ҚҰБЫРМЕН ТҮСІРІЛЕТІН КӨП ЦИКЛДІ ҚАБАТ СЫНАҒЫШТАР

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

ҚҰБЫРМЕН ТҮСІРІЛЕТІН КӨП ЦИКЛДІ ҚАБАТ СЫНАҒЫШТАР

Жұмыстың мақсаты: көп циклді қабат сынағыштардың қолданылуын және оның
құрамын оқып үйрену.

Күрделі геологиялық-техникалық жағдайдағы алаңдарда ұңғыманы бұрғылау
тереңдік өскен сайын қиындай түсуде. Ұңғымалар тереңдеген сайы бұрғылау
ерітіндісі бағанының гидростатикалық қысымының, түптік температураның,
қабат қысымының өсуі әсерінен және сыналатын горизонттың қоллекторлық
қасиетінің төмендеуі әсерінен болатын бірқатар қиыншылықтарды шешу керек
болды. Сондықтан жаңа қабат сынағыш жабдықтарды іске қосу кезек
күттірмейтін өткір мәселеге айналды. Осы талаптарды қанағаттандыру үшін
ұңғымаы пайдалану жағдайының мынадай негіздері ескерілді: бұрғылау
ерітіндісі бағанының гидростатикалық қысымы 5,0 – 150 МПа; қысым
айырмасының ең жоғарғы шегі 45,0 МПа; температураның ең жоғарғы шегі 200ºС;
жұмыс жүргізілетін ұңғыманың диаметрі 78 – 295 мм; тереңдігі 7000-8000 м.
Мұнай және газ іздеу жүргізілетін геологиялық-барлау жұмыстарын
жетілдірілген әдістерді кеңінен қолдана отырып жүргізу үшін төмендегі
талаптарды міндетті түрде орындау керек:
1. Бірқатар түпке тірелетін құбырлық қабат сынағыштарды
төмендегідей өлшемдерімен (сыртқы диаметрі): 146, 127, 95,
80 және 65 мм іске қосу. Жабдықтардың көмегімен сынаудың
ашық және жабық кезеңдерін бұрғылау құбырлары тізбегін
айналдыру немесе құбырдың өстік қозғалыс арқылы іске асыруды
қамтамасыз ету.
2. 30 – 250 ºС температура аралығында жұмыс жүргіззу барысында
гидравликалық тежеу жүйесін кең көлемді реттеуді мүмкін ету.
Сыртқы және ішкі гидростатикалық қысымның әсерінен олардың
жұмыс камераларының қаіпсіздігін асқтау.
3. Қабат сынағыштың клапандары жүйесінің жұмысын ұңғыма
сағасынан бақылауды жүргізу. Қабат сұйықтарының әсерінен
қорғау және төзімділігі мен сенімділігін арттыру үшін
клапанға тығыздағыш орналастыру.
4. Құбырды ұңғыма қабырғасына жабысып қалудың алдын алу үшін
брғылау құралдарының шексіз айналу мүмкіндігін қамтамасыз
ету.
5. Қолданылу аймағын кеңейту үшін ястың созылу күштемесіін
бұрғылау сұйығының гидростатикалық қысымына тәуелсіз ету.
6. Жабдықты ұңғымаға түсіру барысында бұрғылау тізбегінің
берілген биіктікке дейін бұрғылау сұйығымен өздігінен
толтырылуын қамтамасыз ету.
7. Көтеріп-тұсіру жұмыстары кезінде құбырдағы сұйық күші әсер
еткенде жабдықтың гидравликалық жйесінің жұмыс істеуін
тұрақты ету.
8. Қысым айырмасы 45,0 МПа дейін болғанда пакерлік құрылғымен
жұмыстар жүргізу.
9. Құралдардың қысылып қалмауын қамтамасыз ететін, күшті
жабдықтармен және жұмыс қысымы 150 МПа, температурасы 250 ºС
дейін болатын бақылау өлшеу құралдарымен жабдықтау.
10. Түпке немесе ұңғыма қабырғасына тіреу арқылы қабатта сынау
жұмыстарын жүргізу.
11. Жұмыс жүргізілетін аралыққа жабдықтарды жедел жеткізуді
қамтамасыз ету үшін тасымалдау жабдықтарын жасау.
Көп циклді сынау жабдықтарының өлшемдерін конструкторлық өңдеу
СевКавНИПИнефть институтына қарасты ұңғыма сынау техникалық
лабораториясында жасалды. Оның негізгі техникалық сипаттамасы 1-кестеде
келтірілген.
Диаметрі 146, 127, 80 және 65 мм-лік көп циклді сынау жабдықтары
жинақтарының барлық түрлерінің негізі болып төмендегі гидравликалық үлгі
табылады (1-сурет).
Ұңғыма ішіне түсіру барысында қабат сынағыш астына орналасқан механизм
гидравликалық тепе-теңдікте болады

