсата, воды и механических частиц (песок, глина и т.д.). Надежность устройства при этом понижается из-эа влияния этих примесей на работу датчика расхода. Кроме этого уста.@

634246 нонка датчика расхода на газопровод ; высокого давления усложняет конструкцию и эксплуатацию регулятора. Особые осложения возникают тогда, когда несколько скважин объединяются в куст .

В этих случаях шлейф каждой скважины находится на значительном расстояния (2-12 км) от газосборного пункта.

Подвод ингибитора к кусту скважин осуществляется по одному трубопроводу, из которого ингибитор распределяется по шлейфам скважин. В этом, (0 случае установка датчиков расхода газа на каждом шлейфе, ндали от обслуживающего персонала, существенно понижает надежность устройства.

Целью изобретения является повыше- f5 ние надежности и упрощение устройства для регулирования расхода ингибитора гидратообразонания, н шлейфе газовой скважины.

Эта цель достигается тем, что н нем установлены вентиль и н выходной камере-второй чувствительный элемент, кинематически связанный с первым чувствительным элементом, причем плотность второго чувствительного элемента через вентиль подключена к каналу подвода ингибитора гидратообраэования н шлейф газовой скважины.

Схема устройства представлена на чертеже.

В корпусе 1 выполнены входной канал 2 и канал подвода 3 ингибитора гидратообраэонания в шлейф газовой скважины 4 и размещен первый чувствительный элемент 5 (например, сильфон), который жестко связан с регу- 85 лирующим ррганом б (например, плунжером). Последний уравновешивается задатчиком — пружиной 7 при помощи регулироночного винта. Чувствительный элемент 5 разделяет корпус на входную 40

8 и выходную 9 камеры. В корпусе выполнен канал 10, служащий для уравновешивания регулирующего органа б.

Между входной 8 и выходной 9 камерами установлен дроссель ll с постоян- 45 ным проходным сечением.

В выходной камере 9 расположен второй чувствительный элемент 12 (сильфон), кинематически соединенный посредством передаточного механизма, состоящим из рычагов 13 и 14, подвижной опоры 15 и настроечного винта 16, с первым чувствительным элементом 5.

Чувствительный элемент 12 образует с корпусом 1 запоминающую полость

17, соединенную каналом 18 с каналом

3, На каналах 18 и 3 установлены . соответствующие вентили 19 и 20.

Устройство работает следующим образом. 60

Перед включением устройства открывают вентили 19 и 20. В запоминающей полости 17 и камере 9 устанавливается одинаковое давление газовой среды.

После этого вентиль 19 закрывают, 85 в результате чего в полости 17 запоминается давление, соотнетствующее определенному расходу газа в шлейфе скнажины, и на входной канал 2 устройства подается ингибитор гидратообраэования, который проходит через отнерстие, образованное этим каналом и регулирующим органом 6, во нходную камеру 8. Из камеры 8 ингибитор гидратообразонания поступает по каналу 10 через дроссель 11 в выходную камеру 9 и далее через канал

3, вентиль 20 в шлейф 4 газовой скважины.

Расход ингибитора гидратообразования определяется перепадом давления на дросселе 11, имеющем постоянное проходное сечение. В свою очередь, перепад давления на этом дросселе зависит от суммы сил, приложенных к регулирующему органу б пружиной 7 и рычагом 14. В состоянии равновесия сумма этих сил уравновешивается силой, развиваемой чувствительным элементом 5 под действием перепада давления на дросселе 11. .В первоначальный момент, когда давления в запоминающей полости 17 и камере 9 равны, усилие сс стороны рычага 14 равно нулю. Перепад давления на дросселе 11 н этом случае зависит только от усилия, развиваемого пружиной 7. При увеличении, например, давления ингибитора на входе н устройство чувствительный элемент 5 перемещает регулирующий орган 6 влево, при этом отверстие, образованное входным каналом 2 и регулирующим органом б, уменьшается, и давление в входной камере 8 падает.

В состоянии равновесия, когда усйлия, развиваемые пружиной 7 и чувствительным элементом 5 от образонанно-. го на нем перепада давления, уравниваются, давление во нходной камере

8 устанавливается таким, что перепад давления на дросселе 11 и расход ингибитора установятся равными первоначальным. значениям. При уменьшении данления ингибитора гидратообразования данление во входной камере 8 уменьшается, и регулирующий орган б под действием пружины 7 перемещается вправо, открывая входное отверстие до тех пор, пока давление но входной камере 8 не возрастет до величины, обеспечивающей прежний перепад давления на дросселе 11. Изменяя усилие натяга сжатия) пружины 7 при помощи винта, устанавливают требуемый перепад давления на дросселе 11, а, следовательно, и расход ингибитора гидратообразонания, соответствующий первоначальному расходу газа в шлейфе 4 скважины.

