использованием погружного центробежного электронасоса
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943-135-
Прямоточные задвижки типа ЗМС1 с принудительной подачей смазки с ручным управлением с условным проходом 65,80,100 и 150 мм, рассчитанные на давление 21 и 35 МПа, состоят из корпуса, седла входного, шпинделя, маховика, гайки ходовой, крышки подшипников, гайки нажимной, кольца нажимного, манжет, крышки, пружин тарельчатых, клапана нагнетательного, седла выходного, шибера. Герметичность затвора обеспечивается созданием необходимого удельного давления на уплотняющих поверхностях шибера и седел. Предварительное удельное давление создается тарельчатыми пружинами.
Рис. 4.12. Прямоточные задвижки типов ЗМС1 (а) и ЗМАД (б) с ручным управлением:
а: 1 - крышка; 2 — разрядная пробка; 3 - крышка подшипника; 4 - регулировочная шайба; 5 - шпиндель; б - верхний кожух; 7 - маховик 8 - упорный шарикоподшипник; 9 - ходовая гайка; 10 - узел сальника; 11 - прокладка; 12 — шибер; 13 - корпус; 14 - выходное седло; 15 - шток; 16 - нагнетательный клапан; 17 - нижний кожух;
18 - входное седло; 19 — тарельчатая пружина; б: 1 - корпус; 2 — шпиндель; 3 - обратный клапан для смазки узла сальника; 4 - ходовая гайка; 5 -маховик; 6 - винт;
7 - кожух; 8 - масленка; 9 - упорный шариковый подшипник; 10 - крышка подшипников; 11корпус сальника; 12 — поршенек; 13 - плашка;
14 - направляющие щеки; 15 - фторопластовая втулка; 16 - манжеты; 17 - уравновешивающий шток
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
-136-
В настоящее время вместо задвижек ЗМС1 (см. рис. 4.12, а) выпускаются модернизированные задвижки типа ЗМ и ЗМС.
Прямоточная задвижка типа ЗМАД, рассчитанная на давление 70 МПа, с автоматической подачей смазки и ручным управлением (рис.4.12, 6) состоит из корпуса, двух седел (щек), шибера, выполненного в виде двух плашек, шпинделя, уравновешивающего штока, корпуса сальника, ходовой гайки с трапецеидальной резьбой, упорных подшипников, крышки подшипника, маховика, кожуха.
Особенность задвижки - наличие системы автоматической подачи смазки в затвор, состоящий из полости, поршеньков, системы каналов, которые связывают полость с кольцевой канавкой на уплот-нительной поверхности щеки и обратными клапанами, расположенными снаружи корпуса и предназначенными для периодического (через каждые 10...15 циклов работы задвижки) нагнетания смазки в полость.
Регулируемые штуцеры (рис. 4.13) позволяют бесступенчато регулировать давление на выкиде фонтанной скважины за счет осевого перемещения шпинделя штуцера с насадкой, входящей в гнездо.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943-137-
Из-за переменного профиля насадки площадь кольцевого отверстия между гнездом и насадкой при перемещении шпинделя меняется в пределах от 3 до 35 мм, что и позволяет регулировать расход жидкости или газа. Штуцер рассчитан на рабочее давление до 70 МПа. Масса штуцера около 80 кг.
Для облегчения управления штуцерами и для возможности телеуправления они оснащаются приводом.
При агрессивных средах и больших расходах жидкости или газа насадка шпинделя и гнездо штуцера быстро изнашиваются. Для повышения износостойкости этих деталей они изготавливаются из специальных композитных материалов. Однако и это не исключает необходимости в частых сменах регулируемого штуцера. Поэтому в подобных условиях применяются сменные, втулочные штуцеры с разными диаметрами отверстий, которые при износе поверхности отверстия снимаются с фонтанной арматуры и заменяются новыми.
Смена обычного втулочного штуцера трудоемка и длительна. Для облегчения и ускорения этой операции применяются быстросменные штуцеры (рис. 4.14). За счет использования сменных втулок с отверстиями диаметром 5, 8, 10, 15, 20, 25, 30 мм и возможности их быстрой смены можно ступенчато регулировать расход жидкости или газа. Штуцер рассчитан на рабочее давление 70 МПа.
Вопрос 4.6. Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры
Фонтанная арматура представляет собой соединение на фланцах различных тройников, крестовиков и запорных устройств (задвижки или краны). Между фланцами для уплотнения укладывают стальное кольцо из специальной малоуглеродистой стали, которое имеет овальное сечение. Фланцевые соединения крепят болтами.
Колонну насосно-компрессорных труб спускают с помощью двух элеваторов.
