Сурет 9. Клапандық түйіндер:

а – НГН-1 сораптары үшін айдау клапаны (43, 55 және 68 мм); б – НГН-1 сораптары үшін сору клапаны (43, 55 және 68 мм); 1 – клапан торы; 2 – шарик; 3 – клапан седлосы; 4 – ниппель немесе ниппель-конус

Құбырлы штангалармен түсірілетін арнайы сораптардың бар болуын айтуымыз қажет. Олардың шифрына Т әрпі қосылады, мысалы, НГН2Т білдіретіні: құбырлы штангалар үшін салынбайтын тереңдік сорап типті -2. Құрамында құмы бар сұйықты айдап шығару кезінде, осы қоспаның цилиндр және плунжер арасындағы саңлауға (зазор) кіріп кетуін болдырмау үшін, шығарылатын сұйық плунжерден сорап құбырына емес, іші қуыс (құбырлы) штангілерге жіберіліп, жер бетіне көтеріледі. Құбырлы штангалар ретінде диаметрі кіші (48-60 мм) құбырлар қолданылады. Құбырлы штангалар үшін сораптардың негізгі ерекшелігі айдау клапаны (бір немесе екі) плунжердің төменгі бөлігінде орналасқан. Плунжердің жоғарғы бөлігі арнайы аударма арқылы құбырлы штангамен жалғасады. Сол үшін, сұйық сорапты құбырлар және құбырлы штангалар арасындағы кеңістікке түспейді. Қалғанында, бұл сораптың конструкциясында кәдімгі сораптардан айырмашылығы болмайды. Құбырлы штангалар үшін сораптар салынатын және салынбайтын болуы мүмкін. Одан басқа, сораптардың арнайы басқа түрі және тағайындалуы басқа сораптар, мысалы мұнайды бөлек өндіру үшін, сораптардың конструкциясы жасалып шығарылды.

Штангалар

Әдеттегі штангалар, штанга диаметрі бойынша төрт номиналды өлшемде шығарылады: 16, 19, 22 және 25 мм. Штанганың ұштары штанга бағанасын бұрау және бұрап шығару кезінде, арнайы кілтпен ұстау үшін басы қалыңдатылған квадрат қималы түрінде болады.

Қалыпты ұзындықты штангалардан басқа (8 м), стандартты диаметрлі, ұзындықтары 1; 1,2; 1,5; 2; 3 м болатын, қысқартылған штангалар шығарылады. Қысқа штангалар штанга бағанасының ұзындығын реттеу үшін қажет, мұнда ілінген плунжер сорап цилиндрінде берілген шектерде орын ауыстырады. Штанга бағанасының жоғарғы ұшы қалыңдатылған жылтылдатылған штокпен бітеді, ол ұңғы сағасындағы сальникті тығыздатқыш арқылы өтеді.

Сурет 10. Сорапты штанга және жалғастырушы муфта

Пайдалану жағдайына байланысты штангалар әр түрлі беріктік сипаттамада шығарылады. Оларды шығару үшін маркасы 40 болат немесе маркасы 20НМ жылуөңделген никель-молибденді болат және соңынан бетін жоғарғы жиілікті токпен (ТВЧ) нығайту қолданылады.

Штанганың жоғарғы қимасына, әдетте, көп ауырлық түсетіндігіне қарамастан, практиканың көрсетуі бойынша, штанганың сынуы және үзілуі төменгі қимасында да болады. Үлкен диаметрлі (56, 70, 95 мм) сораптарды қолдану кезінде, әсіресе тұтқырлы сұйықты айдап шығарған кезде және плунжердің үлкен жылдамдықтарында (Sn>30), төменгі штангаларда бойлы бұрылыс байқалады, соның салдарынан сыну және үзілулер болады. Мұндай жағдайда, «асты ауырлатылған» қондырғыны қолданады, ол 2 - 6 ауыр штангадан және жалпы массасы 80 – 360 кг құбырлардан тұрады. Бұл штанга бағанасының төменгі жағының жұмыс жағдайын жақсартып, бірақ сорап алқасының (подвеска ) шекті тереңдігін қысқартады.

