1
ОБЩИЕСВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ОБЩИЕСВЕДЕНИЯ О СКВАЖИНАХ
При эксплуатации нефтяных и газовыхместорождений производится подъем продукции пласта (нефть, газ, пластовая водаи их смеси) с глубины залегания на поверхность. Основной объект любоюмесюрождения — скважина. Скважина образуется в результате разбуривания земнойповерхности при помощи буровой техники и оборудования.
Скважина — этовертикальная (горизонтальная) или наклонно направленная горная выработка, соединяющаяповерхность земли с продуктивным пластом
Скважина образует канал для подъема продукции из пласта на поверхность.
Началоскважины на поверхности называется устьем, боковая поверхность — стволом, дноскважины — забоем. Расстояние от устья по оси ствола до забоя называется длинойскважины, а расстояние от устья до забоя по проекции оси скважины на вертикаль- глубиной скважины.
Для укреплениястенок скважины от разрушения, обвалов в нее опускают металлические трубы,получившие название обсадные. Конструкция скважины, законченной бурением,показана на рис.1. Скважина представляет собой цилиндрический ступенчатыйканал, сужающийся книзу. По глубине скважина распределяется на участки, имеющиеспециальные названия: направление 1, кондуктор 2, промежуточная колонна 3,эксплуатационная колонна 4.
Направление-начальный участок скважины глубиной 4-8 метров. Эгот участок обсаживаетсятрубой максимального диаметра. Пространство между стенками породы и трубойзаполняют бутовыми камнями и заливают цементным раствором. Этот участокобеспечивает устойчивость самою верхнего участка скважины, лежащего в зонелегкоразмываемых пород.
Кондуктор-участок, пробуриваемый за направлением диаметром до 900 мм, глубиной от 50 до400 метров. Этот участок закрепляют обсадной трубой. Пространство между стенкойскважины и наружной поверхностью обсадной трубы заливают цементным растворомпод давлением для разобщения слабых (пористых) пластов со скважиной.
Промежуточнаяколонна — участок 3 (рис.1) разбуриваемый за кондуктором диаметром меньшим, чемдиаметр обсадной колонны кондуктора и закрепляемый обсадными трубами споследующей цементацией затрубного пространства под давлением. В скважине взависимости от ее глубины, вида горной породы и других факторовможет быть различноечисло промежуточных колонн.
Рис.1. Конструкция скважин
1-направление. 2-кондуктор, 3-промежуточная, 4- эксплуатационная колонна. 5-цементный раствор, 6-стенка скважины.
Тогда эти колонны обсадных труб соответственно называют первой. Промежуточной колонной,второй промежуточной колонной и т.д.
Зазор междусненкой скважины и наружной поверхностью каждой промежуточной обсадной колоннызаполняют цементным раствором не на полную высоту колонны. Число промежуточныхколонн может доходить до трех и даже четырех.
Эксплуатационнаяколонна — участок 4 рис 1, (нижний) участок скважины, обсаженный трубамименьшею диаметра, чем последняя промежуточная колонна. Пространство междустенкой эксплуатационной колонны и стенкой скважины 6 заполняют цементнымраствором 5 на определенную высоту с помощью специальной техники.
Взависимости от наличия и количества промежуточных колонн, скважины бываютодноколонной рис. 1.а, двух колонно и рис. 1.6, трехколонной рис.1.в.конструкции. При одноколонной конструкции в скважину опускают только э к с п лу а т а ц и о н н у ю колонну, а промежуточные колонны отсутствуют.
При наличии промежуточной и и эксплуатационной колонн скважина имеетдвухколонную конструкцию, при наличии двух промежуточных и одной эксплуатационной-трехколонную конструкцию.
Для того, чтобы нефть из пласта поступалавнутрь скважины она подвергается перфорации,т.е созданию радиальных отверстий в цилиндрической поверхности обсадныхтруб и цементом камне в зоне расположения продуктивного пласта. Черезполученные в процессе перфорации радиальные отверстия продукция поступает изпласта внутрь скважины и по ней может подниматься на поверхность (рис. 2).
Рис.2. Схема забоя скважины после перфорации
1 — колонна обсадных груб, 2 -цементное кольцо.3 -про-дкгивный пласт, 4-перфорация (отверстия). 5 — цементный стакан
Классификацияскважин
В зависимости от назначения скважиныподразделяются на эксплуатационные и поисково-разведочные.
