Лекция 6

Дәріс 6. Штангасыз сорапты ұңғыманы пайдаланғандағы жабдықтар. Оларды пайдаланудағы болашағы. Бұрандалы, диафрагмалы батырмал электрлі орталықтан тепкіш сорап қондырғысы. Принципиалды үлгісі (схемасы).

            Кен орның игеруінің кезінде қабат қысымы азаяды, өндірілген сұйықтың сулалануы көбейеді, алынатын қоспада газдың салыстырмалы мөлшері азаяды. Ұңғыдан алынатын сұйықтың деңгейі төмендейді. Фонтандық әдісті қолдана алынбайды, компрессорлы әдіс өте қолайсыз болады, осы кезде олар мұнайды сорапты әдіспен табумен аламастырылады.

            Штангасыз сораптарда ұңғылық сорап және ұңғылық сораптың жетектеушісі болады, олар бір-бірімен байланысады. Сораптың жетектеушісіне энергия кабельмен (электро- жетектеуші болған кезде) немесе құбырмен (гидро- немесе пневмо-жетектеуші болған кезде) жеткізіледі. 

            Жетектеуші мен штангасыз сорап арасында ұзын механикалық қатынас болмағандықтан, штангасыз сорап штангалы сораптарға қарағанда қуаты едәуір үлкен болады. Бұл кейбір штангасыз сораптардың түрлерімен сұйықтың үлкен мөлшерде алуына мүмкіншілік береді. Мұндай сораптарға ең біріншіден электр жетектеушісі бар батпалы ортадан тепкіш сораптар жатады.

            7.1. Суретте ең белгілі  штангасыз сорап қондырығылардың қысқа классификациясы берілген. 

 

Сурет 7.1.Мұнай өндіру үшін арналған штангасыз сораптардың классификациясы.

 

            Қалақты (лопасть), көлемді және инжектерлі (струйных) сораптардың үлгілерінің және конструкцияларының әр түрлілігі штангасыз сораптардың ұңғылық агрегаттардың түрлерінің көпшілігін түсіндіреді. Золотникті реттеулі көлемді поршеньді жетектеушісі бар поршеньді сораптардың ғана 1000-нан аса үлгілері бар.

            Қазіргі кезде қолдануда немесе кәсіпшілік сынауда 10-ға таман әр түрлі сорап түрлері қолданады.  Олардың негізгілері – ортадан тепкіш, бұрандалы (винтовые), электро жетектеулі поршеньді (диафрагмалық), гидропоршеньді, гидрожетектеулі ағынды.

            Штангасыз сорап қондырғыларында сорап және жетектеушіден басқа, басқаруға, энергия тасымалдауға арналған және т.б. жабдықтар бар.

            ЭОС (ЭЦН) қондырғының торабтарының (узел) құрамы және орналасуы сурет 7.2-де көрсетілген.

Сурет 7.2. Электрожетектеуші ортадан тепкіш сорап қондырғысы:

1-электроқозғалтқыш; 2-гидроқорғау; 3-сорап; 4-кабельді желіс; 5- түсіру клапаны; 6- белбеу (пояс); 7-сорапт-компрессорлы құбыр; 8-ұңғы сағасының жабдығы; 9-кабель қосудың шығару пункті; 10-кері (обратный) клапан; 11-газосепаратор; L және D₁ – сорапты агрегаттың ұзындығы және диаметральды габариті; D₂-СКҚ резьбасының диаметрі.

 

            Ұңғылық сорап көпсатылы болып келеді және де 80-нен 500-ге дейін сатыға ие.

            Сұйық сорапқа оның төменгі жағында орналасқан тор арқылы түседі. Тор қабат сұйығының фиьлтрациясының қамтамасыз етеді. Сорап сұйықты ұңғыдан СКҚ -ға жеткізеді. Батпалы электроқозғалтқыш – май толтырылған, герметизацияланған. Оның ішіне қабат сұйығының өтпеуі үшін гидроқорғау торабы (узел) бар. Қозғалтқыш білігі гидроқорғау білігімен қосылып, ол арқылы сорап білігімен байланыста болады. Асинхронды электроқозғалқыштар қолданған кезде олардың біліктерінің айналу жиілігі 2800-2950 ^мин-1 болады.

            Құрамында көп мөлшерде газ бар сұйықты соруға арналған қонгдырғылар сорапты-газосепараторлы модульдармен жабдықталады.

            Беттен электроэнергия қозғалтқышқа кабель арқылы беріледі.

            СКҚ -ның қасында домалақ, ал сорап қондырығының қасында жалпақ кабель. Жалпақ кабельдік қолдануы сораптың және қозғалтқыштың диаметрін көбейтуге мүмкіндік береді, бұл энергетикалық көрсеткіштерге пайдалы.

            Тәжірибе көрсеткендей минимальды саңылау ретінде 6 мм алына алады. Шегендеу құбырларының ішкі өлшемдеріне және қабылданған саңылауға қарай батпалы агрегаттың габариттерін таңдайды.

            Сораптың, қозғалтқыштың және тоқ өткізгіш жалпақ кабельдің орналасуының үш нұсқасы мүмкін, осыған қарай батпалы агрегаттың габариті анықталады. (сурет 7.3)

Сурет 7.3 Ұңғылы сорап қондырығының құрастыру үлгісі.

