Оборудование для подъема жидкости (газа) из скважин

---

Совет дня: Если вам нужны качественные подшипники ( не китайские ) заходите на сайт http://www.podshipnik-shop.ru/ тут только качественный продукт.

Ну а теперь про Оборудование для подъема жидкости (газа) из скважин.

Предназначена для одной из завершающих  операций общего цикла работ по разработке  н/г месторождений.

Все  большое разнообразие данного оборудования можно классифицировать в зависимости от способа эксплуатации на следующие группы:

1. Оборудование для эксплуатации фонтанирующих скважин;

2. Оборудование для эксплуатации компрессорным (газлифтным) способом;

3. Оборудование для эксплуатации  механизированным (насосным) способом, в том числе:

– посредством штанговых глубинно-насосных установок (с приводом СК, гидроприводом, цепным приводом,  мехотронным приводом);

– электро-центробежных погружных насосов;

– электро-винтовых погружных насосов;

– электро-диафрагменных насосов;

– длинноходовых  насосных установок.

Наиболее распространенными являются  штанговые скважинные насосные установки с приводом от станков качалок (ШСНУ). Составляют   ≈ 57% общего фонда скважин.  ШСНУ могут обеспечить высокий напор в ограниченном диапазоне подач: от 5до 50 м³/сутки. Максимальное значение КПД (37%) ШСНУ достигают при подаче Q= 35 м³/сутки.

Электро-центробежными насосными установками (ЭЦНУ) оборудовано около 35% скважин.   Диапазон   подач  Q =10-1000 м³/сутки  и напор

H ≈ 3500м.  В интервале подач  Q= 50-300 м³/сутки  их КПД ≈40%. В области  небольших подач КПД резко падает.

Каждому  виду оборудования соответствует своя область применения. Но огромное число факторов, влияющих на процесс эксплуатации,  делает невозможным строго очертить рамки, границы использования того или иного оборудования. Поэтому области применения зачастую перекрываются. Среди факторов,  влияющих на выбор оборудования, можно выделить следующие:

1. Пластовые ( пластовое давление, коллекторские свойства, газовый фактор, наличие газовой шапки, водяного контура, дебит, вынос песка, выпадение АСПО, физико-механические свойства пластовой жидкости и другие).

2. Конструкция скважины (глубина, диаметр, профиль и др.).

3. Экономические (величина затрат на организацию того или иного способа добычи, его функционирование  и поддержание в рабочем состоянии);

4. Производственно-технологические ( наличие и состояние инфраструктуры по ремонту, эксплуатации, сервисному обслуживанию оборудования);

5. Экологические

   Оборудование для эксплуатации фонтанным способом

Обеспечивает наибольшую подачу (добычу) нефти при наименьших затратах. Поэтому одна из главных задач на этапе фонтанирования скважины обеспечить наибольшую продолжительность  этого этапа, т.е. обеспечить максимальное извлечение нефти за счет энергии пласта.  Эксплуатация фонтанных нефтяных и газовых скважин осущест­вляется комплексами, включающими наземное и скважинное оборудо­вание, обеспечивающее отбор продукции в надлежащем режиме, про­ведение всех технологических операций в процессе эксплуатации и гарантирующее от возникновения открытых фонтанов и загрязнения ок­ружающей среды.

Фонтанная арматура для нефтяных и газовых скважин

Предназначена для герметизации устья скважин, контроля и ре­гулирования режима их эксплуатации, а также для проведения различ­ных технологических операций. Арматура по условиям эксплуатации подразделяется на три группы: для умеренной климатической зоны

1) некоррозионной и 2) коррозионной сред; 3) для холодной климати­ческой зоны и некоррозионной среды. Собирается по схемам тройнико­вого и крестового типа (рис. 1, схемы 1-6) согласно гост 13846. 

По заказу· потребителя арматура может поставляться в комплекте с: автоматическим предохранительным устройством;

запорным устройством с дистанционным управлением;

дублирующими запорными устройствами на боковых отводах елки и трубной головки;

дополнительной трубной головкой с запорным устройством на бо­ковом отводе, обеспечивающей эксплуатацию скважин двухрядной кон­центричной подвеской подъемных труб;

специальным переводником трубной головки, обеспечивающим спуск в скважину электрического кабеля для питания электроэнергией сква­жинного центробежного электронасоса (ЭЦН).

