Устройство для непрерывного дозирования жидкости в затрубное пространство паровой скважины

Устройство для непрерывного дозирования жидкости в затрубное пространство паровой скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень М17

Дата опубликования описания 09.05.82 (51) М. Кл.

E 21 В 43/00

Гоеудэрствсниый кемитет

СССР по авлам изабретений и открытий

{53) УДК-622.245. .5 (088 8) А. H. ЯЧ енко (72) Авторы изобретения

В. А. Шарапов, Н. И. Фещенко, В. С. П

1 1

Украинский научно-нсслецовательский институт природных г ов

УкрНИИгаз (7i) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДОЗИРОВАНИЯ

ЖИДКОСТИ В ЗАТРУБНОЕ ПРОСТРАНСТВО ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к области эксплуатации газовых скважин, в частности к устройствам для непрерывного . доэирования жидкостей в газовые скважины.

Известно устройство для дозирования жчдкости в газовые скважины, включающее емкость, соединительные патрубки, вентили и поплавок. Последний перегородкой разделен на две части. Верхняя часть поплавка, незаполненная жидкостью, удерживает его в плавающем состоянии. В нижнюю часть поплавка, погруженную в жидкость, вмонтированы насадки. Диаметры насадок выбираются в зависимости от количества доэируемой жидкости $ 1).

Недостатком этого устройства является то, что при доэировании малых объемов жидкости (например, 50-200 л/сут) через насадки, они быстро забиваются

20 механическими примесями и солями жест кости, содержащимися в пресной воде.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для непрерывного дозирования жидкости в затрубное пространство газовой скважины, включающее дознровочную емкость, запорную арматуру, автоматические датчики и регуляторы уровня жидкости, сепаратор, дозатор, включающий корпус, внутри которого установлен сердечник со спиральной насадкой, связанной с входным и выходным пат рубками (2).

Недостатком известного устройства является невозможность дозирования малых объемов жидкости, .т.е. большой расход дозируемой жидкости.

Цель изобретения — уменьшение расхода жидкости путем дознрования малых объемов жидкости при использовании резервной емкости.

Эта цель достигается тем, чтр устройство снабжено промежуточной емкостью, верхняя часть которой через обратный клапан связана с нижней частью резервной емкости и с эатрубным пространством, а нижняя часть - с верхней частью доэировочной емкости, а также

30

3S

3 92 тем, что дозатор снабжен установленной над сердечником дополнительной спиральной насадкой и втулкой, размещенной концентрично основной спиральной насадке, причем втулка и сердечник имеют трапецевидную спиральную нарезку, а полость над сердечником гидравлически связана через запорную арматуру с выходным патрубком.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — дозатор жидкости, разрез., Устройство состоит из резервной емкости 1 объемом 5-10 м постоянно

5 сообщенной с атмосферой, в которой установлен теплообменник 2 дозировочной емкости высокого давления 3, объемом 0,4-0,5 м, расчитанной на стаз тическое давление в скважине и установленной выше резервной емкости, высокого давления 4, объемом 0,4-0,5 м, 3 расчитанной на статическое давление в скважине, причем она расположена ниже резервной емкости, а в гидравлических магистралях 5 и 6 соединяющих ее с резервной и дозировочной емкостями, включены запорная арматура, обратные клапаны 7 и 8 доэатора 9 жидкости, установленного на линии, связывающей дозировочную емкость 3 с затрубным про странством газовой скважины, и®полнительных органов — запорных клапанов типа "ВО". 10, 11, 12. и 13, регуляторов вторичных приборов управления датчиками 14 и 15, реле 16, 17, 18 и 19 универсальных пневматических. B емкостях 1, 3 и 4 установлены датчики

20, 21 и 22 уровня жидкости. Для контроля уровня жидкости в дозировочной емкости 3 установлен манометрический уровнемер, а ее объем равен объему промежуточной емкости 4. Доэировочная емкость обвязана линией 23 для выP равнивания давления с затрубным пространством скважины. Пружина обрач» ного, клапана 8 таррируется так, чтобы .

6 он открывался под действием гидроста- ° тического давления жидкости, находящейся в емкости 1.

