Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 291
Скачиваний: 16
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В оборудовании устья колонна насосно-компрессорных труб в зависимости от ее конструкции подвешивается в патрубке планшайбы или на корпусной трубной подвеске.
Это оборудование предназначено для герметизации устья и регулирования отбора нефти в период фонтанирования при эксплуатации штанговыми скважинными насосами, а также для проведения технологических операций, ремонтных и исследовательских работ в скважинах, расположенных в умеренном и холодном макроклиматических районах.
1.2.3 Конструктивные особенности ШГН
1 - рама; 2 – тормоз; 3 – шкив; 4 – редуктор; 5 – кривошипы; 6– противовесы; 7 – шатун; 8 – опора балансира; 9 – балансир; 10 – стойка; 11 – головка балансира; 12 – канатная подвеска; 13 – устьевая арматура
Рисунок 2 – Конструкция станка-качалки
1.2.3 Характеристика устройств для борьбы с вредным влиянием свободного газа на работу ШГН
Для снижения вредного влияния свободного газа на работу скважинного штангового насоса в настоящее время используются следующие способы:
- увеличение давления на приеме насоса за счет его большего погружения под динамический уровень;
- снижение коэффициента мертвого пространства за счет использования насосов специальной конструкции (например, с двумя нагнетательными клапанами), а также за счет правильной посадки плунжера в цилиндре насоса (за счет точной подгонки длины штанговой колонны с учетом упругих деформаций штанг и труб);
- увеличение длины хода плунжера; при этом снижается доля объема мертвого пространства в объеме, описываемом плунжером;
- увеличение коэффициента сепарации свободного газа у приема насоса.
Возможности, преимущества и недостатки отмеченных способов очевидны. Рассмотрим более подробно возможность увеличения коэффициента сепарации свободного газа у приема насоса благодаря использованию специальных глубинных устройств, называемых газовыми якорями или газовыми сепараторами и устанавливаемых, как правило, ниже всасывающего клапана насоса.
Работа газовых сепараторов для скважинных штанговых насосов основана на принципе гравитационного разделения фаз. Эффективные гравитационные сепараторы должны удовлетворять определенным требованиям, основными из которых являются:
- скорость нисходящего потока в сепараторе жидкой фазы должна быть меньше скорости всплытия газовых пузырьков;
- рациональное соотношение между площадью выходных отверстий для газа в перфорированном ниппеле и площадью всасывающего клапана;
- рациональные диаметр и длина газового сепаратора, определяющие потери давления в нем.
Известно несколько методов борьбы с вредным влиянием свободного газа на работу насосов. Уменьшения доли вредного пространства можно добиться повышением коэффициента наполнения насоса. При отсутствии влияния вредного пространства работа насоса устойчива при любом, даже самом низком коэффициенте наполнения. Это достигается увеличением длины хода плунжера либо одновременным увеличением длины хода плунжера при одновременном уменьшении диаметра насоса.
Основной метод борьбы – уменьшение газосодержания в жидкости, поступающей в насос. При увеличении погружения насоса под динамический уровень увеличивается давление на приеме и, как следствие, уменьшается объем свободного газа за счет сжатия и тем больше газа будет растворено в нефти. Если давление на приеме насоса больше давления насыщения нефти газом, то свободный газ на приеме насоса отсутствует, т.е. вредное влияние газа прекращается. При нормальной работе погружение под уровень жидкости составляет 20–50 м, при наличии свободного – его увеличивают до 230–350 м.
1.4 Расчет оборудования
1.4.1 Расчет НКТ при эксплуатации ШНУ
Исходные данные:
L = 1400 м-длина спуска;
R = 16 мм – диаметр штанги;
Нд = 1150 м-динамический уровень;
Рж = 900 кг/м3 –плотность жидкости;
Определяем вес труб
[6, стр 84] (1)Определяем вес штанг в жидкости
[6, стр 84] (2)Определяем вес столба жидкости в трубах
[6, стр 84] (3)Определяем силу инерции от оборвавшихся штанг
[6, стр 84] (4)Определяем аварийную нагрузку на НКТ
[6, стр 84] (5)Находим страгивающую нагрузку на гладкие НКТ 60
5мм
мм
мм
мм
[6, стр 84] (6)
[6, стр 84] (7)
Находим коэффициент запаса по страгивающей нагрузки
[6, стр 84] (8)2 Раздел монтажа и ремонта нефтегазопромыслового оборудования
2.1 Монтаж оборудования
2.1.1 Монтаж в скважину глубинного насоса типа НВ
Применение насосов НВ предпочтительно в скважинах с небольшим дебитом, большой глубиной спуска. Чем больше вязкость жидкости, тем принимается выше группа посадки. Для откачки жидкости с высокой температурой или повышенным содержанием песка и парафина рекомендуется использовать насосы третьей группы посадки. При большой глубине спуска рекомендуется применять насосы с меньшим зазором.
Насос выбирают с учетом состава откачиваемой жидкости (наличия песка, газа и воды), ее свойств, дебита и глубины его спуска, а диаметр НКТ - в зависимости от типа и условного размера насоса.
Принципиальное отличие насосов НВ1 от НВ2 в том, что в первом случае крепление осуществляется в верхней части насоса, а во втором - в нижней. Нижнее крепление насоса более предпочтительно при эксплуатации глубоких скважин, однако их применение нежелательно при откачке жидкостей с большим содержанием механических примесей. Верхнее крепление более надежно при добыче нефтей с большим содержанием механических примесей, однако условие нагружения цилиндра насоса не позволяет их использовать на больших подвесках.
