| Главная » Файлы » Рефераттар » Экономика |
Скважинада терең сорапты қондырғыны пайдалану
| [ · Скачать удаленно (85.0Kb) ] | 14.11.2012, 00:33 |
Скважинада терең сорапты қондырғыны пайдалану
Штангелі сорапты қондырғының құрылысы Қондырғы поршенді , тербелмелі станоктан, плунжерді (поршенді) тербелмелі станокпен байланыстырып тұратын штангелер тізбегінен және скважина ішіне құйылған сұйықты жер бетіне шығаратын (СКҚ-сорапты компрессорлы құбырлар) құбырлар тізбегінен тұрады. Электроқозғалтқы редуктор өсіне орнатылған кривошиптің айналуына қызмет етеді және одан әрі балансир шатунының көмегімен арқаны алқа арқылы балансирдің басына ілінген штангілер тізбегінің тік бағытта (вертикалды) жоғарылы-төменді жүріс қозғалысын тудырады. Плунжердің жоғары қарай жүрісі кезінде айдау клапыны жабылады да плунжер үстіндегі сұйық оның жүріс ұзындығы бойымен жоғары көтеріліп үш жақты құбыр (тройник) арқылы жинау тораптарына түседі. Сораптың сорғыш клапыны ашылады да, скважинадағы сұйық сораптың цилиндріне кұйылады. Плунжер мен штангінің төмен қарай жүрісі кезінде сорғыш клапыны жабылады да, сұйық бағанасының әсері құбырларға беріледі. Бұл кезде айдау клапыны ашылады да скважинадағы өнім плунжер үстіндегі кеңістікке қарай ағады. Одан әрі жоғары қарай плунжер жүрісінің жаңа циклі басталады. Штангіні арқанды алқамен жалғастыратын жылтыратылған штоктың жоғарылы-төменді жүріс қозғалысы кезінде саға арматурасын саңылаусыздандыру (герметизациялау) үшін сальник қарастырылған. Станоктағы күштердің теңсіздігін реттеу үшін тербелмелі-станок балансирді және роторлы жүктермен теңгеріледі. Егерде газ бен сұйықтың шығып кетуі болмаса, онды плунжердің жүріс ұзындығы мен жылтыратылған штоктың тепе-теңдік жағдайында сораптың теориялық тәуліктік сұйық бергіштігі Qт, плунжердің жоғары қарай жүріс кезіндегі жалпы көлеміне тең. Qт = FSn 1440, мұндағы: F-плунжердің ауданы: S-жылтыратылған штоктың жүріс ұзындығы; n-минуттағы тербеліс (жүріс) саны: 1440-тәуліктегі минут саны. Сораптың нақты бергіштігі Q әрдайым төмен болады, өйткені жылтыратылған шток пен плунжердің жүріс ұзындықтары бірдей емес, сондықтан сорап цилиндрі мен плунжері арасындағы саңылау арқылы сұйықтың шығып кетуі туындайды, цилиндрге сұйық пен бірге газ сорылады және құбырлардың бұрындалы байланысқан жерлерінде мұнай мен газдың шығып кетуі мүмкін, яғни Q = Fsn d 1440, мұндағы: d = Q/Q – сораптың бергіш коэффициенті (әдетте d-ден бірге 1-ге дейін өзгереді). Сораптың бергіштігі бірнеше жүзден 5-6 м3/тәу дейінгі кең аралықта өзгеріп отырады. Плунжердің диаметрі 28-ден 120 мм дейін, ал жылтыратылған штоктың жүріс ұзындығы 0,3-тен 6м дейін, жүріс саны минутына 1-ден 15-ке дейін өзгереді. Кәсіпшілік жағдайында сораптың қылыпты жұмысы кезінде, әдетте d<0,7-0,8 болады (d-сораптың бергіш коэффициенті), егер сұйықтың шығып кетуі аз шамада болса да. Бұл негізінен сораптың сұйықпен бірге газды соруына байланысты және плунжердің жүріс ұзындығының жылтыратылған шток жүрісіне сәйкес келуімен түісндіріледі. Плунжер астына енген кезіндегі