Геологиялық бөлім

-барлық технологиялық  бөліктердің сенімді пайдалануы;

-барлық технологияны  автоматтандыру;

-мұнай және газдың  минималды технологиялық жоғалуы.

Кесте 2.9-да кен орнындағы топтық өлшеу қондырғыларының және өндіруші ұңғыларының номерлері келтірілген. Кестеден көріп тұрғанымыздай кен орнында он топтық өлшеу қондырғысы бар.Бұл топтық өлшеу қондырғылары кен орнында үздіксіз жұмыс жасауды қамтамасыз етіп отыр.

4 Арнай бөлім 

 

4.1 Мұнай өндіруде  штангалы терең сорапты қондырғының  газбен әсерін   қазіргі заманы  қарастыру және  талдау, оның құрал-жабдықтары.

 

Мұнайды игеру кезіндегі кең тараған тәсілдердің бірі – штангілі тереңдік сорапты қондырғы болып табылады. Бұл штангілі сорап арқылы кіші дебитті скважиналарды игеруге болады. Соңғы жылдары терең сорапты қондырғылар жетілдіріліп әртүрлі жүккөтергіштік қондырғылары жасалынды. Қазіргі жетілдірілген штангілі тереңдік сораппен 3000м тереңдіктен мұнайды игеруге болады. Көбінесе тереңдік сорапты аз дебитті және орта дебитті скважиналарда қолданады.Штангалы сорапты қондырғылар жер асты және жер үсті жабдықтарынан тұрады:

Жер үсті жабдығына: тербелмелі станок, саға жабдығы.

Жер асты жабдығына: сорапты компрессорлы құбырлар, штангілер, штангілі ұңғылы сорап және қорғаушы қондырғылар жатады.

Тербелмелі станоктың негізгі элементтері: бағанасы, балансир, 2 кривошип, 2 шатун, редуктор, электродвигатель, сыналы қайысты беріліс, реттеуіш блогы.

 

 

Балансирлі кривошипті механизм

        Тербелмелі станоктың балансирлі кривошипті механизімі төрт звенодан тұрады. Ол қозғалмалы және қозғалмайтын звеносы. Қазғалмайтын звеносы – бұл балансирдің ось сызығы мен кривошиптің осі. Ал қозғалмалы звеносына – кривошипті шатун механизімі, балансир жатады.Қазіргі кезде мұнайды игеру жұмыстарындағы тербелмелі станок АЗИНМАШ конструкциясы бойынша жасалған станоктар көбінесе жұмыс істеп жатыр.Бұл станоктың редукторы 2 сатылы шеврон тісті болады. Двигатель мен редуктор сыналы ременмен жалғанған. Балансир басы жөндеу жұмыстарына байланысты – 180о-қа бұрылады.СК-Б-2,1-2500 тербедмелі станок келесі тораптардан (1.5-сурет) тұрады: рама бағанасынан, балансирден, балансир басынан, теңгерілу салмағынан, редуктордан, кривошивті шатунды механизмнен, электродвигателден, траверсерден.Станоктың рамасы болаттан жасалған екі балкіге орнатылған. Рама битонды фундаментке айкерлі болатпен тартылған. Бағананың үстіне роликті подшипниктің корпусы қондырылады. Осы корпусқа бансир орнатылады.Тербелмелі станоктың ортаңғы бөлігінде 2 сатылы редуктор болатпен рамаға бұрылады. Редуктордан шыққан жетектелу білігіне массивті кривошип орнатылады. Әр кривошипке шойынан жасалған екі салмақ ілінеді. Электродвигатель тербелмелі станок рамасының артқы жағында бекітіледі. Тербелмелі станоктың қозғалмалы механизмдері қоршалады.Тербелмелі станоктағы штоктың жүріс ұзындығын өзгертуге болады, ол кривошиптегі саңылау тесіктерге байланысты.Кривошиптегі қосалқы салмақ штангі салмағымен тең болуы керек. Сонда ғана тербелмелі станоктың жұмысы теңгеріледі. Қосалқы салмақ тербелмелі станоктың балансирінде, кривошипте (роторда) және аралас түрінде ілінеді.Балансирдің артқы жағына ілінген станоктың жүк көтергіштігі үлкен болмайды.Тербелмелі станоктың ротарына, ілінген қосалқы бөлшек. Бұндай станоктың жүк көтергіштігі үлкен болады. Аралас салмақ ротормен балансирге ілінеді. Оның жүк көтергіштігі орташа.Тербелмелі станок үздіксіз, ұзақ жұмыс істеу үшін оның бөлшектерін, деталдарын майлап отыруы керек. Тербелмелі станоктың фундаменті берік мықты болуы керек, себебі жұмыс істеу кезінде инерция күштері пайда болады.

