Кәсіпшілік құбырларын қалай жіктейді. Қарапайым құбырлардың гидравликалық есебінде қандай параметрлер анықталады?

Ұңғы өнімдерін жинау және дайындаудың барлық элементтері бір-бірімен құбырлар арқылы байланысады. Мұнай кен орындарында көптеген әртүрлі құбырлар кездеседі.

Мұнай кен орындарындағы алаңдарда ұңғы өнімдерін тасымалдайтын құбырларды келесі түрдегідей жіктейді:

• тағайындалуы бойынша - мұнай құбырлары, газ құбырлары, мұнай-газ-су құбырлары және су құбырлары;

• арыны бойынша – арынды және арынсыз;

• жұмыс қысымы бойынша – жоғарғы (6,4 МПа және одан жоғары), орташа (1,6МПа ) және төменгі (0,6 МПа) қысымды;

• төселу тәсілі бойынша - жерасты, жерүсті және су асты;

• функциясы бойынша - ұңғы сағасынан топтық өлшеу қондырығысына дейінгі лақтыру желісі (выкидные линии) (ішкі кәсіпшілік құбырлары); кен орындарынан ұңғы өнімдерін жинау және орталық жинау пунктіне (ЦПС) немесе газ өңдеу зауытына (ГПЗ) тасымалдауға арналған кәсіпшілік аралық құбырлар; магистралды – тауарлы өнімді тұтынушыға беруге арналған ұзынынан созылған мұнай және газ құбырлары;

• айдалатын өнімнің құрамы бойынша - мұнай, газ, мұнай-газ және су коллекторлары; тауарлық мұнай құбырлары.

• жұмыстың гидравликалық схемасы бойынша - тармақталмаған қарапайым құбырлар, тармақталаған күрделі құбырлар (оларға тұйықталған сақиналы құбырлар жатады).

Қабат қысымын ұстау үшін суды айдау ұңғыларына тасымалдауға арналған құбырлар былай бөлінеді:

• магистралды су құбырлары - қысымды көтеретін сорапты станциялардан;

• жеткізетін су құбырлары - магистралды су құбырынан шоғырлы сорап станциясына (ШСС-КНС) дейін;

• тарататын су құбырлары – ШСС-нан айдау ұңғыларына дейін.

Сұйықтарды бір фазалы күйде тасымалдайтын қарапайым арынды құбырлардың гидравликалық есебі келесі параметрлердің бірін анықтаудан тұрады:

- құбырдың өткізу қабілетін – Q;

- бастапқы қажетті қысымды – Р₁;

- құбырдың диаметрін – D.

Ойлы-қырлы жерлерден өтетін құбырлар желісінің гидравликалық есебі белгілі бір асулық нүктені бағындырып және оны тексерумен аяқталады. Құбырлар желісінің кескініне (профиліне) гидравликалық еңістік сызығы түсіріледі. Егер құбырлар желісінің кескіні гидравликалық еңістік сызығынан аспаса, онда есептелген қысымдар ауытқуы құбырлар желісінің жұмысын қамтамасыз етеді, егер трасса кескіні гидравликалық еңістік сызығының деңгейінен асып кетсе, онда ең шығыңқы нүктені (асулық нүкте) алып, бастапқы арынды гидравликалық еңістік сызығы асулық нүктенің үстінен өткенше үлкейтеді.

Кәсіпшілік құбырларын пайдалану кезіндегі қиыншылықтар.

Мұнай кен орнының территориясында салынған лақтыру желілері мен мұнай жинау коллекторларының ластануы келесі себептерге байланысты:

• ағыс жылдамдығының баяулығынан ұңғыдан жер бетіне шығарылатын қатты бөлшектер құбырларда шөгіп, оның өткізгіш қимасының ауданын азайтуы салдарынан.

• парафиннің, тұздардың кристалдарының шөгуі және бұзылуы қиын қатты шөгінділердің түзілуі салдарынан.

• құбырлардың ішкі бетінің коррозиясы әсерінен темір қағының түзілуі салдарынан.

Құрамында С₁₇Н₃₆ – С₃₆Н₇₄ ауыр көмірсутектері бар парафинді мұнайларды жинау және тасымалдау кезінде едәуір қиыншылықтар кездеседі. Өйткені құбыр қабырғаларында жиналған парафиндер, оның өту қимасын азайтады да сұйықтың тасымалдануы нашарлайды.

