Лекция 5

Дәріс 5. Ұңғыманы газлифтілік тәсілмен қолданудағы жабдықтар. Эрлифт. Термолифт. Компрессорлы және компрессорсыз газлифт. Жабдыққа қойылатын шарт. Ұңғыма жабдығының принципиалды үлгісі (схемасы) Монифольд. Ұңғыма – ішіндегі және сағалық жабдықтар конструкциясы

 

СКҚ тізбегінің астына керекті сығылған газдың мөлшерін беру арқылы ұнғының фонтандығын (фонтан етіп атуын) қамтамасыз ету газбен көтеру әдісінің қолданудың басты себебі болып табылады. Осы себептен тұрақты режимге шығарылған газбен көтерудің жұмысы фонтандыққа ұқсас. Осы себептен газбен көтерудің схемасы  фонтандықтың схемасына өте ұқсас.

Көтергіш құбырлардағы сұйықтың арасындағы газдың мөлшерін азайту және оның тығыздығын азайту газбен көтерудің жұмыс істеу принципі болып табылады. Газдың үздіксіз берілуі кезінде газдалған сұйық ұңғының сағасына дейін көтеріліп сыртқа төгіледі.

Газбен көтеру кезінде құбыр аралық кеңістікте динамикалық деп аталатын жаңа деңгей және оған сәкес түптік қысым орнатылады.

            Газбен көтеру көтергіші (подьемнигі)  батудың тереңдігімен, сұйықтың көтеру деңгейімен және де салыстырмалы батумен сипатталады.

Сурет. 6.1 Газбен көтеру көтергіштігі (подьемнигі)

а) пайдалануға дейін б) пайдалану кезінде

 

Батудың тереңдігі – бұл ұңғының жұмыс істеу кезіндегі көтергіштің (подьемниктің) башмақындағы (башмақ-мұнай шығатын құбырдың түрі) қысымына сәйкес келетін   әр түрлі қоспалардан айырылған сұйық бағанасының биіктігі h.

Көтеру биіктігі –  жұмыс кезіндегі сұйық деңгейімен сағаға дейінгі қашықтық h_g.

Салыстырмалы батыру- бұл бату тереңдігі h-тың подьемниктің бүкіл ұзыңдығына қатынасы.

            Сығылған газдың ұңғыға берілуінің компрессорлы газлифт әдісінің фонтандық әдістен айырмашылығы ол сығылған газдың көзінен басқа, оны ұңғының сағасына жеткізудің жүйесінің, ұңғы сағасы және ұңғының өзіне газ берілуі үшін арнайы жабдықтардың бар болуын талап етеді. Бұдан басқа, өндірілген газды сығылған газға айналдыру және айдау үшін өндірілген газды-сұйықты қоспадан газды бөліп алу керек, ол үшін оны арнайы дайындықтан өткізеді. Фонтандық подьемник сияқты газлифтті көтергіште (подьемникте) СКҚ бағанасынын тұрады, бағананың диаметрі арнайы методика бойынша есептеледі.Газлифтті және фонтандық көтергіштердің (подьемниктердің) СКҚ-ларына әсер ететін күштер бірдей болғандықтан, олардың беріктік есептеулері де бірдей болады. 

            Кәсіпшілік тәжірибеде салыстырмалы батуды анықтағанда жұмыс қысымын еске алады, яғни газдың айдау қысымын еске алады. Осымен бірге жұмысшы қысымды ескеріп салыстырмалы батуды анықтайды.

            Сұйықты сығылған газбен көтеру үшін әр түрлі жүйелі подьемниктер қолданылады. Олар ұңғыға түсірілетін құбыр бағаналарының санымен, өзара орналасуымен, жұмысшы агенттің және газ-мұнайлы қоспаның қозғалысымен айырылады.

            Түсірілген құбыр бағаналырының саны бірқатарлы және екіқатарлы болады. Жұмысшы агентінің  қозғалысына қарай  сақиналы және орталық болып бөлінеді.

            Сақиналы жүйе. Екі қатарлы көтегіштерде (подьемникте) ұңғыға екі концентрикалық орналасқан құбыр қатарлары түсіріледі. Жұмысшы агентті екі тізбек арасындағы сақиналы аралыққа айдайды, ал сұйық ішкі құбырлар арқылы көтеріледі. Осы себептен сыртқы құбырларды айдаушы, ал ішкі құбырларды – көтергіш деп атайды. Сонымен бірге сыртқы құбырлардың қатарларын бірінші қатар, ал ішкілерін  екінші қатар деп атайды.