Тереңдік сораптың саға жабдығы

Сорапты компрессорлы құбыр алқасын ұстап тұру, сағаны саңылаусыздандыру үшін арнайы саға жабдығы орнатылады. Тереңдік сораптың саға жабдығы планшайбадан және тройникті салниктен тұрады. Сорап арқылы берілген сұйық жанындағы тройник бұрлысы арқылы сұйық шығатын құбыр желісімен өлшеуші және газды сеператорлар қондырғысына барады. Штангі тізбегі штокқа ілінеді. Шток тербелмелі станоктың балансир басымен арқанды алқа арқылы ілінеді. Арқанда алқа 3,5-10т салмаққа арналып шығарылады.

Сорапты штангілер

Теңселме станок пен тереңдік сорапты байланыстыратын штангі болып табылады. Штангі болаттан жасалып стержен тәріздес болады. Штангілердің диаметрі 16, 19, 22 және 25мм, орташа ұзындығы 8м, ұштары қалыңдатылған. Олар бір-бірімен муфта арқылы жалғанады. Штангі тербелмелі станокпен шток арқылы жалғанады. Салникты штоктың ұзындығы 2600, 4600, 5600мм, ал диаметрі 30-35мм.Тереңдік сораптың жұмыс процессі кезінде штангіге сұйық бағанасының қысымы, плунжердің жоғары жүрісі кезінде штангіге түсетін салмақ, коррозиялық ортада жұмыс жасап тұрғандықтан және т.б. осының барлығы штангінің тозуына, істен шығуына әкеліп соқтырады. Сондықтан штангілер жоғары сапалы болаттан жасалады. Штангінің пайдалану мерзімі жұмыс режимі мен түсетін салмағына байланысты[4].

Штангілі тереңдік сорап

Штангілі тереңдік сорап цилиндрден, плунжерден (поршен), сору және айдау клапандарынан тұрады.

Цилиндр – шойынан және болаттан жасалады. Оның ұзындығы 300мм. Шойынан жасалған цилиндр құбырлы сораптарда қолданылады, диаметрі 32мм. Болаттан  жасалған цилиндрлер алынбалы – салынбалы сораптарда қолданылады. Цилиндр коррозиялық ортада жұмыс жасайтындықтан цилиндр термоөңдеуден өткізіліп, бітік бөлігін тегістейді.Плунжер. Тереңдік сораптың плунжерлері аса мықты болаттан жасалады. Барлық плунжердің ұзындығы 1200мм, диаметрі 5-9,5мм болады.Плунжердің беті тегістеліп коррозияға қарсы хром қабатшасымен қапталады. Беті тегіс плунжерлі сорап механикалық қоспасы жоқ сұйықты алуға арналған. Ал егер сұйық құрамында құм болса плунжер мен цилиндр арасына еніп сұйықтың жүрісін қиындатып істен шығаруы мүмкін. Сол үшін саңылаулы плунжер қолданылады. Плунжердегі саңылау құм түйіршіктерін ұстап қалады. Егер сұйық құрамында құм түйіршіктері көп мөлшерде болса онда құм айырғыш қондырғыларын қолданамыз және құмға қарсы 25-30мм цилиндрлік оймалары бірден қашықтықта шахмат тәріздес орналасады.