При изменении расхода газа давление в выходной камере .9 изменяется.

Это приводит к изменению усилий, приложенных к чувствительным элементам

634246

5 и 12. При этом изменение усилия, приложенного к чувствительному элементу 5 от изменения давления в выходной камере 9 не приводит к изменению перепада давления на дросселе

11. Например, при увеличении давления в камере 9 перепад давления на дросселе 11 уменьшается. Это приводит к перемещению чувствительного элемента 5 и регулирующего органа б вправо, открытию входного отверстия и увеличению давления в камере 8. В состоянии равновесия перепад давления на дросселе 11 устанавливается прежним.

При уменьшении давления в камере 9 процесс происходит в обратном порядке.

Изменение усилия, приложенного к чувствительному элементу 12 и вызван-15 ного изменением давления в выходной камере 9, приводит к изменению перепада давления на дросселе 11, а следовательнр, к изменению расхода ингибитора гидратообразования. При уве- 20 личении давления (относительно первоначального значения, запомненного в полости 17) усилие, приложенное к чувствительному элементу 12, направлено влево. Через рычаги 13, 14, подвижную опору 15 часть этого усилия передается чувствительному элементу 5. Это приводит к перемещению чувствительного элемента 5 и связанного с ним регулирующего органа 6 влево, уменьшению расхода ингибитора гидратообразования и перепада давления на дросселе 11. Так как увеличение давления в выходной камере 9 вызвано уменьшением расхода газа в шлейфе газовой скважины, то пропорцио-3 " нальное уменьшение расхода ингибитора гидратообразования говорит о том, что устройство обеспечивает изменение расхода ингибитора гидратообразования в соответствии с изме- 40 нением расхода газа. Коэффициент пропорциональности настраивается перемещением подвижной опоры 15 при помощи винта 16.

При увеличении расхода газа давление в шлейфе 4 скважины и в камере

9 уменьшается. Под действием большего давления, запомненного в полости

17, усилие, развиваемое чувствительным элементом 12, направлено вправо. Под действием этого усилия, приложенного через передаточный механизм к чувствительному элементу

5, регулирующий орган 6 перемещается вправо. При этом, расход ингибитора гидратообразования и перепад давления на дросселе 11 увеличиваются.

В состоянии равновесия усилия, приложенные к чувствительному элементу

5 со стороны чувствительного элемента 12 и увеличившегося перепада давления на дросселе 11, буду г равны, но противоположно направлены, а расход ингибитора возрастет на величину, пропорциональную увеличению расхода газа.

Таким образом, устройство обеспечивает изменение расхода ингибитора гидратообразования, вводимого в шлейф газовой скважины, в соответствии с изменением расхода газа.

При этом датчик расхода газа не используется. Предложенное техническое решение. упрощает устройство, повышает его надежность, в результате чего уменьшается интегральный расход дорогостоящего ингибитора гидратообразования, уменьшаются эксплуатационные расходы (особенно при установке устройств на шлейфах скважин, объединенных в куст ), уменьшается вероятность загидрачивания работающих скважин куста при аварийных остановках одной или нескольких скважин этого куста .

Формула изобретения

Устройство для регулирования расхода ингибитора гидратообраэования в шлейфе газовой скважины, содержащее корпус с входной и выходной камерами с размещенным между ними первым чувствительным элементом,, жестко соединенным с регулирующим органом, связанным с задатчиком, входная и выходная камеры, между которыми установлен дроссель, подключены к входному. каналу устройства и каналу подвода ингибитора гидратообразования в шлейф газовой скважины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, в нем установлены вентиль и в выходной камере второй чувствительный элемент кинематически связанный с первым чувствительным элементом, причем полость второго чувствительного элемента через вентиль подключена к каналу подвода ингибитора гидратообразования в шлейф газовой скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 393731, кл. 6 05 D 7/01, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 443369, кл. G 05 Э 7/00, 1973. б 34246

Составитель О. Гудкова

Техред З.Катрич. Корректор С. Гарасиняк

Редактор А. Садомов Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 67б0/45 Тираж 991 Подписное цНККПК Государственного комитета,Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5