            Бірқатарлы көтергіштерде (0подьемниктерд)е құбырлардың бір қатары түсіріледі, осы қатар көтергіш тізбек болып табылады, ал айдаушы болып шегендеуші құбырлар тізбегі болып табылады.

            Жұмысшы агент шегендеуші құбырлар тізбегімен көтергіш құбырлар арасындағы сақиналы аралыққа айдалады. Осы кезде сұйықтың деңгейі көтергіш құбырлардың башмақының деңгейінде болады.

            Практикада екіқатарлы сақиналы жүйелі сатылы айдаушы тізбегі бар көтергіштер (подьемниктер) кездеседі: төменгі бөлігінде - аз диаметрлі, жоғарыда үлкен диаметрлі. Қарапайым екіқатарлы көтергішкке (подьемникке) қарағанда мұндай көтергіш (подьемник) арзан болады. Оның басты артықшылықтары – бірінші қатар құбырларының салмағының азайюы және түптен құмның шығарылуының жақсаруы. Кемшіліктеріне көтергіш құбырларыдың батуын көбейтуге болмауын жатқызуға болады.

            Орталық жүйе. Жұмысшы агент орталық құбырлар тізбегі арқылы айдалады, ал газ-мұнайлы қоспа  сақиналы аралық арқылы көтеріледі. Орталық жүйе әдетте бірқатарлы көтергіштерде (подьемниктерде) қолданылады. Жүйенің басты артықшылықтары: төмен іске қысым және де ұңғының габариттерінің ең тиімді қолданысы. Оның кемшіліктері: сұйықта құм бар болса құбырдың шығыңқы муфталары ұшталауынан құбырлар үзілуі мүмкін, мұнайда парафин немесе тұздардың үлкен мөлшері шоғырланса олар тізбектің қабырғаларына жабысып оның диаметрін азайтады. Сондықтан көп жағдайда сақиналы жүйелі  көтергіштер (подьемниктер) қолданылады.

            Жұмысшы қысымның және сұйықтың аз мөлшерде бүлкілдеуі, екіқатарлы (көтергіштердің) подьемниктің артықшылығына жатады. Мұның себебі бірқатарлы сақиналы жүйелі көтергішкке (подьемникке) қарағанда бұл көтергіште (подьемникте) сақиналы  ауа аралығының көлемі аз болады. Бірінші қатарлы құбырлармен пайдалану тізбектің арасындағы сұйық бағанасы, екі қатарлы көтергіштің (подьемниктің) жақсы жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Бірқатарлы көтергіш (подьемник) жұмысы кезінде пайда болатын бүлкілер, соққылар, қабаттың бұзылуына және ұңғы түбінде немесе көтергіш құбырларда құм тығындардың пайда болуына әкеледі. Бірқатарлы көтергіште (подьемникте) көтергіш құбырлар фильтрге дейін түсірілмесе құмның шығарылуы күрт нашарлайды.

            Егер бірқатарлы көтергіш (подьемник) қолдану кезінде түп алдындағы аймақпен ұңғының сақиналы аралықты (аумақ) бөлетін жұмысшы газлифті клапаны қолданса жоғарыда айтылған барлық кемшіліктерді еске алмауға болады.

            Ұңғыларды бірқатарлы көтергіштермен (подьемниктермен) жабдықтағанда ұңғының шығымына(дебит) байланысты көтергіш құбырлары келесі диаметрлі болуы дұрыс болады:

Шығым, т/тәу                           20...50          50...70           70...250          250...350             350

Көтергіш құбырларды                 48                 60                   73                    89                  114

диаметрі, мм

Кәсіпшілікте келесі конструкциялы көтергіштер (подьемниктер) қолданылады:

а) бірқатарлы бүтін

б) бірақатрлы сатылы және комбинацияланған. Газлифтті әдіспен қолданатын ұңғыларды клесеі категрияларға бөлуге болады:

1. Жоғары коэффициенті өнімділігі К  және түптік қысым р_заб бар;

2. К төмен коэффициенпен және р_заб жоғары түптік қысыммен;

3. К жоғары коэффициенпен және р_заб жоғары түптік қысыммен

4. К төмен коэффициенпен және рзаб түптік қысыммен.

