Файл: Коллоквиум 3 по дисциплине Оператор по добыче нефти и газа на тему.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 15
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Институт геологии и нефтегазовых технологий
Кафедра геологии нефти и газа имени академика А.А. Трофимука
КОЛЛОКВИУМ № __3__
по дисциплине «Оператор по добыче нефти и газа»
на тему: __________Наземное скважинное оборудование________________
(название)
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
| Рецензент: | Студент (бакалавр): |
| Доцент, | Группы 03-008 |
| кандидат технических наук | Специализация - Нефтегазовое дело |
| Яраханова_____________________ | Ашрафзянов_______________________ |
| Фамилия | |
| Диляра_______________________ | Ислам____________________________ |
| Имя | |
| Газымовна____________________ | Миннихаевич______________________ |
| Отчество | |
| _________________________________ | ______________________________________ |
| Подпись | Подпись |
Казань 2023
План
1Что относится к наземному оборудованию скважин? 3
2Виды, схемы и принцип работы станков-качалки 5
3Фонтанная арматура, виды арматур, принцип действия 11
4Штуцер. Превентор. Определение, назначение, принцип действия, где устанавливаются 16
5Манифольд. Виды 21
-
Что относится к наземному оборудованию скважин?
Наземное оборудование скважины – это комплекс оборудования, предназначенного для отбора нефти, газа, воды или их смесей из скважины по системе труб, а также регулирование режима работы её для оптимальной добычи углеводородов.
К наземному оборудованию относят:
-
Устье скважины; -
Колонные головки; -
Фонтанные арматуры; -
Станок-качалки и цепные приводы для ШГН, электроприводы для УШВН; -
Манифольды; -
Запорные и регулирующие устройства; -
Трансформаторы; -
Станции управления.
Устье скважины – это комплекс системы труб, расположенных в верхней части скважины.
Колонная головка предназначена для обвязки устья скважины с целью герметизации межтрубных пространств, а также для подвески обсадных колонн и установки фонтанной арматуры.
Фонтанная арматура – это комплект устройств (система труб, фитингов, клапанов и КИП) предназначенных для регулирования и контролирования потока добываемой нефтегазоводяной жидкости и ее компонентов, а также с целью герметизации.
Фонтанная арматура состоит из:
-
Фонтанная елка предназначена для направления и регулирования потока жидкости из фонтанных труб и транспортировки продукции скважины к промысловым установкам, а также для геолого-технических и технологических операций, связанных с установкой специальных устройств для спуска глубинных приборов и оборудования; -
Трубная головка служит для подвески подъемных труб и для герметизации пространства между ними и эксплуатационной колонной.
Привод ШСН – наземная часть скважинной штанговой установки, предназначенная для создания возвратно-поступательного движения колонны насосных штанг и насоса [3].
Разновидности приводов ШСН:
-
Станок-качалка – это комплекс агрегатов, которые предназначены для оптимального выполнения спускоподъемных операций колонны штанг, приводящие в действие работу глубино-погружного насоса. -
Цепной привод штангового насоса для добычи нефти (ПЦ 80) применяется для приведения в действие скважинного штангового насоса с постоянной длиной хода точки подвеса штанг (ТПШ) 6 метров и регулируемым числом качаний до 4 раз в минуту. -
Привод винтового насоса представляет собой компактную конструкцию, устанавливаемую прямо на устье скважины, который передает крутящий момент, создаваемый электродвигателем, на колонну насосных штанг и герметизации устья скважины.
Манифольд [11] – это система трубопроводов, соединенные с запорной и регулирующей арматурой, закрепленной на одной площадке. Предназначены для обвязки выкидов фонтанных скважин со сборными коллекторами, транспортирующими продукцию скважин на пункт сбора и подготовки.
Запорные и регулирующие устройства – это арматура, предназначенная для перекрытия и регулирования подачи продукции скважины путем полного или частичного перекрытия внутренней полости трубопровода экраном (клины).
Трансформатор на нефтяной скважине подключают к сети переменного тока, для питания станка-качалки, электроприводов и погружных приборов.