үстіндегі сұйықтың көлеміне V, қатынасы сораптың сұйыққа толу коэффициенті деп аталады (B=Vж/V). Егер сұйықтың құрамында газ мөлшері көп болса (сорапқа негізінен газ енеді), онда сораптың сұйыққа толу коэффициентінің аз мөлшері әсерінен сораптың бергіш коэффициенті B төмен болады. d-ны (сораптың бергіш коэффициенті) ұлғайту үшін, сорапты динамикалық деңгейдің астына, құрамында еркін газ мөлшері аз аймаққа батыра отырып, оның қабылдау аузындағы қысымды көбейтеді немесе сораптың қабылдау аузында газ айырғыштары орнатылады, ол өз кезегінде сұйықтан газды айыра отырып және оны құбыр аралық (сақиналы) кеңістіккі бағыттайды. Плунжердің жүріс ұзындығын арттыра отырып сораптың сұйыққа толу коэффициентін B өсіруге болады. Бұл коэффициентке жылтыратылған шток пен плунжердің жүріс ұзындықтарының сәйкессіздігі елеулі түрде әсер етеді. Бұл сораптың жұмыс үрдісі кезіндегі штангі мен құбырдың деформациясына (созылу мен қысқару) байланысты. Штангі мен құбырларға әсер етуші күштер Терең сорапты қондырғының жұмысы кезінде, штангілер мен құбырларға әртүрлі күш түрлері әсер етеді – штангі мен сұйықтың салмағынан статикалық күш, қозғалыстағы массаның инерция күші және т.б. Бұл күштердің плунжердің жүріс ұзындығы бойында табиғи пайда болуы мен әсер етуін қарастырамыз. Айдау клапыны-1 жабылғаннан кейін плунжердің жоғары қарай жүрісі алдында оның үстіндегі сұйық бағанасының статикалық күші штангілері беріледі және олардың Лшт созылуын тудырады. Осы кезде құбырлар түсіріліп және Лшт-ге қысқарады. Плунжер құбырға қатысты қозғалассыз болып қалады және оның пайдалы жүрісі штангінің созылуы мен құбырдың қысқаруынан кейін ғана басталады. Сорғыш клапан жабылып, штангідегі барлық сұйық құбырларға беріледі және айдау клапыны ашылып, плунжер төмен жүреді. Бұл кезде балансир басындағы статикалық (тұрақты әсер ететін) күш сұйықтағы штангі салмағына тең болады. Штангілер тізбегі ілінген балансирдің басы тепе-теңсіздікке қозғалады (жылдамдық үстіңгі және астыңғы нүктелердегі нөлден бастап жоғарылы-төменді жүріс ортасындағы кейбір ең жоғарғы (максимал) мәнге дейін өзгереді), үдеу және сәйкесті инерциялық және басқа да динамикалық күштер пайда болады. Бұдан басқа плунжердің жоғары қарай бастапқы жүрісі кезінде оның қозғалыс жылдамдығымен қозғала бастайды. Осының салдарынан плунжердің сұйықты соққылауы болып, нәтижесінде штангі мен балансирдің басына динамикалық күштер әсер етеді. Әдетте, штангіге түсетін максимал күш плунжердің жоғары қарай жүрісі кезінде, ал минимал күш плунжердің төмен қарай жүрісі кезінде болады. Максималды статикалық күш Pст = Pж + Pш b, мұндағы, S-плунжердің жүріс ұзындығы, м; n – минуттағы жүріс саны. Онда штангімен бірге оның алқасына түсетін максимал күш Pmax = Pж + Pшb + Pш Sn2/1440 (3.216) формуласы сорапты түсіру тереңдігі мен оның диаметрін және тербеліс санын арттыру кезінде елеулі түрде пайда болатын кейбір динамикалық күштерді есепке алмайды. Ғалымдардың (А. Н, Адонин, А. С. Вирновский, И. А. Чарный) жасаған жұмыстары барысында, бұл формуланы динамикалық