            Ұңғының келесі сипаттамалары оның басқа сипаттамаларымен (сұйықтың қасиеттері, пайдаланатын тізбектің состояниесі, ұңғының өнімінде парафиннің, құмның болуы және т.б.) қоса газлифтті қондырғының таңдауында негізгі рөль атқарады.

 

Сурет 6.2. Газлифтті қондырғылардың классификациясы

 

 

Үздіксіз газлифттің принципиальды үлгісі.

            Газлифт үздіксіз және периодты болып бөлінеді. Жұмысшы агенттің берілуі бойынша газлифт компрессорлы және компрессорсыз болып бөлінеді. Жоғары қысымды газдың көзі болып мұнай алынатын ұңғымен ашылған пласттан алынатын болса, онда газлифт ішкіұңғылы компрессорсыз болып табылады.

Сурет.6.3. Компрессорсыз лифт кезіндегі қондырғы үлгісі.

 

            Ұңғыдағы (1) газ үлкен қысымда (15-20 МПа) тазарту пунктына (құрғату 2) жеткізіледі, ол жерде ол гидроциклонды сепаратормен конденсат жинағыш арқылы өтеді. Тазарту пунктінен кейін газ отсыз қыздырғыштарға (3) түседі, ал одан кейін газ үлестіргіш батареяға (4) түседі. Газ 80-90 С градусқа дейін қыздырылады. Газдың қыздыруы – тасымалдау және редуцирование кезінде гидрат құрулуынан өте тиімді әдісі. Батареядан газ реттеуші штуцер (5) арқылы пайдаланушы мұнай ұңғыларына (6) бағытталады. Сұйық көтерілген соң газ  газайырғышқа түседі (7),  ол жақтан ол отын желілеріне және газ-мұнай заводтарына бағытталады. Газайырғаштардан сұйықты ыдысқа (8) жібереді.

Сурет.6.4. Ұңғыларға газдың дайындалуының және берілуінің үлгісі

 

Мұнайды компрессорлы әдіспен өндірген кезде қондырғының жадпы үлгісі сурет.6.4.-те көрсетеді.(пунктирмен компрессорлы станцияның қондырғысы сызылған).

(3) газ құбыры арқылы газ түсетін компрессор станциясында газ дайындайтын тораб (4) бар, бұл жерде газ механикалық қоспалардан, ылғалдан тазартылып керекті бастапқы қысымды алады. Одан кейін газдың бір бөлігі қысым реттеушіден (5) компрессор қозғалтқышына түседі (әдетте 8ГК немесе 10ГК). Газдың негізгі бөлігі компрессордың (6) бірінші саты цилиндрына барады. Бірінші сатыда қысылған газ майбөлгіштермен (7) тоңазытқыштарға (8) түседі, ол жерден ылғалды бөліп алатын сепаратор (9) арқылы екінші сатылы сыққыш цилиндрға түседі. Осыдан кейін газ бірінші сатыдағыдай өңдеу өтеді. Ылғал конденсатқа арналған ыдысқа (10) түседі, ал одан кейін насос бөлмеге (11) түседі. Екінші сатыда сығылғаннан кейін тазартылған газ компрессор станциясының (12) үлестіру аймағына түседі, ол жерде оның қысымы және мөлшері тіркеледі. Компрессор станция аумағында суды салқындату жүйесі болады (13) (әдетте бұл градирня). Газды және қозалтқышты суыту үшін су өте көп мөлшерде қолданады. Одан басқа компрессор үлкен майқорын талап етеді (2), бұл жерде компрессорды майлап жағуға кететін май сақталып тазартылады. Қуаты үлкен компрессорларды іске қосу үшін сығылған ауа керек, ол көмекші компрессорлардан (1) келеді. Компрессордан кейін газ кәсіпшілік жүйеге түседі, ол жерде ол қажеттіліктеріне байланысты қызыдырғыштарды (14), ылғалбөлгіштерді (15), газүлестіруші батареяны өтіп ұңғыларға (17) жіберіледі.

            Газлифті қондырғлардың негізгі екі түрі болады- ашық және жартылай жабық типті.

            Ашық типті ұңғыларды қолданған кезде СКҚ типті тізбек ұңғыға пакерсіз түсіріледі. Ашық типті газлифтті қондырғы негізінен үздіксіз газлифт кезінде қолдануға арналған.

Бұл типті қондырғылардың кемшіліктері:

-құбыраралық кеңістікте  сұйықтың деңгейінің тербелуі. Бұл кезде газ кіргізетін нүктеден төмен орнатылған клапандар ал кей кездерде тіпті жұмысшы клапандардың да тозуы байқалады.