Станция управления предназначены для автоматического, дистанционного или местного управления электродвигателями погружных скважинных насосов или станок-качалки.
-
Виды, схемы и принцип работы станков-качалки
Станок-качалка – это индивидуальный механический элемент (привод), применяемый в эксплуатации скважин для добычи нефти с использованием скважинного (глубинного) штангового насоса [1,2].
Назначение станка-качалки [1]:
-
Преобразование вращательного движения вала приводного двигателя в вертикальное возвратно- поступательное движение головки балансира (точки подвеса штанг) с заданным числом двойных ходов; -
Регулирование режима работы установки (изменения длины хода и числа двойных ходов головки балансира); -
Обеспечение рационального расходования энергии двигателя (уравновешивании нагрузки на двигатель в течение рабочего цикла, за один полный оборот кривошипа); -
Пуск и остановка всей установки; -
Контроль работы узлов и частей установки.
Основные типы приводов УШСН с учетом структурной схемы приводов:
-
Механический балансированный привод.
Рисунок 1 – Общий вид механического балансирного привода СШНУ
1 - канатная подвеска; 2 - балансир с поворотной головкой; 3 - опора балансира; 4 - стойка; 5 - шатун; 6 - кривошип; 7 - редуктор; 8 - ведомый шкив; 9 - клиноременная передача; 10 - электромотор; 11 - ведущий шкив; 12 - ограждения; 13 - салазки поворотные для электромотора; 14 - рама, 15 - противовес, 16 - траверса, 17 - тормозной шкив.
Принцип работы: такие приводы состоят из первичного двигателя, трансмиссии, передающей крутящий момент вала двигателя и механизма, преобразующего вращательное движение ведущего звена (кривошипа) в возвратно-поступательное движение точки подвеса штанг. При этом кривошип движется с постоянной скоростью, а штанги с переменной.
Трансмиссия снижает частоту вращения вала двигателя до числа ходов точки подвеса штанг и обычно состоит из ременной передачи от двигателя к входному валу редуктора и редуктора. В качестве трансмиссии в них используют клиноременную передачу, являющуюся гибким звеном и смягчающую ударные нагрузки, и редуктор, снижающий частоту вращения до требуемого значения.
Преобразующий механизм СК балансирного типа оснащается уравновешивающим устройством, накапливающим потенциальную энергию при ходе колонны штанг вниз и отдающим её при ходе верх, что является необходимым для обеспечения оптимального режима работы двигателя.
Особенности эксплуатации и обслуживания основных элементов балансирных станков-качалок. На рисунке 2 представлен балансирный станок-качалка с кривошипным уравновешиванием [3].
Рисунок 2 – Общий вид станка-качалки
1 - нижняя головка шатуна; 2 - кривошип; 3 - подвеска сальникового штока; 4 - площадка нижняя; 5 - траверса; 6 - шатун в сборе; 7 - кривошип; 8 - противовес; 9 - стойка; 10 - балансир; 11 - ограждение; 12 - рама; 13 - опора; 14 - кожух; 15 - кронштейн под двигатель; 16 - шкив; 17 - тормоз колодочный; 18 - редуктор; 19 – электродвигатель, 20 - устройство для стопорения шпонки.
