курсач. Введение. 1 Раздел нефтегазопромыслового оборудования
 Скачать 407.44 Kb.
|
 Введение Штанговый глубинный насос - наиболее востребованное оборудование при подъёме нефти: примерно 70% нефтеносных скважин, действующих сегодня, обслуживаются штанговыми насосами. В настоящее время, благодаря постоянному совершенствованию, установка штанговых глубинных насосов остаётся простым, довольно надежным, экономически приемлемым и конкурентоспособным оборудованием для малодебитных скважин. Использование дополнительного оборудования новых технологий, а также контроль за работой глубинно-насосных установок с применением современных контрольно-измерительных комплексов способствовали при сложных условиях поздней стадии разработки месторождения. В курсовом проекте рассматривается оборудование для проведения исследований скважин, эксплуатируемых УШГН. 1 Раздел нефтегазопромыслового оборудования 1.1 Назначение, классификация и принцип действия оборудования 1.1.1 Назначение, комплектность и принцип действия УШГН Назначение Установка штангового глубинного насоса используются для подъема жидких сред из скважин с больших глубин. Это объемные машины, что определяет их свойства - жесткость характеристики, относительно небольшие величины подачи, независимость от подачи давления. Основным элементом наземного оборудования является станок-качалка, состоящий из балансира, головки балансира, стойки, шатуна, кривошипа, редуктора, приводного двигателя, тормоза и противовесов. Управление наземным оборудованием осуществляется специальной станцией. Станок-качалка, редуктор и приводной двигатель монтируются на металлической раме, устанавливаемой на бетонном фундаменте. Головка балансира имеет канатную подвеску, соединенную с полированным штоком с помощью траверс. Устье скважины оборудовано устьевой арматурой. Станок-качалка предназначен для восприятия нагрузок, действующих в точке подвеса штанг (ТПШ) в течение насосного цикла, и преобразования вращательного движения ротора приводного двигателя в возвратно-поступательное движение головки балансира. Устьевая арматура имеет выкидной манифольд, манифольд затрубного пространства, а также сальниковое устройство, через которое проходит полированный шток. Подземное оборудование включает колонну штанг, предназначенную для передачи возвратно-поступательного движения головки балансира плунжеру глубинного насоса, а также для восприятия нагрузок, действующих на штанги в течение насосного цикла. Имеется колонна НКТ, на нижнем конце которой закреплен цилиндр насоса. Плунжер глубинного насоса имеет один или два нагнетательных клапана, а цилиндр насоса – всасывающий клапан. К приему насоса закреплен хвостовик. Цилиндр скважинного насоса имеет различное конструктивное оформление, а внутренняя его поверхность тщательно обработана, равно как и наружная поверхность плунжера. Вместе они составляют пару трения.  1 – станция управления; 2 – балансир; 3 – головка балансира; 4 – стойка балансира; 5 – шатун; 6 – кривошип; 7 – редуктор; 8 – приводной двигатель; 9 – тормоз; 10 – противовесы; 11 – металлическая рама; 12 – бетонный фундамент; 13 – канатная подвеска; 14 – траверсы; 15 – полированный шток; 16 – устьевая арматура; 17 – колонна штанг; 18 – колонна НКТ; 19 – плунжер насоса; 20 – нагнетательный клапан; 21 – всасывающий клапан; 22 – цилиндр насоса; 23 – хвостовик Рисунок 1 – Схема установки штангового глубинного насоса Принцип работы штанговой глубинной установки. При ходе головки балансира вверх плунжер также перемещается вверх; при этом нагнетательный клапан закрывается под действием веса продукции скважины, находящейся в НКТ. При снижении давления в цилиндре насоса до величины, меньшей, чем давление на приеме (давление в скважине перед всасывающим клапаном), всасывающий клапан открывается, и цилиндр насоса заполняется скважинной продукцией (такт всасывания). 1.1.2 Оборудование для проведения исследований скважин Комплекс МИКОН-101 (рисунок 2) предназначен для определения уровня жидкости и измерения величины давления в затрубном пространстве нефтяных скважин, а также для исследования (методом динамометрирования) работы скважин с глубинными штанговыми насосами с целью контроля работы насосного оборудования, получение динамограммы работы ШГН. Комплекс МИКОН-101 выполняет следующие функции: определение уровня; снятие динамограммы, контроль работы клапанов; оперативное отображение эхограммы и динамограммы на графическом экране блока регистрации; автоматическая регистрация даты и времени замера; сохранение замеров в энергонезависимой памяти блока регистрации; просмотр сохраненных замеров; перенос сохраненных замеров на ПК.  Рисунок 2 – Комплекс МИКОН-101 (эхолот + динамограф) Основные технические характеристики программно-аппаратного комплекса Микон-101 представлены в таблице 1. Таблица 1 – Техническая характеристика комплекса МИКОН 101
