Меры безопасности при обслуживании фонтанных скважин




Опасные факторы: избыточное давление, замазученность и загазованность территории, работа на высоте при обслуживании лубрикаторов и штуцерных камер.

Важное условие безопасности- соблюдение технологического режима. Для этого должен быть установлен контроль за всеми проявлениями в скважине и изменениями ее работы. Обязательная проверка манометров.

Требования:

1. Установленная на скважине фонтанная арматура должна соответствовать

максимальному давлению, ожидаемому при эксплуатации скважины.

Эксплуатация оборудования при давлениях, превышающих допустимые,

Запрещается.

2. Для контроля давления должны быть установлены манометры с трехходовыми кранами или устройствами заменяющими их, указывающими Рбуф, Рзатр.

3. Ремонт оборудования фонтанной арматуры, находящегося под давлением запрещается.При необходимости работ по смене штуцера, замене прокладок и др. ремонтов оборудования нужно ремонтируемый участок отключить закрытием запорных устройств от рабочих участков и снизить давление до атмосферного.

4. Фонтанная арматура не зависимо от ожидаемого Рраб монтируется с полным комплектом шпилек.

5. Для обслуживания верхней части фонтанной арматуры сооружается площадка с лестницей и перилами.

6. Все задвижки фонтанной арматуры должны содержаться в исправном состоянии: плотно закрываться, легко открываться, иметь штурвалы и указатели «открыто- закрыто».

7. Фонтанную арматуру и ее обвязку следует отогревать только паром и горячей водой.

 

Принцип действия ШГН

Разработано и применяется много типов насосов: ШГН, ЭЦН, ЭВНТ, ГПН, ЭДН, ГИН и т.д.

Отличительная особенность ШГНУ состоит в том, что в скважине устанавливают плунжерный (поршневой) насос, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг. ШГНУ включает оборудование:

- наземное (станок-качалку, редуктор, электродвигатель, блок управления скважиной);

- устьевое;

- подземное (НКТ, насосные штанги, штанговый глубинный насос и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

ШГН предназначены для откачивания из скважин жидкостей с температурой не более 130 градусов , обводненностью не более 99% по объему, вязкостью до 0,3 Па*с, содержанием механических примесей до 350мг/л, свободного газа на приеме не более 25%.

Штанговый насос состоит из цельного неподвижного цилиндра, подвижного плунжера, всасывающего и нагнетательных клапанов, замка (для вставных насосов), присоединительных и установочных деталей.

 

 

 
В скважину на колонне подъемных труб

спускают плунжерный насос, состоящий из

цилиндрического корпуса 1 (цилиндра), внутри

 

которого имеется пустотелый поршень 2 (плунжер).
 

В верхней части плунжера установлен нагнетательный клапан 3. В нижней части неподвижного цилиндра устанавливается всасывающий клапан 4 . Плунжер подвешен на колонне насосных штанг 5, которые передают ему возвратно- поступательное движение от специального механизма (станка- качалки), установленного на поверхности.

При ходе плунжера вверх жидкость из скважины поступает через всасывающий (приемный) клапан в цилиндр насоса, так как под плунжером создается давление намного меньше чем в скважине. При ходе плунжера вниз всасывающий клапан
закрывается под действием давления жидкости под

плунжером и объем жидкости из цилиндра через

полый канал плунжера и открытый нагнетательный

клапан, открытие которого происходит от давления

жидкости, находящейся под плунжером и полом

канале плунжера, поступает в подъемные трубы.

В процессе непрерывной работы насоса

жидкость заполняет объем подъемных труб, а затем

направляется на поверхность.

 

Наиболее широко распространены насосы двух видов: вставные и невставные (трубные)

Вставные насосы

Вставной насос спускают в скважину в собранном виде (цилиндр вместе с плунжером) на насосных штангах и извлекаются тоже в собранном виде путем подъема штанг.

Типы насосов: НВ1- вставной с замком вверху; НВ2- вставной с замком внизу.

Вставные насосы целесообразно применять в скважинах с небольшим дебитом и при больших глубинах спуска. Применение вставных насосов значительно ускоряет ремонт скважины, так как для его смены требуется подъем лишь штанговой колонны.

Невставные насосы

Цилиндр трубных насосов спускают в скважину на НКТ, а плунжер и клапана на насосных штангах. Поднимают такой насос в два приема: сначала извлекают штанги с плунжером и клапанами, а затем НКТ с цилиндром.