Штанганы бекіту кезінде келесі шекті айналу моменттері ұсынылған:

Штанга ддиаметрі, мм 16 19 22 25

Айналу моменті, Н·м 300 500 700 1000

Штанаганы жиі түсіру және көтеру, штанганың үзілу жиілігін көбейтеді. Сәйкес нұсқау бойынша, штанга және штанга бағанасының сақталу, тасымалдану және жиналу ережелері белгіленеді.

Сорапты құбырлар

Сорапты-компрессорлы құбырлар (СКҚ) тегіс және ұшы шығарылған (высаженный) болып бөлінеді. Ұшы тегіс құбырлар, ұзындығы бойынша диаметрі тұрақты болып келеді, сол үшін ойық жерлерінде муфталы жалғасу әлсіз. Ұштары сыртқа шығарылған құбырлар, ойық жерлерінде муфталы жалғасуы қалыңдатылған ұшты болып келеді, сондықтан құбырдың ойылған бөлігінде беріктігі жоғары.

Ұзындығы бойынша СКҚ үш топқа бөлінеді:

I – 5,5-тен 8 м дейін;

II – 8 – 8,5 м;

III – 8,5 – 10 м.

Құбырлар бес беріктік топты болаттан жасалады: Д, К, Е, Л, М. Беріктік тобы К, Е, Л, М тегіс құбырлар және олардың муфталары, сонымен қатар ұштары шығарылған барлық құбырлар жылуөңделеді. Құбырлардың шартты диаметрі бірнеше ондық үлес миллиметрге дейін дәлдікпен, құбырдың сыртқы диаметрімен сәйкес келеді.

Ұңғымадағы СКҚ-ға, әсіресе, ШҰСҚ кезінде, үлкен жүктеме түседі. Өзінің салмағы әсерінен созылудан басқа, оларға СКҚ толтыратын сұйық бағанасы салмағы және кейде жоғарғы жағында үзілу немесе плунжерді сору клапанының штогына отырғызу кезінде штанга бағанасы салмағы әсер етеді. Майысқан ұңғымаларда құбырларға штангалық муфталар үйкелісі әсер етеді. Сағадағы үлкен қарсы қысымдар кезінде, саға қысымының құбыр ауданына көбейтіндісіне тең күш қосылады. Әдетте, беріктік қор коэффицентін 1,3 – 1,5 тең деп алады, ол σ_т ағу қуатына сәйкес жүктеме бойынша алынады.

Құбырлар муфталы ұшта таңбаланады. Таңбада диаметр, қабырға қалыңдығы (мм), зауыттың тауарлық белгісі, беріктік тобы (әріп), шығарылған айы және жылы көрсетіледі. Қабырғаның қалыңдығы тек 73 және 89 мм құбырлар үшін көрсетіледі, олар екеу болуы мүмкін.

СКҚ-ң резьбалық қосылысын дұрыс түсіру, белгілі шамадағы айналу моментін салу арқылы жеткізіледі, яғни:

Құбырдың шартты диаметрі, мм 48 60 73 89 102 114

Айналу моменті, Н·м 500 800 1000 1300 1600 1700 – 2000

Сондықтан СКҚ-ы бұрап салу және бұрап шығару үшін арнайы фрикциондық момент реттегіші бар автоматтарды пайдаланған жөн.

СКҚ-ң резьбалық қосылысын майлаусыз түсіру және де оларды сақтандырғыш сақинасыз және ағаш заглушкасыз тасымалдауға рұқсат етілмейді.

Құбырдың өзінің меншікті салмағын азайту үшін, үлкен тереңдікке түсіру қажеттілігі туғанда, үстіндегі диаметрі үлкен және астындағы диаметрі кіші СКҚ сатылы бағанасы қолданылады. Коррозиялық ортада жұмыс жасау үшін, ішкі беті лакты сырмен, эмальмен немесе алюминийден жасалған метеллмен қапталатын СКҚ көп қолданыс табуда.

Арнайы өте терең ұңғымалар үшін алюминий ерітпе қоспасынан жасалған құбырлар шығарылды. Олардың кіші массасы беріктікті шамалы азайтқан кезде, СКҚ үлкен тереңдікке түсіруге мүмкіндік береді.

Құбырлар тобының барлық орын ауыстырулары СКҚ жұмысын бақылайтын арнайы журналға тіркеледі. Жарамсыз деп танылатын құбырлар міндетті түрде топтан шығарылады да, және ұңғымаға түсірілмейді.

