Патент на изобретение №2334080

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДОБЫЧИ СЕРНИСТОЙ НЕФТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для добычи нефти из скважин. Обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, предотвращает загрязнение окружающей среды, сокращает затраты на ликвидацию осложнений при добыче нефти из скважин. Сущность изобретения: установка содержит смонтированную на транспортной базе с силовым двигателем лебедку с канатом, на свободном конце которого размещен сваб с грузом, имеющий возможность спуска в скважину через лубрикатор узлом герметизации каната, установленные на устье, мачту с направляющим роликом для каната, сборную емкость для продукции скважины, снабженную дыхательным каналом и соединенную через обратный клапан с лубрикатором. Сваб выполнен в виде полого корпуса с каналами, клапаном внутри и с установленными снаружи уплотнительными элементами. Полый корпус сваба снабжен внутри сужением, а клапан выполнен в виде установленного в корпусе соосно с возможностью ограниченного осевого перемещения стержня с утолщением, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия снизу с сужением корпуса. При этом стержень соединен сверху с канатом, а снизу – шарнирно с грузом, установка снабжена дополнительной емкостью с нейтрализатором вредных примесей в нефтяном газе, герметично сообщенной на входе через запорную арматуру с дыхательным каналом сборной емкости и через запорную арматуру и регулятор расхода газа с лубрикатором, а на выходе – со свечей рассеивания нейтрализованного газа в атмосферу. Вход дополнительной емкости снабжен диспергатором, а выход – отбойником брызг. Дополнительная емкость снабжена теплообменником, внутренняя полость которого сообщена с выхлопной системой транспортной базы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для добычи нефти из скважин.

Известна установка для добычи нефти из малодебитных скважин (патент US №5097901, кл. 166/68 от 24.03.1992 г.), содержащая смонтированную на транспортной базе с силовым двигателем лебедку с канатом, на свободном конце которого прикреплен сваб, имеющий полый корпус с установленными снаружи уплотнительными элементами, контактирующими при подъеме из скважины продукции с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны скважины, снабженный установленным в корпусе обратным клапаном и присоединенным грузом. Установка содержит установленную на транспортной базе мачту с направляющим роликом для каната, соединенную с лубрикатором для сваба с грузом, вверху на лубрикаторе установлен узел герметизации каната, а в нижней части лубрикатор снабжен узлом присоединения к эксплуатационной колонне скважины. Установка снабжена емкостью для сбора и транспортирования продукции скважин, соединенной трубопроводом через обратный клапан с лубрикатором.

Недостатком известной установки является то, что при добыче сернистой нефти выделяющийся из нефти и выходящий из сборной емкости при ее наполнении газ содержит опасные для человека вещества (сероводород, меркаптаны), что может послужить причиной отравления обслуживающего комплекс персонала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является установка для добычи нефти (патент US №4751969, кл. 166/369 от 21.06.1988 г.), содержащая смонтированную на транспортной базе с силовым двигателем лебедку с канатом, на свободном конце которого размещен сваб с грузом, спускаемый в скважину через лубрикатор с узлом герметизации каната, установленные на устье, мачту с направляющим роликом для каната, сборную емкость для продукции скважины, снабженную дыхательным каналом и соединенную через обратный клапан с лубрикатором, причем сваб выполнен в виде полого корпуса с каналами, клапаном внутри и с установленными снаружи уплотнительными элементами.

Недостатком известной установки для добычи нефти также является то, что при добыче сернистой нефти выделяющийся из нефти и выходящий из сборной емкости при ее наполнении газ содержит опасные для человека вещества, что может послужить причиной отравления обслуживающего комплекс персонала. Другим недостатком известного комплекса является сложность ликвидации застревания сваба в эксплуатационной колонне без привлечения дополнительного подъемного оборудования.

Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить безопасность обслуживающего персонала, предотвратить загрязнение окружающей среды, сократить затраты на ликвидацию осложнений при застревании сваба в скважине.