Типы насосов: НН – невставной без ловителя; НН1- невставной с захватным штоком;

НН2- невставной с ловителем

НН2 получил наибольшее распространение вследствие большой надежности и простоты конструкции механизма опорожнения.

Пример обозначения насосов:

ХХХ Х – ХХ – ХХ – ХХ – Х

1 2 3 4 5 6

1. Тип насоса: НВ1, НВ2, НН, НН1, НН2.

2. Исполнение насоса по конструкции цилиндра и конструктивным особенностям самого насоса

3. Условный диаметр плунжера в миллиметрах. (29,32, 38, 44, 57, 70, 95 и 102)

4. Максимальный ход плунжера в миллиметрах, уменьшенный в 100 раз.

5. Напор в метрах водяного столба, уменьшенный в 100 раз.

  1. Группа посадки 0, 1, 2, 3 по степени увеличения зазора между плунжером и цилиндром.

Элементы штанговых насосов:

Цилиндры могут быть цельными и составными.

Плунжеры – обычного типа и пескобрей.

Клапанные узлы– шариковые клапанные узлы, у которых в качестве запорных

элементов применяется пара седло-шарик.

Замковые опоры – для закрепления насоса вставного типа в трубах НКТ с

герметизацией полости всасывания от полости нагнетания.

В зависимости от исполнения цилиндра и плунжера, расположения замковой опоры ШГН подразделяются на 15 основных типов. В нашей стране штанговые насосы выпускаются по двум стандартам: ОСТ 26-16-06-86 (АО «Элкамнефтемаш»,г. Пермь) и стандарт АНИ (АО «Ижнефтемаш», г. Ижевск, производство по лицензии австрийской фирмы «Шелер Блекман»).

Насосные штанги,свинченные в штанговую колонну, передают возвратно-поступательное движение от точки подвеса штанг поверхностного привода к плунжеру насоса.

Штанга представляет собой стальной стержень круглого сечения диаметром 12, 16, 18, 22, 25 мм, с высаженными концами. На концах штанги имеется участок квадратного сечения для захвата под ключ при свинчивании- развинчивании со специальной метрической резьбой. Штанги соединяются между собой муфтами и имеют стандартную длину –8 м. Для подбора необходимой длины подвески колонны изготавливаются укороченные штанги длиной 1,0; 1,2; 1,5; 2,0 и 3,0 м. Для соединения штанг одинаковых размеров выпускают соединительные муфты, а штанг разных размеров- переводные муфты.

Для изготовления насосных штанг используют сталь следующих марок: Ст40, 20Н2М (никель- молибденовая), 15Н3МА, 15Х2НМФ, 30ХМА. Штанги на заводе-изготовителе для упрочнения их свойств подвергают нормализации и обработкой токами высокой частоты.

Для уменьшения трения в устьевом сальнике применяют устьевой полированный шток диаметром 22мм, 25мм, 32мм.

 

21. Дополнительное оборудование ШГНУ

 

Для повышения надежности работы установка ШГН комплектуется необходимым дополнительным оборудованием:

- газо–песочный вихревой якорь (ГПВЯ), предназначенный для предотвращения попадания свободного газа и механических примесей в насос. Применяются ГПВЯ в скважинах с большим газовым фактором и выносом механических примесей. Монтируется ГПВЯ ниже приема насоса в скважинах с обводненностью менее 75% (при использовании для защиты от газа);

- фильтр-заглушка устанавливается на приеме штангового насоса (вворачивается в корпус всасывающего клапана) и служит для защиты насоса от попадания в него наиболее крупных посторонних предметов в конце плунжера насоса;

- центраторы насосных штанг применяются для предупреждения истирания НКТ и штанговых муфт в процессе эксплуатации наклонных скважин. Монтируются центраторы на штангах в местах, наиболее подверженных истиранию;

- скребки- центраторы применяются с целью очистки лифтовых труб и тела штанг от отложений парафина и истирания НКТ и штанговых муфт при эксплуатации ШГН в наклонно- направленных скважинах. Длина колонны штанг со скребками- центраторами выбираются исходя из глубины отложений парафина в НКТ.