Поисково-разведочные скважины бывают следующих категорий:опорные, параметрические. поисковые, разведочные. Группа эксплуатационныхскважин включает скважины двух категорий: добывающие и нагнетательные.
Нагнетательные скважины предназначены для нагнетанияводыили газа с поверхности в продуктивныепласты.
Добывающие скважиныпредназначены для извлечения нефти или газа изпродуктивных пластов.
Классификация добывающих скважинпредставлена на рис 3.
Рис.3. Классификациядобывающих скважин
Наибольшеераспространение среди глубинно-насосных скважин получили скважины УШСН. Ихколичество составляет около 70% всех глубинно-насосных скважин в нашей стране.
2
ПОДЪЕМНЫЕ УСТАНОВКИ МАЛОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
Парк ихпредставлен в основном агрегатами УРГ-32, А2-32, А4-32, УПТ-32 и т.д. Перваямонтируется на базе автомобиля КРАЗ-260Г а вторая на базе автомобиля Урал 4320.
Конструкцияустановки обеспечивает самостоятельный переезд с базы на скважину и от скважинык скважине по дорогам, предусмотренным техническими условиями на шассиавтомобиля.
Подъем вышки врабочее положение производится двумя гидравлическими домкратами. Выдвижениеверхней секции вышки осуществляется канатом, с помощью специальной лебедки сгидроприводом.
Приводгидроцилиндров подъема вышки, гидродомкратов опер, механизма выдвижения вышки,гидроключа идет от коробки передач привода лебедки через две коробки отборамощности с насосами НШ-50Л подающими масло в общий коллектор
Для приводаосновных оперативных элементов управления: тормоза лебедки, сцеплениядвигателя, останова двигателя; включения фрикционной муфты барабана лебедки,коробок отбора мощности гидронасосов применяют пневматическую систему. Еепривод осуществляется от компрессора автомобиля через его воздушные баллоны.
Управлениеспуско-подъемными операциями электропневматическое и ручное механическое и идетиз кабины оператора.
У установки УРГ-32управление электрогидравлическое, что обеспечивает большую плавность, аследовательно, и безопасность.
Особенностиустановки подъемной УПР-32Т заключается в следующем:
В системе электрооборудованияавтомобиля предусмотрены места (выводы) для подключения, расположенных втехнологической кабине, на пульте управления дублирующихконтрольно-измерительных приборов, и места для подключения к базовым источникамэлектроэнергии исполнительных элементов технологического оборудования, в т. чсистем автоматики, блокировок, освещения. Суммарная мощность электроэнергиипотребляемой исполнительными элементами, при работе в ночное время и работающемдвигателе составляет не более. 250-300 Вт.
Установка УПТ-32смонтирована на базе трактора Т-170М01, что повышает проходимость установки всложных дорожных условиях Западно-Сибирского комплекса. Привод механизмовустановки осуществляется от дизеля трактора Д-170.
Агрегат дляремонта и бурения скважин АР 32/40М отличается наличием односекционной вышки соткрытой передней гранью. Это сокращает время на установку вышки в рабочееположение, и после окончания работ — в транспортное.
1.2 ПОДЪЕМНЫЕ УСТАНОВКИ СРЕДНЕЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
Установки среднейгрузоподъемности (40-80кН) представлены агрегатами АПРС — 40, УПТ1-50Б, УПА -60и А-60/80.
Агрегаты АПРС-40 иАПРС-40К являются самоходными нефтепромысловыми машинами смонтированной нашасси трехосного автомобиля высокой проходимости Урал 4320-1912-30 или КРАЗ-260(АПРС-40 -на базе КАМАЗ-43118)
Состоят из однобарабаннойлебедки и двухсекционной телескопической вышки с талевой системой. Гидросистемаи пневмосистема агрегата АПРС-40 обеспечивают работу с гидроключем«ойл-кантри». Агрегат имеет необходимую устойчивость без креплениявышки к внешним якорям.
