вопросы гос. Понятие о системе разработки залежей нефти. Рациональная система разработки. Параметры системы разработки
 Скачать 1.89 Mb.
|
Конструкция плунжерных насосовПлунжерные насосы относятся к объемным машин одностороннего действия.Схема работы их такая же, как в трехцилиндровых поршневых насосах одностороннего действия. Основные достоинства плунжерных насосов - возможность работы на высоких давлениях (10 МПа и больше), простота конструкции, относительно низкаястоимость, удобство эксплуатации, а также простота защиты от абразивного износа. Конструктивно плунжерные насосы выполняются с приводом от кривошипно-шатунного механизма. Расположение цилиндров горизонтальное или вертикальное Плунжерный насос, в отличие от поршневого, в качестве подвижного элемента имеет плунжер - гладкий металлический стержень. Он, двигаясь вперед или назад, меняет объем рабочей камеры . Благодаря этому, жидкость поступает в рабочую камеру с всасывающего патрубка через клапан или вытесняется в напорный патрубок через клапан . Главное преимущество плунжера перед поршнем - простота уплотнения, которое осуществляется аналогично уплотнению штоков поршневых насосов - с помощью сальника . Для повышения подачи плунжерных насосов увеличивают количество плунжеров в одном агрегате (до семи). Однако из-за многоцилиндрового выполнения увеличивается количество быстроизнашивающихся деталей. Существует такая разновидность, как плунжерный насос, который относится к категории объемных. По своей специфике работы и строению такие устройства похожи на поршневые. Основное отличие состоит в особенностях плунжера, то есть специального поршня. Он представляет собой металлический стержень, движущийся в рабочей камере дозирующего насоса возвратно-поступательно, при этом со стенками он не взаимодействует. Плунжер является основным элементом для работы плунжерного насоса. В связи с этим к нему предъявляется ряд специфических требований: он обязан быть прочным, герметичным, износостойким, обеспечивая качественную и надежную работу насоса. Плунжерный насос обладает определенной спецификой работы: когда плунжер движется в правую сторону, давление в рабочем отсеке значительно понижается, а давление во всасывающем трубопроводе стабильно остается высоким. Когда образуется разница в давлении, начинает работать всасывающий клапан, при помощи которого жидкость и перемещается в рабочую камеру насоса. Когда плунжер движется влево, происходит противоположная смена давления, из-за чего открывается нагнетательный клапан, который и вытесняет жидкость из рабочей камеры. Плунжерный насос посредством такой смены давления создает определенную пульсацию. Это может плохо повлиять на работу устройства, поэтому следует устранить проблему. Можно использовать несколько плунжеров, которые соединены валом, при этом двигаться они должны циклично, однако каждый цикл должен отличаться от другого углом и фазой движения. Объем перекачиваемой жидкости тут зависит от того, какое внутри создается давление, то есть чем оно выше, тем больше вещества проходит. Центробежные компрессоры и нагнетатели. Области применения в технологиях нефтедобычи. Конструкции. Показатели работы. Рабочая характеристика. Регулирование режимов их работы. Центробежный компрессор. В центробежном компрессоре поток воздуха входит в рабочее колесо вдоль оси двигателя, а в рабочем колесе происходит поворот потока в радиальном направлении. Таким образом, в рабочем колесе за счёт центробежной силы создаётся дополнительный рост полного давления. То есть частицы рабочего тела получают дополнительную кинетическую энергию. Рабочее колесо центробежного компрессора представляет собой диск или же сложное тело вращения, на котором установлены лопатки, расходящиеся от центра к краям диска. Межлопаточный канал в центробежном рабочем колесе, так же, как и в осевом — диффузорный. По типу используемых лопаток рабочие колеса квалифицируются на радиальные (профиль лопатки ровный) и реактивные (профиль лопатки изогнутый). Реактивные рабочие колеса обладают более высокими КПД и степенью сжатия, но сложнее в изготовлении, и, как следствие — дороже. Поток газа попадает в рабочее колесо центробежного компрессора, где частицам газа передаётся кинетическая энергия вращающегося колеса, диффузорный межлопаточный канал производит торможение движения частиц газа относительно вращающегося колеса, центробежная сила придаёт дополнительную кинетическую энергию частицам рабочего тела и направляет их в радиальном направлении. После выхода из рабочего колеса частицы рабочего тела попадают в диффузор, где происходит их последующее торможение, с преобразованием их кинетической энергии во внутреннюю. Основные элементы центробежного компрессора. Основными элементами центробежного компрессора являются: корпус, рабочее колесо, диффузор, обратный направляющий аппарат. Корпус (статор) компрессора литой, чугунный, состоит из двух половин — верхней и нижней, соединенных шпильками. Их взаимное положение фиксируется коническими штифтами. Корпус, установленный на литой фундаментной плите, при нагреве имеет возможность перемещения по шпонке. В корпусе предусмотрены отверстия для подвода слива масла, а также для присоединения уравнительных линий. Ротор (вращающаяся часть турбокомпрессора ) состоит из вала, на котором закреплены два рабочих колеса и разгрузочный поршень (думмис). Ротор - одна из наиболее ответственных частей компрессора. Его детали испытывают сложные напряжения, вызываемые центробежными силами, крутящим моментом, знакопеременными нагрузками, вибрацией, температурной деформацией. Все узлы и детали ротора изготавливают из высококачественной углеродистой или легированной стали. Каждое колесо подвергается статической балансировке и разгонным испытаниям, а ротор в сборе — динамической балансировке. Торцовые уплотнения (сальники) применяют двух типов: для герметизации выходного конца вала ротора и выходного конца вала маслонасоса системы смазки.Торцовое уплотнение вала ротора представляет собой систему подвижных и неподвижных элементов, обеспечивающих подвижное уплотнение выходного конца вала ротора как при работе, так и при стоянке компрессора. В полости уплотнения циркулирует масло, обеспечивая гидравлический затвор, смазку, трущихся поверхностей и их охлаждение. Помпаж. Помпаж появляется в виде пульсаций воздушного потока в компрессоре, сопровождающихся периодическим выбросом воздуха обратно во всасывающие патрубки. Иногда помпаж сопровождается характерными громкими хлопками воздуха. Помпаж является следствием уменьшения подачи центробежного компрессора ниже определенного для него критического значения. В результате происходит срыв потока воздуха с лопаток воздушного колеса или лопаточного диффузора компрессора, нарушается устойчивая работа последнего. Любой центробежный компрессор обладает свойством резко снижать подачу с увеличением сопротивления газовоздушного тракта. Одной из причин, способствующих возникновению помпажа, является повреждение рабочих лопаток турбины и ее соплового аппарата обломками поршневых колец или другими посторонними предметами при отсутствии защитных решеток перед сопловым аппаратом. Регулирование режима работы компрессора. Есть несколько методов регулирования уровня производительности компрессора, и они сильно разнятся и по затратам на реализацию, и по эффективности: -Включение-выключение компрессорной установки. -Сбрасывание лишнего воздуха в атмосферу. -Подключение дополнительного объема. -Работа «на холостом ходу». -Дросселирование. -Использование частотного преобразователя для регулирования частоты вращения электрического двигателя. -Дискретный метод регулирования частоты вращения электрического двигателя. Включение-выключение компрессорной установки является самым элементарным способом регулирования производительности, предусматривающий отключение электродвигателя при повышении давления до максимального уровня и включение его при достижении минимально допустимого уровня давления. Во время простоя компрессора он не потребляет электроэнергию, что является позитивной стороной данного метода, но постоянные включения и выключения электродвигателя в целом негативно отражаются на работе системы и в результате могут повлечь за собой перегрев обмотки электродвигателя. Подобный способ чаще всего применяют по отношению к маломощным компрессорным установкам. Сбрасывание излишков воздуха считается самым неэкономичным способом регулирования производительности, но несмотря на это, некоторые производственные предприятия все еще пользуются им. Суть метода заключается в наличии специального клапана, который открывают, как только давление в системе достигает максимальных показателей. Это крайне нерационально, так как в итоге весь энергоресурс, затраченный на сжатие данного воздуха, оказывается растраченным впустую. Поэтому такой способ целесообразно применять только в очень мощных компрессорных установках, в которых к тому же крайне редко достигается максимальный уровень давления. В машинах роторного типа (винтовых, спиральных или пластинчато-роторных) применяется способ, при котором регулирование осуществляется посредством перехода на «холостой ход». Это стандартная методика регулирования производительности винтовых компрессоров – при достижении максимальных показателей давления в системе срабатывает реле, которое закрывает заслонку всасывающего клапана. При этом работа компрессора не останавливается, он продолжает потреблять около 20% обычного количества энергоресурсов, но давление в системе не нагнетается. Существует также способ регулирования производительности, основанный на дросселировании. Он осуществляется с помощью пропорционального всасывающего клапана, который не дает давлению в системе повышаться сверх меры, перекрывая путь всасываемому воздуху посредством газодинамического сопротивления. Производительность компрессора при этом значительно понижается, а давление в системе вскоре достигает номинального уровня. Этот метод удобен тем, что система регулирует производительность практически самостоятельно – заслонка пропорционального всасывающего клапана открывается под влиянием давления воздуха в системе. Кроме того, он более эффективен, чем метод «холостого хода», но в то же время обходится дороже. Самый удобный и экономичный способ регулирования производительности компрессорной установки, известны на сегодняшний день – это регулирование частоты вращения электродвигателя посредством использования частотного преобразователя. Потери энергии при использовании этого метода минимизируются, а пределы регулирования производительности расширяются и составляют от 20% до 100% (другие методы не создают такого широкого диапазона регулирования). Но в то же время этот способ является наиболее дорогостоящим. Похожим методом является дискретное регулирование частоты вращения электродвигателя, посредством которого регулируется общая производительность компрессора. По назначениюкомпрессоры подразделяются на воздушные и газовые (кислородные) машины. Наибольшее распространение получили воздушные компрессоры, или компрессоры общего назначения. Эти машины вырабатывают сжатый воздух давлением до 5,0 МПа, который широко применяется в промышленности. Сжатый воздух как энергоноситель используется для привода различных пневмомеханизмов, молотов, трамбовок, вибраторов, обрубных молотов, патронов для зажима деталей в станках, пневмоподьемников и т.д. Попринципу действияразличают поршневые (объемные) компрессоры и турбокомпрессоры. В поршневых машинах повышение давления происходит из-за уменьшения объема замкнутого пространства, в котором находится газ, за счет перемещения стенки (например поршня в цилиндре). При сжатии газ практически неподвижен, силы инерции в нем не проявляются (статическое сжатие). Характерной особенностью этих машин является периодичность рабочего процесса. В турбокомпрессорах сжатие происходит вследствие и пользования сил инерции потока газа Преобразование энергии таких машинах можно условно разделить на два э этапе газу сообщается кинетическая энергия (например вращающимся лопаточным аппаратом), а на втором — поток газа тормозится и его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. Оба этапа могут совершаться одновременно. Характерной особенностью этих машин является непрерывность рабочего процесса. Центробежный нагнетатель. Нагнетателями называются машины, служащие для перемещения жидкости и газов и повышения их потенциальной и кинетической энергии. Известно, что большинство современных технологических процессов связано с перемещением потоков жидких и газообразных сред, и поэтому нагнетатели имеют очень широкое применение во всех отраслях промышленности, сельском и коммунальном хозяйствах. В зависимости от вида перемещаемого рабочего тела нагнетательные машины подразделяются на две большие группы: насосы — машины, подающие жидкости; вентиляторы и компрессоры — машины, подающие воздух и технические газы. Вентилятор— машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления ер < 1,15 (степень повышения давления ер— отношение давления газовой среды на выходе из машины к давлению ее на входе). Компрессор— машина, сжимающая газ с ер» 1,15 и имеющая искусственное (обычно водяное) охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газов. Согласно ГОСТ 17398—72 нагнетатели (насосы) подразделяются на две основные группы: насосы динамические и объемные. В динамических нагнетателях передача энергии жидкости или газу происходит путем работы массовых сил потока в полости, постоянно соединенной с входом и выходом нагнетателя. В объемных нагнетателях повышение энергии рабочего тела (жидкости или газа) достигается силовым воздействием твердых тел, например поршней в поршневых машинах в рабочем пространстве цилиндра, периодически соединяемым при помощи клапанов с входом и выходом нагнетателя. Центробежные нагнетатели (газовые компрессоры) являются основной рабочей машиной компрессорных станций газопроводов. В большинстве случаев они выполняются одно- или двухступенчатыми и представляют собой стационарные турбомашины сравнительно большой массы. Главными составными частями ступени центробежного нагнетателя (ЦН) являются рабочее колесо и диффузор. Схема лопаточной решетки рабочего колеса с треугольниками скоростей на входе и выходе. При вращении рабочего колеса на входе его