Продолжение таблицы 1
Устройства, входящие в состав комплекса Блок регистрации БР-21 предназначен для регистрации, обработки и хранения эхограмм и динамограмм. Имеет графический экран и клавиатуру. Питание автономное от батарей или аккумуляторов типоразмера AA. Комплектуется защитным чехлом и встроенной системой подогрева графического экрана, запасным комплектом аккумуляторов и зарядным устройством. Особенности блока регистрации БР-21Т: более надежный и удобный универсальный разъем для подключения датчиков; увеличенный объем памяти; отсутствие выключателей; более удобное и функциональное ПО; увеличенное число кнопок на клавиатуре; высокая скорость связи с ПК (USB). Устройство приема акустических сигналов УПАС-22П предназначено для преобразования акустических сигналов в электрические, а также преобразования давления в электрический сигнал. Акустический сигнал принимается пьезоэлектрическим микрофоном, который устойчив к воздействию сернистого водорода. Устройство приема акустических сигналов УПАС-22Т предназначено для преобразования акустических сигналов в электрические, а также преобразования давления в электрический сигнал. В отличие от УПАС-22П пьезоэлектрический микрофон в устройстве отсутствует, что делает прибор более надежным. Рекомендуется для использования на скважинах с затрубным давлением более 0,05 МПа. Динамометр накладной ДН-117 устанавливается на нерабочую часть полированного штока ШГН скважины и предназначен для измерения относительной нагрузки на штоке, а также для определения длины перемещения штока. Зажимной винт предназначен для задания оптимального усилия зажима Динамометр встраиваемый ДВ-118 устанавливается между траверсами канатной подвески ШГН и позволяет измерять абсолютное значение нагрузки на шток. Монтаж динамометра производится с помощью домкрата, без нагрузки подвески колонны штанг. Перед установкой устройства необходимо остановить привод ШГН. Устройство генерации акустических сигналов УГАС-25 предназначено для создания акустического воздействия в скважинах без давления. Устройство применяется для определения глубины до 600 м. 1.2 Конструкция основных узлов и деталей оборудования Конструкция основных узлов штангового глубинного насоса Основными элементами конструкции насоса штангового, который размещается в скважине на особой колонне, состоящей из подъемных труб, являются: цилиндрический корпус, во внутренней части которого устанавливается пустотелый поршень (вытеснитель), называемый плунжером; нагнетательный клапан, устанавливаемый в верхней части вытеснителя всасывающий клапан шарового типа, который размещается в нижней части неподвижного цилиндрического корпуса; насосные штанги, соединенные с особым механизмом (качалкой) плунжером и сообщающие последнему возвратно-поступательное движение.  1 - переходник штока; 2 - шток; 3 - нагнетательный клапан; 4 - шар; 5- седло; 6 - переходник |плунжера; 7 - уплотнительная часть; 8 - направляющая штока; 9 - уплотнительное кольцо; 10 - анкерный шпиндель; 11 - крепление шпинделя; 12 - резьбовая часть; 13 - удлинительная муфта; 14 - цилиндр насоса; 15 - корпус приемного клапана; 16, 17 клапанная пара шар-седло; 18 - держатель седла; 19 - грубый фильтр. Рисунок 7 – Устройство штангового глубинного насоса 1.2.2 Характеристика насосных штанг и НКТ Насосные штанги предназначаются для соединения плунжера штангового насоса с приводом насосной установки и сообщают плунжеру возвратно-поступательное движение. Они представляют собой стальные стержни круглого сечения. Штанги изготавливаются диаметром 16, 19, 22, 25 мм, длиной от 7,5 до 10 м. На концах штанг утолщенные головки, на которых имеется резьба и участок с квадратным сечением для штангового ключа. Заводами также выпускаются укороченные штанги длиной 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 м. они применяются для регулирования длины колонны штанг в зависимости от глубины подвески насоса и положения плунжера в цилиндре насоса после завершения спуска насоса и штанг при подземном ремонте скважин. Изготавливаются штанги из стали, с поверхностным упрочнением токами высокой частоты. Штанги постоянно работают с переменными нагрузками в сложных условиях: в агрессивных (пластовых) жидкостях, содержащих сероводород, испытывают влияние столба жидкости, нагрузки от продольных колебаний колонны штанг и т.