Құбыр қабырғаларында парафинді шөгінділердің түзілуіне келесі жағдайлар әсер етеді:

• құбырлардың ішкі бетінің жағдайы (кедір-бұдырлы, тегіс, жылтыратылған); кедір-бұдырлы құбырлардың қабырғылары парафиннің түзілуіне мүмкіндік туғызады, себебі жетілген турбулентті режим кезінде ағыстың қарқынды араласуына мүмкіндік жасайды, осының салдарынан құбырлар қабырғасының маңында газ бен парафин бөлінеді;

• мұнайдың парафиндерді еріту қабілеті – мұнай ауыр болған сайын, ол соғырлым парафиндерді нашар ерітеді, сондықтан парафиннің құбыр қабырғаларында шөгіп, жиналуы қарқынды жүреді;

• мұнайдағы парафиннің концентрациясы;

• мұнай ағысындағы қысымның төмендеу қарқыны – қысым айырмашылығы ұлғайған кезде мұнайдың газсыздандырылуы қарқындырақ жүреді, осының әсерінен парафинді ерітетін жеңіл компоненттердің бөлінуі қарқынды жүреді;

• мұнай-газ ағысының жылдамдығы – ұңғы шығымы төмен болған жағдайда ағыс жылдамдығы азаяды және сәйкесінше парафин шөгінділері тез түзілед

Көптеген мұнай кен орындарында суланған ұңғыларды пайдалану барысында тереңдік сораптардың жұмысшы органдарында, сорапты-компрессорлы құбырларда және ұңғылардың шығару (лақтыру) желілерінде тұздардың қарқынды шөгуі байқалады. Тұздардың шөгуі, сонымен қатар, қабат қысымын ұстау жүйесінің су желілерінде және ағын суларды тасымалдаушы құбырларда байқалады.

Тұздардың шөгуінің негізгі себебі - температура мен қысымның төмендеуі әсерінен болатын термодинамикалық тепе-теңдіктің бұзылуы, ал қабат қысымын ұстау жүйелерінде – құрамында үйлесімсіз тұздары бар сулардың араласуы болып табылады.

Қазіргі кезде тұз шөгінділерімен күресудің жаңа әдістері – химиялық және тұщы суды қолдану кең таралған.

Ұңғыларда тұздардың жиналуымен күресудің химиялық әдістерін, негізінен карбонатты және сульфатты тұздардың (суда ерімейтін тұздардың) шөгуі кезінде пайдаланады.

Құбыр арқылы сұйықпен газды бірге тасымалдағанда қысымның әсерінен құбырлардың бүлкілдеуі (пульсациясы) міндетті түрде болып отырады. Бүлкілдеу құбыр бойында газ тығындарының пайда болуына байланысты.

Кәсіпшілік құбырларын пайдалану кезіндегі қиыншылықтар. Мұнай құбырларының бітеліп қалуын болдырмау және парафиндер мен тұз шөгінділерін жою әдістері. Гидраттардың түзілуі және олармен күресу әдістері. Құбырлардағы қысым пульсациясы және олармен күресу әдістері?

Мұнай кен орнының территориясында салынған лақтыру желілері мен мұнай жинау коллекторларының ластануы келесі себептерге байланысты:

1) Ағыс жылдамдығының баяулығынан ұңғыдан жер бетіне шығарылатын қатты бөлшектер құбырларда шөгіп, оның өткізгіш қимасының ауданын азайтуы салдарынан.

2) Парафиннің, тұздардың кристалдарының шөгуі және бұзылуы қиын қатты шөгінділердің түзілуі салдарынан.

3) Құбырлардың ішкі бетінің коррозиясы әсерінен темір қағының түзілуі салдарынан.

Парафиннің шөгіп, жиналуына қарсы күресудің мынадай негізгі әдістері бар:

1) мұнай мен газды жинаудың жоғары арынды (0,981-1,47 МПа) саңылаусыз жүйесін қолдану;

2) жылжымалы бу қондырғыларын қолдану (ЖБҚ–ППУ);

3) мұнай эмульсиясының түзілуін болдырмау үшін және парафин кристалдарының өсуін тежеу (баяулату) мақсатында ұңғы түбіндегі немесе сағасындағы мұнай ағынына парафин шөгінділеріне қарсы ингибиторларды қосу немесе беттік әрекетті заттарды пайдалану;

4) құбырлардың кедір-бұдырлығын азайту үшін олардың ішкі жақ бетін әр түрлі лактармен, эпоксидты шайырлармен және шыныпластикпен қаптау;

5) мұнайдың жоғары температурасын сақтауға мүмкіндік беретін жылу изоляциясын пайдалану;

6) ұңғы сағасындағы лақтыру (шығару) желісіне (парафиннің жиналуына байланысты) мезгіл-мезгіл енгізілетін және топтық қондырғыларда алынатын резина шарларды (торпедаларды) пайдалану.

