4 Хід роботи

4.1 Вивчити технічну характеристику і будову компресорної станції, що використовується в нафтогазовидобувній галузі та сферу її застосування.

4.2 За натурними моделями, ілюстраційними матеріалами, плакатами вивчити принцип роботи і конструкцію поршневого компресора.

4.3 Ознайомитись з призначенням і конструктивним виконанням основних вузлів компресора, методами їх складання та розбирання.

4.4 На повнорозмірній установці ознайомитись з правилами пуску компресора, способами регулювання режиму його роботи.

4.5 Розглянути питання забезпечення безпеки експлуатації компресорів та компресорних установок і охорони довкілля.

5 Вимоги техніки безпеки

5.1 До обслуговування компресора допускаються особи, які пройшли інструктаж з техніки безпеки.

5.2 При пуску, обслуговуванні і зупинці компресора слід точно дотримуватись відповідної настанови.

5.3 Не допускається вмикання електродвигуна мокрими руками.

5.4 Всі рухомі частини (муфти, вали, елементи клинопасової передачі) мають бути закриті захисними кожухами.

5.5 Електрообладнання повинно бути надійно заземлене.

6 Оформлення звіту

6.1 Описати призначення і принцип дії компресора.

6.2 Навести схему компресора з описом призначення основних його вузлів, ескізи елементів конструкції поршневих компресорів (задається викладачем).

6.3 Привести основні технічні параметри компресора.

6.4 Описати послідовність пуску компресора та регулювання режиму його роботи.

7 Запитання для самоперевірки

7.1 Назвіть основні ознаки, за якими класифікуються компресори.

7.2 Поясніть принцип дії поршневого компресора. Назвіть основні його вузли та їх призначення.

7.3 Поясніть за допомогою плакатів чи альбома-каталога конструктивні особливості поршневих компресорів.

7.4 Наведіть приклади застосування поршневих компресорів у нафтогазовій промисловості.

7.5 Перелічіть основні правила технічного обслуговування поршневих компресорів.

7.6 Назвіть основні способи регулювання режиму роботи поршневих компресорів.

7.7 Поясніть послідовність складання та розбирання поршневого компресора.

7.8 Як відбувається пуск поршневого компресора?

Лабораторне заняття № 4 Вивчення конструкції та принципу роботи пакера

1 Мета і завдання роботи

1.1 Вивчення конструкції i принципу роботи пакера.

1.2 Формування індивідуального технічного мислення студентів.

Тривалість заняття – 2 год.

2 Обладнання та прилади

2.1 Натурний взірець пакера типу ПВ-ЯГМ-122-35, його вузли та деталі.

2.2 Лінійка - 500 мм.

2.3 Штангенциркуль - ШЦ-ІІІ-200-0,1.

3 Теоретичні відомості

Пакери призначені для відокремлення пластів та захисту експлуатаційної колони від дії середовища під час різноманітних технологічних і ремонтних процесів: експлуатація нафтових і газових свердловин, гідравлічний розрив пласта, кислотна і термічна обробка привибійної зони пласта, гідропіскоструминна перфорація, нагнітання у пласт води, ремонт ствола свердловини тощо.

Пакери опускають у свердловину на колоні насосно-компресорних труб. Прохідний канал пакера повинен давати змогу без перешкоди пропускати через себе обладнання та інструмент, необхідні для здійснення різноманітних операцій при освоєнні, експлуатації і ремонті свердловин.

В більшості випадків конструкція пакера включає в себе ущільнювальний та якірний вузли. Ущільнювальний - розділяє ствол свердловини на дві частини, якірний - запобігає переміщенню свердловинного обладнання під дією навантаження від перепаду тисків, що діють на пакер. Можливі також варіанти виконання цих вузлів у вигляді окремих конструкцій. Тоді пакер містить лише ущільнювальний вузол, а для фіксації його в експлуатаційній колоні можуть використовуватися різні варіанти.

Існує багато схем і конструкцій пакерів, які можна класифікувати за найбільш характерною ознакою - способом керування пакером (його посадкою та зніманням). Згідно з цією класифікацією керування пакерів може бути механічне, гідравлічне та гідромеханічне.

Для шифрування пакерів прийняті такі позначення: ПХ₁ - Х₂Х₃-Х₄-Х₅Х₆, де П – пакер; Х₁ - позначення напряму сприйняття перепаду тиску (Н – вниз; В – вгору; Д – в дві сторони); Х₂ - варіант фіксації в свердловині (Я – самостійний; відсутність такого позначення свідчить про неможливість самостійної фіксації); Х₃ – спосіб керування пакером (М – механічний; Г – гідравлічний; ГМ – гідромеханічний); Х₄ – зовнішній діаметр пакера, мм; Х₅ – робочий тиск, МПа; Х₆ – виконання за корозійною стійкістю (К1 – для середовищ, що містять СО₂ до 6 %; К2 – для середовищ, що містять СО₂ і Н₂S до 6 %; К3 – для середовищ, що містять Н₂S і СО₂ до 25 %).

