Cурет 10. Ұңғыма сағасының жабдықтары: а — тройник пішінді арматура: 1, 11 — фланецтер, 2, 9 — буферлер, 3 — вентиль, 4 — манометр, 5 – ысырма (задвижка), 6–крестовина, 7, 10–катушки, 8–тройник, 12– штуцер; б — крест пішінді арматура: 1 — фланец, 2 — қымтағыш, 3, 8, 11 — буферлер, 4 — вентиль, 5– манометр, 6–ысырма (задвижка), 7,9–крестовиналар, 10- тройник, 12–штуцер, 13 — катушка, 14–фланец. 10-суретте екі катарлы құбырлар тізіміне арналған, кран түрлі ысырмасы бар тройник пішінді фонтан арматурасы көрсетілген. Шыршаның бүйірінде орналасқан крандар арқылы, топтап жинап өлшейтін құрылысқа немесе жинақтайтын құрылысқа құбырлар желісімен қосылады. Ұңғыманы фонтанды пайдаланудың ең дұрысы – негұрлым газ факторын аз ұстап өнім шығымының тиымды (оптималды) болуын қамтамасыз ету. Және де өнімді қабат құмнан тұратын жағдайда, ұңғыманың фонтандау кезіндегі сүйықтың сүзіліп жылжу жылдамдығын қадағалау қажет, ұңғыманың әдеттегідей жұмыс істеуіне құм кедергі болмас үшін, яғни ұңғыма оқпанына құмның ағып келіп шоғырлануын неғұрлым азайту керек. Фонтандау үрдісі кезінде ұңғыма өніміндегі мұнай мен су мөлшерлерін реттеп тексеру қажет, яғни бұл жағдай жиекті және табан сулары өнімді ұңғымаларына қарай үмтіліп жеткенде басталады. Жоғары өнімді ұңғымалар, үлкен диаметрлі оқпаны бар арматура мен жабдықталады. Газ ұңғымаларының сағасында термометр, қысым мен өнімді (дебит) реттетігіштер, автоматты клапындар қосылады. Автоматты клапындар ылақтырма желісінде, авария болған жағдайда. Мұндай фонтанды сөндіру және жою үшін екінші көлбеу ұңғымасын бұрғылау және онда атом зарядын жару қолданылады. Мұндай ашық фонтанның ауырлық дәрежесі, осы апатты шақыру себебі сияқты әртүрлі. Қабатты ашу және ұңғыманы игеру процесіндегі қиындықтар және ойда болмаған бұзулармен қатар, сағалық қондырғыда, соның ішінде, фонтанды арматурадағы бұзылыстар үлкен роль ойнайды, жалғасулардың тығыз еместігі немесе арматураның дірілдеуі салдарынан болатын бұзылыстар, ГСҚ ағынындағы абразивті қоспаның жеу қасиетінің нәтижесінде болатын үзілулер және «свищ» ауыр апаттың себебі болуы мүмкін. Оларды алдын-алу үшін, арматураны әрқашан екі есе сынау қысымымен (кейде біржарым есе) пресстейді,сонымен бірге, бөлек элементтер, және жиналған арматура процесстеледі. Cурет 11. Екі қатарлы құбырлар көтергішіне арналған тройник пішінді фонтан арматурасы Фонтанды ұңғымаларының жұмыс істеуін көбінесе штуцерлерді қолданып өнім шығатын желісте қарсы қысымды ұстаумен реттеуге болады. Штуцер дегеніміз ортасында тесігі бар цилиндыр немесе диск. Оның диаметры тәжиребе жүзінде аныкталып, ұңғыманың режиміне сәйкес тағайындалады. Штецердың диаметры 3 – 15 мм. кейде оданда үлкен болуы мүмкін. Штуцер желістің бойына ысырмадан кейін орнатылады. Манифольд – ысырмалармен немесе крандармен жабдықталған құбырлар жүйесі. Ұңғыма өнімі фонтан арматурасынан құбыр желісімен келіп манифольд арқылы топталған өлшеу қондырғысына (ГЗУ) жеткізіліп қосылады. Тәжірибеде бұл екі бірдей (жұмыс істейтін және резервке сақталған) байланысатын желісі бар жүйе. Оларға ретеуші штуцер, газ немесе сүйық үлгісін зерттеуге алауға арналган вентиль, өнімді жерге немесе факелге ылақтыратын ысырма қондырғысы және сақтауыш клапан орнатылады. Фонтанды ұңғыманың жұмысы кезінде болатын қиындықтар және олардың алдын-алу. Әр-түрлі кен орындар және бір кен орындағы бөлек өнімді қабаттарды пайдалану жағдайлары бір-бірінен өзгеше болады. Осыған сәйкес фонтанды ұңғымалардың жұмысында болатын қиындықтар да әртүрлі. Бірақ, әдеттегі және жиі болатын, немесе салдары жағынан ең қауіпті қиындықтарға келесілер жатады: -сағалық арматураның саңылау сызығы бұзылуы нәтижесінде болатын ашық реттелмейтін фонтандау; -фонтандау кезінде бүлкілдеу, ол ұңғыманың уақыт бұрын тоқтатуына әкеледі; -құм шығаруға бейім, тұрақты емес қабаттарды пайдалану кезінде, түпте және СКҚ өзінде құм тығынының пайда болуы; -ұңғыма түбінде және СКҚ ішінде тұздың қабаттануы. Ашық фонтандау Мұнай және газды игеру кезінде ашық фонтандаудың және фонтанды ұңғымаларда күрделі ұзақ өрт болу кездері белгілі. Бұл кен орнының уақыт бұрын таусылуына және ұңғы сағасының айналасында пайда болатын шұңқырға, оның сұйық батпағына барлық бұрғылау қондырғысы түседі. Соңғы уақытта,ашық тасталуды алдын-алу үшін әртүрлі айырғыштар игеріліп, қолданыс тапқан, олар ұңғыманың біршама тереңдігіне түсіріліп немесе фонтанды құбыр бағанасының башмак астына да түсіріледі. Шегендеу бағанасының шлипасасында орнатылатын айырғыштар болады, ол автоматты түрде СКҚ қимасын немесе шегендеу бағанасы қимасын, сұйық шығыны, критикалықтан асып, күрт артқанда жабылады. Шетелде фонтанды құбырда орнатылатын айырғыштар белгілі. Мұндай айырғыштарда ГСҚ критикалық шығын кезінде, автоматты түрде ағынды жауып, ашық фонтандауды алдын-алады. Фонтанды құбыр қимасын мәжбүрлі жабатын айырғыштар белгілі. Олар шарлы кран түрінде жасалған, оны бұру гидравликалық жер бетінен іске асады. Мұндай шарлы кранның тартпалы механизмі фонтанды құбыр бағанасына жалғасқан кішкентай диаметрлі (12,18 мм) құбырша көмегімен жер бетіне шығып, қысым көзіне, әдетте, ұңғыма шығуына қосылады. Құбырша қысым болғанда, шарлы кран ашық болады. Құбыршады қысым түскен кезде, шарлы кран серппелі механизм көмегімен бұрылып, фонтанды құбырды жабады. Жай беттік механикалық істейтін айырғыштар болады, олар манифольд желісіне орнатылады, және фонтанды ұңғыманы каррозиядан немесе механикалық зақымданудан лақтырынды желілеріндегі үзілулер кезінде жабады.