АгрегатАПРС-40 выполнен во взрывобезопасном исполнении в соответствии с требованиямистандартов безопасности труда, а также РД 08-200-98 «Правила безопасностив нефтяной и газовой промышленности». Имеет трансформатор для подключенияагрегата от 220В. Агрегат оснащен дополнительной лебедкой для подъема ключа,боковыми опорными домкратами, уровнемером, пневмосистема оснащена осушителемвоздуха.
Установка УПТ1-50Б- самоходная, смонтирована на болотоходном гусеничном тракторе Т-170МБ01,обладает повышенной проходимостью и устойчивостью. Привод исполнительных узлови механизмов — от двигателя трактора, лебедки и ротора — через трансмиссию;подъем вышки, привод гидрораскрепителя и механизма для свинчивания иразвинчивания труб -гидравлический; включение фрикционных муфт — пневматическое.
Управление всемимеханизмами установки расположено в кабине трактора. Подъемом вышки управляют сземли.
Конструкцияустановки отличается следующими особенностями: наличием управляемого с землимеханизма фиксации вышки в транспортном положении, наличием площадки дляобслуживания неподвижного конца талевого каната, улучшенной видимостью устьяскважины из кабины машиниста, повышенной надежностью конической передачипривода лебедки, установкой компрессора под капотом двигателя трактора.Установка может быть поставлена с гусеницами нормальной ширины (500 мм) иувеличенной (920 мм).
Конструктивныеособенности агрегата А-60/80 это наличие одно или двухбарабанной лебедки сдисковыми пневматическими муфтами, позволяющими оперативно переключаться содного диапазона на другой и не требующей дополнительного компрессора. Буровойбарабан с канавками Лебуса, обеспечивает равномерное наматывание каната;выдвижение верхней секции гидроприводной лебедкой, которая используется длявыполнения вспомогательных работ; гидродомкраты (аутригеры) двухстороннегодействия.
3
Фонтанная скважина
Фонтанной скважиной называется добывающая скважина, в которойподъем нефти от забоя до устья осуществляется за счет естественной энергии продуктивного пласта. Эксплуатация такой скважины является наиболееэкономически выгодной за счет простоты конструкции и отсутствия дополнительныхзатрат энергии на подъем нефти.
Фонтанная скважина отличается от скважины, законченной бурением. Для обеспечения подьема нефти в колонну спускают специальную колонну труб, насоно-компрессорных (НКТ). Рис. 4
Колонна НКТ подвешивается на специальномустьевом оборудовании скважины, получившем название фонтанной арматуры.Фонтанная арматура устанавливается на устье скважины. Она служит для подвескиколонны НКТ, спущенной в скважину, герметизации устья, направления добытойнефти в наземные трубопроводы и регулирования режима эксплуатации скважины.
Рис. 4 Принципиальная схема конструкции фонтаннойскважины.
Колонна НКТ являетсяканалом для подъема нефти от забоя скважин до устья. Длина колонны НКТ достигает 3000 м. Собираетсяколонна из стандартных НКТ длиной от 5 до 10 м, определенным наружнымдиаметром 33; 42; 48; 60; 73; 89; 102; 1 14 мм при толщине стенки от 4 до 7 мм. Соединяются трубы между собой при помощиспециальных резьбовых муфт. Массаспущенной НКТ достигает десятков тонн. Спуск и подъем колонны НКТпроизводится специальной техникой — подъемными агрегатами.
Фонтанная арматурапредставляет собой стальные толстостенные трубные конструкции, тройники, крестовины изапорныеустройства, соединяемые между собой посредством фланцевых болтовых соединений.Все узлы и детали арматуры рассчитаны на работы при высоких давлениях в 7; 14; 21; 35; 70 и 105 МПа. Массафонтанной арматуры достигает сотникилограммов и зависит от наличия примесей в добываемой продукции.
Применяют два видафонтанной арматуры: крестовая, обычно используется на нефтедобывающихскважинах, в продукции которых нет механических примесей, для продукции скважин сповышенным содержанием механических примесей используются троиниковые схемы фонтаннойарматуры, (рис.5)
Монтаж и демонтажтребуют использования грузоподъемной техники.