 

            Бірінші жағдайда (сурет 7.3,а) батапалы агрегаттың габариті А_max қозғалтқыштың диаметріне D_д тең ,  ал насос диаметрі D_н  және жалпақ кабель биіктігі h_k қозғалтқыш габаритіне дәл келеді. Осы жағдайда үлкен қуатпен және электроқозғалтқыштың үлкен ПӘК-ін алуға болады. Бірақ максимальды берілім азаяды, өйткені ортадан тепкіш сораптың берілімі жұмысшы дөңгелегінің диаметрінің кубына тең, яғни Q=f(D_h³).

            Үшінші жағдайда (сурет 7.3, в) D_н= D_д, ал батпалы агрегаттың габариті қозғалтқыштың  (немесе сораптың), жалпақ кабельдің және қорғаныс жабдықтардың (қорғау қаптар және қабырғалар) өлшемдерінің қосындысына тең. Тораптардың орналасуының осындай нұсқасында ортадан тепкіш сораптың берілімі үлкен болады, бірақ электроқозғалтқыш қуаты азаяды. Отандық және дүниежүзілік тәжірибеде көбінесе аралық нұсқа қолданады (сурет 7.3, б).

            Сораптың және қозғалтқыштың диаметрлері сораптың және қозғалтқыштың ПӘК-тері ең тиімді қатынасына қарай анықталады, сонымен бірге құбырдағы және кабельдегі ең минимальды шығын қамтамасыз етілуі керек.

            Кей жағдайларда жалпақ кабель түсірілімнің бүкіл тереңдігінде және НКТ-ның қасында қолданады. Бұл жағдайда кабельдің дұрыс орналасуына қарап отыру керек, өйткені егер ол құбырларға қабырғасымен тұрса, ол түсірілім кезінде зақымдалуы мүмкін.

            Жалпақ кабельдің орта сіңірінің (средняя жила) қызып кетпеуін қамтамсыз ету керек, өйткені көп жағдайларда сорып алынатын сұйықтың температурасы жоғары болғандықтан,  орта сіңірдің (средней жилы) изоляциясы жанып кетіп қондырғының кабель бойынша қондырғының істен шығуы болады.

            Трансформаторды токтың кернеуін жоғарлату үшін қолданады, ол әдетте кәсіпшілік желіден алынады (әдетте 380В). Қозғалтқыштың кернеуі әдетте жоғары болады (400-2000 В және одан жоғары). Сонымен бірге трансформатор ұзын кабельдегі азайған кернеудің орнын толтыру үшін керек.

            Басқару станциясы арқылы қондырғыны берілген программамен автоматты немесе тікелей қолмен қосуға немесе сөндіруге болады және оны төтенше жұмыс режимінде сөндіруге болады. Одан басқа станция токтың күшін және кернеуі көрсететін жабдықтарға ие, ал кей модификацияларда одан да көп сипаттамаларды көрсетеді (мысалыға –кабель изоляциясның келерігісін). Қазіргі заман станциялары жүйенің керек жұмыс режимін “қабат-ұңғы-сорап қондырғысы” қолдауға мүмкіндік береді, одан басқа ҚЭОС-тың (УЭЦН) диагностикасын жүргізуге мүмкіндік береді.

            СКҚ тізбегі 7 кері және 9 түсіру клапандармен жабдықталады. Кері клапан конустық резьбасы бар СКҚ -ның шеттеріндегі арнайы муфтада орналасады. Кері клапанның муфтасында седло, шар және шардың көтерілуінің шектейтін арнайы құрылғы бар. Кейбір кері клапандардың конструкцияларында жапқыш (заприающий) элементтердің басқа түрлері қолданады (конус, тарель). Кері клапан сорап тоқтаған кезде  СКҚ тізбегінде сұйықты сақтау үшін және сораптың әрбір тоқтауы кезінде құбырды қайтадан толтыруға уақыт кетпеу үшін керек, сонымен бірге кері клапан қондырғының іске қосылуын жеңілдетеді. Іске қосу көтеру құбырларының тізбегінде сұйық толтырылған кезде болады, яғни үлкен қысым кезінде. Бұл қысымды одан әрі көбейтуге болады, ол үшін сағадағы суырма ысырманы жабу керек. Үлкен қысымдарда ортадан тепкіш сорап (аз қысыммен және үлкен беріліспен салыстырғанда) аз жетектеуші қуатты қажет етеді. Сондықтан қондырғының іске қосылуы жеңілдетіледі, әсіресе алқа терең болған кезде.

            Түсіру клапаны ұңғыдан агрегат шығару алдында құбырлар тізбегін сұйықтан босатуға мүмкіндік береді, бұл тек қана тізбекте кері клапан болса ғана мүмкін.  Түсіру клапаны  құбырлар тізбегіне бекітілген арнайы муфтада орналасады. Муфтаға ішкі тесігі бар ниппель орнатылған, ол құбырлар тізбегімен жабылған  ұңғының қуысымен байланысқан. Құбыр ішіндегі ниппель оның ішіне ломик түскенде сол ниппель сындырылсын деп бекітіледі, ниппельдің ашылатын тесігі құбырды ұңғының қуысымен қосады. Осы тесік арқылы сұйық құбырлардан ұңғыға ағады. Егер қондырғыда құбырды парафиннен босату үшін қолданатын арнайы скребок болса мұндай түсіру клапанды қолдануға болмайды. Скребок бекітілетін сым үзілгенде ол құлап ниппель сындырады,  осы себептен ұңғыға сұйықтың керексіз ағуы болады, бұл жағдай агрегатты көтеруге мәжбүр етеді. Осы себептен калапандардың басқа түрлері де қолданылады, олар ломиксіз құбырдағы қысымның жоғарлатылуы арқылы жұмыс істейді.