При свянчивании и развинчивании труб вручную широко используют элеваторы конструкции Халатяна. Элеваторы надевают на муфту трубы и подвешивают к крюку штропами. Перед свинчиванием резьбу труб смазывают.
Для облегчения и ускорения операций по свинчиванию труб применяют комплекс механизмов АПР. В этот комплекс входят автомат с электроприводом, снабженным реверсивным переключателем, и инструменты новой конструкции (элеватор, трубные ключи и др.).
При работе с комплексом АПР используют один элеватор ЭГ, постоянно подвешенный на крюке, что значительно облегчает работу. Перед спуском колонны труб автомат АПР центрируют, закрепляют
-138-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
на колонном фланце, и в него вставляют клиновую подвеску. Указанный автомат не приспособлен для работы в скважинах, оборудованных погружными электроцентробежными насосами. Заключительные операции при спуске колонны труб зависят от способа подвески труб на устье.
При подвеске труб на резьбе воздушного тройника необходимо:
-присоединить подъемный патрубок к центральной задвижке или переводной катушке;
-поднять с пола воздушный тройник с переводной катушкой или центральной задвижкой и навинтить на колонну труб, а затем посадить их на крестовик трубной головки;
-соединить воздушную линию с задвижкой воздушного тройника;
-отсоединить подъемный патрубок, снять и опустить на мостки;
-зацепить елку арматуры канатным стропом, поднять и установить на центральную задвижку или переводную катушку;
-соединить елку арматуры болтами с центральной задвижкой или переводной катушкой;
-соединить выкиды арматуры.
При подвеске труб на фланце-планшайбе к ней присоединяют подъемный патрубок. Поднимая планшайбу, ее навинчивают на колонну труб и ставят на крестовик. Затем отсоединяют подъемный патрубок и устанавливают елку арматуры вместе с переводной катушкой на крестовик
Вопрос 4.7. Эксплуатация фонтанной арматуры
Фонтанную арматуру можно монтировать на устье скважины автомобильными кранами, а также при помощи талевого механизма, лебедки или подъемника.
В процессе эксплуатации арматуры с прямоточными задвижками требуется через 2...3 месяца смазывать подшипники шпинделя жировым солидолом Ж (предыдущее обозначение УС). Он представляет собой мягкую маслянистую мазь от светлодо темно-коричневого цвета. Дисперсионной средой являются индустриальные масла, загустителем - гидратированные кальциевые мыла естественных жиров (не менее 11%), а добавкой - вода (до 3%). Необходимо также через штуцер в днище корпуса задвижки в соответствии с инструкцией набивать в корпус задвижки уплотнительную смазку Л 3- 162 или «Арматол-238».
Вопрос 4.8. Ремонт фонтанной арматуры
Фонтанная арматура подвергается истирающему действию песка, выносимого вместе с нефтью, газом и водой. Наибольшее истирание
-139-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
происходит в тройниках фонтанной елки в запорных устройствах. Отдельные изношенные задвижки меняют непосредственно на устье скважины. Фонтанная арматура целиком должна подвергаться периодической ревизии независимо от того, наблюдались ли неисправности в процессе эксплуатации или она работала надежно. Ревизию и ремонт арматуры производят в мастерских, разбирая ее на отдельные узлы и детали. Разборка фланцевой арматуры не представляет трудностей, так как болты, скрепляющие фланцы, отвинчиваются сравнительно легко. Болты с забитыми резьбами могут быть срезаны. Затруднения вызывает разборка резьбовой арматуры. Отвинчивают ее либо вручную двумя цепными ключами, либо с помощью лебедки, оцинкованный канат которой крепят к плечу шарнирного ключа, применяемого для бурильных труб. Канат проходит через направляющий ролик, фонтанную елку не кладут на подставки, а крепят болтами фланцы крышек резьбовых задвижек к фланцу упора. Упор состоит из крестовика, навинченного на муфту трубы, которая прочно заделана в бетонном основании с таким расчетом, чтобы верхний фланец крестовика находился на высоте 0,7 м от пола. Отверстия в верхнем фланце просверлены таким образом, что позволяют крепить арматуру разных типоразмеров. Боковые отводы крестовика служат поддержкой для ремонтируемых задвижек, которые привинчивают к отводам при помощи коротких патрубков. После разборки фонтанную елку моют и осматривают отдельные детали. Детали с трещинами, промывами и с сильно утонченными в результате эрозии стенками выбраковывают.