 

22. Оборудование устья насосных скважин

 

Для подвески насосных труб, вывода продукции скважины в выкидную линию, герметизации устья, а также для отбора газа из затрубного пространства, на устье скважины устанавливают специальное оборудование. Наиболее распространенным оборудованием устья скважин на промыслах является устьевой сальник. Это оборудование состоит из шайбы, имеющей по центру внутреннюю цилиндрическую резьбу, патрубка, муфты и тройника-сальника. Шайба навинчивается на патрубок, который имеет на концах резьбу под НКТ. На верхний конец патрубка навинчивается муфта, а к нижнему подвешиваются НКТ. В собранном виде шайба, патрубок и муфта носят название планшайбы, которую устанавливают на фланец эксплуатационной колонны (колонную головку).

В верхнюю муфту труб ввинчивают тройник для отвода нефти. Выше тройника для его герметизации и пропуска сальникового штока устанавливают сальник, набивку которого уплотняют сверху крышкой. Применяют устьевые сальники с самоустанавливающей головкой с одинарным или двойным уплотнением ( СУСГ1-73-31, СУСГ2-73-31), расчитанные на рабочее давление до 4,0 МПа при подвижном сальниковом штоке. Сальник СУСГ2 с двойным уплотнением состоит из двух основных узлов: самоустанавливающей шаровой головки и уплотнительной набивки. В шаровой головке помещены нижняя и промежуточная (средняя) втулки, нижний манжетодержатель и нижняя сальниковая набивка. Сальниковую набивку подтягивают крышкой, навинченной на корпус. В верхней части крышки предусмотрен резервуар для масла, служащий для смазки трущихся поверхностей сальникового штока и вкладышей.

Устьевой сальник с самоустанавливающей головкой с двойным уплотнением позволяет заменять изношенные сальниковые набивки без разрядки скважины.

23. Основные узлы станка- качалки. Маркировка

 

Станки-качалки (СК)- индивидуальный механический привод ШГН.

Основными элементами СК являются: рама 13 с подставкой под редуктор и поворотной плитой 12; стойки 3; балансира 2 с головкой и опорой траверсы 15; двух шатунов 4; двух кривошипов 5 с противовесами 14 (при комбинированном или кривошипном уравновешивании); редуктора 6; тормозов 16; клиноременной передачи 7, 8; электродвигателя 9; подвески устьевого штока 1 с канатом; ограждения 11 кривошипно-шатунного механизма.

Рама изготовлена в виде двух полозьев, соединенных поперечными связями, и крепится к бетонному основанию или свайному полю. Стойка - из профильного проката, четырехногая.

Балансир изготовлен из профильного проката; однобалочной или двухбалочной конструкции. Головка балансира - поворотная или откидывающаяся вверх для беспрепятственного прохода спуско - подъемного (талевого блока, крюка, элеватора) и скважинного оборудования при подземном ремонте скважин. Для ее фиксации в рабочем положении в шайбе головки предусмотрен паз, в который входит клин защелки.

Опора балансира - ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках. К средней части от квадратного сечения приварена планка, через которую опора балансира соединяется с балансиром.

Траверса- прямая, из профильного проката. С ее помощью балансир соединяется с двумя параллельно работающими шатунами.

Опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплен к нижней полке балансира.

Шатун- стальная трубная заготовка, на одном конца, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом- башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединен с траверсой. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и затягивается с помощью гаек.

Кривошип- ведущее звено преобразующего механизма СК. В нем предусмотрены отверстия для изменения длины хода устьевого штока. На кривошипе установлены противовесы (кривошипные грузы), которые могут перемещаться.

Редуктор типа Ц2НШ представляет собой совокупность двух пар цилиндрических шевронных зубчатых передач, выполненных с зацеплением Новикова. Опоры ведущего и промежуточного валов выполнены на роликоподшипниках. На конце ведущего вала насаживаются шкивы тормоза и клиноременной передачи, положение которых после определенного срока эксплуатации необходимо менять для увеличения общего срока службы ведомого колеса редуктора. Для этого на обоих концах ведомого вала имеются по два шпоночных паза.

Смазка зубчатых колес и подшипников валов осуществляется из ванны редуктора. Объем масляной ванны - 180 литров. Масса редуктора- 2647 кг.

Тормоз - двухколодочный. Правая и левая колодки прикреплены к редуктору. С помощью стяжного устройства колодки зажимают тормозной шкив, насаженный на ведущий вал редуктора. Рукоятка тормоза, насаженная на стяжной винт, вынесена в конец разы, за электородвигатель.