д. Штанги работают в среднем 5,5-6 лет и делают до 5 млн. циклов в год. С целью предохранения резьбы от возможных повреждений при транспортировке и хранении на конец штанги в заводских условиях навинчивается предохранительный колпачок, а в открытый конец муфты ввинчивают предохранительную пробку. Диаметр НКТ- от 48,3 до 114,3 мм. В фонтанных скважинах толщина от 4 до 7 мм и длинной от 5,5 до 10 м. (в основном используются 7-8м) трубы изготавливают из высокопрочных сталей на давление 1000 МПа. НКТ выпускаются с высаженными наружу (утолщенными) концами. НКТ применяются для: 1) облегчения освоения скважин после бурения (промывка ствола от глинистого раствора и освоение скважин компрессором); 2) предотвращение образования песчаных пробок на забое т.к. в НКТ создаются большие скорости движения жидкости, что способствует выносу песка вместе с жидкостью на поверхность; 3) облегчение борьбы с парафином. На стенках НКТ при добыче нефти скапливается парафин. Поэтому стенки НКТ остекловывают и красят эпоксидной смолой (лучше). Так же веется борьба с отложениями с помощью закачки горячей нефти, пара, спуска скребков. 4) облегчение ликвидаций аварий (при обрыве проволоки в НКТ падают различные приборы; 5) проведение различных геолого-технических мероприятий. 1.2.3 Конструкция основных узлов СК Основные узлы станка-качалки - рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирно-подвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т.е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной раме-салазках. Рама - предназначена для установки на ней всего оборудования СК и выполняется из профильного проката в виде двух полозьев, соединенных поперечниками, и имеет специальную подставку под редуктор. Стойка - силовой элемент, который выполняет функцию несущей опоры для конструкции. Редуктор - это механизм, который предназначен для передачи и преобразования крутящего момента. Электродвигатель - устройство для преобразования электроэнергии во вращательное движение вращающейся части электрической машины. Крипошип - звено кривошипно-шатунного механизма, совершающее циклическое вращательное движение на полный оборот вокруг неподвижной оси. Используется для преобразования кругового движения в возвратно-поступательное и наоборот. 1.2.4 Конструкция устьевого оборудования УШГН Устьевое оборудование предназначено для герметизации затрубного пространства, внутренней полости НКТ, отвода продукции скважины, подвешивания колонны НКТ, а также для проведения технологических операций, ремонтных и исследовательских работ в скважинах. В оборудовании устья колонна насосно-компрессорных труб в зависимости от ее конструкции подвешивается в патрубке планшайбы или на корпусной трубной подвеске. Для уплотнения устьевого штока применяется устьевой сальник типа СУС1 или СУС2. Арматура устьевая типа АУШ-65/50×14 состоит из устьевого патрубка с отборником проб, угловых вентилей, клапана перепускного, устьевого сальника и трубной подвески. Трубная подвеска, имеющая два уплотни тельных кольца, является основным несущим звеном насосно-компрессорных труб с глубинным насосом на нижнем конце и сальниковым устройством наверху. Корпус трубной головки имеет отверстие для выполнения исследовательских работ. Проекция скважины поступает через боковое отверстие трубной подвески, а сброс давления из затрубного пространства производится через встроенный в корпус трубной подвески перепускной клапан. 1.2.5 Характеристика оборудования для проведения исследований скважин Динамограф “СИДДОС-автомат 3М” представляет собой комплекс электронных приборов и компьютерных программ, обеспечивающих автоматизацию процесса контроля динамограмм, первичную обработку проведенных исследований и ведение базы данных. Исследования выполняются в автоматическом режиме, и для всех видов исследования требуется не более одного оператора (два оператора при использовании датчика без подъемного механизма). Графики и численные данные исследований визуализируются с помощью внешнего терминала. Приборы выполнены во взрывобезопасном исполнении (вид взрывозащиты – искробезопасная цепь) в соответствии с требованиями ГОСТ 31610.0. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||