Нефтегазопромысловое оборудование (1). Содержание введени оборудование общего назначения
 Скачать 3.16 Mb.
|
|
10.2. Оборудование механического и химического воздействия на пласт Воздействие на призабойную зону пласта позволяет интенсифицировать добычу нефти и газа за счет увеличения проницаемости призабойной зоны. Выделяют основные методы воздействия: механические, химические и комплексные. 10.2.1. Оборудование для гидроразрыва пласта В комплекс оборудования для гидроразрыва пласта входят: насосные установки, пескосместительные установки, автоцистерны для транспортирования жидкостей разрыва, арматура устья скважины, пакеры, якори и другое вспомогательное оборудование. Для гидроразрыва в частности, может быть использовано следующее оборудование: Пакеры с опорой на забой: ПМ; ОПМ. Пакеры плашечные (без опоры на забой): ПШ; ПС; ПГ. Насосные установки (агрегаты): УН1-630-700А; НА-105-1; 2АН-500; 3АН-500 и 4АН-700. Пескосместительные установки: 4ПА; УСП-50 (до 9т. песка). Блок манифольда: 1БМ-700; 1БМ-700С. Арматура устья: 2АУ-700; 2АУ-700СУ. Автоцистерны: АЦН-8С-5337; АЦН-14С-65101; АЦ9-5337; АТК-8-65101 и другие вместимостью (6 ¸ 21) м 3 Насосные установки (агрегаты) 2АН-500, 3АН-500 и 4АН-700 предназначены для закачки рабочих жидкостей: жидкости разрыва, песконосителя и продавочной жидкости. Тип и число насосных установок определяют по их технической характеристике, исходя из параметров обрабатываемого пласта: глубины залегания, толщины, проницаемости, степени естественной трещиноватости и т.д. Важное условие при этом — максимальное сокращение потребных установок, что упрощает обвязку устья скважины, управление процессом и снижает стоимость работ. 101 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Насосная установка (агрегат) 4АН-700 монтируется на шасси грузового трехосного автомобиля КрАЗ-275Б1А и состоит из силовой установки 9УС-800, коробки передач ЗКПМ, трехплунжерного насоса 4Р-700, манифольда и системы управления. Характеристика установок 2АН-500, 3АН-500 и 4АН-700 приведена в таблице 21. Характеристика насосных установок Таблица 21 С ко ро ст ь 2АН-500 3АН-500 4АН-700 Диаметр сменных плунжеров, мм 100 115 100 120 Подача, л/с Давление, МПа Подача, л/с Давление, МПа Подача, л/с Давление, МПа Подача, л/с Давление, МПа I 5.10 50.8 8.8 50.0 6.3 50.0 9.0 71.9 II 5.92 43.7 12.0 37.0 8.5 36.6 12.3 52.9 III 7.33 35.3 15.8 29.0 12.0 26.0 17.3 37.4 IV 8.92 29.0 20.0 23.0 15.0 20.7 22.0 29.8 V 11.55 22.4 — — — — — — V I 14.95 17.3 — — — — — — Пескосмесительная установка УСП-50 предназначена для транспортирования песка, приготовления песчано-жидкостной смеси и подачи ее на прием насосных установок при гидроразрыве пластов, а также при гидропескоструйной перфорации. Смонтирована она на шасси автомобиля КрАЗ- 257Б1А и состоит из бункера, загрузочного и рабочего шнеков, манифольда, поста управления, гидросистемы управления шнеками и мешалки. Ниже приведена техническая характеристика установки УСП-50. Максимальная подача, м 3 /мин — 3.6 Подача, т/мин — 0.3 Вместимость бункера, м 3 — 6.83 Наибольшее давление, МПа — 0.2 Блоки манифольдов 1БМ-700 и 1БМ-700С предназначены для обвязки насосных установок между собой и с устьевым оборудованием при нагнетании жидкости в скважину в районах с умеренным климатом (1БМ-700) и с умеренным и холодным (при температуре до –50 °С) климатом (1БМ-700С). Каждый блок, смонтированный на автошасси ЗИЛ-131, состоит из напорного и приемораздаточного коллекторов, комплекта труб с шарнирными соединениями и подъемной стрелы. Напорный коллектор состоит из трех клапанных коробок с шестью