---

1.2 Артезиандық фонтандау

Қандай да болмасын жаңадан ашылған мұнайгаз кен орнын игеру кезінде ұңғымадан мұнайды көтеруге қабат қысымы жеткілікті болады. Ұңғымамен сұйықты көтеру тек қабат энергиясының есебінен жүзеге асатын пайдалану әдісін – фонтанды әдіс деп, атаймыз. Қабат қысымы төмендеуі кезінде немесе ұңғыманың сулануы жоғарылаған жағдайда, пайдаланудың механикаландырылған әдісіне (газлифтілі немесе сорапты) ауыстырылады.

Ұңғыманың фонтандауы жаңадан ашылған, қабат қысымы жоғары, мұнай кен орнындағы ұңғымаларда болады. Ұңғымадағы түптік қысым, сұйық бағанының гидростатикалық қысымынан, үйкеліс қысымынан және сағадағы кері қысымнан үлкен болуы керек [2, 10].

Кез-келген фонтанды ұңғымалардың жұмысы үшін жалпыға ортақ шарт бойынша негізгі теңдеу төмендегідей:

Р_С= Р_Г+Р_ТР+ Р_У(9.1)

мұндағы Р_С – ұңғыма түбіндегі қысым; Р_Г , Р_ТР , Р_У–ұңғымада тігінен есептелген сұйық бағанының гидростатикалық қысымы, сорапты компрессорлық құбырдағы (СКҚ) үйкеліске кеткен қысым және сәйкесінше сағадағы қарсы қысым.

Ұңғыманың фонтандауының екі түрі бар:

- сұйықтың фонтандауы;

- артезиандық фонтандау (онда газ көпіршіктері болмайды).

