Результат интеллектуальной деятельности: МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЗАКАЧКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение на нефтепромысле для выполнения ряда технологических операций связанных с закачкой в скважину растворов реагентов, для интенсификации добычи нефти, для борьбы с солеотложениями, асфальтосмолопарафинами, для защиты внутрискважинного оборудования от коррозии, для обслуживания нефтепромыслового оборудования.

Известен узел приготовления жидкостей глушения скважин, включающий емкости приготовления солевого раствора, установку фильтрации и емкости хранения расходных реагентов. Блок приготовления жидкостей глушения включает емкости приготовления жидкостей глушения с перемешивателями бурового раствора, перекачивающие насосы с трубопроводной обвязкой и запорно-регулирующей арматурой, причем емкости приготовления жидкостей глушения оснащены визуальными указателями уровня, датчиками верхнего и нижнего уровней и плотномерами, при этом блок приготовления жидкостей глушения соединен с блоками приготовления солевого раствора и дозирования химических реагентов посредством технологических линий, а блок дозирования химических реагентов оборудован эжекторами для подачи сыпучих материалов (Патент РФ на полезную модель №105345, кл. Е21В 21/00, опубл. 10.06.2011).

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является мобильная установка для приготовления и закачки в скважину растворов химических реагентов, включающая автомобильное шасси, кунг, емкости для растворов химреагентов, трубопроводную обвязку с запорной арматурой, насосные агрегаты для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов в скважину, средства контроля и управления. Установка оснащена гидравлической станцией с приводом гидравлического насоса от трансмиссии автошасси, а привод насосов для заполнения емкостей и нагнетания растворов химреагентов осуществляется гидравлическими моторами. Установка включает не менее двух герметичных емкостей для различных видов растворов химреагентов и оснащена дополнительно двумя промывочными емкостями, соединенными трубопроводной обвязкой с насосным агрегатом нагнетания растворов химреагентов и служащими для промывки емкостей растворов химреагентов и трубопроводов, при этом трубопроводная обвязка включает распределительные гребенки с запорной арматурой, позволяющие осуществлять заполнение и забор растворов химреагентов из любой емкости, а также перемешивание растворов в каждой из емкостей, их перекачку из емкости в емкость и промывку. Наполнение и слив растворов из емкостей химреагентов осуществляется по схеме «сверху» через патрубки, смонтированные на верхних крышках емкостей и опущенные до дна емкостей, при этом емкости оснащены уровнемерами, а также дыхательными патрубками, объединенными в общий коллектор, связанный с атмосферой через дыхательный клапан [Патент РФ на полезную модель №110426 (Заявка: 2011118955/06 от 12.05.2011), кл. F04B 23/04, F04B 35/00, опубл. 20.11.2011 - прототип].

Общим недостатком известных устройств является сложность работы с технологическими жидкостями, выделяющими из своего состава твердые взвешенные частицы и прочие нерастворимые соединения.

В предлагаемом изобретении решается задача обеспечения работы с технологическими жидкостями, выделяющими из своего состава твердые взвешенные частицы и прочие нерастворимые соединения.

Задача решается тем, что в мобильной установке для приготовления и закачки технологических жидкостей, включающей раму, емкость, насосный агрегат, технологические штуцеры, трубопроводы и запорную арматуру, согласно изобретению, емкость состоит из нижней отстойной зоны с штуцером для выгрузки механических примесей объемом V₁ и верхней рабочей емкости с объемом V₂, отношение V₁ к V₂ составляет 0,65/4,35, емкость снабжена трубопроводом отбора жидкости, в емкости размещены патрубок возврата жидкости и патрубок циркуляции жидкости, трубопровод отбора жидкости выполнен горизонтальным, размещен на уровне нижней отстойной зоны и выполнен с максимальным диаметром из всех трубопроводов и патрубков, патрубок возврата жидкости выполнен вертикальным и спускающимся сверху, размещен по центру емкости, заглушен снизу, перфорирован в нижней части и выполнен со средним диаметром из всех трубопроводов и патрубков, патрубок циркуляции жидкости выполнен параллельным патрубку возврата жидкости, заглушен снизу, перфорирован на всю высоту и выполнен с минимальным диаметром из всех трубопроводов и патрубков, заглушенные части патрубков размещены выше нижней отстойной зоны емкости, трубопровод отбора жидкости снабжен запорной арматурой, позволяющей соединять трубопровод отбора жидкости с патрубком циркуляции жидкости, и снабжен фильтрующей сеткой.