Станок-качалка состоит из ряда узлов:
-
Фундамент служит для установки и крепления станка-качалки. Фундамент под станок-качалку может быть монолитным железобетонным, сборным железобетонным и металлическим; -
Рама предназначена для установки на ней всего оборудования СК и выполняется из профильного проката в виде двух полозьев, соединенных поперечниками, и имеет специальную подставку под редуктор; -
Стойка является опорой для балансира и выполняется из профильного проката в виде четырехгранной пирамиды. Ноги стойки связаны между собой поперечинами; -
Головка балансира предназначена для сохранения вертикального движения насосной штанги, ее размещают на стороне балансира, обращенной к скважине; -
Балансир предназначен для передачи возвратно-поступательного движения колонне штанг. Выполняется из профильного проката двутаврового сечения и имеет однобалочную или двухбалочную конструкцию; -
Опора балансира представляет собой ось, оба конца которой установлены в сферических роликоподшипниках, расположенных в чугунных корпусах. К средней части оси с квадратным сечением приварена плита, через которую опора балансира соединяется с балансиром; -
Траверса выполняет роль связующего звена между кривошипно-шатунным механизмом и балансиром и конструктивно выполняется в виде прямолинейной балки из профильного проката; -
Опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. В отечественных конструкциях станков-качалок опоры траверсы закреплены к нижней полке балансира; -
Кривошип является ведущим звеном преобразующего механизма станка-качалки и имеет ряд отверстий для корректировки длины хода устьевого штока; -
Шатун представляет стальную трубную заготовку, которая с одного конца прижимается к пальцу, а с другого – шарнирно к траверсе; -
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения вала редуктора в возвратно-поступательное движение балансира и состоит из двух шатунов и двух кривошипов с противовесами; -
Полированный шток это металлический стержень с обеих концов имеет присоединительную резьбу предназначенную для соединения колонны насосных штанг с наземным оборудованием. Соединение штока с колонной насосных штанг осуществляется муфту полированного штока. Полированный шток передает возвратно-поступательные движения от станка-качалки штанговому глубинному насосу; -
Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения, передаваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки. Применяется в станках-качалках и других механических приводах штанговых скважинных насосов; -
Электродвигатель для привода станков-качалок на нефтепромыслах представляют собой одно, двух и четырехскоростные трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором; -
Устьевой сальник предназначен для герметизации устья скважины, эксплуатируемой штанговыми насосами, исключения утечек нефти между полированным штоком и уплотнением сальника. Конструкция позволяет за счет шарнирного сферического соединения компенсировать несоосность станка-качалки и колонны штанг, возникающую в процессе монтажа и эксплуатации скважины.
Уплотнение штока насоса производится путем поджатия резинотканевых манжет, имеющие повышенный ресурс наработки.
-
Механический безбалансирный привод УШСН.
Рисунок 3 – Схема безбалансирного станка-качалки.
1-рама; 2-стойка; 3-сальниковый шток; 4-канатный шкив; 5-траверса и шатуны; 6- кривошипы; 7-редуктор; 8-тормоз; 9-электродвигатель; 10-клиноременная передача.
Электропривод передает вращение винту ходовому с установленной на нем гайкой. Гайка, посредством установленных в ней роликов обкатных, поворотных вкладышей и осей совершает возвратно-поступательное движение вдоль винта ходового при этом гайка, связанная с противовесами, приводит их в движение. Противовесы через гибкие связи (канаты) обеспечивают возвратно-поступательное движение траверсы 9, жестко связанной с колонной насосных штанг, приводя в движение СШН, который в свою очередь обеспечивает подъем скважинной жидкости на дневную поверхность.
В безбалансирном станке-качалке шатун и балансир заменяются гибкой связью. Испытывалась гибкая связь различных конструкций — цепи, гибкая металлическая лента, несколько клиновых ремней, стальной канат. Однако практически все они оказались недолговечные, в связи, с чем требовались частые операции по замене этих элементов. В связи с этим безбалансирные станки-качалки в последнее время используются для пробной, кратковременной эксплуатации скважин.
-
Фонтанная арматура, виды арматур, принцип действия
Фонтанная арматура — комплекс устройств, узлов, труб, фланцев, которые в совокупности обеспечивают работу фонтанирующей скважины [2,4,5].
Основные функции фонтанной арматуры [5]:
- герметизация устья скважины;
- управление, контроль и регулирование технологического режима эксплуатации (работы) скважины;
- направление продукции скважины через манифольд в систему сбора и подготовки нефти и газа;
- полное закрытие или глушение скважины;
- обеспечение подвески одного или двух рядов насосно-компрессорных труб (НКТ);
- обеспечение спуска в скважину приборов, устройств, оборудования;
- обеспечение закачки в скважину рабочих агентов для воздействия на пласт или призабойную зону пласта и других специальных веществ.
Изделия этого класса применяют при высоком давлении, возникающим под действием нагрузок. Арматуру используют когда существует возможность воздействия агрессивных сред внутри скважины. Довольно часто она применяется, если в жидкости присутствует большое количество примесей разного происхождения и размера.