Сұйықтың фонтандауы кезінде, сұйық құрамында газ көпіршіктері болады, ал газдың болуы сұйықтың жоғары көтерілуін жеңілдетеді. Бұл фонтандаудың кең тараған түрі.

Артезианды фонтандау, мұнай құрамында еріген газ болмаған жағдайда және ұңғымадағы газдалмаған сұйық бағаны гидростатикалық қысымнан жоғары болған кезде болуы мүмкін.

Артезиандық фонтандау кезінде ұңғыма түбіндегі қысым (9.1) теңдеуімен анықталады, ал сұйықтың тұрақты тығыздығына байланысты, сұйық бағанының гидростатикалық қысымы келесі өрнекпен өрнектеледі:

(9.2)

мұндағы   - ұңғымадағы сұйықтың орташа тығыздығы;

Н- тігінен алғандағы ұңғыма түбімен сағасының ара қашықтығы.

Иілген ұңғымалар үшін: 

мұндағы L- иілген ось бойынша ұңғыманың түбінен сағасына дейінгі

қашықтық;

 - ұңғыма қисаюының орташа зениттік бұрышы.

Сұйық сорапты компрессорлық құбыр арқылы (СКҚ) жылжығанда салқындайды және оның тығыздығы аздап өзгереді. Сол себептен есептеулер кезінде орташа тығыздық қолданылады:

---

 , (9.3)

мұндағы   ,   - сәйкесінше, термодинамикалық жағдайдағы ұңғыма түбіндегі және сағасындағы сұйықтың тығыздығы.

Құрамында суы бар мұнай фонтандау кезінде сұйықтың тығыздығы орташа есептелінеді

 (9.4)



мұндағы n – қоспа құрамындағы судың үлесі (сулану),

 ,   - ұңғыма сағасындағы және түбіндегі мұнай мен судың

тығыздығы.

Құбырдағы сұйықтың үйкелісіне кеткен қысым шығыны келесі теңдеумен анықталады

 (9.5)

мұндағы L- ұңғыма осі ішіндегі сорапты компрессорлы құбырдың (СКҚ) ұзындығы. СКҚ ішіндегі сұйықтың жылдамдығы,   _ж - сұйықтың көлемдік коэффициенті арқылы және СКҚ-дағы орташа термодинамикалық шартындағы оның тығыздығы арқылы анықталады:

   (9.6)

мұндағы Q_H ,Q_B –стандартты жағдайға келтірілген ұңғымадағы мұнай

мен судың өнімі;

 - стандартты жағдайға келтірілген мұнай мен судың

тығыздығы;

В_н, В_в- СКҚ- дағы орташа жағдайдағы мұнай мен судың көлемдік

коэффициенті;

f - СКҚ қимасының ауданы.

Қарапайым мұнайдың тұтқырлығы оның компоненттерінің тұтқырлығына ғана қатысты емес (мұнай мен су), ол эмульсияның дисперстілігіне де байланысты. Бұл мәнді анықтау үшін Гатчик пен Сабридің теңдеулерін қолданамыз [2]:

 (9.7)

мұндағы   - эмульсияның динамикалық тұтқырлығы;

 - сыртқы дисперсті ортаның динамикалық тұтқырлығы;

---

 - ішкі дисперсті фаза көлемінің сыртқы дисперсті фаза

көлеміне қатынасы.

 - кедергі коэффициенті ағыс режиміне қатысты. Re<1200 болғанда ағыс ламинарлы, ал Re>2500 болғанда ағыс турбулентті және 1200
Ламинарлы қозғалыс кезінде   (9.8)

Турбулентті қозғалыс кезінде   (9.9)

Ауыспалы аймақта   (9.10)

Қабаттан ұңғымаға сұйықтың ағып келуі ағыстың жалпы теңдеуімен анықталуы мүмкін:

 (9.11)