создается разрежение. Поступающий в межлопаточное пространство газ под действием центробежных сил движется в плавно изогнутых каналах рабочего колеса. Поток в ступени ЦН пространственный. Абсолютную скорость движения газа с рассматривают относительно статора компрессора. Ее можно представить как геометрическую сумму трех составляющих: осевой, радиальной и окружной. Скорость движения частиц газа относительно элементов рабочего колеса нагнетателя называют относительной. Ее также можно разложить на составляющие. Скорость движения элементов рабочего колеса является переносной. Центробежный нагнетатель имеет литой чугунный корпус, соединенный полукруглым фланцем с корпусом подшипников, являющимся одновременно и резервуаром, в котором расположены масляный фильтр и маслоохладитель. Для подачи жидкостей и газов применяются также динамические лопастные нагнетатели осевого типа. Нагнетатель состоит из колеса с рабочими лопастями, насаженными под определенным углом на ступицу колеса с обтекателем, корпуса и спрямляющего лопаточного аппарата, неподвижно закрепленного в корпусе. При вращении колеса лопатки передают энергию рабочему телу и перемещают рабочее тело (патрубок всасывающий, патрубок напорный). Осевой нагнетатель: обтекатель; корпус; всасывающий патрубок; лопасти; лопаточный аппарат; напорный патрубок. Вихревой нагнетатель: в корпусе концентрично располагается колесо с плоскими радиальными лопатками. Рабочее тело поступает через всасывающий патрубок в кольцевой канал, увлекается лопатками, совершая сложное вихревое движение иповышая энергию, выходит через напорный патрубок в трубопровод. Схема простейшего объемного нагнетателя-насоса: Цилиндр и клапанная коробка плотно соединены в единый блок. В коробке размешены всасывающий и напорный клапаны. Поршень, двигаясь возвратно-поступательно, производит всасывание и подачу. Для перемещения жидкостей и газов в промышленных и лабораторных установках находят применение струйные нагнетатели: Поток рабочей жидкости выходит с высокой скороcтью через суживающееся сопло в камеру, где устанавливается низкое давление. Под влиянием разности давлений на поверхности жидкости и в камере происходит подъем жидкости по трубе и смешение ее с рабочей жидкостью, выбрасываемой из сопла. Смесь жидкостей — рабочей и поднимаемой по трубе — транспортируется через диффузор и напорную трубу на высоту Нг. Регулирование подачи центробежных нагнетателей. Процесс эксплуатации нагнетательных (центробежных) машин постоянно требует изменения подачи (производительности) при выполнении заданного графика расходов. Процесс изменения подачи нагнетателя называется его регулированием. При регулировании нагнетателя, как показывают его рабочие характеристики, изменяются основные рабочие параметры Q, H, N, η. Так, например, насосы и вентиляторы, выполняя заданный график расходов, должны создавать переменное давление, определяемое потребителем и гидравлическими свойствами сети трубопроводов. Компрессоры в некоторых случаях работают с переменным значением Q, но должны обеспечивать постоянное давление в пневмоприемниках — пневматическом инструменте и воздушных молотах. В других случаях они должны работать с почти постоянным расходом, но при переменном давлении (доменный процесс, подача дутья в вагранки и т.п.). Агрегаты для подземного ремонта скважин Оборудование и инструмент для ликвидации аварий с трубами и штангами. Подземным ремонтом скважины называется комплекс работ, связанных с предупреждением и ликвидацией неполадок с подземным оборудованием и стволом скважины. Подземный ремонт скважин условно можно разделить на текущий и капитальный. Текущим ремонтом скважин (ТРС) называется комплекс работ, направленных на восстановление работоспособности скважинного и устьевого оборудования, и работ по изменению режима эксплуатации скважины, а также по очистке скважинного оборудования, стенок скважины и забоя от различных отложений (парафина, солей, продуктов коррозии). Текущий ремонт скважин подразделяют на: планово-предупредительный и восстановительный. Капитальным ремонтом скважин (КРС) называется комплекс работ, связанных с восстановлением работоспособности обсадных колонн, цементного кольца, призабойной зоны, ликвидацией сложных аварий, спуском и подъемом оборудования при раздельной эксплуатации и закачке. Наземные сооружения и оборудование, используемое при текущем ремонте скважин. Необходимым оборудованием для всех видов текущего, а также капитального ремонта скважин является грузоподъемный агрегат, снабженный телескопической вышкой. Для привода лебедки и других вспомогательных механизмов, как правило, используют двигатель самой транспортной базы. Вращение передается от механизма отбора мощности через трансмиссию и коробку скоростей на барабан лебедки, на