Сущность изобретения

Технологические жидкости на нефтепромысле неизбежно подвергаются насыщению нерастворимыми веществами. Это могут быть как твердые взвешенные частицы типа мелкого песка, так и органические частицы в виде частиц парафинов, смол, асфальтенов и т.п. Общим недостатком известных устройств, применяющихся на нефтепромысле, является сложность работы с технологическими жидкостями, насыщающимися в процессе работы и выделяющими из своего состава в аппаратах перекачки твердые взвешенные частицы и прочие нерастворимые соединения. Длительность работы таких аппаратов весьма невелика. В предлагаемом изобретении решается задача обеспечения работы с технологическими жидкостями, выделяющими из своего состава твердые взвешенные частицы и прочие нерастворимые соединения. Задача решается мобильной установкой для приготовления и закачки технологических жидкостей, представленной на фиг. 1.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - рама, 2 - емкость, 3 - насосный агрегат, 4 - трубопровод отбора жидкости, 5 - патрубок возврата жидкости, 6 - патрубок циркуляции жидкости, 7 - штуцер для выгрузки механических примесей, 8 - штуцер для забора контрольного образца, 9 - люк, 10 - уровнемерная колонка, 11 - штуцер для установки термометра, 12 - штуцер для установки воздушного клапана, 13 - штуцер для пропарки емкости, 14, 17, 18 - задвижки клиновые с выдвижным шпинделем, 15 - фильтрующий элемент, 16 - обратный клапан, 19, 20 - краны сливные, 21 - манометр, 22, 23, 24, 25 - трубопроводы, 26 - перфорация на патрубке возврата жидкости 5, 27 - перфорация на патрубке циркуляции жидкости 6, 28 - заглушка на патрубке возврата жидкости, 29 - заглушка на патрубке циркуляции жидкости.

Мобильная установка для приготовления и закачки технологических жидкостей работает следующим образом.

Раму 1 с прочими элементами установки размещают в кузове автомобиля и доставляют к месту приготовления и закачки технологических жидкостей.

При приготовлении технологических жидкостей в емкость 2 заливают технологические жидкости. Открывают задвижки 14 и 18 и закрывают задвижку 17. Включают насосный агрегат 3 и производят циркуляцию жидкостей из емкости 2 через трубопровод отбора жидкостей 4, задвижку 14, фильтрующий элемент 15, насосный агрегат 3, обратный клапан 16, патрубок циркуляции жидкости 6, задвижку 18 снова в емкость 2. При этом жидкость разбрызгивается через перфорационные отверстия 27 на патрубке циркуляции жидкости 6 и равномерно распределяется по объему емкости 2, что способствует полному смешиванию жидкостей.

При закачке технологических жидкостей потребителю открывают задвижку 17, закрывают задвижку 18 и перекачивают жидкость из емкости 2 по трубопроводу отбора жидкостей 4 через задвижку 14, фильтрующий элемент 15, насосный агрегат 15, обратный клапан 16, задвижку 17 и далее через подсоединенные трубопроводы (не показаны) по назначению. После потребителя жидкость, насыщенную нерастворимыми частицами, возвращают по подсоединенным трубопроводам (не показаны) через патрубок возврата жидкостей 5 в емкость 2. Таким образом производят циркуляцию жидкости через емкость 2 и потребителя. Прохождение жидкости через перфорационные отверстия 26 патрубка возврата жидкостей 5 способствует равномерному распределению жидкости по объему емкости 2, исключает ударное воздействие струи жидкости на жидкость и осевшие примеси в нижней отстойной зоне, исключает взмучивание осевших частиц. Использование патрубка возврата жидкостей 5 со средним по величине диаметром, с одной стороны, обеспечивает необходимый расход жидкости, а с другой стороны, способствует снижению скорости разбрызгивания жидкости и отсутствию перемешивания жидкости в емкости 2.