II Фонтанды ұңғыманың жұмысы кезінде болатын қиындықтар және оның алдын-алу

2.1 Фонтанды ұңғымаларда кездесетін қиындықтармен күресу жолдары

Ұңғымада құм тығынының түзілуін бақылау-өлшегіш аспаптарының және ұңғы шығымының көрсеткіштері бойынша анықтауға болады. Одан басқа, құм тығындарының түзілуін келесі белгілері бойынша анықтауға болады. Мысалы: ұңғыны пайдалану үрдісінде сұйық беру тоқтайды және төмендеген қысым кезінде ұңғыдан тек ауа келеді, бұл ұңғы түбінде немесе бірінші қатардағы құбырларда башмактан төмен тереңдікте құм тығындарының түзілгенін көрсетеді. Қазіргі таңда Теңіз кен орнында бұл проблема өзекті емес, тіпті кездеспейді десе де болады. Тек үш қалдық су айдау ұңғыларында 1500 метр тереңдікте құм шөгінділері пайда болып отырады. Өйткені ұңғыма графийлі сүзгішпен жабдықталмаған. Алайда, компания мамандарының айтуы бойынша, құм шөгінділері алдыңғы он жылдықта болуы мүмкін, себебі қабат қысымы азайып, мұнайдың ағу жылдамдығы төмендейді. Сондықтан, бұл қиындық Теңіз кен орнының фонтанды ұңғымаларында әлі кездеспеген болса да, құм тығынын болдырмаудың алдын алу шараларын болжап, технологиялық есептері жүргізілді [4,5].

Аталмыш кен орнында ұңғыманы пайдалану кезінде кедергі жасайтын түп аймағында пайда болатын шөгінділерді жуу мен бұрғылау кезінде түсіп кеткен бөлшектерді сыртқа шығару (fishing) жұмыстарының барлығы койлтюбинг технологиясымен (иілгіш сорапты компрессорлы құбырлар) жүзеге асатындықтан, бұл құм тығынын жуу процесін де осы технологиямен жүргізу тиімдірек болады. Еліміздегі Теңіз, Қарашығанақ сияқты алып кен орнындарының фонтанды ұңғымаларында жоғарыда аталған қиыншылықтармен койлтюбинг технологиясы арқылы күреседі.

Койлтюбинг 1960 жылдан бастап дамып келеді және ұңғымаларға қызмет көрсету мен жөндеу жұмыстарының ажырамас бөлігі болып табылады. 1960 – 1970 жылдар арасында Bowen Tools және Bowen Oil Tools компаниясы койлтюбинг технологиясын жетілдіріп, 1970 жылдың орталарында 200 койлтюбинг агрегаттары әртүрлі жұмыстарды атқаратуға пайдаланылатын болды. Кейін Uni-Flex Inc, Otis Engineering, Hydra Rig сияқты жаңа жабдықтар шығаратын компаниялар жетілдірілген койлтюбинг агрегаттары мен бүрку бастарының (головка вспрыска) жетілдірілген түрлерін шығара бастады. Ең алғаш рет Теңіз кен орнында койлтюбинг 1997 жылдан бастап игеру тиімділігін арттыру мақсатындағы басқа да техникалық комплекстермен бірге пайдаланыла бастады. Қаізіргі кездегі койлтюбинг атқаратын жұмыстарды төрт негізгі компоненттерге бөлуге болады: - ұңғыманы ағымдағы жөндеу; - күрделі жөндеуге дайындау; - күрделі жөндеу және жұмыстарды аяқтау; - интенсификация (қарқындандыру); Пайдалану жұмыстары температура минус 40°С және плюс 40 °С аралықтарында жүргізілінеді. Бірақ олардың қарқындылығы ұңғыманың қол жетерлік және материалды-техникалық ұйымдастыру мүмкіндіктеріне тікелей байланысты. Жаз мезгілінде бұл жұмыстар қарқындырақ және тиімдірек жасалады. Ең алғаш рет қыс мезгілінде койлтюбинг қондырғысын сынау 2000 жылы сәтті өтті. Өйткені ол кезде қосымша қондырғылар тобына жылыту жүйесі қосылып, қосу мен жұмыстың кезектілік әдістемелері жетілдіріліп, крандардың пайдалану сипаттамасы қайта қаралған болатын. Сапалы ұстағыш құралдар мен оларды жетілдіру ресурстарының жетіспеу себебінен ұңғымалардың көбісі арқан мен қашауларға толып қалған болатын. Бұл проблеманың ұңғыманы жөндеу кезінде өнімді аймаққа жетуге кедергі туғызады. Койлтюбинг технологиясының пайда болуымен бірқатар ұңғылар түсіп кеткен жабдықтардан тазартылып, олардың пайдалануы жаңартылып, күрделі жөндеу жұмыстарына дайындық жасалды. Койлтюбинг технологиясымен бұрғылау жұмыстарын да жүргізуге болады. Мысалы, кен орнында 3 ½ дюйм койлтюбинг құбырымен бұрғылау жүргізіліп, ұңғыма сағасына ағымдық жөндеу жұмысы жүргізу кезінде үрлемелі пакер орнатылған болатын [1] Ұңғымада жиналатын асфальтен мен парафиндерден тазалау үшін де койлтюбинг қолданылған болатын. Ұңғымаға еріткіштер айдап, уатқыш агрегат арқылы тазаланды. Күрделі жөндеу жұмыстарына ұңғымадан хвостовиктің ұзындығы 700 м болған кездегі пакерді, коррозияға ұшыраған мен деформацияланған құбырларды шығару кіреді. Бұл көп қиындықтар туғызады. Көтергіш тізбектің якорі қиын көтерілетіндіктен, құбырлар бір-біріне сырылып, бөлшек-бөлшек болып шығады. Ал койлтюбингпен жөндеу жұмыстарын ұңғы нашар жағдайда болса да жүргізе беруге болады. Дәстүрлі күрделі жөндеу жұмыстарына көп уақыт кетеді, әсіресе, ұңғыма туралы мәліметтер аз және сенімсіз болған жағдайларда. Ұңғымаларды шығаруға кететін уақыт ұңғыманың күрделі жөндеу жұмыстарына кететін шығынды көбейтеді. Сонымен қатар, егер құбырды шығара алмаса, өнімділік тиімділігін төмендетеді.