нақтылы бір анықталған мәніне дейін ғана пайдалануға болатыны анықталды: Ф = wL/a<0,4-0,45, мұндағы, w-кривошиптің бұрыштық айналу жылдамдығы (w=m/30); L-штангі ұзындығы; а-штангі материалындағы дыбыс жылдамдығы (а=5100 м/с). Егер ф=0,4-0,45, болса, айдау режимі статикалық, ал егер ф>0,4-0,45, болса, онда айдау режимі динамикалық болады. Динамикалық режим кезінде күштерді (максималды, минималды) есептеу үшін А. С. Вирновский тарапынан келесі формула ұсынылады және бұл формула практика жүзінде дәлелденеді. Штангелі сорапты қондырғының жабдықтары Тербелмелі станок – штангінің плунжермен жоғарылы төменді жүрісіндегі электроқозғалтқыш білігінің айнымалы қозғалысын тудыратын және сұйықты айдау үрдісіндегі күштерді қабылдайтын механизмдер болып табылады. Олар жүк көтергіштігі мен жетектеуші конструкциясы бойынша, теңгерілу түрі (роторлық немесе балансирлік) мен штоктың жүріс ұзындығының диапазоны және тербеліс саны бойынша ерекшеленеді. Тербелмелі-станоктың шифры мынаны білдіреді: бірінші цифры – жасалуын; әріптері - тербелмелі-станокты; әріптен кейінгі бірінші цифры – жүк көтергіштігі (тоннадағы); келесі цифры – шток жүрісінің максимал ұзындығын (метрде) және редуктор білігіндегі ең үлкен айналу моментін білдіреді. Сағалық штоктың жүріс ұзындығын, шатунды кривошиппен бекітілген жерінен жылжыту арқылы өзгертеді. Балансирдің тербеліс саны, электроқозғалтқыштың шкив диаметрін ұлғайтуға немесе азайтуға байланысты болады. Кәсіпшіліктерде өлшемдері мен констукциясы әр түрлі сораптар қолданылады. Неғұрлым кең тараған сораптардың екі түрі – салынбайтын (құбырлық) және салынатын сораптар. Олардың негізгі ерекшеліктері мыналар: Салынбайтын сораптың цилиндрін скважинаға, сорапты-компрессорлы құбырмен (СКҚ), ал клапындар мен плунжер штангімен түсіріледі. Цилиндрді жоғарыға шығару үшін барлық жабдықтарды көтеру қажет (штангіні клапындармен, плунжермен және сорапты құбырды). Салынатын сораптың цилиндрі (плунжермен, клапындармен бірге жиналып) скважинаға штангі арқылы түсіріледі және сол сияқты жиналған түрде штангі арқылы жоғарыға шығарады. (құбырлар орнында қалады). Скважинаны зерттеу Скважинаны гидродинамикалық зерттеудің теориялық негізі, оларды пайдалану тәсілінен тәуелсіз екені белгілі. Зерттеу технологиясы осыған байланысты болады. Түптегі қысымды тереңдік манометрлер көмегімен немесе сұйық деңгейі бойынша эхологтың көмегі арқылы анықтауға болады. Манометрді сақиналы кеңістікке түсіру, кейде олардың СКҚ-дың шеген құбырлармен жанасқан жерінде тұрып қалуымен анықталады. Сондықтан штангілі сораптармен жабдықталған скважиналарды эхолот аспабының көмегімен жиі зерттейді. Бұл аспаптың көмегімен скважинадағы деңгейді өлшеп тұрады (статикалық және динамикалық). Скважинадағы деңгейдің жағдайы мен ондағы сұйықтың белгілі тығыздығы бойынша қабаттағы және түптегі қысымдарды анықтайды. Сұйық деңгейінен шағылған, пневматикалық немесе порохты жарылғыштардан (хлапушка) туындайтын дыбыстық толқындар тіркеуші аспабы бар күшейткіш арқылы жалғанған микрофонмен ауланады. Аспап