Наиболее сложные детали для ремонта - задвижки. Прежде всего проверяют легкость их открывания и закрывания. Затем разбирают крышку, извлекают маховик вместе со штоком (шпинделем) и запорным органом, клином, плашками, клапаном или пробкой и проверяют состояние уплотняющих поверхностей. Многие задвижки на протяжении всего межремонтного периода находятся в одном и том же положении (открыты или закрыты). При работе таких задвижек без утечек достаточно визуального осмотра деталей перед сборкой и замены сальников. Если на уплотнительных поверхностях имеются изношенные участки, их шлифуют. Износ глубиной до 0,1 мм ликвидируют притиркой, которую производят с помощью паст. Различают грубую, среднюю и тонкую пасты. Тонкой пастой завершают притирку. Качество притирки определяют испытанием «на краску». Износ дефектных задвижек устанавливают обмером и восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой для получения первоначальных размеров и чистоты поверхности. Так ремонтируют запорное устройство и корпус.
Уплотняющие поверхности перед сборкой притирают. Часто запорные устройства бывают изношены настолько, что их заменяют
-140-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
новыми. Шпиндели контролируют на прямолинейность и годность резьбы. Резьба должна быть полной, чистой и не забитой. Если верхний конец - квадрат - свернут, необходимо запилить новый. Отремонтированные и частично вновь изготовленные детали после пригонки отдельных узлов собирают в порядке, обратном разборке. Собранную задвижку подвергают гидравлическому испытанию на пробное давление, равное удвоенному рабочему давлению. Пробное давление создают ручным прессом.
Фонтанную елку собирают на стенде, который использовали при разборке. Резьбы перед свинчиванием покрывают графитной смазкой. Особое внимание следует уделять сборке уплотняющих колец и прокладок. После сборки фонтанную арматуру шаблонируют и спрессовывают удвоенным рабочим давлением в течение 30 мин, проверяя герметичность всех соединений. Запотевание и утечки не допускаются. Опрессовочной жидкостью является водный раствор ингибиторов коррозии, например 0,5 %-ный раствор хромпика. Фонтанную елку, прошедшую испытание, продувают сжатым воздухом для удаления влаги, окрашивают ее наружную поверхность эмалью после грунтовки и консервируют консистентной смазкой.
Вопрос 4.9. Принцип работы газлифтного подъемника
В том случае, когда для фонтанирования недостаточно пластовой энергии и энергии нефтяного газа, в скважину подают газ (или воздух) от компрессорной станции или из газовых скважин. Энергия подаваемого газа обеспечивает подъем жидкости на поверхность. Этот способ добычи нефти называется компрессорным.
Компрессорный способ добычи пока мало распространен, хотя оборудование скважин при этом методе приближается по простоте конструкций к оборудованию фонтанирующих скважин. Последние имеют наиболее простое оборудование, не сравнимое со сложными скважинными насосными установками. Простота оборудования скважин, повышение эффективности компрессорного способа добычи нефти с увеличением глубины, с которой поднимается жидкость, расширяют область применения компрессорной эксплуатации нефтяных месторождений. Распространению этого метода подъема жидкости способствует применение нефтяного газа большого давления или газа из газонасыщенных пластов. Последний способ называется бескомпрессорным газлифтом. В этом случае остается необходимость подготовки газа, отделения конденсата, но исключается применение компрессорных станций, значительно упрощается поверхностное оборудование, и затраты на обустройство месторождения приближаются к затратам при фонтанировании скважин.
-141-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Для подъема жидкости из скважины газлифтным способом в скважину опускается одна или две колонны насосно-компрессорных труб (рис.4.15). Внутренняя, подъемная колонна труб опущена на глубину Т.. До подачи газа уровень жидкости в скважине и трубах одинаковый, он называется статическим уровнем Нст (рис. 4.15, а). Подаваемый в межтрубное пространство газ отжимает жидкость до низа подъемной колонны и проходит в нее, увлекая за собой жидкость. Смесь газа с жидкостью достигает поверхности и в результате ее отбора статический уровень Н в скважине снижается до динамического Ндин, (рис. 4.15, б). Структура потока смеси в подъемной колонне может быть: пузырьковой (рис. 4.15, в) - в нижней части колонны, пробковой (рис. 4.15, г)-в верхней части колонны и дисперсионно-кольцевой (рис. 4.15, д) - в верхней части колонны при избытке газа.
Вопрос 4.10. Компрессорное оборудование при газлифте
Газ, получаемый от компрессорной станции, при газлифтной эксплуатации направляется по двум или трем трубопроводам, в которых его давление различно, через газораспределительную будку к отдельным скважинам.
В газораспределительной будке размещено обычно от четырех до восьми секций распределительных батарей, каждая из которых направляет рабочий агент к четырем скважинам. К секции батарей рабочий агент подводится по двум, трем или четырем трубопроводам. При трех подводящих трубопроводах один - пусковой, а два - рабочих (на пониженное и повышенное давления). Такое разделение обусловлено различием параметров рабочего агента, требуемого при пуске скважины (высокое давление и относительно малый расход) и при работе (значительный расход и различное давление), а также различием характеристик скважин и требуемых для них параметров рабо-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
-142-
чего агента. Пусковая линия обычно имеет меньший диаметр (63 мм), а рабочие - большой (100... 150 мм). На всех подводящих линиях трубопроводов установлены манометры. Определенная подводящая линия подключается к скважине при помощи вентилей.