отводами, служащими для присоединения напорных линий насосных установок. С одной стороны к коробке прикреплен проходной кран с зубчатыми секторами, с другой — центральная труба, заканчивающаяся тройником с предохранительным клапаном и двумя патрубками с пробковыми кранами и накидными гайками для присоединения напорных трубопроводов, которыми оснащена арматура на устье скважины. Каждый отвод снабжен обратным клапаном. Раздаточный коллектор — труба с приваренными к ней десятью ниппелями, к каждому из которых присоединен пробковый кран, предназначен для подачи рабочей жидкости к насосным установкам. На нем установлен предохранительный клапан многократного действия. Блок манифольда оснащен насосно-компрессорными трубами вспомогательного напорного трубопровода с шарнирными коленами. На платформе автомобиля предусмотрена площадка для перевозки устьевой арматуры, погрузка и разгрузка которой осуществляются поворотной стрелой блока манифольда. Применение блока манифольда при цементировании скважин, гидравлическом разрыве пласта и гидропескоструйной перфорации сокращает время монтажа и демонтажа коммуникаций обвязки установок между собой и с устьевой головкой, а также значительно упрощает эту работу. Универсальная арматура устья 2АУ-700 предназначена для обвязки насосных агрегатов с устьем скважины при гидравлическом разрыве пласта, гидропескоструйной перфорации, кислотных обработках и цементировании скважин. Арматура состоит из трубной и устьевой головок, запорной арматуры и элементов обвязки головок. Укомплектована она кранами с цилиндрической пробкой, легко управляемыми при любом рабочем давлении. 102 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Устьевая головка снабжена резиновой манжеткой, обеспечивающей спуск — подъем НКТ без разгерметизации устья скважины. Более полная информация об отечественном и зарубежном оборудовании приведена в комплекте каталогов. 10.2.2. Выбор оборудования для проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) Технология ГРП включает: 1. Промывку скважины; 2. Спуск в скважину высокопрочных НКТ с пакером и якорем на нижнем конце; 3. Обвязку и опрессовку на 1.5- кратное рабочее давление устья и наземного оборудования; 4. Определение приемистости скважины закачкой жидкости; 5. Закачку в пласт жидкости-разрыва, жидкости-песконосителя и продавочной жидкости (собственно гидроразрыв); 6. Демонтаж оборудования и пуск скважины в работу. При выборе оборудования для ГРП необходимо: определить технологическую схему — давление и расход жидкостей; типы и количество жидких сред и наполнителя. Рисунок 92 — Технологическая схема гидравлического разрыва пласта 1 — трещина разрыва; 2 — продуктивный пласт; 3 — пакер; 4 — якорь; 5 — обсадная колонна; 6 — насосно-компрессорные трубы; 7 — арматура устья; 8 — манометр; 9 — блок манифольдов; 10 — станция контроля и управления процессом; 11 — насосные агрегаты; 12 — пескосмесители; 13 — емкости с технологическими жидкостями; 14 — насосные агрегаты. Давление нагнетания на устье скважины — у P с тр грп у Р Р Р P , где с P — гидростатическое давление столба жидкости в скважине; тр P — давление на трение в трубах определяется по формуле Дарси-Вейсбаха (при необходимости с учетом увеличения потерь давления за счет наличия в жидкости песка); грп P — забойное давление разрыва пласта устанавливают по опыту или оценивают по формуле: р г грп Р Р s , где g Н P п г — горное давление; р s — прочность породы пласта на разрыв в условиях всестороннего сжатия ( 3 5 1 ¸ р s МПа); Н — глубина залегания пласта, м; п — средняя плотность вышележащих горных пород равная 2200 ¸ 2600 кг/м 3 , в среднем 2300 кг/м 3 ; g — ускорение свободного падения. 