СКҚ резьбалық қосылысын босаңсату үшін, муфталық қосылысын үлкен балғамен ұруға тыйым салынады, бірақ өкінішке орай, кәсіпте бұл әдіс кең қолданылады. Мұндай операциядан кейін, резьбалық қосылыстың беріктігі күрт төмендейді де, құбырдың үзілуі және ағып кетудің пайда болу ықтималдығы көбейеді.

2. ҚОНДЫРҒЫНЫ ЕСЕПТЕУ

Кесте-1.Штангалық ұңғылық сораптардың техникалық сипаттамалары

Тербелмелі станоктың түрі	Штанганың аспа нүктесіне түсетін ауырлық	Типыл штоктың жүріс ұзындығы м,.	1 мин.ішіндегі Балансирдің тербеліс саны	Макс. айналу моменті кН* м	Балансирдің алдындағы иығының ұзындығы мм	Балансир артқы иығының ұзындығы мм мм	шатун ұзындығы, мм	криво-шиптің радиусы, мм
ТСД3-1.5-710	30	0.75; 0.9; 1.1;  1.3; 1.5	5-15	7.1	1145	1085	1625	650
ТСД4-2.1-1400	40	0.7; 1.0; 1.3; 1.6 2.1	5-14	14.0	1600	1415	2125	850
ТСД6-2.5-2800	60	0.9; 1.2; 1.6; 2.5;	5-14	28.0	1905	1665	2500	1000
ТСД8-3-4000	80	1.2; 1.6; 2.0;  2.5; 3.0;	5-12	40.0	2290	2000	3000	1290
ТСД10-3.5-5600	100	1.6; 2.0; 2.4;  2.8; 3.5;	5-12	56.0	2670	2000	3000	1290
ТСД12-3-5600	120	1.2; 1.6; 2.0;  2.5; 3.0	5-12	56.0	2290	2000	3000	1290
2ТС2-0.6-250	20	0.3;0.45;0.6	5-15	2.5	740	740	840	295
3ТС3-0.75-400	30	0.3;0.52;0.75	5-15	4	750	750	1025	360
4ТС3-1.2-700	30	0.45;0.6;0.75; 1.05;0.9;1.2	5-15	7	1200	1200	1430	570
6ТС4-3-2500	40	1.29; 1.7;2.15;  2.6;3.0	6-15	25	3000	2100	2500	1000
5ТС6-1.5-1600	60	0.6; 0.9; 1.2;1.5	5-15	16	1500	1500	1790	715
6ТС6-2.1-2500	60	0.9; 1.2;1.5; 1.8; 2.1	6-15	25	2100	2100	2500	1000
7ТС8-3.5-4000	80	1.675; 2.1; 2.5; 3.0; 3.5;	5-12	40	3500	2500	3000	1200
7ТС12-2.5-4000	120	1.2;1.5; 1.8;  2.1; 2.5;	5-12	40	2500	2500	3000	1200
8ТС12-3.5-8000	120	2.1;2.3;2.6; 2.9; 3.2; 3.5	5-10	80	3500	3500	4200	1670
9ТС20-4.2-12000	200	2.5; 2.8; 3.15;  3.5; 3.85; 4.2;	5-10	120	4200	4200	5000	2000
1ТС1-0.6-100	10	0.4; 0.5; 0.6;	5-15	1	740	510	680	200
2ТС1.25-0.9-250	12.5	0.44; 0.66; 0.9	5-15	2.5	1100	740	840	295
3ТС2-1.05-400	20	0.42; 0.75; 1.05	5-15	4	1050	750	1025	360
4ТС2-1.8-700	20	0.675; 0.9; 1.12 1.350; 1.575; 1.8	5-15	7	1800	1200	1430	570
5ТС4-2.1-1600	40	0.84; 1.26; 1.68; 2.1	5-15	16	2100	1500	1790	715
7ТС12-2.5-6000	120	1.2; 1.5; 1.8; 2.1; 2.5	5-12	60	2500	2500	3000	1200
7ТС8-3.5-6000	80	1.675; 2.1; 2.5; 3.0; 3.5;	5-12	60	3500	2500	3000	1200
ТС3-1.2-630	30	0.6; 0.75; 0.9; 1.05; 1.2;	5-15	6.3	1200	1200	1430	570
ТС5-3-2500	50	1.3; 1.8; 2.1; 2.5; 3.0;	5-15	25	3000	2100	2500	1000
ТС6-2.1-2500	60	0.9; 1.2; 1.5; 1.8; 2.1;	5-14	25	2120	2100	2500	1000
ТС8-3.5-4000	80	1.8; 2.1; 2.5;  3.0; 3.5;	5-12	40	3500	2500	3000	1200
ТС8-3.5-5600	80	1.8; 2.1; 2.5;  3.0; 3.5;	5-12	56	3500	2500	3000	1200
ТС10-3-5600	100	1.5; 1.8; 2.1;  2.5; 3.0;	5-12	56	3500	2500	3000	1200
ТС12-2.5-4000	120	1.2; 1.5; 1.8;  2.1; 2.5;	5-12	56	3000	2500	3000	1200