            Сурет 7.4.-те ресейлік мұнайды өндіру үшін арналған электржетектеуші ортадан тепкіш сораптардың шартты белгілер  құрылысы.

Сурет 7.4.  Ресейлік мұнайды өндіру үшін арналған электржетектеуші ортадан тепкіш сораптардың шартты белгілер  құрылысы.

 

            Сораптың, газосепаратордың және қозғалтқыштардың құрастыру ұзындығы 25м және одан да көп болу мүмкін. Мұның бәрі ешбір өзгертушісіз жұмыс істеп тұратын жағдайдағы біліктің айналу жиілігінің ең үлкен мәнің қабылдауға мәжбүр етті. Токтың жиілігі 50 Гц болғанда айналу жиілігі синхронды ботелады- 3000 мин^-1, сырғанауды есептегенде 2800-2950 мин^-1. Ротордың айналу жиілігінің жоғарлатуы арқылы ортадан тепкіш сораптың жұмысшы сатының берілісі және қысымын үлкейту үшін батпалы қозғалтқыштардың арнайы жабдықтары немесе электроқозғалтқышты қоректендіретін токты жиілігін өзгертушілер пайдаланылады.

            Сораптардың және қозғалтқыштардың әр түрлі конструкциялық ерекшеліктері (агрессивті ортада, үлкен температураларда қолдану шарты, бірнеше ай бойы үзіліссіз және профилактикалық ремонтсыз жұмыс істеуі) конструкторлар және технологтар алдына бірқатар қиын міндеттер қойды. Осыған қарамастан 50-80 мм диаметрлі дөңгелектері бар эффективті, жоғары қысымды сорап сатылары жасалды, ұзындықтары 6-7 м және диаметрі 17-26 мм болатын біліктері және ұзындықтары 6 м-ге ал ішкі диаметрлері 17-26 мм-ге дейін жететін түзу сызықты тұрқыларды жасаудың технологиялық жолдары табылды. 

            Отандық және дүниежзілік сорап жасау өндірісінің үлкен тәжірибесі, машина жасау өндірісінің технологиялық процестерінің үлкен дәрежеде дамуы бұл мақсаттардың шешілуіне жәрдемдеседі.

            Ұңғылық ортадан тепкіш сораптар көп сатылы машиналар болып табылады. Бұл ең біріншіден бір сатымен жасалатын қысымның аз мәндерімен түсіндіріледі (жұмысшы дөңгелекпен немесе бағыттаушы аппаратпен). Өз кезегінде бір сатының қысымының ең үлкен мәндері жұмысшы дөңгелегінің сыртқы диаметрінің кіші көлемімен анықталады, ол шегендеуші тізбектің ішкі диаметрімен және қолданылатын ұңғылық жабдықтардың өлшемдерімен шектеледі – кабельдің, батпалы двигательдің және т.б.

            Ұңғылық ортадан тепкіш сораптың конструкциясы жәй, тозуға шыдамды, және де коррозияға жоғарлатылған тұрақты болу мүмкін. Торабтардың диаметрлері және құрылымдары барлық сораптарға негізінен бірдей болады.

            Қарапайым құрылысты ұңғылық ортадан тепкіш сорап ұңғыдан құрамында 99 %-ға дейін су бар сұйықты соруға арналған. Сорылатын сұйықтың құрамында механикалық қоспалардың мөлшері 0,01%-тен аспауы керек, механикалық қоспалардың қаттылығы Моос бойынша 5 баллдан аспауы керек; күкіртті сутек 0,001%-тен аспауы керек. Жасаушы-заводтардың техникалық талаптары бойынша, сораптың қабылдауында бос газдың құрамы 25%-тен аспауы керек.

            Коррозияға тұрақты ортадан тепкіш сорап құрамында 0,125%-ке дейін (0,125 г/л дейін) күкіртті сутек бар қабат сұйығын соруға арналған.

            Тозуға шыдамды сораптар құрамында 0,5 г/л-ға дейін механикалық қоспалар бар сұйықты сора алады.

            Ұңғылық ортадан тепкіш сораптың жұмысшы органы болып, жұмысшы дөңгелектең және бағыттаушы аппараттан тұратын, цилиндрикалық (ЦҚ) және көлбеген цилиндрикалық (КЦҚ) қалақшалары бар сорапты саты болып табылады (сурет 7.5).

Сурет 7.5. ЭОТН-тың сатысы.

1-бағыттаушы аппарат; 2,4-сақиналы қалақшасыз камера; 3-жұмысшы дөңгелек; 5- төменгі тіреу шайбасы; 6-қорғау төлкесі; 7- жоғарғы тіреу шайбасы; 8-білік.

 

            86 және 92 мм  сыртқы диаметрлі сораптарда 125 м³/тәу дейін номинальды берілісте ЦҚ-лы сатылар қолданылады, диаметрі 103 мм-ге дейінгі сораптарда  160 м³/тәу дейін және диаметрі 144 мм сораптарда 250 м³/тәу дейін.

            ЕЦҚ-лы сатылар үлкен берілісті сораптарда қолданылады. Өзінің қолдану аймағында ЕЦҚ-ның ЦҚ-ға қарағанда ПӘК-і жоғары болады және КЦҚ-ның берілісі ЦҚ-ға қарағанда 1,5 есе үлкен болады. Сатылардың сыртқы диаметрлері 70,80,90 және 100 мм болады.

            Сатылар әрбір секцияның цилиндрикалық тұрқысының  оймасында орналасады. Сораптың бір секциясында оның монтажды биіктігіне қарай 39-дан 200-гк дейін сатылар орналасу мүмкін. Сораптағы сатылардың максимальды саны 550 данаға дейін жетеді.

