16. Инструмент и средства механизации, применяемые при прс и крс

Эту группу оборудования составляют элеваторы, спайдеры, ручные и механические трубные и штанговые ключи, автоматические кабеленаматыватели, передвижные тележки и мостки. Подробно изучите их конструкцию и особенности эксплуатации. Определите эффективность процесса ремонта скважин при использовании этих механизмов. Рассмотрите особенности расчета на прочность опасных сечений элеватора. Установите направления дальнейшей механизации процессов ремонта скважин.

[9], [11], [14] , [16] .

Контрольные вопросы

1. Назначение, устройство и расчеты на прочность опасных сечений элеватора.

2. Назначение и устройство спайдеров.

3. Устройство и принцип действия ручных ключей.

4. Назначение, устройство и принцип действия механических ключей.

5. Конструкции и принцип действия кабеленаматывателей.

17. Оборудование для борьбы с коррозией

Ознакомьтесь с разновидностями коррозии нефтепромыслового оборудования и причинами ее возникновения. Изучите способы создания условий для предотвращения коррозии - окрашивание поверхностей, суммирование, футерование. Рассмотрите технологию и применяемое оборудование при применении вышеперечисленных способов. Опишите технологическую схему и сущность применения ингибиторов коррозии. Изучите методику осуществления защиты сварных соединений трубопроводов, обратите внимание на особенности укрепления наружного и внутреннего швов. Изучите сущность и применяемое оборудование при осуществлении катодной защиты, познакомьтесь с ее разновидностью -протекторной защитой, отметьте достоинства и недостатки.

[13] , [17] .

Контрольные вопросы

1. Виды коррозии и условия их возникновения.

2. Технологические особенности нанесения покрытий и применяемое оборудование.

3. Установка для подачи ингибитора коррозии.

4. Укрепление сварных соединений труб.

5. Схема осуществления катодной защиты, достоинства и недостатки.

6. Особенности протекторной защиты.

18. Оборудование для эксплуатации морских месторождений

Ознакомьтесь с условиями эксплуатации скважин на морских месторождениях и изучите разновидности и устройства эксплуатационных платформ. Рассмотрите виды нагрузок, воспринимаемых эксплуатационными платформами, и способы их определения. Ознакомьтесь с устройством устьевого оборудования и системами, обеспечивающими их обслуживание. Литература; [9], [12], [17].

Контрольные вопросы

1. Устройство и назначение платформ островного типа.

2. Особенности одноколонной платформы.

3. Как влияют глубина воды и льдинных полей на нормальную работоспособность платформ.

4. Расчет волновой нагрузки на платформу.

5. Определение нагрузки от морского течения и ветрового напора.

6. Как учитываются монтажные нагрузки?

7. Особенность системы, обеспечивающей "сухое" обслуживание оборудования устья скважины.

19. Задания к выполнению контрольной работы

Общие указания

Студенты выполняют одну домашнюю контрольную работу, сос­тоящую из двух задач и одного дополнительного задания по изучению определенного вида оборудования.

Задание 1. Расчет элементов установки скважинного штангового насоса

Задача 1. Рассчитать балансирное уравновешивание станка-качалки, определить массу и расстояние приложения противовеса.

Задача 2. Рассчитать роторное уравновешивание станка-качалки, определить массу и расстояние приложения противовеса.

Задача 3. Рассчитать комбинированное уравновешивание станка-качалки, определить массу и расстояние роторного груза при известной массе балансирного противовеса.

Задача 4. Определить усилие в шатуне при балансирном способе уравновешивания станка-качалки и проверить шатун на прочность.

Задача 5. Определить усилие в шатуне при роторном способе урав­новешивания станка-качалки и проверить шатун на прочность.

Задача 6. Определить усилие в шатуне при комбинированном способе уравновешивания станка-качалки и проверить шатун на прочность.

Задача 7. Проверить балансир станка-качалки на прочность при действии переменных и постоянных нагрузок.

Задача 8. Рассчитать колонну насосно-компрессорных труб; опре­делить: максимальную нагрузку в опасном сечении, страгивающую нагрузку и с учетом запаса прочности допускаемую глубину спуска труб в скважину.

Методические указания

Перед решением вышеприведенных задач необходимо подобрать равнопрочную двухступенчатую конструкцию штанговой колонны, т.е.

определить длины ступеней; формулы для расчета смотреть в источнике [8, с.55]. После этого для задач 1 - 7 определить максимальную нагрузку в точке подвеса штанг по формуле Вирновского А.С. 1[9, с. 163] (в этой формуле необходимо учесть погружение насоса под динамический уровень) определить усилия согласно условиям задач [8, с.85 -90], (табл.1).

Для решения задачи 8 необходимо придерживаться следующей

последовательности [18, с. 593]:

1. Определить максимальную нагрузку (Рмах) в опасном сечении труб с учетом обрыва штанговой колонны и максимальное растягивающее напряжение, которое сравнивается с допустимым пределом прочности материала трубы.