Бастапқы мәліметтер:

1.Ұңғының өнімділігі:

Q=18м³/тәулік.

2.Ұңғының тереңдігі:

L=3200м.

3.Қабат сұйығының тығыздығы:

ρ=900 кг/м³.

Анықтау қажет:

_{А)Тербелмелі станоктың түрін,сорап түрі мен диаметрін,сорап құбыры мен штанг диаметрін;}

_{Б)Сораптың жұмыс ережесін(қысымын,өнімділігін,сораптың ұзындығын);}

_{Тербелмелі станоктың түрін анықтау үшін «Әзірбайжан ғылыми зерттеу институтында» А.Н.Адонинннің атымен жасалынған диаграмманы қоданамыз.}

_{Адониннің диаграммасы бойынша ,яғни өнімділік Q=18м³/тәулік және L=3200м болғанда, Dпл.=28мм болады.}

_{Тербелмелі станок маркасы: 7СК-12-2.5-6000 таңдап аламыз.}

_{Мұндағы: 7-өлшемі}

_{12 және 13-1 минут ішіндегі жүріс жиілігі;}

_{2,5-штанг ілінген нүктенің жүріс ұзындығы;}

_6000-1м³/тәу.жоғары мәндегі өнімділік;

_{Тербелмелі станоктың ең максималды тербелу жиілігі минутына 13 рет, ал ең минималды тербелу жиілігі 12 тербеліс жасайды.}

_{Ұңғыға қажетті сораптың түрін таңдаймыз:}

_{Егер,ұңғыма тереңдігі 1200м-ден жоғары болса,салынбалы сорапты қолданамыз.Ал егер,1200 м-ден төмен болған жағдайда,құбырлық сорап қолданамыз.Менің жұмысыма салынбалы сорап қажет.Сондықтан Кенкияк кен орнындағы №31 ұңғыманың тереңдігі 3200 м болғандықтан, мен 7ск-12-2.5-6000 маркалы ШҰСҚ-ын таңдап алдым. Мұнда ШСҰҚ-ның сорабы-құбырлық, салынбайтын сорап түріне жатады. Осы негізді, мен Адонин диаграммасы бойынша штангалір мен құбарлардың диаметрлерін анықтадым:}

Кесте-2. Штангілер мен құбырлаға арналған диаграмма.

Сорап диаметрі,мм	Жабдықтар	Тербелмелі станоктар
		1СҚ	2СҚ	3СҚ	4СҚ	5СҚ	6СҚ	7СҚ	8СҚ	9СҚ
28	Штангілер Құбырлар	16 48	16 48	16 48	16 48	19х16 73х60	19х16 73х60	25х22х19 73	25х22х19 73	25х22х19 73
32	Штангілер Құбырлар	16 48	16 48	16 60	16 60	19х16 73х60	19х16 73х60	25х22х19 73	25х22х19 73	25х22х19 73
38	Штангілер Құбырлар	16 60	16 60	19 60	19 60	22х19 73	22х19 73	25х22х19 73	25х22х19 73	25х22х19 73
43	Штангілер Құбырлар	16 60	16 60	19 60	19 60	22х19 73	22х19 73	25х22х19 73	25х22х19 73	25х22х19 73
55	Штангілер Құбырлар	19 73	19 73	19 73	19 73	22 73	22 73	25х22 89	25х22 89	25х22 89
68	Штангілер Құбырлар	22 89	22 89	22 89	22 89	22 89	22 89	25х22 89	25х22 89	25х22 89
82	Штангілер Құбырлар	- -	- -	22 89	22 89	22 89	25 89	25 89	25 89	25 89
93	Штангілер Құбырлар	- -	- -	22 114	22 114	25 114	25 114	25 114	25 114	25 114