(D1 = D2 шарты болғанда)

мұндағы: D1 – тежеу камерасының жылжымалы тығыздауышының диаметрі;
D2 – қозғалмалы механизмінің диаметрі.
Реттеуші клапанның төлкесі 1 қабылдаушы клапанның 2 шығыңқы жеріне
төмендегідей күштемемен қысылады

Fmp = 0.785 * (D52- D32) * (Р2 - Рmp)
(1)

мұндағы: D5 және D3 – қабылдаушы клапанның жылжымалы тығыздауышының
және реттеуіш клапанның ішкі тығыздауышының диаметрі;
Р2 және Рmp – ұңғыманы толтырып тұрған сұйық бағанының
гидростатикалық қысымы және құбырды толтырып тұрғансұйық бағанының
(соның нәтижесінде КТО кезінде қабылдаушы клапанның өткізу
тесіктері сақиналы кеңістіктен герметикалы ажыратылған) қысымы.
Пакермен жұмыс жасау кезінде қозғалмалы механизм өзінің жұмыс қадамы
ұзындығына жеңіл сығылады, одан соң құбыр салмағының әсерінен болатын
күштеме қабат сынағыштың штогына беріледі, ал ол шток төлкемен (2) бірге
тұрқы ішінде төмен жылжиды. Осы кезде реттеуіш клапан жабылады (б жағдайы)
содан кейін оның қозғалысына қарай қабылдау клапаны ашылады
F2 = 0,785 * (D42- D32) * (Р2 - Рmp)
(2)

Қабат сынағыштың тұрқын төменгі жағдайда (в) ұстап тұруға қажет
күштеме мына формуламен анықталады

F3 = 0,785 * (D12- D32) * (Р2 - Рmp)
(3)

1-кесте. МИГ жинағының техникалық сипаттамасы

Көрстекіштер МИГ-146 МИГ-127 МИГ-95 МИГ-80 МИГ-65
Сыртқы диаметрі,мм 146 127 95 80 65
Секцияның ұзынд.-ның шегі,мм2918 2890 2600 3470 3200
Жинақтың жалпы ұзындығы,мм 27450 27150 21400 23410 16500
Мүмкіндік жүктеме:
қысушы,кН 1500 1250 600 400 200
созушы,кН 700 600 450 200 150
Айналдырушы моменті, Нм 10000 7500 4900 3900 3100
Қысымның төменгі шегі,МПа 45,0 45,0 45,0 45,0 40,0
Температураның ең жоғ. шегі,200 200 200 200 200
ºС
Салмақтың ең жоғарғы шегі,Н 2305,4 1599,03 1177,2 902,52 765,2
Жинақтың жалпы салмағы,Н 1045,3 5,6 1,8 0,6 0,5
Қосушы бұранданың өлшемі 3-121 3-101 3-76 3-62 3-56
Сынақ жүргізілетін 190-245 161-243 118-165 97-112 78-102
ұңғыманың диаметрі,мм

Бірінші ашық сынау кезеңінен соң бұрғыла құбырлары тізбегін 1,3-1,8 м-
ге жоғары көтереді. Осы кезде созушы күштеме гидравликалық тепе-теңдікте
тұрған снағыштың штогына беріледі, соның нәтижесінде шток саңылаусыздық
тығыздаушының үйкеліс күшін және отырып жоғары еркін қозғалады. Ғ3 күші
әсерінен сынағыштың тұрқы ең шеткі төменгі жағдайда болады. Қабылдау
клапаны толық жабылғаннан кейін созушы күш оның тірегі арқылы реттеуіш
клапанның төлкесіне (1) беріледі, ал төлке Ғ2 күштемесінің әсерінен ең
төменгі жағдайда ұсталып тұрады (Ғ2Ғ3 теңсіздігі сақталғанда). Созушы күш
реттеуіш клапанның төлкесі арқылы сынағыш тұрқына беріледі және қозғалмалы
механизм, ол күш Ғ3 күштемесінен артық болғанда созыла бастайды. Қабылдау
клапаны толық жабылғаннан кейін қозғалмалы механизм барлық ұзындығына
созылмауы керек. Ол үшін бұрғылау құбырлары тізбегінің көтерілу биіктігін
ескеру қажет. Қабылдау клапанын қайтадан ашу үшін жабдыққа механикалық сығу
күштемесі беріледі. Қозғалмалы механизм қайта сығылады (б жағдайы), соның
әсерінен қабылдау клапаны ашылады (в жағдайы). Сонымен бұрғылау құбырлары
тізбегін осы бойынша қозғау арқылы сынаудың ашық және кезеңін шексіз
қайталап отыруға болады. Реттеуіш клапан бұл жағдайда жабық болады. Сынақы
аяқтаған соң құрал-жабдықтарды жоғары көтереді.
Қабылдау клапаны жабылғаннан және қозғалмалы механизм толық
созылғаннан кейін, реттеуіш клапанның төлкесіне түсетін күштеме бұрғылау
құбырлары көтерілген сайын өседі де, мына мәннен көп болғанда

F2 = 0,785 * (D42- D32) * (Р2 – Рnii)
(4)

Сынағыштың штогы реттеуіш клапанның төлкесімен бірге (а) жағдайына қайта
келеді. Жабдықты пакер асты аймағындағы қысым Р2 –ға тең болғанда көтереді.
Бұл жағдайда қабылдау клапанның саңылауы, реттеуіш клапанның төлкесімен
жабылады, төлке қабылдау клапанына мына күштемемен қысылып тұрады

Р1= 0,785 * (D52- D32) * (Р2 – Рmpi)
(5)

мұндағы: Рmpi – реттеуіш клапанды ашқан мезеттегі пакер астындағы қысым.

Рmpi ≤ Рmp ≤Рni

Бұл гидравликалық теңдіктің ерекшелігі (Рmp ≤ Рni ≤Р2) шарты
орындалғанда сақиналы кеңістіктегі, құбыр ішіндегі және қабат қысымдары
арасындағы қатынас қандай шамада болса да көп циклді қабат сынады
қамтамасыз етеді. Көп циклді сынау жабдықтарымен, пакер орнатқаннан кейін,
бұрғылау құбырлары тізбегін мезгілмен айналдырудың арқасында геологиялық
жағдайлары қиын (КИИ2М-146, КИИ2М-95 жабдықтарымен құралдың ұсталып қалу
қауіптілігінен сынау жұмыстарын жүргізу мүмкін емес) алаңдарда сынау
жұмыстарын сәтті жүргізуге болады. Көп циклді сынақ жабдықтары
конструкциясын жетілдіру барысында тереңдігі 7500 м-ге дейін, қабат
температурасы 180-230 ºС, қысым айырмасы 35 МПа-дан жоғары ұңғымаларды
жақсы нәтижемен сынауға қол жеткізілді. Көп циклді сынау жабдықтары,
бұрғылау құбырлары тізбегін жоғары-төмен қозғау арқылы, сынадың ашық және
жабық кезеңңдерін бірнеше рет қайталауға мүмкіндік береді. Кейбір
жағдайларда қабат сынағыш бұрғылау құбырлары тізбегін бұрау арқылы сынаудың
екі ашық және жабық кезеңдерін жасау үшін тығындауыш-бұралмалы клапанмен
жабдықталады. Қабат сынағыштың тежеуіш клапаны гидравликалық тепе-теңдікте
болғандықтан, өте терең ұңғымаларда жұмыс жүргізу кезінде майысуды
болдырмайды. Оның уақыт релесінің тежеу қабілетін реттеу мүмкіндігі жоғары
және де ол реле, қабылдау клапаны ашылғаны туралы сағаға белгі береді.
Бұрғылау құбырлары тізбегін бөлек айналдыруға арналған жабдық, апатсыз,
ұзақ уақыт түпте болуды және сыналып жатқан аймақ жайлы толық мәлімет алуды
мүмкін етеді. Реттеуіш қондырғы, екі пакер арасында өнімді қабатты сынауға
мүмкідік жасайды.