            Осындай көп сатылары бар ЭОТС-ты құрастыру үшін және білікті өстік күштен босату үшін жүзетін жұмысшы дөңгелек қолданады. Сораптағы жұмысшы дөңгелек өстік бағытта білікке бекітілмейді және бұрылудан призмалық шпонкамен ұсталынады. Бағыттауыш аппараттардың тіреуіш беттерімен шектелген аралықта дөңгелек өстік бағытта бос қозғала алады. 

            Дөңгелек әрбір СС-ның ( сораптың саты) индивидуальды өстік тірегіне тіреледі, бұл тірек алдағы сатының бағыттаушы аппаратының тіреуші буртынан және жұмысшы дөңгелегінің оймасына пресстелген антифрикциялы тозуға шыдамды шайбадан тұрады; осы жағдайда  дөңгелектің алдыңғы тығыздауышы арқылы сұйықтың ағып кетуі нөлге жақын. Бірақ жүзетін жұмысшы дөңгелегінің механикалық ПӘК-і дөңгелектің төменгі тіреуішінің үйкелісі шығыны үшін төмендейді. Бұл шығындардың шамасы  бірінші жақындауы (приближении) кезіндегі  жұмысшы дөңгелегіне әсер ететін өстік күшке пропорционал.

            Сорап сатысының салыстармалы сипаттамалары 7.6 суретте көрсетілген.

Сурет 7.6.    Сатының салыстармалы сипаттамалары

1-салыстырмалы ПӘК ; 2-салыстырмалы қысым (H); 3- салыстырмалы өстік қысым (P_oc); 4- салыстырмалы қуат (N); q- салыстырмалы беріліс; Q-шын беріліс; Q_опт -максимальды ПӘК-қа сәйкес оптмальды беріліс.

 

            Салыстырмалы өлшемді  шын өлшеммен ПӘК максимал мәнге жететін оптимальды режимдегі сәйкес өлшемінің қатынасы деп түсінуге болады.

            Өстік күштің нольдік берілісі шамамен 10% жоғарлатып кеткен режимдерде СС-ның жұмысшы дөңгелегі “қалқып шығу” мүмкін, яғни тірекке дейін жылжып кету мүмкін. Ал бұл тірек бағыттаушы аппараттың тірегінің буртынан және жұмысшы дөңгелектің үшкірленген жеріне пресстелген шайбадан тұрады.  Берілістің жоғарлатылуы кезінде жұмысшы дөңгелегінің қалқып шығуы  қысымның, ПӘК-тің секіргіш төмендеуімен ере жүреді,  және қолданатын қысымның қатты өсуімен ере жүреді. Ашық ысырмалы режимнен берілістің төмендеуі кезінде, салыстырмалы мағына берілісі кезінде жұмысшы дөңгелек төменгі орналасуына түседі.

            q=0,9-1,0.

            Қазіргі кезде ЕЦҚ-лы сатылардың дөңгелектерінен өстік күштен босатудың ең таралған әдісі мындай түрде болады, бұл босатуды екінші жоғарғы тығыздауыштың қасында, дөңгелектің жетектеуші дискінің ар жағында камера жасау арқылы жүзеге асырыады. Осы камерада жетектеуші дисктегі тесіктері арқылы  дөңгелектің кірісіндегі қысымдар теңестіріледі.  (сурет 7.7. а). Жұмысшы дөңгелегінің босатылуы өстік күшті елеулі азайтуға мүмкіндік береді. Мұндай сатылардың жұмысшы дөңгелектері босатылмаған ұқсас сатыларға қарағанда бірнеше артықшылықтары бар: жұмысшы дөңгелектің индивидуальды төменгі тіреуіштің жұмыс ресурсы жоғары, сатының жоғары ПӘК-і.

            Жұмысшы дөңгелектері босатылған сатының кемшіліктері ретінде технологияның қиындатылуын, шығарып дайындалуына көп еңбек қажет ететіндігін және босатқыш тесіктердің қоқыстануы және жұмысшы дөңгелегінің жоғарғы тығыздаушының тозуы кезіндегі функционалдық бұзылуын  жатқызуға болады.

            СС–ның индивидуальды өстік тіреуішін және сатыаралық тығыздауышын күшейту үшін сатының екітіреуішті конструкциясын қолданады. СС-ның екітіреуішті конструкциясы біртіреушті конструкцияға қарағанда бірнеше артықшылықтарға ие. Олар: сатының индивидуальды төменгі өкшесінің тозуға шыдамдылығы,  біліктің коррозиялы-аггресивті және образивті аққыш сұйығынан сенімді айырылуы, жоғарлатылған жұмыс істеу ресурсы және сатыаралық тығыздауыштардың өстік ұзындықтары арттырылғандықтан сорап білігінің жоғары беріктігі., ЭОТС-да олар тығыздауыштан басқа қосымша радиальды подшипник ретінде жұмыс істейді.

Сурет 7.7. Сатылар конструкциясы.

а- босатылған жұмысшы дөңгелекпен, б-екітреуішті.

1-тұрқы; 2-бағыттаушы аппарат; 3- жұмысшы дөңгелек.

 

            Біртіреушті сатыларға қарағанда екітіреуішті сатылардың шығарылып істелуі өте қиын.

            Әр түрлі сораптардың сатылары жұмысшы материалдарымен, үйкеліс екіліктерімен және де басқа конструктивті бөлшектерімен айырылады.

            «Новомет» фирмасымен өндіріліп шығарылатын сорапты саты басқаларға қарағанда ерекшеленеді (сурет 7.8).