жазу қаламынан, таспалардан (лента) және таспалар қозғалысының (50 немесе 100 мм/с) тұрақты жылдамдығының тудыратын таспаны созу механизмінен тұрады. Деңгейдің тереңдік жағдайын скважинадағы дыбыстың таралу уақыты мен жылдамдығы бойынша анықтайды. Сағадан белгілі қашықтықтағы сұйық деңгейінен алшақ емес дыбыс жылдамдығын өлшеу үшін құбырларға репе-құбырлардың біріне муфта арқылы ілінетін және шегендеу құбыры мен сорапты құбырлар арасындағы сақиналы саңылауды 60-65% -ке жауып тұратын келте құбыр орнатылады. Дыбыс толқынының таралу жылдамдығы. Күрделі жағдайларда штангілі сорапты қондырғыны пайдалану Скважинаны пайдалану кезінде күрделі жағдайлардың туындауы: әлсіз цементтелген қабаттардан, құмның скважинаға түсуінен; көп мөлшердегі еркін газдың сорапқа енуінен; құбыр қабырғаларына парафинді қабыршақтың шөгуінен; тұтқырлығы жоғары мұнайды және сумұнайгаз эмульсияларын сорып шығарудан, әдетте тұтқырлығы жоғары ортада плунжер мен штангілер тізбегінің кептеліп қалуы нәтижесінде мұндай сұйықтарды шығару қиындық туғызады; ауытқыған және көлбеу скважиналарындағы штангінің муфталы байланысқан жері мен құбырдың қажалуынан және үйкеліс күшінің өсуінің туындауынан; көтергіш құбырларында тұздардың шөгуінен және т.б. әсерлерден болады. Әдетте, скважинаға қабаттан мұнаймен бірге құм түседі, осының әсерінен сораптың плунжері мен цилиндрі тез тозады да, сұйықтың шығып кетуі өсе түседі. Сорапты сақтау үшін бос бытыраңқы құмдарды шайырлармен және арнайы құрамдармен цементтейді, олар құмтастарды бекіте отырып мұнай фильтрациясы үшін қабат жынысының бір бөлігін бос қалдырады. Түп аймаққа сүзгілер қондырылады, ал сораптың сұйықты қабылдау аузына құмды сұйықтан ажырататын якор орнатады (құмды және газқұмды деп бөлінеді). Сұйық сорапқа тұлғаның беткі қимасы арқылы енеді және одан әрі орталық құбырдың төменгі бөлігіндегі тесіктеріне бағытталады. Оның жоғарғы бөлігі сорғыш клапынмен жалғасқан. Газды көбіктер сұйықтан бөліне отырып, сорапты жағалай құбыраралық кеңістік бойымен жоғары көтеріледі. Якорға енген уақыттағы ағыстың қозғалыс бағытының өзгерісі мен бұрылыс кезінде жылдамдығын жоғалтуы қарқынды бөлінуіне жағдай жасайды. Құмды якордың жұмыс принципі газды якорға ұқсас. Сұйық құммен бірге құбырша арқылы якорға енеді және ағыстың бұрылысы кезінде құм тұлғаның төменгі бөлігінде тұнады. Жиналған құмнан тазарту үшін якорды сораппен бірге жоғарыға шығарады және заглушка (кептеме) арқылы тазартады. Құмды якорды құмның шығуы аз шамада болған кезде қолданылады. Скважиналарда, олардың өнімдерінде құмның мөлшері көп болғандықтан құмқырғыш түріндегі плунжерлі сораптар қолданылады және құрамында құмы бар сұйықтарды шығаруға қабілетті басқа да сораптар қолданылады. Құмның плунжер үстіне тұнып қалмауы үшін шығып келе жатқан ағын жылдамдығын арттырады. Сұйықты жоғарыға құбыр арқылы емес, штангінің қуысты (құбыршалы) жіңішке каналы арқылы бағыттайды немесе құбыраралық кеңістікке сұйықты (таза мұнайды) кұяды. Сорап сұйықты сорып шығарады (жоғарыдан құйылатын және қабаттан шығатын