В случае применения плохо смешивающихся, расслаивающихся технологических жидкостей при перерывах в работе производят смешивание жидкостей, как и при приготовлении. При этом наличие заглушки 29 и перфорационных отверстий 27 на патрубке циркуляции жидкости 6 способствует минимальному воздействию на осевшие нерастворимые частицы и отсутствию их взмучивания. Малый диаметр патрубка циркуляции жидкости 6 способствует ускорению потока струи жидкости и разбрызгиванию жидкости по всему объему емкости 2, что исключает перемешивающее воздействие на слой осевших частиц.

В то же время большой диаметр штуцера трубопровода отбора жидкости 4 способствует медленному и плавному забору жидкости на уровне нижней отстойной зоны, что также способствует исключению перемешивания и взмучивания осевших частиц.

После проведения работ осевшие нерастворимые частицы удаляют через штуцер для выгрузки механических примесей 7.

При необходимости забора контрольного образца жидкости используют штуцер 8. Для проникновения в емкость 2 используют люк 9. Уровень жидкости в емкости 2 определяют посредством уровнемерной колонки 10. Термометр для замера температуры в емкости 2 устанавливают в штуцере для установки термометра 11. Для стравливания избыточного давления в емкости 2 в штуцере для установки воздушного клапана 12 размещают воздушный клапан. Через штуцер для пропарки емкости 13 производят пропарку. При сливе жидкости из емкости 2 производят слив трубопроводов через краны сливные 19 и 20. По манометру 21 определяют давление в емкости 2. В качестве фильтрующего элемента используют сетку из нержавеющей стали.

Пример конкретного выполнения

Емкость 2 имеет следующие габариты: длина - 2098 мм; ширина - 2116 мм; высота - 3165 мм. Масса - 2003 кг.

Техническая характеристика установки: давление рабочее - гидростатическое; - расчетное - атмосферное. Температура: рабочая - 50-90°C; расчетная - 120°C.

Габариты установки: длина - 4614 мм; ширина - 2500 мм; высота - 3325 мм. Масса - 5397 кг.

Трубопровод 4 выполнен диаметром 200 мм при входе в насос диаметром 150 мм. Сетка имеет отверстия 0,4 мм при толщине проволоки 1,6 мм. Патрубок 6 в вертикальной части перфорирован на всю высоту 800 мм отверстиями диаметром 20 мм, всего 80 отверстий. Высота перфорации позволяет орошать зеркало раствора и обеспечивать равномерное движение вниз раствора и равномерное осаждение твердых взвешенных частиц по всей площади резервуара. Повышенным диаметром 200 мм трубопровода 4 обеспечивается малая скорость потока раствора в трубопровод 4, отсутствие возмущающих завихрений и отсутствие взмучивания твердых взвешенных частиц и их унос в трубопровод 4. Расположение перфорационных отверстий максимально приближено к рабочему уровню жидкости в резервуаре. Патрубки 5 и 6 заглушены снизу, заглушки находятся на одном уровне.

Отношение объема отстойной зоны V₁ к объему резервуара V₂ составляет 0,65/4,35. Такое отношение является оптимальным для обеспечения любого реального цикла технологических операций до заполнения отстойной зоны нерастворимыми частицами.

Применение предлагаемой мобильной установки для приготовления и закачки технологических жидкостей позволит решить задачу обеспечения работы с технологическими жидкостями, выделяющими из своего состава твердые взвешенные частицы и прочие нерастворимые соединения.