Рис. 5 Схема фонтанной арматуры тройникового (а) и крестового (б) типа
а- 1-манометр. 2-запорное устройство,3-фланец под манометр, 4-запорное устройство, 5-тройник. 6-дроссель,7-переводник трубной головки. 8-отлветный фланец. 9-трубная головка б — обозначения те же, кроме 5-крестовина
4
Компрессорныеустановки
В процессеосвоения скважины в основном используется компрессорный способ, которыйзаключается в нагнетании сжатого воздуха в межтрубное пространство длявытеснения жидкости через насосно-компрессорные трубы и аэрации столба жидкостис целью уменьшения ее плотности и снижения гидростатического давления на забой.В таких случаях применяют передвижные компрессорные установки поршневого типа сдизельным приводом.
Компрессорныеустановки делятся по принципу действия компрессора на объемные и лопаточные.
По типу приводакомпрессора на приводные и прямодействующие (газомоторные).
По давлениювсасывания на нормальные, дожимные и вакуумные; по развиваемому давлению наустановки низкого давления (0,2-1 Мпа), среднего (1-ЮМпа), высокого (10-100Мпа)и сверхвысокого давления (выше ЮОМпа).
Порасположению осей цилиндров — горизонтальное, вертикальное, угловое иоппозитное. Часто применяют компрессоры, которые относятся к типу крейцкопфныхмашин с оппозитным расположением цилиндров, при котором силы инерции возвратно- поступательно движущихся масс направлены в противоположные стороны, благодарячему достигается хорошая уравновешенность инерционных сил (например компрессор2ВМ-4-9/101).
По числу ступенейсжатия воздуха или газа бывают одно-, двух- и многоступенчатые
Поколичеству рядов, в которых расположены цилиндры компрессоры делятся на одно-,двух и многорядные.
По характеристике сжимаемого газа бываютвоздушные и газовые.
В разделе представленыкомпрессорные станции типа СД и передвижные компрессорные станции типа ПКС.
Всё оборудованиестанций смонтировано на общей раме и установлено на шасси автомобиля(КрАЗ-65101, Урал-4320- КамАЗ-53228А) или салазках и защищено съёмным капотом.Привод компрессора — дизель. Компрессор и дизель оснащены всеми системаминеобходимыми для нормальной работы станции
В составстанции входят: четырехступенчатый поршневой компрессор с жидкостнымохлаждением, приводной двигатель ЯМЗ-238М2, аналогичный тяговому двигателюавтомобиля, холодильники, воздухопровод, система управления и защиты. Всеоборудование станции закрыто металлическим кузовом.
Климатическоеисполнение — УХЛ1 по ГОСТ 15150-69, но для работы при температуре окружающеговоздуха от минус 45 до +4
5
Скважина,эксплуатируемая установкой штангового скважинного насоса
Установкаштангового скважинного насоса (УШСН рис 6) представляет собой скважину, вкоторую на колонне НКТ 3 спущен глубинный насос объемного действия 2 свозвратно-поступательном движением плунжера. Плунжер насоса со сквозным каналомколонной полых стальных штанг 4, размещенных внутри колонны НКТ, соединен сназемным приводом, установленным на поверхности земли около устья скважины.Наземный привод через колонну штанг, передает возвратно-поступагельное движениеплунжеру скважинного насоса,в результате чего насос добываемую нефть по колонне НКТ подает на поверхность.
Рис.6 Схема штангового скважинной установки
1-фильтр, 2-скважинный насос, 3-насосно-компрессорныетрубы, 4-насосные штанги, 5-тройник, 6-устьевой сальник, 7-сальниковый шток,8-канатная подвеска, 9-головка
Устьевоеоборудование такой скважины обеспечивает подвеску в скважине колонны НКТ,направление добытой нефти в наземный трубопровод и герметизацию верхней частиколонны штанг, соединенной с наземным приводом. В качестве наземного приводаУШСН широкое распространение получил механический привод, — станок—качалка.
Станок-качалкапредставляет собой кривошипно-коромысловый механизм одностороннего действия,преобразующий вращательное, движение точки подвеса штанг. Конструктивностанок-качалка состоит из рамы с вертикальной стойкой, на которой подвижноустановлен балансир (коромысло). К переднему плечу балансира (со стороны устьяскважины) на канатной подвеске крепится верхний конец колонны штанг, спущенныхв скважину и передающих возвратно-поступательное движение плунжеру скважинногонасоса.