Кроме того, арматура может быть:

изготовлена по типовым схемам 7 и 8 (см. рис. 1) для скважин, оборудованных скважинными управляемыми устройствами,

выполнена по типовым схемам, обеспечивающим возможность соеди­нения скважинного предохранительного устройства с системой управле­ния им, а также нагнетания ингибиторов.

Детали и узлы арматуры соединяются между собой резьбой, фланцами с уплотнениями или хомутами. По этому признаку арматура делится на резьбовую, фланцевую и хомутовую (бугельную).

В· шифре фонтанной арматуры приняты следующие обозначения:

АФ – арматура фонтанная; конструктивное исполнение по схемам гост 13846-74; а – двухрядная концентричная подвеска подъемных труб;

К - подвеска подъемной колонны на резьбе переводника трубной го­ловки (на муфтовой подвеске буква не пишется);  Э – для эксплуатации скважин с погружными центробежными насосами.  Способ управления задвижками: дистанционный и автоматический – В, автоматический – А; первое число – диаметр условного прохода по стволу и боковым стру­нам в мм; второе число – рабочее давление; ХЛ – климатическое исполнение для холодного района; исполнение по коррозионной стойкости:

Кl – для сред, содержащих СО₂ до 6 %;

К2 – то же, H₂S и СО₂ до 6 %;

К3 – то же, H₂S и СО₂ до 25 %;

К2И – для фонтанной арматуры, изготовленной из малолегирован­ной и низкоуглеродистой стали с применением ингибитора в скважине.

Например, арматура фонтанная с подвеской подъемных труб на резьбе переводника трубной головки, по схеме б ГОСТ 13846-74, с дис­танционным и автоматическим управлением задвижек, с условным про­ходом 100 мм, на рабочее давление 21 МПа для некоррозионной среды и холодной климатической зоны-АФК6В-100х210ХЛ; арматура фон­танная с двухрядной концентричной подвеской подъемных труб на муфте для скважины, содержащей в продукции до 25 %  –  H₂S И СО₂  –  АФ6аВ­80/65Х700К3 (80 – проход по стволу, 65 – по боковым струнам в мм).

Арматура включает трубную головку, фонтанную елку, запорные

устройства с ручным, дистанционным и автоматическим управлением, регулирующие устройства (дроссели).

т р у б н а я  г о л о в к а предназначена для подвески одного или двух рядов насосно-компрессорных· труб, их герметизации, а также для вы­полнения технологических операций при освоении, эксплуатации и ре­монте скважин.

Колонны подъемных труб подвешиваются на резьбе и на уфтовой подвеске.

Подвеска колонн на резьбе осуществляется: при однорядном лиф­те – на резьбе стволовой катушки; при двухрядном лифте (внутренняя колонна) на резьбе стволовой катушки, наружная – на резьбе трой­ника (крестовины) трубной головки.

При муфтовой подвеске подвешиваются: колонна однорядного подъ­емника – на муфте в крестовине трубной головки; колонны двухрядного подъемника: внутренняя – на муфте в тройнике трубной головки, на­ружная – на муфте в крестовине.

Е л к а  предназначена для направления продукции скважины в вы­кидную линию, регулирования режима эксплуатации, установки специ­альных устройств при спуске скважинных приборов или скребков для очистки труб от парафина, замера давления и температуры среды, а так­же для проведения некоторых технологических операций.

Боковые струны арматуры оканчиваются ответными фланцами для приварки к линиям манифольда. На фланцах боковых отводов трубной головки и фонтанной елки предусматриваются отверстия для подачи ингибиторов коррозии и гидратообразования в затрубное пространство и в ствол елки.

В    качестве   запорных устройств фонтанной арматуры применяются проходные пробковые краны и прямоточные задвижки с при­нудительной или с автоматической подачей смазки. Для регулирования режима эксплуатации на боковых струнах елки установлены регулируе­мые или нерегулируемые дроссели со сменной втулкой из износостой­кого материала.