103 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Пример: 2000 Н м; 2 р s МПа; 2300 п кг/м 3 47 2 10 * 8 9 * 2300 * 2000 6 грп P МПа При глубине скважины 1200 1000 ¸ Н м можно определять г грп P P 8 0 75 0 ¸ (Данные статистического анализа). Минимальный расход закачки жидкости должен составлять не менее 2 м 3 /мин и может быть оценен при образовании вертикальной и горизонтальной трещин соответственно по формулам: 5 верт верт hW Q ; 10 гор т гор W R Q × × , где верт Q , гор Q — минимальные расходы, л/с; h — толщина пласта, см; верт W , гор W — ширина вертикальной и горизонтальной трещины, см; m — вязкость жидкости, МПа*с; т R — радиус горизонтальной трещины, см. В частности для расчетов можно принять следующие значения параметров: 20 5 ¸ h м; 20 1 ¸ верт W см; 20 1 ¸ гор W см; 500 50 ¸ m МПа*с; 80 50 ¸ т R м. Общая продолжительность процесса ГРП — ср пр жп р Q V V V t , час, где p V — объем жидкости разрыва, м 3 , 10 5 ¸ p V м 3 ; жп V — объем жидкости песконосителя, м 3 ; п п жп C Q V / , где п Q — количество закачиваемого песка [ 10 8 ¸ Q т на один гидроразрыв]; п C — концентрация песка в 1 м 3 жидкости, кг/м 3 ; [ 400 180 ¸ п C кг/м 3 для вязкой жидкости и 50 40 ¸ п C кг/м 3 для воды]; c 2 вн пр 785 , 0 l d V × × — объем продавочной жидкости; вн d — внутренний диаметр НКТ (и обвязки); c l — длина НКТ (и обвязки); cp Q — средний расход жидкости, м 3 /час. Потребное число агрегатов устанавливают, исходя из подачи одного агрегата аг q и максимального расхода max Q жидкости в процессе ГРП с учетом одного резервного агрегата: 1 / max аг q Q n Давление гидроразрыва может доходить до 70 ¸ 100 МПа. Пакеры и якори рассчитаны на перепад давления 30 ¸ 50 МПа, проходное сечение НКТ 72 36 ¸ вн d мм. 10.2.3. Оборудование для кислотных обработок Неингибированную соляную кислоту от химических заводов до кислотной базы перевозят в железнодорожных цистернах, гуммированных специальными сортами резины и эбонитами, а ингибированную — в обычных железнодорожных цистернах, покрытых химически стойкой эмалью или лаком. Уксусную кислоту транспортируют также в металлических гуммированных цистернах, а плавиковую доставляют в эбонитовых баллонах. Концентрированные товарные кислоты хранят в металлических стационарных резервуарах, вместимостью 25, 50; 100 м 3 , защищенных кислотоупорной футеровкой (покрытие эмалями, лаками, гуммирование). Для доставки кислоты с базы на скважины используют автоцистерны-кислотовозы, внутреннюю поверхность которых гуммируют или защищают многослойным покрытием химически стойкими эмалями или лаками. 104 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Агрегат закачки кислоты в скважину АЗК-32 (рисунок 93) предназначен для повышения эффективности использования скважин, увеличения объема добываемой нефти. Агрегат позволяет производить, транспортировку и закачку кислотных растворов в нефтяные и нагнетательные скважины с целью воздействия на призабойную зону пласта в процессе их освоения и эксплуатации. Рисунок 93 — Агрегат закачки АЗК-32 Главным преимуществом агрегата АЗК-32 является долговечность его цистерны, представляющей из себя две емкости, каждая из которых полностью выполнена из полиэтилена низкого давления (ПНД ГОСТ 16338-17), устойчивого к воздействию кислот. Состав и основные характеристики АЗК- 32: База а/м УРАЛ-4320-0001912-30 Тип насоса плунжерный Н-200К ´50 Привод насоса от тягового двигателя автомобиля через спец. трансмиссию Давление нагнетания максимальное, МПа 32.0 Производительность, м 3 /час (л/с) 32.4 (9.0) Вместимость