установка для дозирования реагента при добыче нефти из скважины

Формула изобретения

1. Установка для дозирования реагента при добыче нефти из скважины, включающая контейнер для реагента, связанный дозировочной линией с выкидной линией, линию связи контейнера для реагента с затрубным пространством, задвижки в выкидной линии и в линии связи контейнера для реагента с затрубным пространством, патрубок для заправки реагента в контейнер, отличающаяся тем, что линия связи контейнера для реагента с затрубным пространством снабжена дополнительной задвижкой для стравливания давления из затрубного пространства, контейнер для реагента снабжен поршнем со штоком, при этом штоковая полость связана с дозировочной и выкидной линиями, а бесштоковая - только с выкидной, причем дозировочная линия совмещена с линией связи контейнера для реагента с затрубным пространством с обеспечением возможности дозирования как в выкидную линию при открытии задвижки, расположенной на выкидной линии, и закрытии задвижки, расположенной на линии связи контейнера с затрубным пространством, так и в затрубное пространство при закрытии задвижки, расположенной на выкидной линии, и открытии задвижки, расположенной на линии связи контейнера для реагента с затрубным пространством, при этом дозировочная линия снабжена дросселем, патрубок для заправки реагента размещен в штоковой полости, а контейнер для реагента снабжен измерителем расхода реагента.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что контейнер для реагента установлен горизонтально.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что измеритель расхода реагента выполнен в виде индикатора хода и установлен на штоке поршня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для дозирования реагентов в скважину и выкидную линию. Кроме того, изобретение может быть использовано в трубопроводном транспорте при защите трубопровода от коррозии.

Известно дозировочное устройство гидравлического действия, включающее контейнер для реагента, связанный с затрубным пространством скважины, при этом реагент дозируют в затрубное пространство путем вытеснения его из контейнера газом из затрубного пространства скважины (Сафин В.А., Миндрюков В.М., Шинкарев С.А. Технология и технические средства химизации процессов нефтедобычи. М.: ВНИИОЭНГ, 1985, с.38).

Известное устройство позволяет дозировать реагент только в затрубное пространство скважины, кроме того, известная конструкция сложна при изготовлении и ненадежна в эксплуатации.

Наиболее близким по назначению и существенным признакам к предлагаемому техническому решению является устройство для дозировки реагента в выкидную линию (Пат. РФ №2132931, МПК Е 21 В 37/06, оп. 10.07.99 г.). Устройство включает контейнер для реагента, связанный газопроводом с затрубным пространством и дозировочным трубопроводом - с выкидной линией, патрубок для ввода реагента в контейнер, систему регулирования и контроля.

Известное устройство обеспечивает дозированную подачу реагента в выкидную линию (и далее - в систему сбора) путем вытеснения реагента из контейнера газом из затрубного пространства скважины. Устройство позволяет дозировать реагент только в выкидную линию и работает в скважинах с достаточно высоким затрубным давлением.

Кроме того, указатель уровня, выполняющий в данной установке функцию расходомера, имеет большую погрешность, что может привести к значительным перерасходам реагента.

Таким образом, возникла проблема создания универсального устройства для дозирования реагента как в затрубное пространство, так и в систему сбора нефти (выкидную линию), позволяющего с достаточно высокой точностью определять расход (дозу) реагента.

Указанная проблема решается известной установкой для дозирования реагента при добыче нефти из скважины, включающей контейнер для реагента, связанный дозировочной линией с выкидной линией, линию связи контейнера для реагента с затрубным пространством, задвижки в выкидной линии и в линии связи контейнера для реагента с затрубным пространством, патрубок для заправки реагента в контейнер, в которой, согласно изобретению, линия связи контейнера для реагента с затрубным пространством снабжена дополнительной задвижкой для стравливания давления из затрубного пространства, контейнер для реагента снабжен поршнем со штоком, при этом штоковая полость связана с дозировочной и выкидной линиями, а бесштоковая – только с выкидной, причем дозировочная линия совмещена с линией связи контейнера для реагента с затрубным пространством с обеспечением возможности дозирования как в выкидную линию при открытии задвижки, расположенной на выкидной линии, и закрытии задвижки, расположенной на линии связи контейнера для реагента с затрубным пространством, так и затрубное пространство при закрытии задвижки, расположенной на выкидной линии, и открытии задвижки, расположенной на линии связи контейнера для реагента с затрубным пространством, при этом дозировочная линия снабжена дросселем, патрубок для заправки реагента размещен в штоковой полости, а контейнер для реагента снабжен измерителем расхода реагента.

Целесообразно контейнер для реагента расположить горизонтально.

На дозировочной линии может быть установлен дроссель.

Измеритель расхода реагента целесообразно выполнить в виде индикатора хода и установить его на штоке поршня.

Поршень со штоком, размещенный в контейнере для реагента за счет разницы площадей поршня бесштоковой и штоковой полостей, позволяет создать движущую силу, под воздействием которой реагент выдавливается в дозировочную линию и далее - либо в затрубное пространство, либо в выкидную линию.