Типоразмерный  ряд  фонтанной арматуры по ГОСТ13846 предусматривает фонтанную арматуру с условным проходом стволовой части елки: 50, 65, 80, 100, 150мм; боковых отводов: 50, 65, 80, 100мм. На рабочее давление 7, 14, 21, 35, 70, 105 МПа.

Фонтанная арматура на 14 МПа (рис. ) изготавливается по схе­мам 1, 3 и 5 ГОСТ 13846-74. В качестве запорного устройства арма­гуры применяется проходной пробковый кран типа КППС, герметизи­руемый уплотнительной смазкой ЛЗ-162, а в качестве регулирующего устройства – быстросменныый дроссель.

Фонтанная арматура на давление 21 и 35 МПа (см. рис.) изготав­ливается с прямоточными задвижками с принудительной подачей смазки, с условным проходом 65 ММ – по схемам 1-6, с условным проходом 80мм – по схемам 1 и 5, с условным проходом 100 и 150 мм – по схеме 6 ГОСТ 13846-74.

При наличии в скважине управляемого клапана-отсекателя в трубной головке фонтанной арматуры имеется отверстие, через которое пропускается трубка гидропривода. В качестве запорного устройства в ар­матуре применяется прямоточная задвижка типа ЗМС 1 с однопластин­чатым шибером с уплотнением «металл по металлу» с принудительной подачей смазки. Арматура в зависимости от типа комплектуется задвижками с ручным, дистанционным и автоматическим управлением. Регулирующим устройством арматуры служит угловой регулируемый дроссель.

Фонтанная арматура на рабочее давление  70 МПа  изготавливается с прямоточными задвижками с автоматической подачей смазки (рис.) по схеме 6 ГОСТ13846. В качестве запорного устройства  применяется прямоточная задвижка ЗМАД и ЗМАДП с 2-х пластинчатым шибером с уплотнением «металл по металлу», с автоматической подачей смазки в затвор. Арматура в зависимости от типа комплектуется задвижками с ручным, дистанционным и автоматическим управлением:

– типа АФ6аВ-задвижками с ручным, дистанционным и автоматическим управлением;

– типа АФ6А – задвижками с ручным и автоматическим  управлением;

- типа АФ6 – задвижками с ручным  управлением. Задвижки с дистанционным и автоматическим управлением с пневмоприводом (ЗМАДП), имеют дублирующее ручное управление.

Запорные устройства фонтанной арматуры

Предназначены для перекрытия проходных отверстий в фонтанной арматуре и устьевом оборудовании, делятся на:

– проходные пробковые краны типа КППС с уплотнительной смазкой;

– прямоточные задвижки с однопластинчатым (типа ЗМС1) и двухпластинчатым (типа ЗМАД) шиберным затворами с принудительной или автоматической подачей смазки, ручным, пневматическим, дистанционным или автоматическим управлением. В условном обозначении пробкового крана указывается: КППС – кран пробковый проходной со смазкой; первое число – условный проход в мм; второе число – рабочее давление; ХЛ – климатическое исполнение для холодной зоны. Например, кран пробковый проходной, со смазкой, с условным проходом 65 мм, на рабочее давление 14 МПа для холодной климатической зоны обознача­ется: КППС-65Х140ХЛ.

В условном обозначении задвижки указывается:

3М – задвижка с уплотнением шибера «металл по металлу»; С или А с уплотнительной смазкой и подачей ее принудительно или автома­тическим способом; 1 или Д – модификация задвижки (одно или двух­шиберная); Б-исполнение корпуса задвижки бесфланцевое (при фланце­вом буква не пишется); П-дистанционное управление; А-автоматическое исполнение; первое число – диаметр условного прохода в мм; второе число – рабочее давление; исполнение по коррозионной стойкости ана­логично фонтанной арматуре.

Например, задвижка с уплотнением «металл по металлу», с авто­матической подачей смазки, с двухпластинчатым шибером, условным проходом 50 мм, на рабочее давление 70 МПа, для содержания H₂S и С0₂ до 6 % обозначается 3МАД -5Q Х 700К2.