---

2.2 Фонтанды пайдалану кезіндегі өнімді қабаттарды жеке-жеке өндіру

Екі өнімді қабат фонтандауы кезінде мұнай өндіру, шегендеуші құбыр және СКҚ тізбегі арқылы (жер бетіне сұйықтарды жеке-жеке көтеру), СКҚ тізбегі арқылы (жер бетіне сұйықтарды бірге көтеру) параллель немесе концентрлі орналасқан екі құбыр арқылы жүргізілуі мүмкін .

Бір СКҚ тізбегінде және шегендеуші құбырлар арасындағы кеңістікті пайдалануда екі қабат арасына бір пакер орнатылады. Төменгі қабаттан сұйық СКҚ тізбегі арқылы өндіріледі, ал жоғарғы қабаттан – құбыр аралық кеңістікпен. Бұл жағдайда фонтанды арматураның қарапайым схемасының бірі қолданылады.

Екі қабаттан сұйықты жеке-жеке көтеру үшін екі концентрлі орналасқан СКҚ тізбегін қолдану ұңғыманың батырмалы жабдықтарын жеңілдетеді (екі пакер немесе пакер және дроссельсіз СКҚ тізбегінде нығыздағыш) және фонтанды арматураның стандартты схемаларын қолдануға мүмкіндік береді. Мұндай қондырғылар 1УФК және 2УФК шифры бойынша дайындалады. Шифрда келесі белгілер қолданылған: 1 және 2 саны СКҚ тізбегінің қатарын білдіреді; У – установка (қондырғы); Ф – фонтанды; К – тізбектердің концентрлі ілінуі. Олар диаметрі 146 және 148 мм шегендеуші құбырлар тізбегіне арналған. Екі паралелль СКҚ тізбектерін түсіруде жабдықтар дәл сондай болып қалады, бірақ жер бетіндегі арматура біршама күрделі болады. Мұндай схемалардың концентрлі орналасқан құбырларға қарағанда ерекшеліктері – парафин шөгуде екі каналды бірдей скребок арқылы тазалау мүмкіндігі. Құбырлардың орналасуының мұндай схемасында кейбір жағдайларда қабат сипаттамасы бойынша тізбектің сыртқы диаметрі оңай таңдалады. Бірақ құбырлар диаметрі 60 немесе 48 мм шектелген. Бұл қондырғылар УФЭ шифрымен белгілінеді.

Ұңғыма өнімі және түптік қысымы өзгеріссіз, тек 150-мм пайдалану құбыры арқылы фонтандау кезінде гидравликалық кедергісі төмендейді және буфердегі қысым жоғарылайды.

Мұнай қозғалысының орташа жылдамдығы

V_н=   = 0,226 м/сек.

Рейнольдс параметрі

Re=   = 3390.

Режим турбулентті. Гидравликалық кедергі коэффициенті

λ=   = 0,041

Буферлік қысым

Р_буф= р_заб - р_ст –р_тр = 375,6 – 244 – 

---

Смотрите также файлы

• Техническое задание Предмет закупки Поставка оборудования информационной безопасности. Срок поставки.docx

• I ассортимент сложных блюд из мяса на открытом огне 4 Составление технологических карт блюд. 7.docx

• Саба таырыбы йкеліс кші. йкеліс трлері (тынышты, сыранау, домалау) Оу масаттары.docx

• Современные методики оценки качества человеческого капитала.docx

• Урока класс 3а умк Школа России Тема урока Приставка Тип Урок открытия нового знания.docx