цистерны, м 3 4 Масса транспортируемой агрегатом жидкости, кг, не более 5500 Закачиваемая жидкость раствор ингибированной соляной кислоты, соляной в смеси с плавиковой и уксусной кислотами, серной кислоты, неагрессивные жидкости Габаритные размеры, мм, не более 9200 ´2500´3200 10.2.4. Новое оборудование для воздействия на пласт В настоящее время отечественными и зарубежными предприятиями и фирмами выпускается много нового оборудования для воздействия на пласт. Ниже приведены примеры новых разработок. Оборудование для вибросейсмического воздействия на продуктивные пласты. АООТ «Юганскнефтегаз», СКБ прикладной геофизики СО РАН и АО «Элсиб» предлагают новую технологию и технические средства повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации нефтедобычи - вибросейсмическое воздействие на продуктивные пласты с земной поверхности: имеет объемный характер воздействия на нефтяную залежь и предназначено для повышения нефтеотдачи и интенсификации нефтедобычи за счет снижения влияния зональной и послойной неоднородности на отдачу и приемистость продуктивных пластов, улучшения охвата разработкой, 105 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ снижения обводненности добываемой жидкости и улучшения физико-химических свойств пластовой нефти; оказывает положительное влияние на разработку всех продуктивных пластов многопластовых месторождений с радиусом действия 3 ¸ 5 км и более; не нарушает экологию и безопасно для инженерных сооружений и промыслового оборудования; апробирована на нескольких высокообводненных месторождениях с терригенными коллекторами и глубиной залегания продуктивных пластов до 2.5 ¸ 3 км, при этом дополнительная добыча нефти обеспечивается в основном за счет снижения на 20 ¸ 40 % обводненности добываемой продукции скважин при себестоимости в 3 ¸ 4 раза меньшей, чем у известных химических методов повышения нефтеотдачи пластов; может применяться для интенсификации добычи и повышения нефтеотдачи неоднородных продуктивных пластов с карбонатными и терригенными коллекторами различной проницаемости на разных стадиях эксплуатации месторождений маловязких, вязких и высоковязких нефтей, а также нефтяных оторочек газонефтяных залежей, разрабатываемых как с поддержанием пластового давления, так и в режиме его падения. Механизм вибросейсмического воздействия на продуктивные пласты с земной поверхности определяет возможность его применения совместно с другими известными способами повышения нефтеотдачи для взаимного усиления эффективности. Применение установок гибкой трубы (Hydra Rig, УПД-5М). Установки гибкой трубы могут применяться при газлифтной добыче, очистке скважины от песка, при цементировочных работах, бурении, резке НКТ, картонажных работах в горизонтальных скважинах, канатных работах, установке мостовых пробок, скважинных закачках со сдвоенными пакерами, кислотных обработках (рисунок 94). Рисунок 94 — Кислотная обработка гибкой трубой 106 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 11. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ РАБОТ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВ В процессе эксплуатации и ремонта скважин требуется выполнение значительных объёмов работ, направленных на повышение добычи нефти и газа. Для механизации наиболее трудоёмких работ серийно выпускается комплекс агрегатов для эксплуатации, обслуживания и ремонта нефтепромыслового оборудования. Агрегат для подготовительных работ при ремонте скважин типа 2 ПАРС (рисунок 95) на базе трактора Т-130МГ-1 выполняет работы по планировке площадок для установки агрегатов ремонта скважин, нарезанию щелей под