-құбыраралық кеңістікте қалыпқа келген сұйық бағанының бастыру қажетттігі, бұл да клапандардың тозуына әкеледі.

            Жартылай жабық газлифт қондырғысы ашық типті қондырғыдан тек пакер болуымен ерекшеленеді, бұл пакер құбыраралық кеңістікке ұңғы жұмысқа кіріскен соң қабат сұйығының өтпеуін қамтамасыз етеді.  

            Сұйықтың динамикалық деңгейі төмен  терең жоғарышығымды ұңғыларды қолданған кезде газлифтті және насосты мұнай өндіру әдістерді комбинациялау дұрыс. Газлифт насос астында қысым азайюына және де қондырғының өнімділігінің өсуіне мүмкіндік береді. Жұмыс істеу технологиясы келесі.

            Белгіленген тереңдікте орнатылған  пакері бар батпалы электрлік ортадан тепкіш сорап ұңғыға түсіріледі. Пакер құбыраралық кеңістіктің жоғары және төменгі бөліктерін ажыратады. Пакер  үстінде жұмысшы муфта немесе газлифтті клапандар орнатылады.  Батпалы ортадан тепкіш сорап және газлифт көмегімен сақиналы жүйемен ұңғы іске қосылады.

            Периодты газлифттің принципиальды үлгісі.

            Көтеру құбырларының башмақында кері клапанмен пакер қондырылуы жабық жүйе жасайды, ол газдың периодты айдауы кезінде сұйықтың қайтадан қабатқа ағып кетпеуін қаматамасыз етеді. Көтеру құбырларының башмақында кері клапанды қолдану барлық периодты газлифтті қондырғыларда қолдануға ұсынылады.

            Периодты газлифт кезінде белгіленген уақытқа тоқтатылған ұңғыда сұйықтың цикликалық бастыруы болады, бұл көтергіш құбырларда керекті сұйық бағанасының жиналуы үшін қажет. Ұңғыларды қоздыру үшін қолданылатын  қарапайым бастыруға қарағанда, цикликалық бастыру қолданылатын қабатқа кейбір депрессияда жүзеге асырылады. Сұйық құбырлар тізбегінің салыстырмалы батырылуы жасанды жоғарлатылған кезде шығарылып тасталады.

            Құбырлар тізбегінің салыстырмалы батырылуы жасанды жоғарлатылған кезде сұйықтың динамикалық деңгейі көтеріледі, бұл түптік қысымның жоғарлауына және депрессияның төмендеуіне әкеледі.

            Периодтық газлифттің кез-келген типінің дұрыс жұмыс істеуі үшін көтеру құбырларына газдың үлкен жылдамдықта түсуін қамтамасыз ету керек, әсіресе сұйықтың бастапқы периодта шығарып тасталуы кезінде. Бұл тек қана сұйық бағанасын құбыраралық кеңістікте жиналған сығылған газ арқылы лақтырып шығару кезінде орындалуы мүмкін.

            Периодты газлифтті қондырғылар негізінен үш тәуелсіз топқа бөлінеді:

1)      құбыраралық кеңістікке өзге газ жіберілмегенде;

2)      құбыраралық кеңістікке өзге газ жіберілгенде;

3)      ауыстыру камерасыз және ауыстыру лифтісіз;

            Газлифтті ұңғылардың үзіліссіз және де периодты жұмыс істеу режимін қолайландыру үшін жұмысшы клапандар қолданылады. Қазіргі кезде газлифтті клапандардың ондаған конструктивті нұсқаулары белгілі. Олардың бәріне аз мөлшердегі көлденең-кесе өлшемі ортақ болады.  Көпшілік жағдайда клапандар дифференциалды болып табылады. Олардың ішіндегі  серпімді элемент ретінде сильфон немесе серіппе, сирек жағдайларда олардың комбинациялары қолданылады. Клапан тұрқысы НКТ-ның сыртында орналасады, бұл  көтергіш (подьемник) арқылы сұйық ағынының бос өтуі үшін керек.

            Газлифтті клапандар - бұл көтеру құбырларының тізбегінің ішкі қабатымен ұңғыға айдалған газбен толтырылған құбыраралық кеңістікпен автоматты түрде байланыс орнату немесе ажырату үшін арналған қондырғы.

            Белгілі газлифтті клапандарды келесі түрде классификациялуға болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет.6.5. Газлифтті клапандардың классификациясы.