Указанная техническая задача решается установкой для добычи сернистой нефти, содержащей смонтированную на транспортной базе с силовым двигателем лебедку с канатом, на свободном конце которого размещен сваб с грузом, спускаемый в скважину через лубрикатор с узлом герметизации каната, установленные на устье, мачту с направляющим роликом для каната, сборную емкость для продукции скважины, снабженную дыхательным каналом и соединенную через обратный клапан и запорную арматуру с лубрикатором, причем сваб выполнен в виде полого корпуса с каналами, клапаном внутри и с установленными снаружи уплотнительными элементами.

Новым является то, что установка снабжена дополнительной емкостью с нейтрализатором вредных примесей в нефтяном газе, герметично сообщенной на входе через запорную арматуру с дыхательным каналом сборной емкости и через запорную арматуру и регулятор расхода газа с лубрикатором, а на выходе – со свечей рассеивания нейтрализованного газа в атмосферу, причем вход дополнительной емкости снабжен диспергатором, а выход – отбойником брызг, при этом полый корпус сваба снабжен внутри сужением, а клапан выполнен в виде установленного в корпусе соосно с возможностью ограниченного осевого перемещения стержня с утолщением, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия снизу с сужением корпуса, причем стержень соединен сверху с канатом, а снизу – шарнирно с грузом.

Новым является также то, что дополнительная емкость снабжена теплообменником, внутренняя полость которого сообщена с выхлопной системой транспортной базы.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, то есть о соответствии заявляемого решения критериям «технический уровень» и «существенные отличия».

На фиг.1 представлена установка для добычи сернистой нефти в рабочем положении; на фиг.2 – устройство сваба; на фиг.3 – система нейтрализации вредных примесей в попутном газе; на фиг.4 – установка в рабочем положении.

Установка (см. фиг.1) содержит смонтированную на транспортной базе 1 с силовым двигателем лебедку 2 с канатом 3, на свободном конце которого размещен сваб 4 с грузом 5, спускаемый в скважину 6 через лубрикатор 7 с узлом герметизации каната 8, установленные на устье 9, мачту 10 с направляющим роликом 11 для каната 3, сборную емкость 12 для продукции скважины, снабженную дыхательным каналом 13 и соединенную с помощью трубопровода 14 через обратный клапан 15 с лубрикатором 7.

Сваб 4 (см. фиг.2) выполнен в виде полого корпуса 16 с окнами 17 и 18, сужением 19 и клапаном 20, который выполнен в виде соосно установленного в полом корпусе 16 стержня 21 с утолщением 22 с возможностью герметичного взаимодействия снизу с сужением 19. Перемещение стержня 21 вниз ограничивается взаимодействием утолщения 22 с упором 23. Стержень 21 сверху соединен с канатом 3, а снизу – с грузом 5 через шарнир 24. Снаружи полого корпуса 16 установлены уплотнительные элементы 25.

Установка снабжена дополнительной емкостью 26 (см. фиг.1), которая герметично сообщена на входе трубопроводом 27, на котором установлен запорный орган 28, с дыхательным каналом 13 сборной емкости 12, а также через запорный орган 29 и регулятор расхода газа 30 с трубопроводом 14, идущим через обратный клапан 15 и запорный орган 31 к лубрикатору 7. На выходе дополнительная емкость 26 сообщена трубопроводом 32 со свечой рассеивания 33 (см. фиг.3) нейтрализованного газа в атмосферу. Внутри дополнительной емкости 26 помещен нейтрализатор 34 вредных примесей в нефтяном газе, например водный раствор щелочи. Вход дополнительной емкости 26 снабжен диспергатором 35, а выход – отбойником брызг 36. Кроме того, для подогрева нейтрализатора 34 при работе в холодных условиях и повышения скорости реакции нейтрализации вредных газов, дополнительная емкость 26 может быть снабжена теплообменником 37, внутренняя полость 38 которого сообщена с выхлопной системой 39 транспортной базы 1 (на фиг.3 не показана).

Установка работает следующим образом.

Для откачки продукции скважины установка приводится в рабочее положение (см. фиг.1). Мачта 10 поднимается, лубрикатор 7 с узлом герметизации каната 8, соединенный с мачтой 10 при помощи шарнира 40, ставится на запорный орган 41, установленный на устье 9 скважины 6. Свечу рассеивания 33 (см. фиг.3) устанавливают на безопасном расстоянии (не менее 30 м) в направлении ветра от скважины и фиксируют растяжками 42. Запорные органы 41 (см. фиг.1) 31, 29, 28, а также установленный на входе в емкость 12 запорный орган 43 закрыты. Открывают запорный орган 41, сообщая лубрикатор 7 со скважиной 6. Контролируют давление в лубрикаторе 7, например, с помощью манометра 44. Если оно превышает атмосферное, открывают запорные органы 31 и 29 и газ из лубрикатора 7 через трубопроводы 14 и 27 поступает в дополнительную емкость 26. Проходя через диспергатор 35 (см. фиг.3), поток газа дробится на множество пузырьков, увеличивая поверхность контакта с нейтрализатором 34. Всплывая в среде нейтрализатора 35 газ очищается от сероводорода и меркаптанов и по трубопроводу 32 поступает на свечу рассеивания 33. Отбойник брызг 36 препятствует выносу брызг нейтрализатора 34 из дополнительной емкости 26 потоком газа, а также при транспортной тряске. Регулятор расхода 30 обеспечивает постоянство расхода газа при изменяющемся давлении в скважине и препятствует превышению номинального расхода газа через дополнительную емкость 26, обеспечивая качественную очистку газа.

При выравнивании давления в скважине с атмосферным запорный орган 29 закрывают, а запорные органы 28 и 43 открывают. Осуществляют с помощью лебедки 2 (см. фиг.1) на канате 3 спуск сваба 4 с грузом 5 в скважину 6, при этом обратный клапан 15 препятствует снижению давления в емкости 12 ниже атмосферного. За счет трения уплотнительных элементов 25 (см. фиг.2) о внутреннюю поверхность скважины 6 корпус сваба 16 перемещается вверх по отношению к стержню 21 и удерживается в верхнем положении, взаимодействуя утолщением 22 с упором 23. При входе в жидкость она свободно проходит через окна 17, открытый клапан 20, внутреннюю полость 45 корпуса 16 и окна 18, не препятствуя погружению сваба 4.

После достижения заданного погружения сваба 4 под уровень жидкости производят его подъем. При этом стержень 21 перемещается вверх относительно корпуса 16 до герметичного взаимодействия снизу с сужением 19 утолщения 22. Таким образом, клапан 20 закрывается и столб жидкости (на фиг.2 не показан) над свабом 4 благодаря уплотнительным элементам 25 поднимается вместе с ним по эксплуатационной колонне 46 скважины 6. Газ, находящийся над столбом жидкости, при подъеме сваба 4 (см. фиг.1) поступает по трубопроводу 14 в емкость 12, а из нее через дыхательный канал 13, открытый запорный орган 28 и трубопровод 27 в дополнительную емкость 26, проходит через нейтрализатор 34 и далее по трубопроводу 32 поступает на свечу рассеивания 33 (см. фиг.3). Поднимаемая жидкость поступает по трубопроводу 14 (см. фиг.1) в емкость 12, а выделяющийся из жидкости газ поступает через дыхательный канал 13 по трубопроводу 27 в дополнительную емкость 26, где он нейтрализуется и далее по трубопроводу 32 поступает на свечу рассеивания 33 (см. фиг.3). В зоне рассеивания периодически контролируют содержание в воздухе вредных веществ и при достижении предельно допустимых концентраций отработанный нейтрализатор 34 в дополнительной емкости 26 меняют на свежий, для чего отработанный нейтрализатор 34 сливается через запорный орган 47. Свежий нейтрализатор 34 заливается через заправочную горловину 48. Контроль уровня нейтрализатора 34 в дополнительной емкости 26 осуществляют через прозрачное окно 49.