якоря оттяжек, демонтажу и монтажу устьевого оборудования, расчистке подъездных путей к скважинам и другим промысловым объектам. Агрегат имеет бульдозерный отвал 1, гидравлический кран 5, механизм для разработки грунта, состоящий из редуктора 8, режущего органа 7 с механизмом его подъема 6, прицепного устройства 9, предохранительного клапана 4 и механизма управления 3. Рисунок 95 — Агрегат 2ПАРС Самопогрузчик промысловый ПС-2.5 предназначен для механизированной погрузки, перевозки и разгрузки нефтепромысловых грузов размерами не более 4 ´1.8´2.4 м в условиях умеренного микроклиматического района по ГОСТ 16350-80. Рисунок 96 — Самопогрузчик промысловый ПС-2.5 Агрегат для перевозки штанг АПШ-1.5 (где АПШ — агрегат для перевозки штанг; 1.5 — грузоподъемность устройства в т). Агрегат предназначен для механизированной погрузки, перевозки и разгрузки длинномерного технологического нефтепромыслового оборудования (глубинно-насосных штанг, насосно-компрессорных труб и т.д.), а также для перевозки строительных и др. длинномерных материалов в условиях умеренного макроклиматического района по ГОСТ 16350-80 при температуре 107 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ окружающего воздуха от минус 40 °С до плюс 40 °С по всем видам дорог, рассчитанных на пропуск автомобилей с осевой нагрузкой 60 кН. В состав агрегата входят: 1. Седельный тягач на базе УРАЛ 44202 и шасси полуприцепа; 2. Грузоподъемное устройство типа МГА-65 для погрузочно-разгрузочных работ; 3. Комплект захватных устройств и принадлежности для погрузки штанг; 4. Грузоподъемность, кг — от 5494 до 8100; 5. Подъемное устройство: а) максимальная грузоподъемность, кг — 1500; б) вылет стрелы, м — не менее 7.1; 6. Габаритные, размеры, м, не более: длина — 17.1; ширина — 2.5; высота — 3.8; 7. Масса агрегата, кг — полная 23286; 8. Погрузка и разгрузка — двусторонняя. Агрегат 3 АРОК-П (АРК-П) (рисунок 97) предназначен для ремонта и обслуживания станков- качалок в нефтяной промышленности в условиях умеренного макроклиматического района. Рисунок 97 — Агрегат 3 АРОК-П (АРК-П) Установка передвижная АНР-1М предназначена для ремонта и профилактического обслуживания устьевого и наземного нефтегазопромыслового оборудования в условиях умеренного и холодного климатических районов. Монтажной базой установки является шасси автомобиля КрАЗ-255Б или КрАЗ-260 повышенной проходимости. Установка представляет собой самоходную полевую мастерскую (СПМ), укомплектованную грузоподъемным краном и отапливаемым кузовом с естественной и принудительной вентиляцией (для перевозки ремонтной бригады из 7 ¸ 8 чел.). Агрегат для перевозки установок ЭЦН АТЭ-6М (рисунок 98) смонтированный на шасси автомобиля КрАЗ-260Г или КАМАЗ-43101, предназначен для механизированной погрузки, разгрузки и перевозки оборудования установок ЭЦН, состоящих из погружного насоса и электродвигателя, кабельного барабана, электротрансформатора и станции управления. Для погрузки и разгрузки оборудования на платформу агрегата установлен гидравлический кран. Погрузка барабана с кабелем производится с помощью лебедки путем накатывания его по откидным трапам на качающуюся раму. Крепление барабана при транспортировке осуществляется растяжками. 