Кесте-3. Штангілердің нүктеге түсетін ауырлық күші бойынша:

Штанга	L ш·мм болғандағы Штанга салмағы ( кг)
	1000		1200		1500		2000		3000		8000
ШН16 ШН19 ШН22 ШН25		2,07 2,89 3,71 5,17	2,39 3,25 4,3 5,85	2,86 3,92 5,2 7,12		3,65 5,03 6,7 9,08		5,23 7,26 9,68 12,93		12,93 18,29 24,5 31,65

1)Штангілер ілінетін нүктеге түсетін максималды күштерді келесі формуламен анықтаймыз:

Pmax=Fпл*Pm*L/10+qорт*L(в+S*n²/1440)

Мұндағы:

Pm-сұйықтың тығыздығы (900 кг/м3);

Fпл.-плунжер ауданы

L-ұңғы тереңдігі (3200м);

Qорт.- штангілердің 1м-дегі орташа салмағы (2,7 кг);

в-сұйықтықтағы штангінің салмағының азаю коэффициенті в=0,85;

S-штанга ілінген нүктенің жүріс ұзындығы (2.5 м);

n²-штангінің 1мин-ғы жүріс жиілігі (12-13);

Fпл=П*Д2/4

δмах= Pmax/Fш-штангілерге түсетін максималды кернеу;

Есептеулер:

Fпл=П*Д2/4=3.14*0.028²/4=6.15 см²;

n-штангінің 1мин-ғы жүріс жиілігі-12 болғандағы:

Pmax=Fпл*Pm*L/10+qорт*L(в+S*n²/1440) =6.15*900*3200/10000+2.7*3200*(0.85+2.5*12²/1440) =11..275 т;

δмах= Pmax/Fш= 11.275/0.615=18.33 т/см²;

n-штангінің 1мин-ғы жүріс жиілігі-13 болғандағы:

Pmax=Fпл*Pm*L/10+qорт*L(в+S*n²/1440) =6.15*900*3200/10000+2.7*3200*(0.85+2.5*13²/1440) =11.65 т;

δмах= Pmax/Fш= 11.65 /18.943 т/см²;

2) Ұңғы түбіндегі сораптағы плунжермен сорап цилиндірінің арасындағы саңылаудан ағып кететін сұйық мөлшерін анықтау:

q=0.016*g*Dh*H*δ³/v*l

Мұндағы:

g-еркін түсу үдеуі (9.8 м/ с²);

Dh-сорап диаметрі (28 мм);

H-ұңғы тереңдігі( 3200 м);

δ³-арасындағы қуыс-арасындағы қуысқа байланысты сораптар келесідей топтарға бөлінеді:

1.0.01-0.035 мм – 1000 м тереңдікке дейін;

2. 0.035-0.06 мм – 2000 м тереңдікке дейін;

3. 0,06-0.085 мм – 2000 м-ден жоғары;

v-сұйықтың кинематикалық тұтқырлығы-0.00184 м²/с;

l=s-цилиндрмен плунжердің арасындағы жұмыс беті ұзындығы (2.5 м);

q=0.016*g*Dh*H*δ³/v*l=0.016*9.8*3200*0.028*0.085³/0.00184*2.5=0.0187

=1.87%;

ІІІ. ҰҢҒЫ КОНСТРУКЦИЯСЫН ЖОБАЛАУ

Ұңғының негізгі конструктивтік параметрлеріне – шеген тізбектерінің саны мен диаметрі, олардың түсірілу тереңдігі, қашаудың диаметрі саналады.