который навивается талевой канат. Талевая система состоит из кронблока, талевого блока, крюка, талевого каната и направляющего ролика. Для снижения высоты вышки в подъемных агрегатах крюки изготавливают в одном корпусе с талевым блоком. Такие конструкции называются крюкоблоками. В настоящее время применяются установки подъемные Азинмаш-37А, АПРС-32, АПРС-40. Агрегат АПРС-32 включает в себя следующие узлы: механизм отбора мощности и коробку перемены передач, присоединенные непосредственно к силовому двигателю автомобиля КрАЗ-255Б, однобарабанную лебедку и механизмы управления лебедкой. Установка снабжена телескопической вышкой, которая позволяет работать с трубами длиной до 12,5 м. Установка вышки в горизонтальное (транспортное), положение осуществляется специальной гидравлической системой, состоящей из двух гидравлических цилиндров. Талевая система четырехструнная 32, обеспечивает грузоподъемность на крюке до 32 т при работе на первой скорости. Агрегат АПРС-40 включает те же элементы, что и АПРС-32. На агрегате предусмотрена возможность увеличения грузоподъемности с 32 до 40 тонн путем закрепления мертвого конца каната непосредственно на крюкоблоке. В штатном положении мертвый конец крепиться на боковой стенке станины лебедки. Для укладки труб и штанг при спуско-подъемных операциях у вышки или мачты сооружаются приемные мостки и стеллажи. Элеваторы, предназначаются для захвата колонны труб или штанг и удержания их на весу при спуско-подъемных операциях. По конструкции элеваторы делятся на одно- и двухштропные. Элеваторы для штанг только одноштропные. Наибольшее распространение при текущем ремонте скважин получили одноштропные элеваторы типа ЭГ конструкции Г. В. Молчанова. Элеватор предназначен для работы с использованием автоматических механизмов свинчивания и развинчивания труб, а также для работы с клиновым захватом-спайдером. Элеватор состоит из литого корпуса, внутри которого имеется опорный бурт под муфту трубы, створки и защелки, закрепленные на осях фиксатора с пружиной, шарнирного кольца и серьги. Двухштропный элеватор ЭТАД состоит из корпуса, шарнирного выдвижного захвата, рукоятки и защелок штропов. Выдвижные захваты сменные, что позволяет работать одним элеватором для нескольких типоразмеров труб. Элеватор штанговый ЭШН применяют для захвата и подвешивания насосных штанг при спуско-подъемных операциях. Он состоит из корпуса, втулки и штропа. В корпусе и втулке имеется вырез для ввода штанги. Запирание штанги достигается поворотом втулки, которая в закрытом состоянии элеватора фиксируется специальной рукояткой. Элеватор имеет сменные втулки для разных типоразмеров штанг. Клиновой захват или спайдер служит для захвата и удержания на весу колонны насосно-компрессорных труб при их спуске или подъеме из скважины. Он устанавливается непосредственно на устьевой фланец колонны. Спайдер снабжен съемными клиньями, что позволяет использовать его для труб разных диаметров (33, 42, 48, 52мм). Ключи трубные используют для свинчивания и развинчивания труб при спуско-подъемных операциях. Ключи выпускаются для работы вручную и механические. Трубный ключ марки КТД для ручного и механического свинчивания труб состоит из большой и малой челюстей, рукоятки , соединенных между собой посредством шарнира. На оси шарнира расположена пружина, удерживающая ключ на трубе. На малой челюсти имеется сухарь с вогнутой зубчатой поверхностью. Штанговые ключи предназначены для свинчивания и развинчивания насосных штанг. Ключи состоят из рукоятки и рабочей части, имеющей зев под головку штанги. Рабочая часть и рукоятка соединяются друг с другом шарнирно. Штанговые ключи изготовляют для штанг всех размеров и отличаются они только размером зева. Для механизации работ по свинчиванию и развинчиванию, труб, а также удержания колонны труб на весу применяют автоматы подземного ремонта. Наиболее широко применяемый автомат АПР-2ВБ, состоит из вращателя, клиньевой подвески, центратора, балансира с грузом и электропривода с переключателем. Автомат устанавливается непосредственно на колонный фланец устья скважины. Автомат комплектуется элеваторами типа ЭГ и трубными ключами Г. В. Молчанова КТМ и КСМ. Для механического свинчивания и развинчивания штанг применяются штанговые ключи АШК и АШК-М, которые могут подвешиваться на упругой подвеске к ноге вышки или устанавливаются на шарнирной опоре, прикрепляемой к насосно-компрессорным трубам. Автоматы для свинчивания и развинчивания труб и штанг приводятся во вращение электродвигателями взрывобезопасного исполнения. Кроме оборудования для спуско-подъемных операций бригады текущего ремонта скважин обеспечиваются вспомогательным инструментом. Это различного рода труболовки, предназначенные для захвата оборвавшихся в скважине труб, ловители штанг. |