2.3.1.1 Қабатқа жылутасығышты айдау техникасы

Ыстық жылутасығыштарды қабатқа айдау үшін дайындау жер бетінде, сондай-ақ айдаушы ұңғыманың түбінде жүзеге асады. Бірінші жағдайда (булы немесе су жылытатын пештер немесе жылытқыштардың басқа да түрлері) көп мөлшерде жылу жоғалады, сәйкесінше жылутасығыштың температурасы ұңғының сағасынан түбіне дейін қозғалғанда төмендейді. Сондықтан жылутасығыштарды терең ұңғыға айдау тиімсіз болуы мүмкін. Ұңғы түбіне жылу генераторын орналастырсақ ондай шығындарды шегереміз. Техникалық жағынан жылу айдағышты жер бетінде дайындаған оңайға соғады.

Айдау кезінде ыстық судың сууын А. Ю. Намиот формуласымен есептеуге болады:

Т(z, t) =T₀ + T_y – T₀ + exp(- (2.3.1)

Мұндағы, Т(z, t) – берілген z тереңдігіндегі ыстық суды айдауды бастағаннан кейін t уақыт өткен соң іздеп отырған температурамыз, ⁰С; T₀ – жердің нейтралды қабатшасындағы ұңғы сағасына келтірілген температура, ⁰С; T_у – айдалып жатқан жылутасығыштың температурасы, ⁰С; Г – геотермиялық градиент, ⁰С/м; z- ұңғы сағасынан басталған тереғдік, м; β – қоршаған ортаның жылуалмасуын сипаттайтын көрсеткіш, м^-1

(2.3.2)

Мұндағы, q- айдалып жатқан судың шығыны, м³/сағ; q_{c c} – судың көлемдік жылусыйымдылығы, кДж/м³; λ- ортаның жылуөткізгіштігінің орташа коэффициенті, кДж/(м*сағ*⁰С); d-құбырдың сыртқы диаметрі, м; ṟ(t) – жылутасығышты айдау уақытына тәуелді жылулық әсер ету радиусы,м.

Ол мынау формуламен анықталады:

r(t) 2 (2.3.3)

t-айдаудың уақыты, сағ, ϰ- ортаның орташа температураөткізгіштік коэффициенті, м²/сағ.

Суреттен көріп отырғанымыздай жылытудың нәтіжесінде ұңғы түбінің температурасы жоғарылайды және белгілі бір уақыттан соң тұрақталады. Температураның жоғалуы 500 м тереңдікте 10⁰С, 1000 м тереңдікте 17⁰С, ал 1500 м тереңдікте 25⁰С.

Қабатқа ыстық суды айдау Өзен кен орнында кеңінен қолданылып келеді. Алдымен суды екі контурлы схемада дайындап алынды. Пештерді қоректендіру тұз шөгінділерінің алдын алу үшін арнайы өңделген сумен жүзеге асырылғандықтан суды алдымен екі контурлы схема бойынша дайындалды. Ұңғыға мұхиттық тұзды су айдалды. Ол суды шоғырлы сорапты станцияларға (КНС) айдаудан алдын арнайы жылуалмастырғыштарың екінші контурында қыздырылды. Тәжірибе көрсеткендей, ондай схемамен жұмыс істеу тиімділігі аз. Жиі кездесетін жайсыздықтар құбырлардың коррозиясымен, тұз шөгінділерімен, балдырлармен, пешті қондырғылардағы құбырлардың күйуімен және де басқа себептермен байланысты болды. Айдаушы ұңғыларға құбырлардың температуралық деформациялануына мүмкіндік беретін арнайы сағалық арматура орналастыру қажет болды. Процесстің құны жоғары, ал энергетикалық ПӘК-і төмен болды.

2 .8-сурет. Батпалы типті мұхит суын қыздырғыштың принципиалды схемасы.