Сурет 7.8. Ортадан тепкіш-құйынды сораптың сатылары. “Новомет” фирмасы.

1-білік; 2-шпонка; 3-жұмысшы дөңгелек; 4-радиальды қалақша; 5-бағыттаушы аппарат; 6- төменгі тіреуішті шайба; 7- жоғарғы тіреушті шайба; 8-сорап тұрқысы.

 

            Жұмысшы дөңгелектің (3) үстіңгі дискісінде радиальды қалақшалары (2) бар, осы қалақшалар бағыттаушы аппараттың (1) төменгі дискісімен қосылып құйынды сораптың қарапайым конструкциясын құрайды. Мұндай конструкцияның көптеген артықшылықтары бар: біріншіден сатының қысымы 15-25%-ке көбейеді, бұл сораптың ұзындығын сақтай отырып сораптың қысымын үлкейтуге немесе тұрақты қысым сақтай отырып сораптың ұзындығын қысқартуға мүмкіншілік береді. Екіншіден құйынды сатының болуы газ-сұйықты қоспаның гомогенизациясын қамтамасыз етеді, бұл батпалы сораптың берілісте көп мөлшерлі бос газ болған кезде жұмыс істеуіне мүмкіншілк береді. Үшіншіден үстіңгі дискіде радиальды қалқшалардың болуы жұмысшы дөңгелекке әсер ететін өстік күштін төмендетілуін қамтамасыз етеді, бұл өз кезегінде жұмысшы дөңгелектің төменгі тіреуіш шайбасының (4) жұмыс істеу ресурсын көбейтеді. “Новомет” фирмасының сорабының жұмысшы дөңгелегі ұнталы металлургия әдісімен істелетіндіктен оның сенімділігі және ПӘК-і одан әрі артады.

 

       

Мұнайды өндіру үшін сораптардың ортадан тепкіш газосепараторлары.

 

ЭОТСҚ  қолданатын ұңғыларда  газбен күресудің келесі әдістері белгілі:

-          сорапты белгілі зонаға түсіру, бұл зонада қабылаудағы қысым сораптың оптимальды берілісін және оның тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді  ;

-          сепаратордың әр түрлі конструкцияларын қолдану;

-          сораптың қабылдауында бытыратушы (диспергируйщий) құрылғының орнатылуы;

-          құбыраралық кеңістіктен газдың түсірулуін мәжбүр ету;

-           “конусты” және “сатылы” комбинцаиялынған сораптарды қолдану;

            Сораптың қабылдауында мұнайдың қандыру қысымына немесе оған жақын қысымды істеу. Бұл әдіс технологиялық және организациялық жағынан оңай болғандықтан өте көп тараған, бірақ жоғарыда айтылған әдісті қолдану үшін сорапты үлкен тереңдікке түсіру керек,  ал бұл тиімсіз. Мұның себебі СКҚ-ға, кабельге, электрэнергиясына және СПО-ға қосымша қаражат керек және де бұл технологиялық жағынан көп жағдайда мүмкін емес.

            Сепараторларды қолдану.  Бұл әдіс сораптың қабылдауында  газ және сұйықты бөліп, газды құбыраралық кеңістікке шығара алатын  арнайы құрылғыларды қондыру қажет етеді.

            Диспергаторларды қолдану. Диспергаторлардың қолдануы берілісте газдың мүмкін көлемінің мәнін 0,1-ден 0,25-ке дейін көбейтуге мүмкіндік береді, бұл ортаның жұқадисперсты құрылысының пайда болуы арқылы жүзеге асады. Диспергаторлар тұтқыр эмульсияның құрылысын жақсы  бұзатындықтан суланған ұңғыларда пайдалануға өте тиімді.

            Диспергатор  ағынға күшті турбулизатор болып табылады, және газ-сұйықты қоспаның құрылысын тегістейді. Дипергатор сораптың бірнеше сатысының орнына оның сыртында немесе ішінде қондырылуы мүмкін.

            Құбыраралық кеңістіктен газдың мәжбүр түсірілуі. Ұңғыны қолдану кезінде сорап қабылдау зонасындаға газдың бір бөлігі сұйықтан құбыраралық кеңістікке бөлініп шығады. Оның ішінде жиналып, газ сұйықты сораптың қабылдауына дейін ығыстырып, сорапқа түсіп, оның берілісін азайтып немесе құрғақ үйкеліс режиміндегі  төтенше жұмысқа әкелуі мүмкін. Одан басқа газ қабатқа қарама-қарсы басып сұйықтың ағының азайту мүмкін.

            Аралас (комбинированный) сораптарды қолдану. Егер сериялы сораптың қабылдауында кейбір сатыларды үлкен берілісті сатымен алмастырса газдың “жаман” әсері азаяды. Каналдың үлкен аумағына ие болып бұл сатылар қабылдауға  газ-сұйық қоспасының үлкен кіруін қамтамасыз етеді. Сериялы сораптарға түскенде сығылу және газдың сұйықта еруі арқылы қоспаның көлемі азаяды, бұл арқылы оптималды беріліс іске асада.

 

Батпалы электроқозғалтқыш.

 

            Батпалы электроқозғалтқыш үш фазалы асинхронды  қысқа тұйықталған қозғалтқыш болып табылады, оның ішкі аумағы маймен толтырылған. Ол ішінде статор мен ротор орналасқан тұрқыдан (12), подшипниктерге қондырылған біліктен (11), ал головкасында табаннан (3) және асты табаннан (4) тұратын тіреуіш подшипник орналасқан. Статор кезектесіп жүретін бөлек магнитті (8) және магнитті емес (9) секциялардан жиналады. Ротор роторды жестьттер пакетінен (10) құралады. Магнитті емес секцияларда  радиальды сырғанау подшипниктері (7) орналасқан.