Клапандар. Тереңдік сорапта шарлы клапандар қолданамыз. Бұл клапандардың негізгі детальдары шарик және ершік болып табылады. Олар легирленген болаттан жасалынып және термо өңдеуден өткізіледі. Сору клапаны конус ұшынан және клапаннан тұрады. Ершік – бұл детальдармен тығыз жанасып жатыр. Клапан жылжыуын шектеп отырады.

Штангілі ұңғылы сораптың жұмысы мынадай түрде жүреді: цилиндрдегі плунжер жоғары көтерілгенде сұйық қысыммен төменгі сору клапаны ашылып сорап цилиндріне сұйық кіреді. Бұл уақытта жоғарғы айдау клапаны жабық болады. Ал плунжердің төмен қарай қозғалысында төменгі сору клапаны сұйықтың қысымымен жабылып, айдау клапаны ашылып сұйық цилиндрден сорапты компрессорлы құбырға айдалады.

Штангілі тереңдік сорап конструкциясына қарай 2 негізгі топқа бөлінеді:     

1) Салынбалы

2) Алынбалы - салынбалы.

Екі топтың конструкциясында айырмашылық болады. Салынбайтын сораптың негізгі торабы: цилиндр және плунжер. Сораптың кендігі белгілі. Бірақ, осы мұнай мен газ кенорындарын игеру және пайдалану ісі шамамен 1 ғасырға жуық уақыттан бері жүргізіліп келеді. Осы уақыт ішінде мұнай туралы жинақталған тәжірибелерде аз емес. Осыған қарамастан мұнай-газ және олар тектес заттардың пайда болуы жайында деректер түбегейлі анықталып біткен жоқ деуге болады. Қазір осы проблеманы шешу екі бағытта жүргізіліп отыр: 1-сі онортаникалық бағытты ұсынса, 2-сі осы пайдалы қазбалардың органикалық пайда болуын жақтайды. Мұнай және табиғи газдың онорганикалық пайда болуының негізгі қағидаларын 1877 жылы Д.И.Менделеев тұжырымдаған. Ол жоғары температура мен қысым жағдайында, ауыр металдардың карбиттерінеқызған су буы әсер еткенде жер қойнауында көмірсутектер түзілуі мүмкін, реакция нәтижесінде сұйық торабын көтереді. Содан сұйық сорылады.

Бұл сораптың беріліс коэффициенті жоғары және кемшілігі мұнда зиянды кеңістік өте үлкен. НСН – 2 үш клапанды сорабы НСН – 1 сорабы сияқты үш негізгі тораптардан тұрады. Айырмашылығы үшінші клапанның орнатылуы. Бұл клапан плунжердің төменгі бөлігінде орналасқан және плунжерге ұстағыш орнатылған. Штоктың орнына шпилка болады. Плунжер төмен қарай қозғалғанда ұстағыш шпилкаға бұрылады. Плунжер жоғарғы көтерілгенде сору клапаны ашылады. Осы үшінші клапанға байланысты үш клапанды сораптың зиянды кеңістігі 2 есе азаяды. Сондықтан бұл сорапты газы көп сұйықтарды игеруге қолданады.

4.1.1 Штангілі тереңдік сорапқа газдың әсері

Газ тереңдік сораптың жұмысына кері әсерін тигізеді. Мұнаймен ілесіп келген газ цилиндрдің белгілі бір көлеміне еніп алады. Сондықтан цилиндрге сұйық аз мөлшерде толады. Газ айдау және сору клапандар арасындағы кеңістікте қалыптасады. Бұл кеңістікті зиянды кеңістік деп атайды. Ол барлық тереңдік сораптарында болады. Сұйықтың цилиндрге толу коэффициенті орналасқан газдың көлеміне байланысты. Неғұрлым зиянды кеңістік көлемі кішкентай болса, соғұрлым сорапқа сұйықтықтың толу коэффициенті көп болады.

Газдың кеңістікке енуін алдын алуға болады.

1) Зиянды кеңістік көлемін  анықтау.

2) Плунжердің жүріс ұзындығын  ұзарту.

3) Сораптан газды шығаруға  арналған арнайы газды якор  құрылғысын орнатамыз.