 

-          қызметі бойынша- іске қосатын және жұмысшы;

-          басқару принципі бойынша – айдалған газдың қысымымен басқаралатындар;

-          көтергіш құбырларда сұйықгазды қоспаның қысымымен басқаралатындар және де құбырмен құбыраралық қысымымен түсіп-көтерілуі арқылы басқарылуы;

-          тізбекте көтергіш құбырлардың орналасуына байланысты – эксцентрлі және орталық орналасқан;

-          клапанның сезімді элементінің типіне байланысты -  сильфонды, серпімді, мембранды және комбинацияланған;

-          қондыру тәсілі бойынша – стационарлы және шешімді;

            Клапандарға керекті маңызды талаптар: олардың сипаттамаларының тұрақтылығы және ұзақ уақыт бойы қолдану кезіндегі беріктілік. Газлифтті клапандардың габаритінің кішкентай болуы және де қоршаған ортаның аггресивттілігі бұл клапандардың жасалуын өте қиын қылады. Клапандардың конструктивтік және технологиялық қасиеттерінің жақсылықтарына қарамастан клапандарыдң істен шығуы салыстырмалы түрде жиі болып келеді. Қарапайым конструкциялы клапанды ауыстыру үшін СКҚ тізбегінің көтеріліп қайтадан түсүрілуі қажет, бұл өте қиын, көп жұмыс қажет етеді, қымбат және де ұңғының қолдануын тоқтату қажет етеді.

            Бұл қиындықты жеңу үшін клапандардың жаңа конструкциясы және оларды СКҚ тізбегінің көтерілуінсіз сыммен арнайы лебедка арқылы клапандарды  СКҚ ішінде көтеріп-түсіру ауыстыру үшін арнайы қондырғы ұсынылды. Осымен бірге клапандардың отырылған гнездодан шешу мүмкіндігі және осы гнездоға СКҚ клапанды камераның өсіне салыстырмалы эксцентрикалық ауытқып кеткен   құрылғыларының орналастырылуы қамтамасыз етіледі.

            Клапан басқару автоматты СКҚ-да құбыр арасымен камера арасында қысымның көтеріп-түсуі арқылы жүзеге асырылады, ол газды құбыр арасынан СКҚ-ға жеткізетін. Клапандарда оларды басқаратын тиекті құрылғылар және жүйе бар болады. Тиекті құрылғы ретінде тарелкалы немесе конусты клапан немесе шарик болуы мүмкін. Басқару системада сильфонды, серпімді немесе осы екі түрден араласқан түрлі жетектеуші  болады. Басқару системасы клапанның ұңғыда анықталған жұмыс режиміне бетте келтіріледі, дәлденеді (настройка) . Дәлдену (насторойка) кезінде СКҚ-ға орнатылған клапандар аралығы, көтерілетін сұйықтың қасиеттері, ұңғының ішіндегі температура (осы температурадан сильфонды толтыратын сильфонмен газдың сығылу күші тәуелді) ескеріледі.

            Ең қарапайым түрдегі сильфонды клапанның үлгісі сурет.6.6.-да көрсетілген

Сурет.6.6. Іске қосқыш сильфонды клапан үлгісі

 

Клапан көтергіш құбырларға (1) бекітіледі. Сильфонда (2) газ анықталған жоғарлатылған қысымда болады. Сильфон мен клапан арасындағы камера құбыр арасымен арнайы тесік (4) арқылы байланысады. Сильфон клапанмен (5) шток (3) арқылы қосылған. Құбыр арасындағы сұйық клапанға дейін сорылып және сәйкес  газ қысымының өсуі кезінде сильфон ішіндегі газ сығылып клапанды ашады.  Газ СКҚ-ға ашық клапан арқылы жеткізіледі және сұйықты келесі төменгі клапанға дейін сорады.  

            Газ деңгейі төменгі клапанға дейін жеткенде, бұл клапан газдың СКҚ -ға кіру үшін ашылады, ал жоғарғы клапанда құбыраралық қысым төмендеп, сильфон қайта қалпына келіп (разсжимается) бастапқы клапанды жабады. Газ ағынның СКҚ -дан қайтып шығып кетпеуі үшін клапан (6) бар.

            Сильфонды клапаннан басқа серпімді басқару жүйесі бар клапандар қолданылады. Сильфонды клапандар 20,25 және де 38 мм жұмысшы диаметрмен шығарылады. Клапанның жұмыс(шы) қысымы 21 МПа-ға дейін барады.