Наприклад ПВ-ЯГМ-122-35, де ПВ – пакер сприймає перепад тиску, що направлений вгору; Я – cпociб фіксації в колоні - самостійний; ГМ – cпociб керування – гідромеханічний; 122 – умовний дiaмeтp пакера, мм; 35 – максимальний перепад тиску, що сприймається пакером, МПа.

Технічна характеристика пакера ПВ-ЯГМ-122-35 наведена в табл. 1.

Загальний вигляд пакера зображено на рис. 1, а. Пакер містить ствол 6, що з’єднаний різьбою з корпусом 14 клапанного вузла, в якому виконано вікно під клапан 17. Ущільнювальні елементи виконані у вигляді циліндричної манжети 10 і самоущільнювальної манжети 12. Самоущільнювальна манжета обтискається кожухом 16, що зв’язаний з корпусом 14 клапанного вузла зрізними гвинтами 20. Між манжетами 10 і 12 встановлений обмежувач 11, який зафіксований відносно ствола 6 пружинним кільцем 7. До верхнього кінця ствола приєднаний якірний вузол з центратором у вигляді конуса 1, шліпсів 4, стакана 5 з упором 9 i підпружинених плашок 2.

Тарільчастий клапан 17 встановлений на oci 18 i взаємодіє з кожухом 16 i патрубком 24 з пружиною 21 таким чином, що він перебуває у привідкритому положенні i дає можливість при спуску пакера у свердловину проникати рідині в насосно-компресорні труби.

Гумові кільця круглого перерізу 15 i 19 ущільнюють спряжені поверхні корпуса 14 клапанного вузла i кожуха 16.

До нижнього кінця корпуса 14 клапанного вузла приєднаний перехідник 22, в стінці якого змонтований підпружинений фіксатор 23.

Таблиця 1 - Технічна характеристика пакера

Основні параметри	Значення
1 Перепад тиску, який сприймається пакером, МПа, не більше	35
2 Тиск при посадці пакера, МПа	8 – 10
3 Температура робочого середовища, К/0С, не більше	373/100
4 Робоче середовище	Нафта, мінералі-зована вода
5 Діаметр експлуатаційної колони, при якому гарантується герметичність, мм: 5.1 умовний за ГОСТ 632-80 5.2 внутрішній	146 130,6-133
6 Діаметр прохідного отвору, мм	48
7 Габаритні розміри, мм не більше 7.1 зовнішній діаметр 7.2 довжина	122 1060
8 Маса, кг не більше	43
9 Показники надійності: 9.1 встановлений безвідмовний наробіток, год., не менше 9.2 встановлений ресурс до списання, год., не більше 9.3 середня тривалість відновлення праце-здатногоздатного стану, год 9.4 середній термін зберігання /по гумі/, роки	11000 23000 24 1

Принцип роботи пакера. В центральний клапан пакера (рис. 1, б) під тиском подають рідину, яка діє на клапан 17. Останній, обертаючись відносно oci 18, діє на патрубок 24 i переборюючи зусилля пружини 21, сідає в сідло корпуса 14, перекриваючи при цьому прохідний канал пакера. При подальшому підвищенні тиску кожух 16, зрізаючи гвинти 20, переміщується вниз, звільняючи самоущільнювальну манжету 12 i клапан 17.

а)	б)
а – положення в місці установки; б – робоче положення; 1 - конус; 2 - плашки; 3 - пружини; 4 - шліпси; 5 - стакан; 6 - ствол; 7 - пружинне кільце; 8 - стопорне кільце; 9 - упор; 10 - циліндрична манжета; 11 - обмежувач; 12 - самоущільнювальна манжета; 13 - втулка; 14 - корпус клапанного вузла; 15,19 - ущільнювальне кільце; 16 - кожух; 17 - клапан; 18 - вісь клапана; 20 - гвинт; 21 - пружина; 22 - перехідник; 23 - фіксатор; 24 - патрубок
Рисунок 1 - Пакер ПВ-ЯГМ-122-35

Після зниження тиску клапан 17 під дією підпружиненого патрубка 24, обертаючись навколо oci 18, встановлюється у вертикальному положенні між кожухом 16 і парубком 24. Останній утримується від переміщення вниз фіксатором 23 i пружиною 21.

При нагнітанні рідини через центральний канал пакера самоущільнювальна манжета 12 під дією тиску рідини, переборюючи зусилля пружинного кільця 7, переміщає обмежувач 11, циліндричну манжету 10, упор 9, стакана 5 з шліпсами 4 вверх, одночасно деформуючи циліндричну манжету 10. При цьому шліпси 4 завдяки похилому Т-подібному пазу в корпусі 1 переміщаються в радіальному напрямку i фіксують пакер, а манжети 10 i 12 розділяють затрубний простір від підпакерної зони.

Розпакерування сверловини здійснюється шляхом припіднімання колони НКТ, на якій підвішений пакер.