Краны пробковые на давление 14 МПа (рис. 4) СОСТО51Т из кор­пуса, каналы которого перекрываются конусной пробкой при ее пово­роте рукояткой на 90С. Регулирование зазора между пробкой и корпусом осуществляется винтом. Кран работает только со смазкой. Смазка герме­тизирует затвор крана и резьбу шпинделя, облегчает поворот пробки и предотвращает коррозию деталей. Смазка подается через канал в шпин­деле, с помощью нажимного болта, через обратный клапан в полость корпуса. Кран оснащен специальным устройством для отжатия пробки при ее заклинивании в корпусе.

Прямоточные задвижки

Прямоточные задвижки  типа ЗМС1 с принудительной подачей смазки с ручным управлением (рис. ) с условным проходом 65, 80, 100, 150мм на рабочее давление 21 и 35 МПа состоят из корпуса, седла входного, шпинделя, маховика, гайки ходовой, крышки подшипников, гайки нажимной, кольца нажимного, манжет, пружины сальника, крышки, пружин тарельчатых, клапана нагнетательного, седла выходного, шибера. Герметичность затвора обеспечивается созданием необходимого удельного давления на уплотняющих поверхностях шибера и седел. Предварительное удельное давление создается тарельчатыми пружинами. Герметичности затвора способствует уплотнительная смазка ЛЗ-162 или «Арматол -238», которая подается через нагнетательный клапан. Герметичность между корпусом и крышкой обеспечивается установкой металлической прокладки и затяжкой шпилек гайками. Для облегчения управления задвижкой опоры ходовой гайки выполнены на упорных шарикоподшипниках,  а задвижки с проходом 80, 100, 150мм имеют уравновешивающий шток. Резьбы шпинделя и ходовой гайки. Уплотнение шпинделя и штока осуществляется манжетами из материала АНГ.  Предусмотрена подача защитной смазки в корпус задвижки через нагнетательный клапан, что предохраняет его от загрязнений и коррозии. На задвижке имеется указатель положения открытия-закрытия ( верхняя и нижняя риски на кожухе). Исполнение корпусов задвижек с проходом 100 и 150 мм может быть фланцевым или безфланцевым.

Задвижки типа ЗМС1 с дистанционным и автоматическим управле­нием имеют приводную часть, которая состоит из пневмоцилиндра с поршнем, соленоидных клапанов, систем воздухопроводов.

Соленоидные клапаны предназначены для перепуска управляющего давления газа (сжатого воздуха) в нижнюю и верхнюю полости пнев­моцилиндра.

Закрытие или открытие задвижек осуществляется соответствующими кнопками на пульте управления.

Задвижка типа ЗМС1 с автоматическим управлением вместо со­леноидного клапана содержит золотник – переключатель, который поз­воляет открыть задвижку вручную и перевести ее на автоматическое управление. Прямоточная задвижка типа ЗМАД на давление 70 МПа с авто­матической подачей смазки, с ручным управлением (рис. )состоит: из корпуса, двух седел (щек), шибера, выполненного в виде двух плашек, шпинделя, уравновешивающего штока, корпуса сальника, ходовой гайки с трапецеидальной резьбой, упорных подшипников, крышки подшипника, маховика, кожуха..

Для подачи смазки в узел подшипника предусмат­ривается масленка.

Уплотнение шпинделя и уравновешивающего штока осуществляется сальником, состоящим из набора манжет шевронного типа из материала АНГ. Для повышения герметизирующей способности сальника преду­сматривается подача уплотнительной смазки через обратный клапан.

Создание предварительных удельных давлений на уплотнительных поверхностях плашек и щек осуществляется с помощью шести цилинд­рических пружин, устанавливаемых между плашками.

Особенность задвижки – наличие системы автоматической подачи смазки в затвор, состоящий из полости, поршеньков и системы каналов, связывающих полость с кольцевой канавкой на уплотнительной поверх­ности· щеки и обратными клапанами, расположенными снаружи корпуса

и предназначенными для периодического (через каждые 10-15 циклов работы задвижки) нагнетания смазки в полость. Рабочее давление среды внутри корпуса через поршенек передается на смазку, которая запол­няет канавку.

Задвижка типа ЗМАДП с пневмоприводом отличается от задвижки с ручным управлением наличием  приводной части.

Приводная часть состоит из пневмоцилиндра и дублирующего руч­ного управления, служащего для управления задвижкой в случае отказа пневмосистемы. Техническая характеристика задвижек приведена в табл..