            Сильфонды клапандар СКҚ-ға сырттан орнатылуы мүмкін. Бұл үшін СКҚ-нің келте құбырында (патрубок) клапан орнатылатын ершіктер (седло) пісіріледі.  Бірақ бұл жағдайда клапан ауыстыру үшін СКҚ тізбегін көтеру керек.

Сурет 6.7. К типті ұңғылық газлифтті камераның үлгісі.

 

Бұл ыңғайсыздық клапандарды орнатудың жаңа әдісімен жойылады, бұл кезде клапан (3) СКҚ тізбегінің ішіне түсіріліп, ұңғының газлифтті камерасына (1) , ал одан кейін оның орнату ұясына (гнездосына) (2) дейін жеткізіліп сол жерде орнатылады. Клапандар сымда немесе арнайы орнатқыш құрылғысы бар штангілермен түсіріледі (сурет 6.8).

Сурет 6.8. Газлифтті клапанның камераға орнату үлгісі.

1-құралдың сыммен қосылуы; 2- жүкті штанга; 3-ясс; 4- СКҚ; 5- топса (шарнир); 6- ауытқытқыш; 7- орнатқыш құралмен клапан бекіткіші (фиксатор); 8-газлифтті клапан; 9- ұңғылық камера.

            Мұндай СКҚ-ның ішкі қуысына түсірілетін клапандарды СКҚ тізбегін көтермей арнайы жинап алғыштар (съемниктер) арқылы көтеруге болады.

            Арнайы құралдармен құрылғылар: газлифтті клапанды ауыстырып немесе алып тастау керек болғанда, ұңғылық камерада орнатылған саңылаусыз (глухие) тығындар; клапандар немесе саңылаусыз (глухие) тығындарды камерада бекіту үшін фиксаторлар; СКҚ -да құралдың ары қарай жылжуын қамтамасыз ететін жүк штангалары; негізінен құралды шешкен кезде керекті соққыға арналған (гидравликалық немесе механикалық) яссы және т.б. құралдармен құрылғылар   бар.

            Газлифтті қондырғының есептеуінде келесі параметрлердің аңықталуы көзделген:

-берілген сұйық мөлшерін көтеріп алу үшін сорапты-компресссорлы құбырлардың диаметрі;

-газдың меншікті шығыны мен газдың кіріс нүктесінің (жұмысшы клапанның)  тереңдігі;

-іске қосу клапандардың санымен олардың орнату тереңдігі.

            Газлифтті көтергіштің (подьемниктің) параметрлерін есептеу кезінде келесі мәліметтер қолданылады: газдың меншікті шығынына байланысты ұңғының тереңдігі бойынша қысымның үлестірілуі; көтергіш құбырлардың диаметрі; сұйық шығымы (дебит); сулануы; мұнайдың тұтқырлығы мен тығыздығы және т.б.

            Газлифтті көтергіштің (подьемниктің) диаметрін анықтау. Бұл есеп келесі түрде болады. Сұйықтың алымына, сулануына, ұңғы тереңдігіне, қабат қысымына, өнімділік коэффициентіне немесе түптік қысымға, газдық факторға, сағалық қысымға, газбен мұнайдың қасиеттеріне назар аударып газлифтті көтергіштің (подьемниктің) ең оптимальды диаметрін таңдап алу керек.

            Жұмысшы клапанның орнатылыуының тереңдігін есептеуін біз практикалық жұмыстарда қарастырамыз.

            Лифттегі сұйықтың қысымынан жұмыс істейтін клапандармен жабдықталған газлифтті қондырғының есептеуі.

            Қондырғы графикалық түрде қысым-тереңдік координаталарда есептеледі.(сурет 6.9).

1.Айдалған газдың қысымынан жұмыс істейтін клапандармен жабдықталған газлифтті қондырғының есепетеуінде сияқты, жұмысшы клапандардың орнату тереңдігін аңықтау үшін түптік қысым нүктесінен бастап лифттегі газ-сұйық қоспасының қысымының үлестірілуінің қисығын тұрғызады. (сурет 6.9-дағы 1 қисық сызығы)

Сурет 6.9. Қабаттың сипаттамалары белгісіз болғанда  клапандардың орналастыруының есептеу

2.Дегаздалған сұйықтың лифттегі қысымның үлестірілуінің қисығын тұрғызады (2 қисық сызығы).

3.Құбыраралық кеңістікте газ қысымының үлестірілуінің қисығын тұрғызады (3 қисық сызығы).