108 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Рисунок 98 — Агрегат АТЭ-6М 1 — шасси; 2 — стойка; 3 — лебедка; 4 — искрогаситель; 5 — гидравлический кран; 6 — рама агрегата; 7 — качающаяся рама; 8 — откидные трапы. Разгрузка кабельного барабана осуществляется путем его скатывания под действием собственного веса по качающейся раме с откидным трапом при наклоне качающейся рамы с помощью гидроцилиндров двойного действия. Агрегат АЗА-3 (рисунок 99) предназначен для механизированной установки винтовых и вертикальных закладных анкеров в прочных грунтах. При этом агрегат, кроме работ по заглублению- завинчиванию винтовых анкеров, извлечению винтовых анкеров обратным вращением, выполняет и бурение шурфов под закладные анкеры. Агрегат смонтирован на шасси автомобиля 1 высокой проходимости ЗИЛ-131А, включает в себя коробку отбора мощности 2, коробку передач 3. Рисунок 99 — Агрегат АЗА-3 4 — карданные валы; 5 — платформа для инструмента; 6 — угловой редуктор; 7 — верхний редуктор; 8 — мачта; 9 — вращатель; 10 — инструмент винтовых анкеров и шнековых буров. Агрегат для обслуживания подъемных установок 2АОП на базе грузового автомобиля УРАЛ- 4320П предназначен для технического обслуживания и текущего ремонта подъемных установок, используемых при текущем и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин. Агрегат АТЭ-95 предназначен для ремонта и технического обслуживания подъемного оборудования в нефтяной промышленности. Шасси — автомобиль «КАМАЗ-4310». 109 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Агрегат маслозаправочный АМЗ-6.6-4310 предназначен для транспортирования топлива, жидких масел и проведения операций по опорожневанию и заправки маслом редукторов станков-качалок и другого оборудования. Агрегат сервисного обслуживания электротехнического оборудования АСЭ-1 предназначен для комплексного обслуживания электротехнического оборудования на объектах нефтегазовой отрасли. Агрегат со всеми сборочными единицами, деталями и принадлежностями монтируется на шасси автомобиля «КАМАЗ-43101». Агрегат для обслуживания промысловых электроустановок АОЭ-01 создан на базе автомобиля УРАЛ-43103 для технического обслуживания и текущего ремонта промысловых электроустановок и сетей до 6 кВ. Машина обслуживания электроцехов МОЭЦ-1 предназначена для обслуживания электроцехов в условиях умеренного микроклиматического района. Трубовоз механизированный ТВМ (рисунок 100) предназначен для длинномерных (до 12 м) грузов (труб, турбобуров и другого длинного сортимента) с механизированной погрузкой в условиях умеренного макроклиматического района по ГОСТ 16350-80 при температуре окружающего воздуха от –40 °С до +40 °С по всей сети дорог, рассчитанных на пропуск автомобилей с осевой нагрузкой 6 т, а также местности. Рисунок 100 — Трубовоз ТВМ Установки для перевозки и перемотки кабеля УНРКТ-2М и УПК-2000. Установка для намотки и размотки кабеля при спуске и подъеме УЭЦН на нефтяных скважинах УНРКТ-2М смонтирована на раме и имеет меньшие размеры и массу по сравнению с УПК-2000. Предназначена для: намотки кабеля на барабан; размотки кабеля с барабана при спуско- подъемных операциях на эксплуатационной скважине. Агрегат для ремонта водоводов АНРВ-1 предназначен для аварийного и планово- предупредительного ремонтов нефтепромысловых водоводов систем поддержания пластового давления и технического водоснабжения в полевых условиях. Агрегат представляет собой самоходную мастерскую на автомобильном шасси КрАЗ-255Б, укомплектованную гидроприводным грузоподъемным краном, отапливаемым кузовом, автономной электроэнергетической установкой, электросварочным преобразователем, комплектом баллонов, аппаратуры и инструмента для газопламенной обработки. Агрегат для обслуживания замерных установок АЗУ предназначен для технического обслуживания и текущего ремонта групповых замерных установок и дожимных насосных станций, а также другие подобных технологических установок. 110 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |