Downloads / Дәріс 10
.pdfМодуль 4. Дәріс 10
Тақырып: «Ұңғыманы фонтанды әдіспен пайдалану.» Сұрақтар:
1.Газ энергиясы арқылы фонтандау. Фонтандау кезіндегі ұңғымалар конструкциясы.
2.Фонтандау шарттары.
3.Фонтанды көтергіштің есебі. Фонтанды ұңғымалар жабдықтары.
1. Газ энергиясы арқылы фонтандау. Фонтандау кезіндегі ұңғымалар конструкциясы.
Ұңғыманы пайдалану кезінде, мұнайды немесе газ бен мұнай қоспасын ұңғыма түбінен жер бетіне шығару үшін тәбиғи қабат энергиясы арқылы жүзеге асырылса фонтанды әдіс деп аталады.
Егерде ұңғыма окпанындағы сүйық бағанасының қысымы қабат қысымынан кіші және ұңғыманың түп аймағы ластанбаған болса (ұңғыма оқпанымен қабат арасы тесіліп бір бірімен байланыстырылған жағдайда), сүйық көтеріліп жер бетіне ұңғыма сағасынан асып қүйылады, яғни ұңғымыдан фонтан атқылайды деп түсінеміз. Фонтандау келесі әсерлерден болуы мүмкін:
-
-
гидростатикалық арыннан; газдың ұлғаю эенергиясынан;
-немесе осы екіүінің біріккен энергиясынан.
Сұйықты көтеріп шығару тек қана қабаттың гидростатикалық қысымы есебінен жүзеге асуы, мұнай ұңғымыларын пайдалану тәжирибесінде сирек кездеседі. Бұл қабат жағдайындағы мұнайда газ өте аз болғанда және қабат қысымы ұңғымадағы сүйықтың бағанасының қысымынан біраз басым болғанда байқалады. Ұңғыманың бұл фонтандауын - артезианды деп атаймыз.
Көбінесі ұңғыманың фонтандауы, қабатағы мұнай мен бірге болатын еріген газдың әсерінен болуы мүмкін. Қабатқа бұрғыланған ұңғыманы пайдаланғанда, көтеріліп келе жатқан құбырдың ішінде қысым қанығу қысымынан төмен түскенде мұнайдан газ бөліне бастайды. Бұл жағдайда ұңғыма бойымен мұнайдың көтеріліуі гидростатикалық арының әсерінен және де ұңғыма оқпанның жоғарысында бөлінетін тығыздалған газ энергиясының әсерінен болады. Фонтандаудың осы түрін газлифтілі деп атаймыз.
Қысым мұнайдың газға қанығу қысымына тең болған тереңдіктен бастап мұнайдан еріген газ көбіктер ретінде босатылып шыға бастайды. Жоғарыға ұңғыма сағасына қарай жылжыған сайын көбіктерге әсер ететін қысым азая түсіп көбіктердің көлемі ұлғаяып сүйықпен газдың тығыздығы кішірееді. Жалпы газсүйық қоспаның бағанасының қысымы азайып, ұңғыма
түбіндегі қысым қабат қысымынан кішірейіп, ұңғымыдағы сүйық өз өзінен жер бетіне шығып қүйылып ұңғыманың фонтандауын келтіреді.
Фонтанды ұңғыманың құрал-жабдықтары Газ және мұнай ұңғымасын газлифтілі, фонтандық әдістері мен
пайдалану кезінде, жер үстінде және жер астына-ұңғыма оқпанына тұсірілетін құрал-жабдықтар қолданылады. Бұл жабдықтардың мақсаты: бекітілген режимде, керекті шығынды өндіру; ұңғымада өткізілетін технологиялық үрдістерді, қоршаған аймақтың ластануын және ашық фонтандауын болдырмауын, қамтамасыз етуі қажет.
Ұңғыманың жер асты жабдықтары
Басқада тәсілдерде сияқты, пайдаланудың фонтанды әдіс кезінде де сүйық пен гады жер бетіне көтеру үрдісі диаметірі үлкен емес құбыр бойымен жүреді, олар ұңғымаға падаланудың алдында түсіріліп орнатылады. Бұл құбырларды сорапты-компрессорлы (СКҚ) деп атаймыз.
Стандарт бойынша сорапты-компрессорлық құбырлар (СКҚ) келесі сыртқы диамерлі: 33, 42, 48, 60, 73, 89, 102 және 114 мм болып жасалынады, қабырғасының қалыңдығы 3,5-тен 8 мм дейін өзгереді. Бір түйір құбырдың ұзындығы орташа 8 м. болады.
Құбырлар тігіссіз (бесшовный) түрде, яғни біркелкі мықты маркалы болаттан созылып жасалады. Фонтанды әдістерде жиі қолданылатын (СКҚ) құбырлардың диаметрі 60, 73 және 89мм, ал шығымы үлкен ұңғымаларда - диаметрлері 102 және 114мм. Құбыр диаметірін ұңғыманың тереңдігіне, қабат қысымына, пайдалану шартына және қажетті шығымға байланысты тәжирибе арқылы тауып тағайындайды. Құбырлар пайдалану тізбегінің фильтріне дейін түсіріледі.
Фонтанды пайдалану әдіс кезінде СКҚ-нің қажеттіліктері:
1)Ұңғыманы менгеру кезіндегі жұмыстарды жеңілдетеді, неге десеңіз бір біренен байланыссыз екі канал (көтеруге арналған құбыр іші және сақиналы кеңістік) ұңғыма оқпанындағы сазды қоспаны жіңілірек сүйыққа (су, мұнай) алмастыруға мүмкіндік береді.
2)Газдың кеңу энергиясын тиымды қолдануға, неге десеңіз қоспаның канал бойымен көтерілген мезгілдегі үйкеліске жұмсалатын қысымның мөльшері (көтеру құбырының) қима ауданы аз болган сайын газдың сырғанап ығысуына байланысты азая түседі. Көтеруге арналған құбырлардың неғұрлым кішілеу диаметрін қолдану - шығымы аздау ұңғымалардың фонтандау ұақытын созудың бір шарасы екені белгілі.
3)Ұңғыма түбінде құм тығынының пайда болмауына әсер етеді, неге десеңіз кіші қимасы бар құбыр ішінде газмұнай ағынының жылдамдығы жоғары болғандықтан ұңғымыдағы құм жер бетіне шығарылуы мүмкін.
4)Мұнай өндіру үрдісінде пайда болатын парафин шөгіндісімен күресуді жеңілдетеді, неге десеңіз екі каналды пайдаланып ысы затарды айдап шөгінділерді жер бетіне шығаруымызға болады.
Жер үсті жабдықтары
Фонтанды ұңғыманың сағасы мықты болаттан жасалған фонтандық арматура мен жабдықталады. Ол фонтан шыршасынан және құбырлы
басынан құралады. Фонтандық арматура ұңғыма сағасын саңлаусыз мықтап бегіту және керекті технологиялық үрдісін жүргізу үшін, оның пайдалану режимін бақылау үшін арналған. Олар келесі жұмыс істеу қысымына жасалады: 7, 14, 21, 35, 70 және 105МПа. Егерде, қысым 21МПа кем болған кезде, жабатын тиек ретінде, тығынды кран колданылады, жоғары қысымдарда - арнайы қолмен, автоматпен немесе гидравлика күшімен қозғалып, жабылатын ысырмалар (задвижка) орнатылады.
Құбыр басы фонтанды құбырлары еліп орнату және сақиналы кеңістікті саңлаусыздандыру үшін арналған. Фонтан шыршасы – газсүйығының ағынын керекті желістерге бағыттау үшін және де ұңғыманың жұмыс істеуін тексеріп өзгеотіп басқару үшін арналған.
Фонтан шыршасы ұңғыма өнімінің ағысын басқарып оның параметрлерін өзгертіп және де манометрды, термометрды, немесе приборларды тереңге түсіріп көтергенде пайданылатын тетіктерді орналастыру үшін бағыталған. Шырша тік орналасқан оқпаннан және бүйірінен шетке қарай шығатын желістерден кұрылады. Желістерде екі ысырма (задвижка) орналастырылады: жұмысшы және қосымша резервті (тік оқпанға жақын орналасқаны). Тік окпанда негізгі түбірдегі (головная, центральная) және буфердегі ысырмалар орналастырылады. Желістерде термометрлер койуға кажетті қалталар және манометрлер мен, шығымдарды өзгертіп басқаруға арналған, штуцерлерді орнататын орындар болады. Тік оқпан манометр орнатылған буфермен аяқталады.
Фонтан шыршасы төрт жақты (крестовые) және үш жақты (тройниковые) болып бөлінеді. Крест пішінді арматураға крестовина кіреді. Оның шеткі желістерінің арғайссы жұмыс істеп тұруы мүмкін, ал екіншісі қосымша резервтегі болады.
2-3б-суретте крест пішінді арматура көрсетілген.
Ұңғымаға түсірілетін манометрды және басқа приборларды түсіру үшін буфер орнына лубрикатор қойылады.
Құм болатын ұңғымаларда үш жақты (тройниковый) шырша қолданылады. Бұл шыршаның тік орналасқан оқпанының құрылысаны тройник кіреді. Оған желістерді қосып жалғайды – үстіңгісі бойымен ұңғыма жұмыс істейді, астыңғысы қосымша сақталған (резевный) болады 2-3а-сурет.
Сөйтіп фонтан арматурасы ұңғыманы пайдлану шарты бойынша қажеттіде жауаптыда жабдық, оны паспартындағы қысымнан екі есе үлкен қысыммен ізерттеп байқайды.
Фонтан арматурасын келесі түрлерге бөліп қарастырады:
жұмыс қысымы бойынша – зауотар 7-ден 105 МПа қысымыдарына арналған фонтан арматурасын шығарады;
тік оқпанының қиындысынан өтетін диаметрі бойынша – 50-ден
150 мм.;
Фонтан шыршасы бойынша - төрт жақты (крест пішінді) және үш жақты (тройник пішінді) болып бөлінеді;
Ұңғымыға түсірілетін құбыр тізбегінің саны бойынша – бір қатарлы және екі қатарлы;
Шыршаға орнатылатын ысырмалар бойынша – бұранда түрлі (задвижка) немесе кран түрлі..
Құм тығынымен күрес Шығатын ағынның аз жылдамдығы кезінде, әсіресе түп және СКҚ
башмак арасында және тұрақты емес құм коллекторларын пайдалану кезінде, түпте құм жиналып-құм тығыны пайда болады, ол ағынды төмендетеді немесе фонтандауды тоқтатады. Бұл құбылыспен күрес СКҚ башмагын төменгі перфорациялық саңылауға дейін түсіру арқылы немесе ұңғыманы периодты жуу арқылы, бұл кезде құмды тығын жуылып, жер бетіне жуу сұйығы ағынымен ағып кетеді. Жуу-жуатын тереңдігі артқан сайын, терең және тығыз коллекторды ашқандай құм шығару сирек құбылыс болды, бірақ кейбір оңтүстік өңірлерде(Краснодар, Баку, Туркмения) ұңғымаларды пайдалану кезінде қиындықтар туғызады.
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.