Дозатор 9 жидкости состоит из корпуса 24.,имеющий входной и выходной патрубки, фильтруюшего элемента 25, спиральной насадки 26, размещенной в нижней части корпуса, и дополнительной

° спиральной насадки 27, размещенной в, верхней части корпуса, магнитного сердечника 28, вокруг которого размещена насадка 26, втулки 29 и сетчатого

6244 4 фильтра 30. Насадки 26 выполнены иэ диамагнитной трубки. Магнитный сердечник 28 цилиндрической формы, его сердцевина выполнена из вяжущих веществ, например различных смол или минеральных вяжущих, а поверхностный слой насыщен порэшкообразным ферромагнитным материалом — магнитофором— носителем магнитного поля. Напряженность магнитного поля можно легко регулировать подбором концентрации ферромагнитного порошка и вида вяжущего материала. На цилиндрической поверхности магнитнитного сердечника 28, насыщенной магнитофором, выполнена трапецевидная спиральная нарезка с таким шагом как и спиральная насадка. Таким образом, в трапецевидной спиральной нарезки сосредоточен магнитофор — носитель магнитного поля. Благодаря такому выполнению снижается рассеивание магнитного потока и усиливается воздействие магнитного поля на техническую пресную воду, протекающую в спиралеобразной цилиндрической насадке, так как магнитный поток стремится замкнуться по кратчайшему пути. Для регулирования расхода жидкости дозатор снабжен байпасной линией 31 с вентилем 32.

Устройство работает следующим образом.

В статическом состоянии положение уровня жидкости и регулирующих органов следующее. Резервная емкость 1 заполнена жидкостью. Уровень жидкости в дозировочной 3 и промежуточной 4 емкостях находится на верхнем пределе диапазона регулирования, Исполнительные органы — запорные клапаны типа "ВО" находятся в следующем положении: клапан 11 открыт, а 10, 12 и 13 закрыты, при этом задвижки на скважине 33 и 34 закрыты, а 35 и 36 открыты. Пуск устройства в работу осуществляется путем открытия вентилей 37 и 38. Гаэ из скважины по обвязочному трубопроводу

23 поступает в дозировочную емкость 3 и трубопровод 5 и далее происходит выравнивание давления между затрубным пространством и дозировочной емкостью 3.

При этом обратный клапан 7 предотвращает переток жидкости из промежуточйой емкости 4 в доэировочную емкость 3, так как со стороны доэировочной емкости через трубопровод 23 его заслонку подпирает давление газа и плюс сопротивление пружины, т.е. в данном случае он не выполняет свои прямые функции. Та9 6244

5 ким образом, когда имеется давление газа в трубопроводе 23, обратный клапан 7 работает как запорный орган, в случае отсутствия давления — как обрач» ный клапан — пропускает жидкость в одном направлении. Как только давление в дозировочной емкости 3 станет равным затрубному, жидкость под действием гидростатического давления поступает в дозатор 9 жидкости через входной натру- to бок. Далее в фильтрующий элемент 25, в котором освобождается от механических примесей и в спиральную насадку 27.

Дозировка требуемого копичества жидкости осуществляется эа счет гидрав- >5 лического сопротивления. Для предотвращения забивания спиралеобразной трубчатой насадки отложениями солей жесткости, присутствующими в технической пресной воде, она обрабатывается чередующимися магнитными полями напряженностью не менее 12Х10 в/м. Магнитные. силовые линии, выходящие иэ выступов спиралеобразной трапецевидной нарезки магнитного сердечника, пересекают спиралеобразную трубчатую насадку и замыкаются по кратчайшему пути на соответствующих выступах втулки 29.

Далее техническая пресная вода, обрабо-.. танная магнитными полями, попадает в промежуточную камеру, где за счет падения скорости освобождается от шлама, который периодически удаляется через заглушку. Из промежуточной камеры воды через фильтрующую сетку 29 поступает во вторую спиралеобразную насадку и далее B затрубное пространство газовой скважины, разбавляет находящуюся на забое пластовую воду и, одновременно испаряясь, донасыщает газ влагой. Кроме того, ввод омагни» ченной жидкости способствует замедлению солеотпожения и коррозионных процессов лифтовых труб.