Ұңғы конструкциясын таңдаудың негізгісі болып – ол өндірілетін мұнай мен газдың көлеміне, онда жүргізілетін жөндеу, аулау жұмыстары үшін түсірілетін жабдықтарға байланысты пайдалану шеген тізбегінің диаметрі саналады. Пайдалану тізбегінің диаметрі кіші болған сайын соғұрлым аралық тізбектердің, бағыттаушының және кондуктордың диаметрлері де кішілеу болады. Сонымен қатар құбырдың диаметрі неғұрлым кіші болса сыртқа және ішкі қысымдарға төтеп беруі де жоғарылайды. Шеген тізбегінің диаметрі кіші боған сайын оның салмағы мен құны да төмендейді. Диаметрі кіші ұңғылардың құрылысын тұрғызуда энергия, металдар, бұрғылау ерітінділері және химиялық қопаларда үнемделеді.

Есептің берілгендері:

1. Бұрғыланатын ұңғының тереңдігі: L = 3200 м;

2. Ұңғының түптік диаметрі: d = 150 мм;

3. Бағыттауыш тізбектің түсірілу тереңдігі: l _b = 12 м;

4. Кондуктордың түсірілу тереңдігі: l_K = 200 м;

5. 1-ші аралық тізбектің түсірілу тереңдігі: l_a.m = 960 м;

6. 2-ші аралық тізбектің түсірілу терңедігі: l_a.m = 2754 м;

7. Пайдалану тізбегінің түсірілу терңедігі: l_n.m =3195 м.

Шеген тізбектерін орналастыру үшін бұрғылауға арналған қашаудың диаметерін бұрғылау құбырларының муфтасының диаметріне байланысты таңдаймыз.

Д _Қ = Д _м + 2 ∆_к, (1)

мұндағы: Д _Қ - қашаудың диаметрі;

Д _м - шеген құбыр муфтасының диаметрі;

∆_к - ұнғы оқпаны мен шеген құбыры муфтасы арасындағы диаметралды кеңістік.

Бұл көрсеткішті ∆_к - қашаудың диаметріне байланысты қабылдап отырамыз (1 кесте). Біздің жағдайда Д _Қ = 150 мм болғандықтан ∆_к = 15 мм деп аламыз.

1-кесте.

Диаметрі, мм			Диаметралды кеңістік, мм		Диаметрі, мм			Диаметралды кеңістік, мм
Шеген тізбегінің	Шеген тізбегі муфтасының	Шеген тізбегінің			Муфты обсадных труб
114 127 140 146 168 178 194 219	133 146 159 166 188 196 216 245	15 15 20 20 25 25 25 30		245 273 299 324 340 351 377 377		270 299 324 351 365 376 402	30 35 35 45 45 45 50 50

Д_м = Д _Қ - 2 ∆_к = 150 – 2 ∙ 15 = 120 мм.

Муфтасының диаметрі Д _м = 124 мм болған кезде 1 кесте бойынша шеген тізбегінің диаметрі келесідей деп қабылдаймыз.

Д _{n ∙ m} = 114 / 96.

Қашаудың диаметрін 151м деп қабылдап аламыз (1-сурет).

2-ші аралық тізбектің диаметрін пайдалану тізбегін бұрғылауға арналған қашаудың диаметріне байланысты анықтаймыз. Ол үшін аралық тізбектің ішкі кеңістігі, пайдалану тізбегі үшін бұрғылауға арналған қашуадың диаметрінен үлкен болуы тиіс. Осыған байланысты шеген тізбектерінінің ішкі диаметрі келесі шарт бойынша анықталады.

d _іш = Д _қ +∆, (2)

d _іш - шеген тізбегінің ішкі диаметрі;

Д _қ - қашау диаметрі;

∆ - қашау мен шеген тізбегінің арасындағы кеңістік, бұл көрсеткіштің мәні () 5≤ ∆ ≤ 20 аралығында болады. Біздің жағдай үшін ∆ = 5 мм деп қабылдап аламыз.

Ары қарай

d _іш = Д _қ +∆ = 151 + 5 = 156 мм.

Сонда МЕСТ 632 -80 бойынша ОТТМ түрлі трапециалды резбалы шеген тізбегін 2-ші аралық тізбек үшін қабылдап аламыз.

Д _2АШТ = 178/154 мм; Д_м = 187 мм

2-ші аралық шеген тізбегін орнату үшін ұңғы оқпанының диаметрін қабылдап аламыз.

Д _2АҚ = Д_м + 2 ∆ к = 187 + 2*25 = 237 мм.

Стандарт бойынша Д_Қ = 244,5 мм.