Қазіргі кезде тұз шөгінділерімен күресудің жаңа әдістері – химиялық және тұщы суды қолдану кең таралған. Ұңғыларда тұздардың жиналуымен күресудің химиялық әдістерін, негізінен карбонатты және сульфатты тұздардың (суда ерімейтін тұздардың) шөгуі кезінде пайдаланады. Реагенттер ретінде натрий гексаметафосфатын (NaPO₃)₆ және натридің триполитриполифосфатын таза түрінде де және әр түрлі присадкаларды қоса отырып та пайдаланады. Бұл әдістің мәні мынада – натрий гексаметафосфатының судағы ерітіндісі (0,1 % салмақ б-ша) тұздардың шөгуіне жол бермейтін коллоидты ерітінді түзеді. Тұздардың шөгуімен күресудің тағы бір жолы – тұз қышқылының ерітінділерін пайдалану.

Қауіпті бүлкілдеудің негізгі алдын алу тәсілдері болып табылатындар:

• ағынның тығынды - диспергирленген құрылымының пайда болуын болдырмайтын, газ-сұйық ағынының қозғалыс режимін ұстап тұру, бұл құбырларда жоғары деңгейде қысымды реттеуде мүмкін болады;

• құбырларды парафин шөгінділерінен, тұздардан және механикалық қоспалардан мезгіл-мезгіл тазартып тұрумен, олардың жоғарғы өткізгіштік мүмкіндігін ұстап тұру;

• айырғыш қондырғы алдында үлкен диаметрлі құбырдан “тыныштандырғыш” бөлімшелерді пайдалану.

Ағынның айырғыш қондырғыға түскенге дейін газ-сұйық қоспасының қабаттасқан ағысын және құбырдан таңдау мүмкіндігін қамтамасыз ететін депулсаторларды және фазаны соңғы бөлгіштер қолданылады.

Құбырларда гидраттарды болдырмау үшін келесі әдістер қолданылады:

• Құбырға үздіксіз немесе периодты антигидратты ингибиторлар жіберу;

• Құбырдағы газ пульсациясын тудыратын себептерді жойып отыру;

• Гидрат тығынын ыдырату және атмосфераға үрлеп шығару үшін гидрат тығынына антигидратты ингибиторлардың үлкен көлемін айдау.

• Жеке тораптар мен аудандарды қыздыру;

• Газ ағынына антигидратты ингибиторларды (метанолды, кальций хлорийдінің ерітіндісі, диэтиленглинольді және т.б.) жіберу;

• Бу тәріздес ылғалмен гидраттың қалыптасуына әкелетін газ температурасының төмендеуі салдарынын қысым өзгерістерін жою;

Кез-келген түрдегі айырғыштарда қанша бөлім (секция) бар, олардың міндеті қандай және мұнай-газ айырғыштарының жұмысына қандай факторлар әсер етеді

Айырғыштардың кез келген түрiнiң конструкциясында жалпыға бiрдей төрт бөлiм (секция) болады:

I - Негiзгi айыру бөлiмі, ол мұнайдан газдың қарқынды бөлініп шығуына қызмет етеді. Айыру бөлiмiнiң жұмысына айырғыштағы қысымның, температураның төмендеу дәрежесi, мұнайдың физика-химиялық қасиеттерi (әсіресе оның тұтқырлығы), өнiмдi айырғышқа енгiзу құрылғысының конструкциясы (радиалды немесе тангенциалды), сонымен қатар әртүрлi сұғындырмаларды – сымды торды, диспергаторларды қолдану елеулi түрде әсер етедi.

II - Тұндыру бөлiмi, мұнда айыру бөлiмiнен мұнаймен бірге iлескен газ көбiктерiнің қосымша бөлінуі жүредi. Мұнайдан окклюдирленген газ көбіктерiн қарқынды бөлу үшiн, мұнайдың қозғалыс жолын ұзарта отырып оларды жұқа қабатша түрінде көлбеу жазықтықтар бойымен бағыттайды. Жазықтықтарды шағын баспалы етiп жасайды, бұл мұнайдан газдың бөлiнуiне септiгiн тигiзедi. III - Мұнайды жинау бөлiмi, бұл бөлiм айырғыштың ең төменгі жағында болады және мұнайды жинау мен оны айырғыштан шығару үшiн қызмет етеді. IV - Тамшыұстау бөлiмі, айырғыштың жоғарғы жағында орналасқан және газ ағынына iлескен сұйық тамшыларын ұстап қалуға арналған. Кез келген айырғыштың жұмысы екi негiзгi көрсеткiшпен сипатталады: тамшыұстағыш бөлiмiнен газ ағынымен бiрге iлесiп кететiн сұйық тамшыларының мөлшерiмен және мұнайды жинау бөлiмiнен сұйық ағынына iлесiп кететiн газ көбiктерiнiң мөлшерiмен. Конструкциясы жақсы құрастырылған айырғыштарда 1000 м3 айырылған газға шаққанда газ ағынына iлесетiн сұйықтың мөлшерi 15м3 -тан аспайды.