1- суды беруге арналған сорап; 2 – қыздырғыш; 3 –жанарғы жалыны; 4 – жандыру үшін ауа жіберу; 5 – газдың берілуі; 6 – шлам тастандысы; 7 – газды айыруға арналған айырғыш; 8 – газ тасталуы; 9 – жоғары қысымды сораптарға ыстық су

Соңғы кездерде батпалы типті жаңа қыздырғыштар жасалған. Ол қыздырғыштарда газ бен ауаның қоспасы суда жанады. Қыздырғыш КНС-тан алдын орнатылады. Ол пештерде ортадан тепкіш сораптар арқылы берілетін теңіз суы қыздырылады. Қыздырғышта пайда болатын шламдарды пештен мезгіл-мезгілімен үрлеу арқылы тазалап отырады. Жанғаннан пайда болатын ерімейтін газ тәрізді өнімдерін арнайы айырғыштарда айырып, атмосфераға тастайды немесе суық суды қыздыру үшін қайта қолданады. Батпалы қыздырғыштардың ПӘК-і 0,92-0,95 дейін жетеді. Қыздырғыштарда тұрақты қысым ұсталып тұрады. Ол қысым суды тасымалдау үшін және оның қайнап, кетуіне жол бермейді. Ауа мен газ горелкаға белгілі жұмыс режимі мен су шығынына тәуелді, қажетті пропорция мен мөлшерде айдалады.

Сораптар, қыздырғыштар және айырғыштар сәйкесінше қондырғының жеке бөліктеріндегі жұмыс параметрін реттейтін және температура, қысым, ауа, газ және судың шығындарымен арасындағы қажетті өзара қатынасты қамтамасыз ететін автоматикамен қамтамасыз етілген. Ондай қыздырғыштардың артықшылығы суды предварительно өңдеуді қажет етпейді. Батпалы суқыздырғыш аппараттарында су көміртегі мен оттегіге байиды. Олар судын құрамында 30 дан 70 мг/л аралығында болады. Олардың мөлшері аппараттағы температура мен қысымға тәуелді болады. Оттегі мен көміртегі газының бундай мөлшерде болуы сорапты агрегаттардың, техникалық құбырлардың және запорлы арматураның коррозиясына алып келеді. Суды аса жоғары температурада өндіру үшін өнімділігі600 м³/сағ тең арнайы екі контурлы қондырғылар қолданылады. Суды 150 – 200 ⁰С температураға дейін қыздыру кезінде сужылытатын теплофиксациялық пештер қолданылады.

Ыстық суды айдаған кезде, әсіресе жоғары сағалы температура кезінде құбырлар және ыстық сумен қамтамасыз ететін жүйе температуралы деформацияға ұшырайды. Егер жер үсті ыстық құбырлардың температуралық деформация мәселелрі оңай шешілсе, айдаушы ұңғыларға СКҚ арқылы ыстық су айдаған кезде жағдай күрделене түседі. Ондай жағдайда су 20 мПа қысым мен 200 ⁰ С температкрамен айдалатындықтан, аппаратура беріктілікті қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар сағалық сальникте СКҚ салыстырмалы орын ауыстыруын қамтамасыз етуі қажет.

Арматура су құбырымен шарнирлі түрде біріктіріледі (2.9 сурет)

АП60-150 арматурасының техникалық сипаттамасы:

Қысым, МПа:

сынақ ...............................…..……….........…........................……………………. 30

жұмыс ..............................………………................................…………………... 20

Максимал температура, °С .............................……........................………….... 320

СКҚ – нің максимал температуралықұзаруы, мм ............................................ 500

Қимасының диаметрі, мм ..............................…………….......… 60

АП60-150 арматурасы ұңғыға тереңдік аспаптарды түсіру үшін қызуға берікті лубрикатормен және арнайы тізбек басымен жинақталады.

Қабатқа жылутасығышты айдағанда, әсіресе буды айдаған кезде СКҚ башмагы ұңғының кеңістігіне айдалып жатқан бу немесе су түсуіналдын алу үшін арнайы қызуға берікті пакермен саңылаусыздандырылады.

Қабатқа буды айдау, ыстық суды айдауға қарағанда кеңірек қолданылады. Буды айдаушы ұңғымаларға үздіксіз айдаумен қатар өндіруші ұңғымаларға түп аймақты қыздыру және сұйықтықты өндіру режиміне көшу үшін циклдік айдау қолданылады. Буды айдау үшін жылжымалы, стационарлы бугенераторлы және пешті қондырғылар қолданылады.