сұйық), бұл кезде құбырдағы оның көтерілу жылдамдығы өседі және оларда құм тұнбайды. Парафин шөгінділерін болдырмау мақсатында арнайы құбырлар пайдаланады, олардың ішкі беті әйнектелген немесе эмалдармен жабылған. Бұдан басқа мезгіл-мезгіл жылумен өңдеу (жылжымалы бу генераторының көмегімен скважинадағы және үстіңгі беттегі құбырларды бумен ысыту) арқылы парафиннің жиналуына жол бермейді. Оған қоса, құбырларды органикалық ерітінділермен жуады. Құбыр қабырғаларында, сорап бөлшектерінде және басқа да жер асты жабдықтарында тұздардың жиналуы скважинаны пайдалануды едәуір қиындатады. Тұз жиналуының негізгі себептері: айдалған судың гипспен және ангидритпен байытылуына байланысты, бұл олардың тау жыныстарының қанқасынан сілтену есебінен болады; айдалған судың қабат суларымен сәйкес келмеуінен; тұз ерітінділерінің тепе-теңдігінің бұзылуы және термобаралық өзгерістерге байланысты олардан қатты тұнбалардың түсуі, бұл қабаттағы немесе скважинадағы ерітінділердің қозғалыс жүйесі кезінде жүретін құбылыс; судағы тұз концентрациясының артуы сұйықтың бір бөлігінің булануы және т.б. Тұз жиналуымен күресудің өте тиімді әдістері, қатты тұнбалардың түзілуінің алдын-алуға негізделген. Бұл үшін қабатқа, қабат сұйығына сәйкес келетін сұйықтарды айдайды, олар араласа отырып, қабат жағдайында бастапқы кристалл түзілуі кезінде концентрациядан төмен тұздардың шеткі ерітіндісін төмендетпейді. Бұдан өзге тұз жиналуды болдырмаудың басқа да технологиялық әдістері қолданылады (судың келу ағынын шектеу, сыйымдылық пішінін (профилін) реттеу және т.б.). Тау жыныстарын тұздарды жуып тазарту кезінде қабат суларымен сәйкес келетін айдалған судың, фильтрация үрдісі кезінде гипспен және антигидритпен байытылу қабілеттілігі жоғарғы болғандықтан көздеген тиімділікке қол жетпеуі мүмкін. Скважинадан тұздарды шығару және тұз жиналуының алдын алу үшін реагенттер-ингибиторлердің көп мөлшері ұсынылды. Олардың құрамына байланысты ингибиторлегіш қоспаның байқалу механизмі әр түрлі. Олардың ішінде бірі кальцийдің, барийдің және темірдің иондарын бейтараптандырады, олардың карбонаты және сульфаты иондармен әсерлесуіне кедергі жасайды, ал басқалары кристалдың ұсақ түйірлі беттеріне адсорбциялана отырып, олардың жаңадан пайда болуы мен өсуіне кедергі жасайды. Кейбір ингибиторлар өзін тұз кристалдарын бұзушы ретінде көрсетеді. Реагенттерді дозировкалы сораптар арқылы скважинаның құбыраралық (сақиналы) кеңістігіне енгізеді немесе қабаттың түп аймағына бастырады. Құбырларда тұздар (кальций мен магний карбонаттары) жиналған жағдайда, оларды тұз қышқылымен өңдейді. Тұз жиналу үрдісінің алдын-алудың әр түрлі физикалық тәсілдері игеріліп және еңгізілуде. Мысалы, жабдықтар мен құбырлардың беттеріне жағылған полимерлердің кейбір түрлері, оларда тұздардың жиналуына кедергі жасайды. Суды магнитті өңдеуде және ортаға акустикалық әсер ету кезінде тұз жиналудың қарқындылығы азаяды. Ескеріліп өткендей негізгі үлкен қиыншылық тұтқырлығы жоғары сумұнай эмульсиясын немесе мұнайды скважинадан сорып шығару кезінде туындайды. Бұл кезде сұйықтағы штангі салмағына тең немесе үлкен болып келеді және олар скважинада кептеліп тұрып қалады. Мұндай жағдайды болдырмас үшін арнайы конструкциядағы әр түрлі сораптарды қолданады; сораптың сұйықты қабылдау аузында орнатылған жылытқыштармен сұйықтарды ысыту; скважинаға құбыраралық кеңістік арқылы дозировкалы сораптармен, сумұнай эмульсиясының тұтқырлығын азайтатын беттік-әрекетті заттарды енгізеді және т.