            Статордың орауы және “тиін қақпағының” мыс стерженьдері арнайы паздарында жатқызылған.  Статор орауының шығарулылары (выводы) головкада (2) орналасқан кабельді енгізудің  (5) (ввод) колодкасымен байланыстырылады.

Сурет 7.16. Батпалы электроқозғалтқыш.

 

            Электроқозғалтқыш ішінде майдың циркуляциясы (айналымы) үшін қозғалтқыштың бос білігінде турбина (6) орнатылған. Оның айналуы кезінде май ротор және статор арасында қозғалады, статордың жинағындағы (набор) арнайы тесіктерден ағып, біліктің төменгі жағында орналасқан фильтрдан (13) өтеді. Осы кезде май подшипниктерді майлайды және жылуды қызу көзінен тұрқыға апарды, ал ол өз кезегінде қабат сұйығымен суытылады. Қозғалтқышты толтыру үшін тұтқырлығы аз, жақсы майлау қасиеттері бар және жоғары тескіш кернеуі бар май қолданылады (высокое пробивное напряжение). (40 кВ төмен емес.

            Сораптың табанында (14) гидроқорғау компенсаторы қондырылады, ол электроқоғалтқышпен фланецті қосылыс арқылы байланысады.

            Электроқозғалтқыш тұрқысының жоғары бөлігінде протектормен фланецті қосылыспен байланысады,  электроқозғалтқыш білігі протектор білігімен шлицевті муфта (1) арықыл байланысады.

            Протектор электроқозғалтқышты қабат сұйығынан қорғайтын гидравликалық қорғау және температура өзгергенде майдың көлемінің өзгеруін компенсациялайды. Ол электроқозғалтқышпен сораптың арасында орналасады.

            Протектор құрылысын Г типті гидро қорғаудың үлгісінде қарастырамыз (сурет 7.17)

Сурет 7.17. Гидроқорғау протекторы

            Протектор (1) электроқозғалтқыштан төмен орналасқан (2) май көлемінің компенсаторынан (3), майысқақ диафрагамасы бар бөлгіш камерадан (4), торцевой тығыздауыштары (1) және (3) бар біліктен және тіреуіш өкшеден (2) тұрады.

            Протектор келесі әдіспен жұмыс істейді: ішкі қуыс А-да тұтқырлығы аз май орналасады, мысалыға электроқозғалтқыш толтырылған трансформатор майы. Бұл қуыс электроқозғалтқыш аумағы арқылы май аумағының компенсаторы қуысы В-мен байланысады.  Иілгіш элемент қоршаған ортаның қысымын Б қуысына жібереді.

            Майдың жұмсалуы кезінде компенсатор көлемі азаяды. Майдың көлемі үлкейген кезде қызу нәтижесінде  компенсатор көлемі үлкейеді.

            В қуысында екібетті өкшені майлауға арналған май орналасады – сорап білігінен өстік қысымды қабылдайтын тіреуіш пошипник. Өкшеден жоғары және төмен торцевые тығыздаушытар орналасады: төменгісі – электроқозғалтқышпен жалғанған ішкі қуысты В герметизациялайды, ал жоғарғысы – тіреуіш подшипникті майлауға арналған майды ағызбауы үшін арналған.

            Май жұмсалуы кезінде  қуыс Б-дан қуыс А-ға клапан (7) арқылы қабат сұйығы түседі, ол жерде сұйық тыныдырылып мұнай мен суға бөлінеді. Майдың толық жұмсалуынан кейін мұнай түтік (5) және тесік арқылы В қуысына түседі де ротордың білігінің подшипниктерін майлайды.      

            ЭОТСҚ қолдануға арналған ұңғы сағасының  құрылғылары СКҚ-ның агрегатпен кабельдің  ілінуін, ұңғы өнімінің манифольдқа түсірілуін, СКҚ тізбегімен шегендеуші тізбегі арасындағы кеңістікті герметизациялауын, кабель кіруін, манифольдқа  газдың қысымының артуы кезінде құбыраралық кеңістіктен газдың қайта кіруін, ұңғы зерттеу үшін құрылғылардың орнатылуы – СКҚ тізбегінде және құбыраралық кеңістікте қысымды өлшеу үшін манометрлер, ұңғыда сұйықтың деңгейін өлшеу және т.б.

            Сағалық жабдықта (шегендеуші тізбекте орнатылатын) ішінде кабельмен СКҚ -ны герметизациялайтын тығыздауыштар және алынатын тұрқылар орналасқан құбыр басы (трубная головка) бар. Тығыздауыштар алынатын фланецпен қысылады. Құбыраралық кеңістіктен газдың жіберілуі үшін тізе (колено) бар, ол құбыраралық кеңістікті кері клапан арқылы манифольдпен байланыстырады. Құбыр басы (трубная головка) ұңғыны зерттеу кезінде қолданатын және аспапты қосу үшін арналған, тесіктермен жабдықталған.

 

Бұрандалы ұңғылық сораптар қондырғылары.