Әрбір қондырғы ауа мен отынды беру үшін және дайындау жүйесі, сонымен қатар қажетті автоматика және буды дайындау үшін автоматты және жартылай автоматты бақылап – өлшеуші аппаратурамен қамтамасыз етілген. Бугенераторлы қондырғыларда буды дайындау процессінің міндетті элементтеріне төмендегілер жатады:

1. Суды қатты механикалық заттардан тазалау үшін сүзгішарқылы суды фильтрациялау.

2. Суды жұмсарту үшін , яғни тұзды қатталықты жою үшін суды натрий – катионды фильтр арқылы фильтрациялау.

3. Суды оттегі мен агрессиялық газдардан тазалау үшін дэаерациялау. Дэаерация ыстық және суық, жоғары және төмен қысымды болуы мүмкін. Суды оттегінен тазалау үшін химреагенттер қосылады (гидрозингидрат және гидрозинсульфат)

4. Әдетте құрғақтылығы 80 % болатын буды қажетті температура мен қысымға дейін генерациялау үшін дайын суды жоғары қысымды сораппен бу пешіне айдау. Бұл суды жұмсарту процессіне қойылатын талаптарды төмендетуге мүмкіндік береді.

Қазіргі кезде отандық ППГУ -4/120, ППГУ-4/120М және жапондық «Такума» және KSK жылжымалы бугенераторлары қолданылады.

2.24-кесте- Жылжымалы бугенераторларының техникалық сипаттамасы

Параметрлер	ППГУ-4/120	ППГУ-4/120М	Такума	KSK
Теплопроизводительность, кВт/сағ	2,32	2,32	5,45	5,5
Бугенераторының шығысындағы бу қысымы, МПа: максимал жұмыс	13,2 6-12	13,2 6-12	11,6 10,5	13,2 4,5-12
Қондырғының шығысындағы будың қысымы, МПа	0-2	0-12	0-10,5	0-12
Будың құрғақтылығы, %	80	80	80	80
Ұңғыға кеткен бу шығыны, т/сағ	2-4	2-4	2-4	2-4
Отын түрі: Негізгі Қосымша Пусковое	Мұнай, газ Дизел отыны Баллонды газ	Мұнай, газ Дизел отыны Баллонды газ	Мұнай, газ Дизел отыны Баллонды газ	Мұнай,дизел отыны Дизел отыны Баллонды газ
Негізгі отынның шығыны, кг/сағ	310	310	670	690
Электр қуаттылығы, кВт	70	75	200	160
Бак сыйымдылығы, м3 Негізгі отынның Қосымша отынның Шикі су Тазаланған су	0,5 0,5 5,0 5,0	1,0 - 5,0 5,0	- - - -	- - - -
Блоктардың массасы,т: бугенераторлы дайындайтын	36,5 18,0	29,5 10,2	44,0 8,0	45,0 12,0
Блоктардың өлшемдері, м: бугенераторлы дайындайтын	12,2×3,7×3,25 8,5×3,7×3,25	12,1×3,85×3,2 6,25×3,9×3,2	14,2×3,3×3,2 3,0×2,85×2,6	13,0×3,0×3,8 4,0×3,8×3,7

Бұл қондырғылар екі блоктан тұрады: автоматтандырылған бугенераторлы және су дайындайтын ( 1 кесте).

Қабатқа жылутасығыштарды үздіксіз айдау кезінде, қабат жайлап қызады. Бір жыл қыздырылған аймақ бірнеше метрді құрайды. Айдалып жатқан жылудың мөлшері ығыстыру аймағының алдынғы жағында емес, оның артында жерлендіріледі. Буды үздіксіз айдау кезінде, суды айдағанмен салыстырғанда қызған аймақтың ауданы көбірек болады. Будың массалық жылуқұрамы судікімен салыстырғанда көбірек, сонымен қатар, суды жылытуға кеткен отын шығымы, будікімен салыстырғанда аз болады.

Сонымен, қабатқа жылутасығыштардың тиімділігі тек терең емес және айдаушы, өндіруші ұңғылардың арақашықтықтары көп болмағанда ғана жоғары болады.