Насос состоит из составного цилиндра на нижний конец которого навернут сдвоенный всасывающий клапан, а на верхний конец - замок плунжера, подвижно расположенного внутри цилиндра, на резьбовые концы которого навинчены: снизу сдвоенный нагнетательный клапан, а сверху - клетка плунжера. Для присоединения плунжера к колонне насосных штанг насос снабжен штоком, навинченным на клетку плунжера и закрепленным контргайкой. В расточке верхнего переводника цилиндра расположен упор, упираясь на который, плунжер обеспечивает срыв скважинного насоса с опоры.
Цилиндр вставного насоса спускается внутри труб на колонне штанг и монтируется на них с помощью специального замкового соединения. Это позволяет менять вставной насос без спуска и подъема труб. Но при одинаковых диаметрах плунжеров вставной насос требует применения НКТ большего диаметра. Скважинные насосы исполнения НВ2 имеют область применения аналогичную области применения скважинных насосов исполнения НВ1, однако могут быть спущены в скважины на большую глубину.
Конструктивно скважинные насосы состоят из цилиндра с всасывающим клапаном, навинченным на нижний конец.
На всасывающий клапан навинчен упорный ниппель с конусом. На верхнем конце цилиндра расположен защитный клапан, предотвращающий осаждение песка в цилиндре при остановке насоса.
Внутри цилиндра подвижно установлен плунжер с нагнетательным клапаном на нижнем конце и клеткой плунжера на верхнем конце. Для присоединения плунжера насоса к колонне насосных штанг насос снабжен штоком, навинченным на клетку плунжера и законтренным контргайкой.
В расточке верхнего конца цилиндра расположен упор.
Насос спускается в колонну насосно-компрессорных труб на колонне насосных штанг и закрепляется в опоре нижней частью при помощи ниппеля упорного с конусом. Такое закрепление насоса позволяет разгрузить от пульсирующих нагрузок.
2.2 Ремонт оборудования
2.2.1 Ремонт глубинного насоса типа НВ
При капитальном ремонте насос разбирают полностью согласно технологической схеме, где указываются последовательность операции, предусматривающая вначале разборку насоса на блоки, узлы, подузлы, а затем разборку каждого узла на детали.
Технологический процесс капитального ремонта представляет собой комплекс технологических и вспомогательных операций по восстановлению работоспособности оборудования, выполняемых в определенной последовательности.
К одному торцу трубы приварена крышка с соплом, к которому подводится пар. Другой конец трубы после помещения в нее насоса закрывается крышкой. Снизу в трубе сделано отверстие, в которое вварена трубка для слива конденсата и грязи в канализацию. После такой очистки насос укладывают на сборочно-разборочный стенд.
Порядок разборки зависит от конструкции насоса. Плунжер из цилиндра извлекают при помощи рыма. Детали и узлы насоса проверяют в соответствии с техническими условиями. Не допускаются задиры на внутренней поверхности цилиндра. Если цилиндр насоса имеет равномерный износ, он может быть использован с одним из плунжеров ремонтных размеров. Завод изготавливает сменные плунжеры, диаметры которых больше начальных. Подобранный плунжер должен без заеданий свободно проталкиваться по всей длине цилиндра усилием одного рабочего.
Искривленные и неравномерно изношенные цилиндры отправляют для ремонта на завод-изготовитель, так как мастерские не имеют специального дорогостоящего оборудования
Ответственными деталями насосов являются клапаны. При сильном износе и коррозии шарик и седло заменяют новыми. При отсутствии следов износа шарик и седло подвергают гидравлическому испытанию на вакуум-стенде. Седло зажимают и герметизируют в специальном патроне.
По показанию вакуумметра определяют качество притирки пары, которую в случае негерметичности притирают в течение мин в приспособлении, показанном на рисунке . Для притирки на лист мягкой резины наносят слой пасты. Пять седел зажимают между дисками. Посадив в седла шарики, приспособление приводят во вращение от шпинделя сверлильного станка через водило.
Насос разбирают на сборочно-разборочном стенде, куда насос поступает после наружной очистки. Отвинчивая болты, снимают транспортировочную крышку и вывинчивают пробку из ловильной головки.
Основными причинами износа помимо сил трения является присутствие песка в откачиваемой жидкости, H2S, СО2, минеральных солей, а также высокая обводненность. Песок в скважине нередко приводит к заклиниванию плунжера в цилиндре насоса. При этом чтобы не произошел обрыв штанг, приходится поднимать насос.
Насосы, подлежащие ремонту, поступают в ремонтных цех, где проводят их осмотр. Если в результате осмотра устанавливается, что для ремонта необходимо произвести только замену изношенных деталей (плунжера, клапанов, штока), то выполняется текущий ремонт насоса. Если в результате осмотра устанавливается, что для ремонта насоса необходимо применение специальных приспособлений, контрольно-измерительной аппаратуры и высокой квалификации рабочих (например, освобождение заклиненного плунжера или все работы, связанные с разборкой цилиндра насоса и т,д.), то выполняется капитальный ремонт насоса.
3 Раздел подземного ремонта скважин
3.1 Классификация видов ремонта и операций, проводимых в скважинах
Характерной особенностью подземного ремонта является то, что при различных его назначениях могут выполняться одни и те же операции. Например, при изменении глубины подвески ШСН и при гидроразрыву выполняют спускоподъемные операции и т. п. Независимо от целей подземного ремонта одинаковые по своему содержанию операции, входящие в него, требуют использования одних и тех же специализированных машин, и инструментов.
При подземном ремонте выполняются следующие операции:
- транспортные - доставка к скважине необходимого оборудования и инструмента;
- подготовительные - установка оборудования на площадке скважины и подготовка его к работе;