Сорап көлемдік сораптардың келесі артықшылықтарына ие: салыстырмалы аз беріліс кезінде әжептәуір жоғары тиімділік (16-200м3/тәу беріліс кезінде 60-70%), тұтқыр сұйық арасында жұмыс кезінде жұмыстың жоғары тиімділігі (6-10-4 м2/с дейін). Одан басқа сорап берілісі бір қалыпты, соққыларсыз болады, сорап жұмыс істеу кезінде  тұрақты эмульсиялар болмайды. Сорап жұмысшы мүшелерінің жасауының қарапайымдлығымен ерекшеленеді. Сораптың кемшілігіне олардың арындарының (напор) ұзын бұрандалар және құрсаулар (шеңбер) жасауының технологиялық жағынан мүмкіндіктермен шектелегенің және сораптың бұрандасы тек қана өз өсімен ғана айналуын, және де эксцентрисетпен айналуын жатқызуға болады. Бұл  бұрандамен жетектің білігін байланыстыратын эксцентрикалық муфталарды қолдануға мәжбүр етеді, ал бұл конструкцияны күрделетеді. Сорап білігінің эксценриситет бойынша айналуы агрегатта радиальды инерциялы күштерді тудырады.

            Негізінен бұрандалы ұңғымалы сораптар мұнай кен орындарында қабат сұйықтарын алу кезінде өзінің жоғары тиімділігн көрсетті, әсіресе жоғары тұтқырлық болған кезде.

            Ұңғылық бұрандалы сораптың қондырғысында компенсаторы және гидроқорғауы бар батпалы электроқозғалтқыш, ұңғылық сорап (бұрандалы), кері және ағызып жіберетін клапандар, ендірілген СКҚ, саға қондырғылары, трансформатор және басқару станциясы бар. Қозғалтқыш ЭОТС қозғалтқышындағыдай 50 с-1 айналу жиілігімен және одан аз айналу жиілігмен (25с-1) қолданылады, бірақ қозғалтқыш конструкциялары приницпиальды бірдей болады.

            Сериялы шығарылатын екі жұмысшы мүшесі бар ұңғылық бұрандалы сорап (3) және (6) жұмысшы бұрандалардан, (4) және (7) құрсаулардан, (2) және (5) эксцентрикалық муфталардан (бір муфта бұранадаларды бір-бірімен қосады, ал екіншісі төменгі бұранданы сораптың қосқыш білігімен байланыстырады), жоғары жұмысшы мүшенің қабынан, сақтагдырушы поршеньді-золотникті клапаннан (8) және іске қосу муфтадан (1) тұрады.

Сурет-7.18 Бұрандалы сорап құрылғысы

 

            Ұңғыдан шығатын сұйық қабылдауыш торлар арқылы сораптың жұмысшы мүшелеріне түседі. Айналатын бұрандалар сұйықты бұрандалар арасындағы кеңістікке айдайды, ол жерден ол жоғарғы жұмысшы мүшенің қабығы (кожух) арқылы сақтандырушы клапанға (8), ал одан кейін СКҚ -ға (9) түседі.

            Бұрандалар арасындағы кеңістіктегі айдау қысымы жоғарғы және төменгі бұрандалрға әсер етіп, олардың жинауын (сборка) өстік күш салудан босатады. Бұл кездегі сораптың беріліс схемасы екі бұранданың берілістерінің суммасына тең. Сораптың арыны бір бұрандамен жасалатын арынға тең.

            Сораптың бұрандалары құрылғысы бар токарь станогында легирленген болаттан жасалып, тозыққа төзімді шыдамды хром қабатымен қапталады. Бұрандалар тек қана өз өсімен ғана емес, сонымен бірге эксцентриситет бойынша айналатындықтан, конструкторлар радиальды инерциялы күштердің азаюының жолдарын іздейді. Бұл күштерді құрсаудың өсіне қатысты бұранданың өс эксцентритетін, бұранданың айналу жиілігін және бұранда массасын азайту арқылы азайтуға болады. Бұранданың массасын азайту үшін болаттан жеңіл материалдар қолданады, мысалыға титан қорытпалар (мұндай бұрандалар берілісі 100 және 200 м3/тәу болатын сораптарда болады). Құрсау ішінде резиналы жұмысшы бөлігі бар болатты тұрқыдан тұрады. Резина пресс-формадағы тұрқыға нығыздалады (прессуются), оның стержені екі кірмелі (двухзаходный) бұрандалы жұмысшы қуысты құрайды. Резина мұнайға және тозыққа төзімді болады.

            Екі универсальды шарнирі және олардың арасындағы валигі бар эксцентрикалы муфталар бұрандаларға күрделі планетарлы қозғалыс жасауға мүмкіндік береді. Айналу моментін беруші муфталардың конструкциялары, өстік күш салуларды қабылдауға есептелген. Бұл күш салулар әсіресе қуыста екі бұранданы байланыстыратын  муфтада жоғары болады, бұл жерде бұрандаларға айдау қысымы әсер етеді.

            Сақтандырушы клапан (8) сораптың жұмысшы мүшелерін айдалатын сұйықтың жеткіліксіз майлауынсыз жұмыс істеуінен және сораптың әжептәуір арын кезінде жұмыс істеуінен сақтандырады. Бұл жағдайларда клапан СКҚ -дан шыққан сұйықты ұңғыға сорап қабылдауына жібереді. Клапан тұрқы, золотник және поршені бар седлодан тұрады.

            Іске қосу муфтасы сораптың төменгі жағында орналасқан сораптың қосушы білігімен және гидроқорғау арасында болады. Ол суырмалы жұдырық (кулачок) арқылы  сораптың электроқозғалтқыш өзінің айналу моментінің максимумына сәкес келетін біліктің айналу жиілігіне жеткенде іске қосуын қамтамасыз етеді. Бұл сораптың сенімді іске қосуын қамтамасыз етеді. Бұдан басқа муфта сорапты бұранданың жұмысшы бағытына кері айналуынан сақтайды.