4.Сұйықтың минимальды градиентінің қисығын тұрғызады (4 қисық сызығы).

5.Ашатын қысымдардың қисығын тұрғызады (5 сызық):

  а)Ашатын қысымдардың қисығының жоғарғы нүктесін анықтайды (Т₁), беттегі ашатын қысым сұйықтың сағалық қысымның (р_у) айдаудың іске қосу қысымның (р_н) 4/1 бөлігінің қосындысына тең;

  б) Газдың айдау қысымының сызығымен сұйықтың минимальды градиенті қисығының арасында (Н_перф) тереңдікте жүргізілген сызықтың ортасында   ашатын қысымдардың қисығының төменгі нүктесін анықтайды (Т₁).

   в) Табылған нүктелерді түзі сызықпен қосады (5 сызық).

   Ашатын қысымдардың сызығының (5 сызық) 1 қисық сызығымен қиылысу нүктесі жұмысшы клапанның орнату тереңдігі болып табылады.

6.Газлифтті қондырғының (Н₁) есептеуінде қолданылатын формула арқылы жоғарғы клапанның орнату тереңдігін аңықтаймыз.

7.Жоғарғы клапанның орналасуының тереңдік сызығын жүргіземіз. Осы сызықтың ашатын қысымдар сызығымен қиылысу нүктесі, жоғары клапанның ашу қысымының нүктесі болып табылады (р_отк1).

8.Осы нүктеден дегаздалған сұйықтың қысымының немесе бастыру (задавочный) сұйықтың қысымының сызығына параллель сызық жүргізіледі. Жүргізілген сызықтың құбыраралық кеңістіктегі газдың қысымының сызығымен қиылысқан нүктесі екінші клапанның орнату тереңдігін береді. Қалған клапандардың орнату тереңдігі дәл осы әдіспен табылады.

            Кей жағдайларда кәсіпшілікте клапандардың орналастыруының қарапайым есептелуі қолданады.

            Қондырғылардың газлифтті клапандарын есептеу үшін бастапқы мәліметтер ретінде ұңғыларды зерттеген кезде анықталған немесе ұқсас ұңғылардың статикалық және динамикалық сипаттамалары қолданады.

            Бұл сипаттамаларға мыналар жатады: сұйықтың жобаланған шығымы; ұңғының тереңдігі: сұйықтың статикалық және динамикалық деңгейі; статикалық және динамикалық түптік қысым; сағадағы қысым; айдалған газдың қысымы; өнімнің және газдың сағадағы және түптегі температурасы; газдық фактор және өнімнің сулалануы; геотермиялық градиент және өнімнің температуралық градиенті және т.б.

            Әдетте көтеру құбырларының тізбегінің диаметрі берілген болады, немесе шығымға (дебит) және НКТ-ның беріктік қасиеттеріне қарай анықталады. Жоғарғы іске қосу клапанның тереңдігі басқарушы қысымға тәуелсіз мына формуламен анықталады:

 

l₁=L_CT+100 (p_пуск-p_у)/(g_ж(1+F_затр/F_труб))                                                                                          (6.1)

 

Бұл жерде L_CT – ұңғыдағы сұйықтың статикалық деңгейі, м; p_пуск -ұңғының іске қосылуы кезіндегі  айдалған газдың максималь қысымы, МПа; p_у -ұңғының тұрақталған жұмыс режимі кезінде  сағадағы қысым, МПа; F_затр , F_труб -сақиналы (құбыраралық) кеңістіктің және көтеру құбырларының аумақтарының қимасы, см²; g_ж - газ-сұйық қоспаның меншікті салмағы, Н/м².

            Егер  l₁< L _CT болса онда іске қосу клапаны L _CT  тереңдікте орнатылады. Айдалған газдың қысымымен басқарылатын екінші және келесі клапандар (жұмысшы клапандарын қоса) келесі тереңдіктерде орналасады:

 

l₁=L_CT+100 (p_г.отк)_n- (p_у-0,02g_ж l_n-1) /g_ж                                                                                          (6.2)

 

бұл жерде n - жоғарғы іске қосу клапаннан санап басталанатын есептелген (расчетный)  клапанның нөмірі; (p_г.отк)_n - ашық есептелген (расчетный)  клапанның қысым, МПа; l_n-1- жоғарыдағы клапанның орнату тереңдігі, м.

            Есептелген (расчетный) клапанның ашу қысымы  жоғарыда орналасқан клапанның жабылу қысымына тең деп алынады, м.