Салазки поворотные под электродвигатель обеспечивают быструю смену и натяжение клиновых ремней, служащих для передачи движения от электродвигателя к редуктору. Выполнены они в виде рамы, которая шарнирно укреплена на заднем конце рамы СК. Рама с салазками поворачивается вращением винта.

Привод СК осуществляется от электродвигателя со скоростью вращения вала 750, 1000 и 1500 об/мин. На валу электродвигателя установлена конусная втулка, на которую насажен ведущий шкив клиноременной передачи.

Поскольку головка балансира совершает движения по дуге, то для ее сочленения с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска. Она позволяет так же регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса для предупреждения ударов плунжера о всасывающий клапан или выхода плунжера из цилиндра.

Подвеска устьевого штока типа ПСШ состоит из верхней и нижней траверс, двух зажимов каната и зажима устьевого штока.

Штоки сальниковые устьевые предназначены для соединения колонны насосных штанг с канатной подвеской СК.

Предусмотрено 13 типоразмеров СК. Каждый их тип характеризуется наибольшей допускаемой нагрузкой на устьевой шток (20…200 кН), длиной хода штока ( 0,3…6м)и крутящим моментом на ведомом валу редуктора (2,5…125 кН).

СК выпускают:

- с балансирным уравновешиванием - СК2 (грузы размещаются на балансире);

- с комбинированным уравновешиванием - СК3(грузы располагаются на балансире и кривошипах);

- с кривошипным уравновешиванием – СК4, СК5, СК6, СК8 и т.д.(грузы располагаются на кривошипах).

На месторождениях применятся следующие

типоразмеры СК:

1. СК8-3-4000 («бакинка»)

8- мак. допустимая нагрузка, тонн (1т- 10кН)

3- мак. длина хода устьевого штока, метр

4000- наибольший крутящий момент на валу, кН *м

2. ПФ8-3,5-4000 («тюменка»)

Аналогично «бакинке»

3. UP 9Т-2500-3500 («румынка»)

9- мак. допустимая нагрузка, тонн (1т- 10кН)

2500- мак. длина хода устьевого штока, мм

3500- наибольший крутящий момент на валу, кН *м

4. LAFKIN С320-173-120 («американка»)

320 - наибольший крутящий момент на валу, фунт/фут

173 - мак. допустимая нагрузка, фунт

120 - мак. длина хода устьевого штока, дюймов

5. LEGRAND C-456-213-120 («Канада»)

Аналогично «американке»

Управление электродвигателем СК обычно проводится упрощенной системой блокировки и защиты. Разработан блок управления БУС- 3М, с помощью которого можно осуществлять управление в ручном, автоматическом, дистанционном и программном режимах работы. Он также проводит самозапуск установки после случайного отключения электроэнергии. Блок управления позволяет отключать установку при обрыве клиновых ремней и полированного штока, при заклинивании плунжера насоса и редуктора, а также при резком изменении нагрузки электродвигателя. Отключение установки регулируется по времени срабатывания аппаратуры и отклонению контролируемых параметров.

 

24. Теоретическая и фактическая подача штангового насоса. Коэффициент подачи

Основная характеристика работы ШГН – подачанасоса.

Теоретическую подачу глубинного насоса за один двойной ход плунжера (вверх и вниз) можно определить по формуле:

L-длина хода плунжера, м;

S- площадь поперечного сечения

Qтеор= L*S*nплунжера, м;

n-число качаний балансира в минуту.

Это минутная подача.Длина хода плунжера равна длине хода полированного штока, и учитывая что в сутках 1440 минут, то суточная теоретическая подача:

Qтеор = 1440* L*S*n

В действительности фактическая подача насоса всегда меньше теоретической вследствие утечек жидкости в насосе и через НКТ, а так же поступление газа в цилиндр насоса.

Коэффициент подачи -отношение фактической подачи насоса к теоретической. На практике коэффициент подачи изменяется от 0,1 до 1.

Подачу насоса можно регулировать, изменяя длину хода устьевого штока или число качаний балансира. Длина хода устьевого штока (амплитуда движения головки балансира) меняется путем изменения места сочленения кривошипа с шатуном относительно оси вращения (перестановка пальца кривошипа в другое отверстие). Число качаний (частота движения головки балансира) изменяется сменой ведущего шкива на валу электродвигателя на другой с большим или меньшим диаметром.

 

 





©2015-2017 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных

Обратная связь

ТОП 5 активных страниц!