            Бұрандалар кері бағытта айналған кезде, біріншіден сұйық СКҚ -дан ұңғыға ағады, екіншіден сорап жинауында оюдың ашылып кетуі мүмкін.

 

Диафрагмалы ұңғылық сорап қондырғылары.

 

            Диафрагмалы ұңғылық сорап қондырғылары электрожетектеушісі бар көлемді плунжерлі сораптарға жатады. Бұл сораптарда алынатын сұйық қабылдауышы және айдаушы клапандар арқылы өткенде, сораптың және жетектеушінің қозғалмалы бөлшектермен әсерлеспейді. Ол олардан резиналы диафрагмамен бөлінген. Бұл  берілген сораптардың қолданудың спецификасын түсіндіреді. Олар агрессивті қабат сұйығы және құрамында әжептәуір механикалық қоспалары (қабаттан шығатын құм) бар сұйықты алуға арналған.

            Диафрагмалы ұңғылық сорап қондырғысы ұңғыға СКҚ -ға түсірілген батпалы сорап агрегатынан (сораптың және электрожетектеушінің), құбырлар қасында жүретін кабельден, СКҚ тізбегіне орнатылған жіберуіші клапанынан, сағалық жабдықтардан және бетте орналасқан басқару станциядан тұрады.

Сурет 7.19. Диафрагмалы сорап сүлбесі.

  

            Батпалы агрегатта айдаушы 1 және сорушы 2 клапандарығ диафрагма 3, серіппе 3 және поршень 5 болады. Поршень астында бұрыштық тісті беріліс 7 арқылы айналатын эксцентрик 6 орналасқан. Одан төмен электроқозғалтқыш 8 және компенсациялаушы диафрагма 9 орналасқан.

            Поршень үстіндегі А қуысы және жетектеуші қасындағы Б қуысы маймен толтырылған. А қуысында қатаң бекітілген май көлемі болады. Бұл қуыстан ағып кеткен майдың қалпына келуін, цилиндр тұрқысында орналасқан арнайы клапан қамтамасыз етеді. Бұл клапаннан А қуысындағы артық май да шығарылады. Бұл клапандарды диафрагмамен итеруші (толкатель) арқылы байланыстырылған көмекші поршень басқарады.

            Батпалы агрегат келесі түрде жұмыс істейді. Қозғалтқыш білігі және бұрыштық тісті беріліс айналған кезде эксцентрик 6 айналып, эксцентрикке серіппемен 4  қысылған поршень 5 жоғары және төмен қозғалады. Сүлбеде поршеннің жоғарғы орындағы жағдайы көрсетілген. А қуысының көлемі өзгермегендіктен, поршень төмен жылжыған кезде  май поршеньмен босатылған кеңістікті толтырады, ал диафрагма 3 төменге түседі (диафрагманың төменгі жағдайы пунктирмен белгіленген). Сораптың клапан астындағы жұмысшы қуысында қысым төмендеп, ұңғыдағы сұйық сорылады. Эксцентриктің келесі айналым кезінде ол поршеньді жоғары жылжытып, май дифрагмаға басып оны жоғарғы жағдайға әкеледі. СКҚ-ға 1 клапан арқылы сұйық айдалады. Сонымен айдалатын сұйық тек қана клапандарды, диафрагманы және жұмысшы қуыстың қабырғаларын тиеді. Поршеннің 5 қозғалуы үшін  Б қуысының көлемінің өзгеруі диафрагмамен 5 компенсацияланады.

            Бұрыштық бісіт беріліс және поршеннің эксцентрикалық жетектеушісі  аз габаритті батпалы агрегатта орналасқан соң, олардың қуаты 3-6 кВт-пен шектелген. Электроқозғалтқыш үш фазалы, асинхронды, маймен толтырылған. Электроқозғалтқыш білігінің айналу жиілігі 1350-1500 мин-1. Тісті берлііс айналу жиілігін шамамен 2 есе азайтады. Осыған орай поршеннің бір минуттаға қадам саны 750-ге ал қадам ұзындығы 15 мм-ге тең болады. Құрамында 1,8%-ке дейін механикалық қоспалары бар қатты суланған сұйықтың (90%) алынуы кезінде отандық сораптар жөндеу аралық жұмыс периодына ие (200 тәулікке дейін). Дәл осы жағдайдағы ЭОТС (ЭЦН) сораптарының жөндеу аралық жұмыс периоды 2-3 есе кіші болады.      

 

Негізгі әдебиеттер 1 [ 1,2,3,4,5,6,7,8, 58-104 бет], 2[1,2,3,4, 226-263 бет]

Қосымша сұрақтар 10 [113-167 бет], 7[10-78 бет].

Бақылау сұрақтары:

1.       Штангасыз сорапты қондырғылардың классиффкациясы?

2.      Электрожетектеуші ортадан тепкіш сорап қондырғысы?

3.      Гидроқорғау міндеті?

4.      Кері және ағызып беруіш клапандардың міндеті?

5.      Домалақ кабельдің кмешілктерімен артықшылықтары?

6.      ЭОТСҚ 5А-500-800?

7.      Ортадан тепкіш сораптың жұмысшы сипаттамалары?

8.      Механикалық қоспалары бар сұйықты алған кездегі сораптың жұмыс істеу уақытын қалай көбейтуге болады?

9.      Ұңғы сағасының жабдықтары?

10.   Ұңғылық бұрандалы сораптар қондырғылары?

11.   Ұңғылық диафрагмалық сораптар қондырғылары?