Заднееплечо балансира станка-качалки через траверсу соединяется с кривошипами,закрепленными на тихоходном валу редуктора, установленного на раме.Быстроходный вал редуктора через клиноремонтную передачу связан с валомэлектродвигателя, закрепленного неподвижно на специальной платформе, связаннойподвижно с рамой станка-качалки.
На заднемплече балансира или на кривошипах устанавливаются уравновешивающие грузы,предназначенные для выравнивания нагрузки на двигатель в процессе работы иобеспечивающие уменьшение потребного крутящего момента на кривошипестанка-качалки. Уравновешивающие грузы существенно увеличивают массустанка-качалки, вызывают значительные динамические нагрузки в приводе, чтоприводит к необходимости строительства мощного фундамента под рамустанка-качалки.
Для обслуживания иремонта станков-качалок используется специальная техника, получившая названиеагрегатов наземного ремонта.
Штанговыескважинные насосы -малогабаритные плунжерные насосы объемного действия, имеющиецилиндрическую наружную поверхность диаметрами от 48,2 до 114 мм, длинуцилиндров от 2 до 7 м. Спуск и подъем насосов в скважины осуществляют наколонне НКТ или колонне штанг в зависимости от модели скважинного насоса.
Штанги насосные,полые внутри предназначены для передачи возвратно-поступательного движения отназемного привода к штанговому скважинному насосу, установленному в скважине.
Штанги между собойсоединяются на резьбовых муфтах, образуя штанговую колонну. Отдельная штангапредставляет собой стальной стержень круглого сечения длиной от 1 до 8 м,диаметрами 16; 19; 22; 25; 28 мм. Для транспортировки штанг на промысле используютсяспециальные агрегаты перевозки штанг (АПШ) Спуск и подъем штанг в скважинуосуществляют подъемники, используемые для работы с НКТ.
6
СМЕСИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
При освоениискважин, их капитальном ремонте проводят такие операции как цементированиенефтяных и газовых скважин, гидроразрыв пласта, ремонтно-изоляционные работы.Эти работы требуют специального оборудования, позволяющего аккумулировать итранспортировать сухие тампонажные материалы к месту проведения работ, готовитьрастворы заданной консистенции.
Смесительныеустановки предназначены для приготовления цементных растворов и различныхтампонажных смесей, могут быть использованы для приготовления из глинопорошковнормальных и утяжеленных промывочных жидкостей, для транспортировки песка, приготовленияпесчано-жидкостной смеси и подачи ее на прием насосных установок пригидроразрыве нефтяных и газовых пластов и гидропескоструйной перфорации.
Установкина шасси транспортной базы и в основном состоят из следующих основных узлов:бункера; смесительного устройства, приемной воронки; загрузочного шнека;дозирующих винтовых конвейеров; коробки отбора мощности; карданных валов.
Уустановки смесительной УС 8 по сравнению с установкой увеличен объемосреднительной емкости и бункера с 4 м до 6 м, что позволило увеличитьпроизводительность приготовления тампонажного раствора в 2,7 раза (С 10 дм3/сдо 27 дм3/с).
Установка УДКПСпозволяет готовить жидкие смеси на основе соляной кислоты.
УстановкиУС6-30 работают совместно с цементировочным агрегатом. От водоподающего блокаагрегата подводится вода в необходимом объеме к смешивающему устройствуустановки. Одновременно обеспечивается регулируемая подача томпанажной смеси.Готовый раствор подается на цементировочный агрегат.
Смешивающееустройство установки УС6-30 гидровакуумного типа и оснащено щелевидныминасадками с разными проходными сечениями для подбора необходимой плотностиприготавливаемого тампонажного раствора.
Загрузкацемента осуществляется винтовым конвейером и пневматическим способом череззагрузочную трубу. Для предупреждения сводообразования томпонажного материала вбункере установлен пневмовибратор. Установка снабжена счетчиком моточасов иустройством контроля скорости вращения шнеков. По заказу потребителей установкаможет поставляться без загрузочного конвейера.