Регупирование расхода воды осуществляется путем открытия регупировочного вентиля 31. Гидравлическое сопротивление байпасного трубопровода 30 меньше, чем дозируюшей насадки, поэтому основной поток воды пойдет по байпасному трубопроводу. Как только уровень жидкости в дозировочной емкости 3 достигнет нижнего предела диапазона регулирования, срабатывает датчик нижнего уровня. При срабатывании датчика нижнего уровня импульсное

55 давление на выходе из двухпозиционного регулятора 14 уровня отсутствует, т.е. отсутствует импульсное давление в камере реле 16 и в линии исполнительного клапана 11. Клапан 11 закрывается, так как его нормальное положение (в обесточенном состоянии) закрытое. И линию исполчительных клапанов 10 и 13 при этом поступит сигнал на их открытие (их нормальное положение закрытое) только в этом случае, когда заправлена уже промежуточная емкость 4 (контакт реле 17 верхнего уровня промежуточной емкости 4 замкнется) и имеется вода в резервной емкости

1. Контакт реле 19 нижнего уровня в емкости 1 замкнут и имеется импульсное давление на выходе датчика 22. Гаэ под давлением поступает в промежуточную емкость 4 и давит на жидкость. Под действием этого давления обратный клапан

8 закрывается, а обратный клапан 7 открывается и жидкость поступает в дозировочную емкость 3, которая в это время сообщена с атмосферой (кпапан .10 открыт). Таким образом, происходит заправка дозировочной емкости 3. При этом исполнительный клапан 12 закрыт, так как при достижении верхнего уровня в промежуточной емкости 4 появляется импульсный сигнал на выходе регулятора 15, который подается в камеру реле

18. Контакт реле 18 в цепи исполнительного клапана 12 размыкается и клапан закрывается (его нормальное положение закрытое), так как импульсный сигнал исчезает. При достижении перекачиваемой жидкостью верхнего диапазона регулирования в дозировочной емкости 3 срабатывает датчик верхнего уровня, появляется импульсное давление на вы-. ходе из двухпоэиционного регулятора 16.

При этом клапан 11 открывается и происходит дозировка жидкости в скважину..

Клапаны 10 и 13 закрываются, так как в камеру реле 16 поступает импульсный сигнал и происходит стравливание. давления из клапанов 10 и 13 через разомкнутый контакт реле 16. После закрытия исполнительных клапанов 10 и 13, клапан 12 открывается и жидкость из резервной емкости 1 под действием гидростатического давления открывает обратный клапан 8 и заполняет промежуточную емкость 4, которая в это время сообщена через открытый клапан 12 и резервную емкость 1 с,атмосферой.

При этом обратный клапан 7 предо- . твращает переток жидкости иэ промежуточной емкости 4 в дозировочную, так как с ее .стороны через магистраль 5

926244

1. Устройство для непрерывного дозирования жидкости в затрубное пространство газовой скважины, включаюшее дозировочную емкость, дозатор жидкости, запорную арматуру и автоматические датчики и регуляторы уровня жидкости, отличаюшееся тем,что,с целью уменьшения расхода жидкости пу25

30 на заслонку клапана давит давление газа и сопротивление пружины, т.е. в данном случае он не выполняет свои прямые функции. Затем циклы опорожнения дозировочной емкости 3 и наполнения промежуточной емкости 4 повторяются до тех пор, пока имеется вода в резервной емкости 1.

Во избежание исключения открытия клапанов 10 и 13 при незаполнении про о межуточной емкости 4 (такой случай возможен сразу при включении питания системы автоматики и при йезаправке емкости 4) необходима установка в промежуточной емкости 4 датчиков 21 уров- 1 ня и регулятора 16. Работа регулятора

16 аналогична работе регулятора 14.

Применение устройства позволит значительно снизить расходы связанные с дозированием жидкости. 2О формула изобретения тем дозирования малых объемов жидкости при использовании резервной емкости, оно снабжено промежуточной емкостью, верхняя часть которой черед обратный клапан связана с нижней частью резервной емкости и сь затрубным пространством, а нижняя часть — с верхней частью дозировочной емкости.

2. Дозатор жидкости, включающий корпус, внутри которого установлен сердечник со спиральной насадкой, связанной с входным и выходным патрубками, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности дозирования он снабжен установленной над сердечником дополнительной спиральной насадкой и втулкой, размещенной концентрично основной спиральной насадке, причем втулка и сердечник имеют трапецевидную спиральную на« резку, а полость над сердечником гидравлически связана через запорную арматуру с выходным патрубком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гриценко А. И. и др. Борьба с обводнением газовых я газоконденсатных месторождений. — Газовое дело. И., 1971, М 7, с. 7-10.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2648412/03, кл. Е 21 В 43/ОО, 19.07.79 (прототип).

926244

Составитель Н. Харламова

Редактор Г. Волкова Техред М.Рейвес Корректор A. Дзятко

Заказ 2921/21 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Маскяа, Ж-35, Раушская ааб., а. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4