б. Көлбеу және ауытқыған скважиналардағы құбыр мен штангінің қажауын болдырмас үшін арнайы қапталған, қажалуға шыдамды муфталарды қолданады. Шығымы аз скважинаны кезең-кезеңімен пайдалану Шығымы аз скважиналарға өнімділігі 5-6 м3/тәу кем емес скважиналар жатады. Бұндай скважиналар кәсіпшілік орындарда көп кездеседі және сондықтан оларды дұрыс пайдалану кезінде, қосымша өндірілген мұнайдың едәуір мөлшерін алуға, жабдықтар мен басқа да материалдық заттарды үнемдеуге болады. Олардың көпшілігінің ерекшелігі мынаған саяды, сорап диаметрі үлкен емес қондырғылардың өнімділігінің төмен болу себебі, түп қысымының атмосфералық қысымнан да төмендеп кету жағдайына қарамастан қабаттан мұнайдың көп құйылуына байланысты екен. Бұл жағдайда, скважинадағы барлық мұнайды сораппен жоғарыға шығарады (қабылдауға дейін) және одан әрі ол скважинаның сақиналы кеңістігіндегі төмен қысымдағы газдың сорылу әсерінен өте төмен сұйыққа толу коэффициентімен пайдаланылады. Бұл плунжердің төмен қарай жүрісі кезінде сұйыққа соғылуы және вибрацияға бүлінуіне байланысты. Нәтижесінде сорап, тербелмелі-станок жабдықтары, подшипниктер тез тозады электр энергиясының шығыны артады. Көпшілік жағдайда бұндай скважиналарды кезеңді пайдалану, сұйық жиналған уақытқа дейін тербелмелі станокты тоқтатып қойса және т.б. шаралары іске аспасы тиімді болады. Бұл жағдайда жабдықтар ұзақ сақталады, бірақ өндірілетін мұнайдың бір бөлігін жоғалтады (үздіксіз өнім шығарумен салыстырғанда), өйткені тербелмелі-станок тоқтаған уақытта сұйық скважинаға, қабатқа байланысты оның бағанасындағы қарсы қысымның өсуі кезінде құйылады. Нәтижесінде сұйықтың ағын жылдамдығы азаяды, яғни деңгейдің көтерілуі жәй жүреді. Скважиналарды кезеңді пайдалануға ауыстыру кезінде сұйықтың t мен жоғарыға шығарудың tотк рационалды уақытын таңдаудың техника-экономкалық міндеттерін шешу қажет. Бұл өлшемдерді анықтайтын аналитикалық және экспериментті әдістері ұсынылған – скважинадағы деңгейдің қалпына келу қисығы бойынша, дебитограмма бойынша (қалтқымалы деңгей өлшегішпен жабдықталған (мерниктерді) өлшегіштегі деңгейдің өсуі қисығы), индикаторлы диаграмма бойынша, пайдаланудың неғұрлым тиімді режимін таңдау жолы бойынша. Қарапайым жағдайда, белгілі бір масштабта мұнай бағанасының биіктігін жазып отыратын деңгей өлшегішпен жабдықталған жылжымалы өлшегіш (мерник) көмегімен ағынды зерттеу кезінде, сұйықты үздіксіз шығару үрдісінде өлшегіштегі деңгейдің өсу сызығы (егер қабаттағы серпімді құбылыстардың әсерін ескермесек) 1-сызығына сәйкес келеді. | |
| Просмотров: 2357 | Загрузок: 435 | | |
| Всего комментариев: 0 | |