7
Скважина, эксплуатируемая установкойпогружного электроцентробежного насоса
Этонефтедобывающая скважина (рис.7), в которую на колонне НКТ под уровень нефтиспущен погружной насосный агрегат, состоящий из многоступенчатого скважинного насосаи погружного электродвигателя 1, получившего название ЭЦН. Электроэнергия кпогружному двигателю ЭЦН подается по бронированному кабелю, спущенному вскважину и закрепленному снаружи колонны НКТ 4. На поверхности земли кабельсоединен с автотрансформатором 8 и станцией управления 7. Подъем нефти изскважины осуществляется внутри колонны НКТ в результате работы погружногоцентробежного насоса, который приводится в действие соединенным с ним погружнымэлектродвигателем. Подвеска колонны НКТ в скважине имеет специальноеуплотнение, обеспечивающее герметизацию кабеля в месте его выхода из скважины.
Рис. 7. Установка центробежного электронасоса типа УЭЦ11
1-электродвигатель,2-насос, 3-кабельная линия, 4-колонна насосно-компрессорных труб, 5-крепежныйпояс, 6-оборудование устья скважины, 7-станция управления, 8-трансформатор.
Погружной насосный агрегатЭЦН представляет собой центробежный и погружной электрический двигатель,объединенные в одной конструкции цилиндрической формы.
ТранспортировкаЭЦН в наземных условиях, как правило, осуществляется по частям (насос отделенот электродвигателя) в комплекте с наземным оборудованием, автотрансформатором,станцией управления и кабелем, намотанным на барабане, для чего используютсяспециальные агрегаты погрузки и перевозки типа АТЭ-6. В некоторых районахстраны перевозка кабеля осуществляется отдельно на специальном санном иликолесном прицепе типа УПК-2000. Спуск и подъем ЭЦН в скважинах осуществляютсяобщепринятыми на промыслах эксплуатационными подъемниками или агрегатамиподземного ремонта.
8
ПРОМЫВОЧНЫЕ НАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ
Промывкапризабойной зоны осуществляется с целью удаления песка, вынесенного нефтью изколлектора. Наиболее часто применяют обратный способпромывки скважин, при этом в качестве промывочных используют насосно-компрессорные трубы. Промывочная жидкостьнагнетается насосной установкой вкольцевое пространство между эксплуатационной колонной труб и промывочнымитрубами, а жидкость с размытым песком поднимается по промывочным трубам.
В этом разделерассмотрены установки, которые предназначены для нагнетания неагрессивных жидкостей.
Установки дляпромывки скважин обычно состоят из насоса, коробки отбора мощности, коробкипередач, цепного редуктора, манифольда, вспомогательноготрубопровода, а также систем управления, обогрева и продувки.
Насос — обычно трехплунжерныйгоризонтальный (НП-100). Насосный установки фирмы Синергия (СИН44.02 иСИН44.03), укомплектованы трехплунжерными насосами высокого давления СИН 32(установка СИН34) или СИН 44 (установка СИН44). Насосы имеют высокуюгидравлическую мощность и небольшой вес.Конструктивные особенности, присущие только плунжерным насосам, позволили значительно увеличить ресурс работы основных узлов насоса, упростить их обслуживание иремонт, что естественно удешевляетэксплуатацию насосной установки.
Привод насоса — оттягового двигателя через коробку отбора мощности, карданные валы, четырехскоростную коробку передач и цепной редуктор.
Применение цепного редуктора повысило надежность работы насосного блока, а такжеупростило его ремонт.
Приемнаялиния манифольда представляет собой рукав с фильтром на конце. Нанагнетательной линии манифольда предусмотрены пробковые краны высокого давления, предохранительный клапан, разделитель с амортизатором и манометр.
Пост управления установкой расположен в обогреваемой и вентилируемой кабинетранспортного средства, куда выведены рычаги управления зубчатыми муфтами включениякоробки отбора мощности и коробки передач.
Установки СИН44 иСИН44.03 смонтированы на прицепе, имеет асинхронный взрывозащищенный двигатель мощностью 90 кВт и с возможностью регулировки оборотов от частотногопреобразователя
Укрытие установок утепленное, и совмещено с инструментальным помещением.
Обогрев и продувка гидравлической части насоса и нагнетательного манифольда — выхлопными газами тяговогодвигателя автомобиля или трактора(установка УН1Т-100х250).