            Мысалыға, екінші клапанның ашу қысымы

           (p_г.отк)₂= (p_г.зак)₁

            Жоғарғы іске қосу клапаны үшін клапандардың ашу қысымы

           (p_г.отк)₁=p_пуск

 

Екінші жұмысшы клапандар және келесі іксе қосу клапандары үшін

           (p_г.отк)_n = (p_г.зак)_n-1-∆p                                                                                                                        (6.3)

 

мұнда іске қосу клапандары үшін ∆p =(0,05...0,175) МПа және жұмысшы клапаны үшін  ∆p =0,28 МПа. ∆p көрсетілген нормалары Т_ст= 288,5К температурасында берілген.

  

            Көтеру құбырларындағы газ-сұйық қоспаның қысымымен басқарылатын клапандары үшін екінші және келесі клапандардың (жұмысшы клапанды қоса) орнату тереңдігі келесі формула бойынша есептеледі

 

            l_n=L_n-1+100[ (p_г)_n- (p_т.отк)_n /g_ж]                                                                                                        (6.4)

                                 

            бұл жерде (p_г)_n – расчетный клапан деңгейіндегі құбыраралық кеңістіктегі газ қысымы, МПа; (p_т.отк)_n - расчетный клапанның ашу қысымы немесе расчетный клапан деңгейіндегі көтеру құбырларындағы газ-сұйық қоспаның қысымы. Қалған клапандардың ашу қысымы.

             (p_т.отк)_n=p_жұм+(1,0¸1,4)МПа                                                                                                          (6.5)

 

бұл жерде p_жұм – ұңғының тұрақты жұмыс режиміндегі құбыраралық кеңістікке газдың айдау қысымы, МПа.

            Сонымен есептеулер нәтижесінде әрбір клапан үшін орнату тереңдігі және берілген тереңдіктегі температурадағы клапандардың ашу және жабылу қысымдары анықталған.

            Клапандардың шығарылған ашу және жабу қысымдарын орындау үшін   стендті жағдайдағы  Т_ст= 288,5К температурасында клапандардың сильфондарының азотпен толтыру қысымы анықталуы керек.

            Әрбір клапанның ұңғы температурасындағы сильфонның толтыру қысымы мына формулалармен анықталады:

            Құбыраралық газдың қысымымен басқарылатын клапандар үшін,

 

            (p_с)_n = (p_г.отк)_n (1-R)+ (p_Т)_n R                                                                                                          (6.6)

 

Көтергіш құбырларындағы газ-сұйық қоспасының қысымымен басқарылатын клапандар

 

            (p_с)_n = (p_Т.отк)_n (1-R)+ (p_r)_n R                                                                                                          (6.7)

 

Сильфонның толтыру қысымы стендттік жағдайларға мына формула бойынша келтіріледі

 

            (p_с)_n = (p_с)_n Т_ст z_ст/ (Т_скв)_n z_скв                                                                                                         (6.8)

 

            бұл жерде Т_ст z_ст – расчетный клапан тереңдігіндегі ұңғы температурасы; z_ст және z_скв – (p_с)_ст  мен Т_ст және   (p_с)_n мен (Т_скв)_n   кезіндегі азоттың сығылу коэффициенті.   

            Клапандардың толтырылуы арнайы кәсіпшілік лабораторияда жасалады.

            Мұнайды газлифтті әдіспен өндіру үшін қолданылатын газды газ құбырына жіберу алдында оны қысу (компримирование) үшін көлемді және динамикалық компрессорлар қолданады.

            Айтылған нысаналарға көп жағдайда газді мото компрессорі және электржетектеуші ортадан тепкіш компрессорлар қолданады.

 

Негізгі әдебиеттер 1

Қосымша әдебиеттер 4

Бақылау сұрақтары:

1.Бату тереңдігін аңықтау?

2.Көтеру биіктігі дегеніміз не?

3.Салыстырмалы бату дегеніміз не?

4.Көтергіштердің классификациясы?

5.Газлифтті қондырғылардың классификациясы?

6.Газлифтті клапандардың классификациясы?

7.Іске қосу клапандардың қондыру орның қалай анықтауға болады?

8.Компрессорсыз лифт кезіндегі жабдықтардың орналасу үлгісі?

9.Ұңғыларға газдың дайындау және беру үлгісі?

10.Периодты газлифт қондырғылары қандай топтарға бөлінеді?