2. Рассчитать страгивающую нагрузку (Рстр.) для заданных размеров резьбовой части труб и определить коэффициент запаса прочности.

3. Определить допускаемую глубину спуска труб.

Таблица 1

Параметря (обозначение)	Ед.изм.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1. Глубина спуска насоса в скважину, Ннас	м.	680	1325	1245	1275	1185	1180	1260	720	1305	1250
2. Тип насоса	-	НСН1-32	НСН1-43	НСН1-43	НСН1-55	НСН2-55	НСНА-55	НСВ2-43	НСН2-32	НСВ2-32	НСН2Т-43
3. Диаметр гладких насосно-компрессорных труб (толщина стенки)	мм.	60(5)	73(5,5)	73(7)	89(6,5)	89 (8)	73(5,5)	89 (6,5)	60(5)	73(7)	89(8)
4. Плотность добываемой жидкости Рж	кг/м3	950	1015	955	987	1005	965	990	970	975	895
5. Диаметр верхней ступени колонны насосных штанг dш1	мм.	19	19	22	22	25	22	19	19	19	22
6. Диаметр нижней ступени колонны насосных штанг dш2	мм.	16	16	19	19	22	19	16	16	16	19
7. Погружение насоса под динамический уровень hдин	м.	185	205	260	215	275	220	180	170	195	245
8. Тип станка-качалки	-	3СК2-1,05- 400	5СК6- 1,5 – 1600	6СК4- 3- 2500	7СК8- 3,5- 8000	5СК4- 1,2- 1600	8СК8- 5- 8000	7СК8- 3,5- 6000	3СК3- 0,75- 400	6СК6-1,2- 2500	7СК12-2,5- 6000
9. Длина хода полированного штока S	м.	1,05	0,9	2,5	3	1,2	3,5	3	0,6	1,2	2,1
10. Число двойных ходов полированного штока n	1/мин.	6	8	9	7	10	12	11	7	13	10,5
11. Марка стали штанг	-	40	20Н2М (Н)	20Н2М (ТБЧ)	20Н2М (отпуск)	30ХМА	15Н3МА	40	20Н2М	30ХМА	15Н3МА
12. Группа прочности стали НКТ	-	М	Г	Е	Л	К	И	Е	К	Л	Е
13. Марка стали шатуна	-	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х	40Х

Задание 2. Расчет элементов установок бесштанговых насосов

Задача. Подобрать скважинный электроцентробежный насос и выполнить прочностной расчет корпуса подобранного насоса с учетом действия нагрузок и напряжений в опасном сечении при эксплуатации скважины (табл.2)

Методические указания

При решении данной задачи необходимо придерживаться следующей последовательности:

1. Определить диаметр колонны насосно-компрессорных труб, исходя из пропускной способности с наименьшими затратами.

2. Определить глубину спуска насоса.

3. Рассчитать необходимый напор электроцентробежного насоса.

4. Осуществить подбор насоса.

5. Выбрать конструкцию кабеля и определить потери электроэнергии, при ее передаче электродвигателю.

6. Определить требуемую мощность и выбрать погружной электродвигатель.

7. Рассчитать габаритный размер погружного агрегата.

8. Определить усилие предварительной затяжки пакета ступеней насоса.

9. Определить общее усилие, действующее вдоль оси корпуса насоса.

10. Вычислить напряжение в ослабленном сечении корпуса, направленное вдоль его оси.

11. Определить тангенциальное напряжение в опасном сечении корпуса.

12. Исходя из энергетической теории определить эквивалентное напряжение и, учитывая предел текучести материала корпуса (обычно сталь 45),

определить коэффициент запаса прочности корпуса, значение которого должно быть не менее 1,2 ... 1,25.

Таблица 2 -Исходные данные

Параметр (обозначение)	Ед. Изм.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.Дебит жидкости Q	м3/сут	80	85	87	90	105	110	95	108	115	120
2. Наружный диаметр	мм	146	146	146	146	146	168	168	168	168	168
3.Коэффициент продуктивности скважин k	м3/сут*МПа	60	65	65	80	82	85	90	87	95	100
4. Статический уровень hст	м	400	415	420	425	430	435	440	445	450	455
5.Кинематическая вязкость жидкости	м2/с	2	2,2	2,5	2,7	3	3,2	3,5	3,7	4	4,2
6. Глубина погружения насоса под динамический уровень hдин	м	50	55	60	40	45	50	55	57	62	47
7.Расстояние от устья скважины до сепаратора l	м	3500	3700	3900	4100	3300	3200	3100	3000	2900	28000
8. диаметр сборного трубопровода	мм	80	90	100	80	90	100	100	90	80	90
9. Разность геодезических отметок устья скважины и сепаратора h	м	3,2	3,5	3,7	4,1	2,5	2	1,5	1,1	-1,2	-2,6
10. Плотность добываемой пластовой жидкости	кг/м3	960	920	940	890	880	870	860	910	915	925
11. Избыточное давление в сепараторе Рс	МПа	0,07	0,08	0,09	0,1	0,11	0,06	0,05	0,12	0,13	0,14