9
Скважина,эксплуатируемая установкой погружного гидропоршневого насосного агрегата
Это скважина, в которой внутри колоннынасосно-компрессорных труб 7, (рис.8) в нижней ее части, размещенгидропоршневой насосный агрегат 8. Пространство между колонной труб 7 иобсадной колонной герметизируется пакером 10. На поверхности скважинысмонтировано устьевое оборудование с четырехходовым краном 6, обеспечивающимподвод рабочей жидкости по колонне труб 7 кгидропоршневомуагрегату 6 и подъему добываемой продукции по затрубномупространству между обсадной колонной и колонной труб 7. Устьевоеоборудование посредством наземных трубопроводов соединено с наземным оборудованием установки.
Насосвысокого давления 1 посредством трубопровода высокого давления соединен сблоком распределительной гребенки 17, в которой осуществляется распределение рабочей жидкости высокого давления между несколькими скважинами с установленными вних гидропоршневыми агрегатами. Вкачестве рабочей жидкости используетсясырая нефть из скважины предварительно очищенная от механических примесей. Принцип действия установкиоснован на использовании потокарабочей жидкости в качестве носителя энергии к погружному гидропоршневому насосному агрегату, установленному на забоенефтедобывающей скважины.
Трехплунжерный насос высокого давления подает рабочую жидкость на блок распределительной гребенки 17 идалее по наземному трубопроводу до устьевогооборудования скважины с четырехходовым краном 6.
Изустьевого оборудования рабочая жидкость высокого давления по колонненасосно-компрессорных труб 7 подводится к гидропоршневому агрегату 8.
Энергия потока рабочей жидкости высокого давления вгидродвигателе погружного агрегатапреобразуется в механическую энергию возвратно-поступательного движения поршнягидродвигателя. Поршень гидродвигателя приводит в движение плунжер насоснойчасти агрегата 8, в результате чего насос погружного агрегата отбираетдобываемую нефть из скважины и по затрубному пространству, между обсаднойколонной и наружным диаметром насосно-компрессорных труб 7 поднимает на устьескважины.
Добытая продукция(нефть и отработавшая в гидродвигателе агрегата рабочая жидкость) от устьяскважины по трубопроводу низкого давления поступает в трехфазный сепаратор 12,где происходит разделение на газ, нефть и пластовую воду. Нефть далееразделяется на два потока, одна ее часть поступает по трубопроводу 5 в системусбора, а вторая — на циркуляционный насос 4 и на блок циклонной очистки 3, гдепроизводится отделение механических примесей до качества «подтоварнойнефти». Затем очищенная нефть поступает на прием трехплунжерного насоса 1.В дальнейшем цикл движения рабочей жидкости повторяется и осуществляетсянепрерывно, обеспечивая тем самым бесперебойно работу погружногогидропоршневого насосного агрегата.
Погружнойгидропоршневой насосный агрегат является наиболее сложной конструкцией всейустановки, определяющей технические возможности данного способа добычи нефти.Конструктивно погружной агрегат представляет собой плунжерный скважинный насос(аналогичный штанговому насосу) и гидравличнеский скважинный двигательобъемного действия с возвратно-поступательным движением поршня, объединенные вединую сборочную конструкцию скважинного исполнения.
Особенностьюданного способа добычи нефти является возможность замены отработавшего вскважине погружного агрегата на новый без подъема колонны труб. Спуск агрегатав скважину осуществляется свободным сбросом его внутрь колонны труб.
Для подъема гидропоршневого агрегата изскважины (рис.9 б) четырехходовой кран на устье скважины переключается так,чтобы рабочая жидкость с поверхности по боковому каналу поступала под нижний торецагрегата, заставляя его подниматься вверх внутри колонны труб в потокезакачиваемой жидкости. При достижении устья скважины агрегат своей верхнейголовкой захватывается специальным ловильным устройством, размещенном вустьевом оборудовании, и извлекается из скважины.
Такой способзамены агрегата принято называть гидравлическим, что обеспечивает резкоесокращение простоя скважины связанное с заменой агрегата. Подъем агрегата сглубины 2000 метров осуществляется в течение 35-40 минут.
10
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И СКВАЖИННЫХ РАБОТ
Исследовательскиеработы на скважине проводятся с целью установления режима эксплуатации скважин,наличия информации о параметрах пласта в призабойной зоне, а также о состояниискважинного оборудования.
При изучениисостояния скважин производятся спуск и подъем различных глубинных приборов,поэтому