Совмещение дозировочной линии с линией связи с затрубным пространством обеспечивает поступление реагента в затрубное пространство.

Горизонтальное размещение контейнера для реагента увеличивает движущую силу поршня.

Дроссель, установленный на дозировочной линии, необходим для регулирования расхода реагента.

Измеритель расхода, выполненный в виде индикатора хода штока поршня, позволяет с высокой точностью определить расход реагента.

Сравнительный анализ предлагаемой установки с прототипом показал наличие новой формы выполнения известного элемента - контейнера для реагента и новых связей между элементами - контейнером для реагента и скважиной, поэтому можно сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию “новизна”.

Поиск по отличительным признакам выявил а.с. 1530921 (МПК G 01 F 13/00, оп. 23.12.89 г.) - дозатор вязкого компонента в трубопровод, в котором дозирование реагента в трубопровод осуществляется при помощи двух уплотненных поршней разного диаметра. При этом дозирующий патрубок размещен выходным концом в сужающее устройство.

Движение поршней совершается за счет большего давления, действующего на поршень большего диаметра перед входом в сужающее устройство, где давление меньше. Другими словами, движение поршней - за счет разницы давлений в трубопроводе.

В предлагаемом изобретении движение поршня осуществляется за счет разницы площадей поршня штоковой и бесштоковой полостей, т.е. источник движущей силы принципиально иной.

Кроме того, в известном техническом решении дозирование проводят только в одну линию - трубопровод, в то время как предлагаемое изобретение обеспечивает дозирование как в выкидную линию, так и в затрубное пространство скважины.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет достигнуть нового технического результата и соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Также были выявлены а.с. 544868 (МПК G 01 F 13/00, оп. 30.01.77) и 1578488 (МПК G 01 F 13/00, оп. 15.07.90), где описаны дозаторы, содержащие контейнеры для реагентов, оснащенные поршнями со штоками. Однако движение поршней в этих устройствах осуществляется за счет давления газа, что носит принципиально иной характер.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.

На чертеже представлена предлагаемая установка, где 1 - контейнер для реагента, 2 - поршень, 3 - шток поршня, 4 - индикатор хода, 5 - патрубок для закачки реагента в контейнер, 6 - дозировочные линии, 7 - дроссель, 8 - выкидная линия, 9 - линия связи с выкидной линией, 10 - скважина, 11 - НКТ, 12 - затрубное пространство, 13, 14 - манометры, 15-20 - задвижки, 21 - основание.

В горизонтальном контейнере 1 размещен поршень 2 со штоком 3, причем площадь поршня бесштоковой полости больше площади поршня штоковой полости. Штоковая полость связана дозировочными линиями 6 с затрубным пространством 12 скважины 10 и с выкидной линией 8. Бесштоковая полость связана линией 9 с выкидной линией 8. Поступление реагента в контейнер 1 осуществляется с помощью патрубка 5. На штоке 3 установлен индикатор хода 4 для измерения расхода реагента. Все линии снабжены задвижками.

Установка работает следующим образом. Контейнер 1 заправляют необходимым количеством реагента через патрубок 5. Поршень 2 со штоком 3 при этом находится в крайнем левом положении, все задвижки закрыты.

При необходимости подачи реагента в скважину стравливают давление из затрубного пространства 12 при открытой задвижке 18, затем устанавливают индикатор хода 4 в нулевое положение и открывают задвижку 15 на дозировочной линии 6. Задвижки 16, 20 при этом закрыты. Реагент поступает в затрубное пространство, иглой дросселя 7 регулируют необходимое его количество. По мере расходования реагента поршень 2 перемещается в правое положение. Чтобы вновь заполнить реагентом контейнер 7, подключают насос (на рис. не показан) и осуществляют наполнение контейнера через патрубок 5 при закрытой задвижке 19. Нефть, которая при этом скопилась в бесштоковой полости, сбрасывается через задвижку 20 (например, в затрубное пространство).

При необходимости дозирования реагента в выкидную линию и далее в систему сбора нефти, открывают задвижки 16, 19, а задвижки 15, 18, 20 при этом закрыты, штоковая полость, заполненная реагентом, соединяется с выкидной линией 8, и за счет разницы площадей поршня бесштоковой и штоковой полостей возникает движущая сила, перемещающая поршень 2 вправо, выдавливающая реагент в дозировочную линию 6 и далее - в выкидную линию 8 и систему сбора. Индикатор хода 4 замеряет расход реагента. По мере расходования реагента, контейнер вновь заполняют и процесс повторяют.

Таким образом, предлагаемая установка для дозирования реагента обладает универсальностью, так как позволяет обслуживать как затрубное пространство, так и систему сбора продукции, расширяет технологические возможности подобных установок.

Кроме того, она легко управляема, удобна в эксплуатации и обеспечивает высокую точность расхода реагента.

Установка не требует электропривода, может быть установлена как на устье скважины, так и в любом месте нефтепровода, успешно прошла стендовые испытания.