 

Ұңғыны пайдалану кезінде күрделі жағдайлардың туындауы: әлсіз цементтелген қабаттардан құмның ұңғыға түсуінен; көп мөлшердегі еркін газдың сорапқа енуінен; құбыр қабырғаларына парафинді қабыршақтың шөгуінен; тұтқырлығы жоғары мұнайды және сумұнайгаз эмульсияларын сорып шығарудан, әдетте тұтқырлығы жоғары ортада пулнжер мен штангілер тізбегінің кепетліп қалуы нәтижесінде мұндай сұйықтарды шығару қиынлық туғызады; ауытқыған және көлбеу ұңғыларындағы штангінің муфталы байланысқан жері мен құбырдың қажалуынан және үйкеліс күшінің өсуінің туындауынан; көтергіш құбырларында тұздардың шөгуінен және т.б. әсерлерден болады.    Осы күрделі жағдайларға қарсы көп жылдар бойғы зерттеулер нәтижесінде көптеген құрылғылар жасалынды. Тереңдік сорапты қондырғының жұмысына газдың зиянды әсері, оған қарсы технологиялық әдістер қолданамыз.

Олар:

- тереңдік сораптағы зиянды  кеңістігін азайту;

- плунжердің жүрісін ұзарту;

- скважинаның құбыр аралық  кеңістігінен газды сорып алу.

Қорғаныш құрылғы

 

Зиянды газ әсеріне және құмға қарсы қондырлатын якорлар.

 

ЯГ – 1 газды якор. Бұл якор концентрленген 2 құбырдан тұрады және бір-бірімен аудармалармен жалғанады. Якор сораптың төменгі муфтасымен жалғанған. Якор корпусының жоғарғы жағында 12 түтікше болады. Корпустың төменгі жағы тығындалған. Мұнай мен газ осы түтікше арқылы сақиналы кеңістікпен құбырдың төменгі жағына жылжиды. Содан сұйық бағытын өзгерітп сораптың сору құбырына барады. Ағыс бағытын өзгерткенде газ мұнайдан бөлініп якор корпусындағы түтікше арқылы ұңғыға кетеді, ал мұнай ішкі құбыр арқылы сорапқа бағытталады. Якор екі секциялы және төрт секциялы болады. Газ құмды якор ЯГП–1 – екі камерадан тұрады: 1. Газды камера; 2. Құмды камера.Екі камера бір-бірімен муфта арқылы жалғасады. Якордың жоғарғы жағында жұмысшы құбыры орналасқан. Якор сорапқа аударма арқылы жалғанады.Жұмыс кезінде сұйық А саңылаулар арқылы газ камерасына еніп, газ бөлініп шығады. Газдан бөлінген мұнай Б саңылаулары арқылы құм камерасына еніп, құмнан айырылады. Тазарған мұнай сақиналы кеңістікпен қозғалып сораптың сору құбырына жетеді.Газды якордың тағы бір түрі. Якорь зонт корпустан, диаметрі 42, 48 және 73мм құбырдан, сору клапаннан диаметрі 18мм, бұрышты құбыршадан диаметрі 12мм, тығыздауыш манжетінен, шайбадан тұрады. Мұнай-газ сұйығы түтікшелер арқылы якор корпусындағы сақиналы кеңістікке енеді. Сұйық өзінің қозғалысын 1800-қа өзгерткенде мұнайдан газ бөлінеді. Тазарған мұнай төмен қарай жүріп бұрышты құбырдан өтіп сорапқа енеді.Якорьзонттың басқа якорларға қарағанда газ айырғыштығы жоғары болады. Қататтан мұнаймен құм ілесіп келіп түп маңында құм тығыны қалыптасып скважинаға мұнай ағыны тоқтатылады. Құм сұйықтық арқылы сорапқа еніп детальдар желініп істен шығады. Осылардың алдын-алу үшін мынадай шаралар қолданамыз:

- арнайы құм қырғыш, ойықтары  бар плунжерді қолданамыз;

- құбырлы штангіні қолданамыз.