Газораспределительная будка при рабочем агенте - газе, должна быть построена из огнестойкого материала, иметь хорошую вентиляцию.
Выпускается также блочная установка для газлифтной эксплуатации под шифром «Газлифт». Она рассчитана на давление 16 МПа, число подключаемых скважин - 8, с общей пропускной способностью по газу 24...640 тыс. м3/сут. Эта установка позволяет распределять газ по скважинам, осуществлять ручное регулирование расхода и регистрацию параметров газа. Установка имеет блоки технологического и щитового помещений. Помещения крытые, их площади 8м х Зм и Зм х 2м и массы - 9700 и 2000 кг.
Большое значение имеет очистка рабочего агента от влаги для предотвращения ее замерзания при транспортировке агента по промыслу. Для этого на линиях, обычно у компрессорной станции и газораспределительных будок, устанавливают влагоотделители и нагреватели. Влагоотделитель устанавливается в наиболее низком месте трубопровода. Это обычно небольшая емкость, к верхней части которой подсоединен трубопровод рабочего агента. Нижняя часть емкости, где скапливается влага, периодически соединяется с атмосферой, и влага выжимается давлением рабочего агента (емкость продувается).
Влага, оставшаяся в системе, в зимнее время может замерзнуть в регулирующей аппаратуре, в трубопроводе, поэтому рекомендуется обогревать наиболее опасные места трубопроводов. Для обогрева применяются огневые нагреватели (там, где это допустимо по условиям безопасности) и электрообогреватели.
Электрообогреватели встраиваются в трубопровод. Основная труба электрообогревателя покрыта асбестом, а на него уложена обмотка обогрева. Обмотка покрыта вторым слоем асбеста. На эту сборку надет кожух с теплоизоляцией. Электроэнергия подается в нагреватель обычно через автомат, периодически включающий и выключающий ток. Режим работы нагревателя устанавливается в зависимости от окружающей температуры воздуха, теплоизоляции труб и т. д.
Вопрос 4.11. Схема работы бескомпрессорного газлифта
При бескомпрессорном газлифте используют энергию газа большого давления, поступающего из газовых месторождений. Применение бескомпрессорного газлифта рационально при наличии газовых
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
-143-
месторождений вблизи нефтяных или при добыче газа высокого давления на самих нефтяных месторождениях. После подъема жидкости газ имеет значительно меньшее давление, насыщен парами жидкости, поэтому использование его несколько ограничивается. В то же время схема бескомпрессорного газлифта позволяет без больших капиталовложений и без сложных компрессоров и компрессорных станций поднимать из скважин жидкость наиболее простым методом. Поэтому этот метод на некоторых нефтяных месторождениях нашел применение.
На рис. 4.16 показана технологическая схема бескомпрессорного газлифта, применяемая в объединении Краснодарнефтегаз.
Газ из скважин 1 под большим давлением (15...20 МПа) поступает на пункт очистки (осушки 2), где он проходит через гидроциклонные сепараторы и конденсатосборники. После пункта очистки газ поступает в беспламенный подогреватель 3 для подогрева до 80...90 °С, а затем в газораспределительную батарею 4. Подогрев газа является эффективным средством борьбы с гидратообразованием при транспортировании и редуцировании газа. От батареи газ направляется через регулировочные штуцеры 5 в добывающие нефтяные скважины 6. После подъема жидкости газ поступает в газосепараторы первой 7 и второй 8 ступеней, откуда направляется в топливные линии и на газобензиновый завод. Жидкость из газосепараторов направляют в емкость 9.
Рис 4.16. Бескомпрессорная газлифтная установка
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943-144-
Вопрос 4.12. Внутрискважинное оборудование при газлифте
При компрессорном газлифте, также как и бескомпрессорном для пуска скважины в работу требуется значительно большее давление, чем в процессе работы. Для снижения пускового давления в скважине на подъемной колонне устанавливают пусковые клапаны. При их установке происходит ввод газа в подъемную колонну, сначала в верхнюю часть колонны от уровня установки первого пускового клапана, потом от второго и т. д., пока весь столб поднимаемой смеси не будет газирован (рис. 4.17,
а...е).
Все многообразие глубинных клапанов можно классифицировать по следующим признакам:
1.По назначению:
1.1.Пусковые
1.2.Рабочие
1.3.Концевые
2.По конструкции:
2.1.Пружинные
2.2.Силбфонные
2.3.Комбинированные