Для предотвращения замерзания нейтрализатора 34 в зимнее время, а также для ускорения реакции нейтрализации в дополнительной емкости 26, за счет повышения температуры нейтрализатора 34, при необходимости во внутреннюю полость 38 теплообменника 37 направляют выхлопные газы из выхлопной системы 39 транспортной базы 1 (на фиг 3 не показана).

Шарнирное соединение 24 (см. фиг.2) стержня 21 сваба 4 с грузом 5 облегчает прохождение искривленных участков скважины 6. В случаях застревания сваба 4 в скважине 6 при спуске или при подъеме из-за асфальто-смоло-парафиновых отложений на эксплуатационной колонне 45 лебедкой 2 (см. фиг 1) через направляющий ролик 11 производят натяжения и ослабления каната 3. При этом происходят ограниченные перемещения стержня 21 и соединенного с ним груза 5 относительно корпуса 16 сваба 4 и ударные взаимодействия утолщения 22 с сужением 19 корпуса 16 при натяжении каната 3 и с упором 23 при ослаблении каната 3. Такое выполнение сваба 4 позволяет произвести ударные воздействия весом груза 5 на корпус 16 застрявшего сваба 4, стронуть его с места и извлечь из скважины без применения дополнительной грузоподъемной техники.

В транспортном положении установки (см. фиг.4) мачта 10 складывается поворотом в шарнире 50, установленном на основании 51. Лубрикатор 7 с размещенными внутри свабом и грузом (на фиг.4 не показаны) лежит на мачте 10. Свеча рассеивания 33 с трубопроводом 32 размещаются на транспортной базе 1. Трубопроводы 32 и 14 (на фиг.4 не показан) могут быть выполнены гибкими, что позволит переводить установку из транспортного положения в рабочее и наоборот без их отсоединения.

Таким образом, представленная установка для добычи сернистой нефти обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, предотвращает загрязнение окружающей среды, сокращает затраты на ликвидацию осложнений при добыче нефти из скважин, поскольку позволяет освобождать застрявший сваб без привлечения дополнительного подъемного оборудования.

Формула изобретения

1. Установка для добычи сернистой нефти, содержащая смонтированную на транспортной базе с силовым двигателем лебедку с канатом, на свободном конце которого размещен сваб с грузом, имеющий возможность спуска в скважину через лубрикатор с узлом герметизации каната, установленные на устье, мачту с направляющим роликом для каната, сборную емкость для продукции скважины, снабженную дыхательным каналом и соединенную через обратный клапан с лубрикатором, причем сваб выполнен в виде полого корпуса с каналами, клапаном внутри и с установленными снаружи уплотнительными элементами, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной емкостью с нейтрализатором вредных примесей в нефтяном газе, герметично сообщенной на входе через запорную арматуру с дыхательным каналом сборной емкости и через запорную арматуру и регулятор расхода газа с лубрикатором, а на выходе – со свечей рассеивания нейтрализованного газа в атмосферу, причем вход дополнительной емкости снабжен диспергатором, а выход – отбойником брызг, при этом полый корпус сваба снабжен внутри сужением, а клапан выполнен в виде установленного в корпусе соосно с возможностью ограниченного осевого перемещения стержня с утолщением, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия снизу с сужением корпуса, причем стержень соединен сверху с канатом, а снизу – шарнирно с грузом.

2. Установка для добычи сернистой нефти по п.1, отличающаяся тем, что дополнительная емкость снабжена теплообменником, внутренняя полость которого сообщена с выхлопной системой транспортной базы.

РИСУНКИ