2. КӨП ЦИКЛДІ ҚАБАТ СЫНАҒЫШ ИПМ-2

3-суретте көп циклді қабат сынағыштың ИПГ-ден айырмашылығы, жоғарғы
аударманың корпус бұрандасын ағытпай-ақ штуцерін аустыруға болады.
Гидравликалық камерада, камераның ішкі және сыртқы қысымын әрқашанда тең
ұстап тұратын қозғалмалы-тығындағыш бар. Қабат сынағыш сығылған кезде
поршеннің 3 сыртқы тығыздауыш сақинасы гильзаның тесігінен 5 өтіп, поршень
астынан майдың еркін құйылуын және штоктың жылдам қозғалуын (өткізгіш
клапанның ашылуы) қамтамасыз етеді. Бұл қозғалыс, ілмекке түсетін
күштеменің өсуіне әкеледі және ИПМ-2-ніің ашылуы белгісін береді. ИПМ-2-нің
реттеу және қабылдау клапандарының жұмыстары 3-4 – суретте көрсетілген.
Көтеріп-түсіру жұмыстары кезінде жуу сұйығы реттеуіш клапанның тесігі 3
арқылы еркін өтеді (4а-сурет). осьтік сығу кезінде ИПМ-2 (қабылдау клапанын
ашу және ағымды бастау үшін) штогы қабылдау клапанымен бірге кіреді.
Қабылдау және жіберу клапаны жабық (4б-сурет). шток одан ары орын ауыстыру
үшін қосымша сығу күші керек, себебі қабылдау клапаны мен гильзаның
арасындағы гидравликалық теңсіздікті жою керек. Гильза қозғалыссыз тұрады,
ал қабылдау клапанының штогы төмен түседі. Қабылдау клапанының тығыздауышы
күштік гильзадан шығып тұрқылық аударманың 4 отырғызу ұясына кіреді. Жіберу
клапаны ашылады (4в-сурет).
Қысымды қайта қалпына келтіру кезеңіне өту үшін ИПГ-дан сығу күшін
жойып, бұрғылау құбырын баяу жоғары көтеру керек (ИПГ-ны созады). Қабылдау
клапаны жабылады. Реттеу клапанның ашу үшін созушы күштеме гильзадағы 1
гидравликалық теңсіздікті жоя алатындай болып өсу керек. Күштің бұлай өсуін
индикатордан көреміз. Құбырдың жоғары еркін көтерілуі және созылу күшінің
өсе бастауы қабылдау клапанының жабылуының көрсеткіші болып табылаыд.
Қысымды қалпына келтіру кезеңі құбырды ең жоғары еркін көтерілген деңгейіне
қойған кезде іске асырылады. Бұл кезде ИПГ клапаны (4б-суретте) көрсетілген
жағдайда болады.үлкен тереңдіктерде бұл жағдайды салмақ индикаторымен
анықтау қиынға түседі. өп циклді ИПГ-нің жұмыс сенімділігін арттыру үшін,
оның астында 1,5 м қозғала алатын өзара телескопты түрде жалғанған екі
аудармасы бар қозғалмалы механизм орналастырылады. Қозғалмалы механизмнің
гидравликалық теңсіздігі тығынды гильзаның реттеу клапанының теңсіздігінен
аз болады, сондықтан қабылдау клапаны жабылған соң қозғалмалы механизм
созыла бастайды да реттеуіш клапанның ерте ашылуын болдырмайды. Қабат
сынағыштың бұл құрылмасы реттеуіш клапанды ашпастан ағым қысымды қалпына
келтіру циклін көп рет қайталауға мүмкіндік береді. Пакерді алу үшін
құбырды көтеру керек. Қосымша созылудың әсерінен қозғалмалы механизм толық
керілген соң ИПМ толық созылады, оның клапаны (4а-суретте) көрсетілген
жағдайға келеді де теңестіру клапаны ашылғаннан кейін пакер қысым
айырмасының әсерінен ашылады.

3. ЕКІ ЦИКЛДІ ТЫҒЫНДЫ БҰРАЛМАЛЫ КЛАПАН 3ПК КЗ-3-127

Екі циклді тығындыбұралмалы клапан 3ПК КЗ-3-127 МИГ-127-мен бірге
комплектіде болады. Клапанның созылған тұйықталған жағдайы көтеріп-түсіру
жұмыстары кезінде подшипникке 4 тірелетін серіппе 3 күштемесі және
кеңістіктің 1 әсерінен пайда болатын гидравликалық тепе-теңсіздік күшімен
ұсталып тұрады. Жетекші шток 7 гайкамен 5 бұранда арқылы және жетекші
гильзамен шлиц арқылы жалғанып тұрады. Жетекші гильзаның айналуы кезінде
жетекші шток айналады және бірнеше қабылдау тесіктері мен тығыздауышы бар
тығынды клапанның штогымен бірге жоғары көтеріледі. Қабылдау тесігімен 9
тығынды гильзаның тесігі 8 бетпе-бет келген кезде (5-суретте
көрсетілгендей) клапан ашық болады. Осылай сынаудың екі циклді қамтамасыз
етіледі (ағымның келтіру-қысымды қалыптастыру). Қабат сынағышпен тығынды-
бұралмалы клапан жабық кезінде сынағышты көтергенде олардың арасындағы
қысым мөлшері (қоршаған орта қысымы азайғанда) шығару клапаны арқылы
төмендетіледі.

3.1. Түптік сынақ алғыш МИГ-127

МИГ-127кешеніндегі түптік сынақ алғышты кезкелген жерде қабат сынағыш
пен фильтрдің арасында орналастыруға болады. Тығынды шток 6 түсіру кезінде
серіппенің 10кемегімен жоғары жағдайда ұсталып тұрады. Сынақ алғыш арқылы
өтетін сұйық ағымы тек төменнен жоғары қарай шарлы клапаны 4 бар айналып
өту каналы 5 арқылы өтеді. Ағым алу және қысымды қалпына келтіру кезінде
сынақ алғыштың жағдайы өзгермйді. Реттеу клапаны ашылғаннан кейін, сынақ
алғыш жабылады, канал 5 бекітіледі және ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.