4.2 Жаңа техника  және технологияны қолдану

 

4.2.1Қорғаныш құрылғы

 

Газ якоры конструкциясы жағынан әртүрлі болады. Бірақ сұйық пен құм қоспасы якор корпусының құбырына еніп. Содан сұйықтың ағыны 1800-градусқа өзгеріп, қозғалады, соның нәтижесінде құм корпусының төменгі жағында тұнады. Ал тазартылған мұнай сорапқа ығысады.

Содан соң якорды көтеріп корпусында жиналған құмды тазартып якорды түсіреді.Парафиннің шоғырлануының алдын алу. Парафинді мұнайды тереңдік сораппен скважинаны игергенде түрлі қиыншылықтар туады. Парафин құбырлар мен тереңдік сораптың, тораптарында жиналып қалады. Соның арқасында сораптың беріліс коффициенті азаяды. Парафиннің бөлшектері сораптың клапандарына өтіп жұмысын бұзады. Көбіне парафин құбырларда парафин тығынын түзеді. Бұл парафин тығыны мықты болса, штанг тізбегін көтерерде көптеген қиыншылықтар туғызады. Парафинге қарсы мынадай әдістерді қолданамыз:

 

1) Штанг колонкасына орнатылған  механикалық қырғыш;

2) Ұңғының құбыр аралық  кеңістігіне ыстық бу немесе  мұнай айдау;

3) Құбырларды электр тоғы  арқылы қыздырады.

 

Көбінесе механикалық әдісті қолданады. Штангі қозғалысы кезінде құбырдағы парафинді қырады. Бұл қырғыш 2,5-3мм болат жапырақшалардан тұрады. Ұзындығы 150-250мм, ал ені 5, 8мм. Ал, электр тоғы арқылы әсер ету әдісі тиімсіз, өйткені ол токты көп қажет етеді.

Тербелмелі станок пен штангіге түсетін салмақты анықтау.

Тербелмелі станок пен штангі жұмысына түсетін салмақ күші мыналар:

1) Плунжердің цилиндрдегі үйкеліс күші;

2) Штангі калоннасы мен кривошипті шатунды механизмнің қозғалысы кезінде туатын инерция күші;

3) Штангіде туатын вибрация динамикалық салмақты тудырады.

Қондырғыға түсетін салмақты арнайы диномограф приборы мен анықтаймыз. Бұл прибор бір тербеліс кезінде штокқа түсетін түсетін салмақты қағазға диаграмма түрінде жазып алады. Ұңғыда болған ақауларды диномаграмма түрінде жазып алады. Ұңғыда болған ақауларды динамаграмма арқылы біліп отырамыз.

Бұл прибор траверсеге орнатылған. Прибор өлшеуіш және жазушы бөліктерден тұрады. Сораптың жұмысы кезінде түрлі қиыншылықтар туады. Соның себептерінен тереңдік сораптың беріліс коэффициенті түсіп кетеді. Сораптағы бұзылыстарға тән диограммалардың өз формалары болады. Сондықтан осы диаграмма формаларына қарап сорапты көтермей-ақ бұзылысты анықтауға болады

Тереңдік сорапты ұңғыны зерттеу

Мұнайдың дебитін арнайы өлшеуіш қазандарында өлшенеді. Газдың дебитін дифференциялды манометрлермен өлшейді.  Түп қысымды арнайы тереңдік манометрмен өлшейді. Саға мен скважина ішіндегі деңгейдің арақашықтығын эхолот немесе желонка арқылы өлшенеді. Динамикалық деңгейді өлшеу үшін экометриялық құрылғы кеңінен қолданылады.Егер түпте жарлыс жасасақ дыбыс толқыны ұңғы оқпаны мен сұйықтыққа жаңғырық түрінде жетіп ұңғының сағасына қайтады. Қоздырылған дауыс толқыны сағаға қайтарда прибордағы таспаға жазылып қалады. Сол арқылы динамикалық деңгейін аламыз.Сонымен скважинаға дыбыстық толқын арқылы әсер етіп деңгейді анықтайтын приборды эхолот деп аталады.