Мұнай-газ өндіру ұңғымасының жабдықтары
Кіріспе
Мұнай.газ өндіру ұңғымасының жабдықтары
1.1. Негізгі түсініктер мен сипаттамалар
1.2. Ұңғыма оқпандық аймағының жабдықтары
1.3. Өндіруші ұңғыма сағасының қондырғылары. Ашық фонтандауды сақтандыратын қондырғылар
1.4. Лифт құбырлары. Сорапты.комрессорлы құбырлар (СКҚ). Мұнай өндірісінің коммуникациялық құбырлары
1.5. Сорап компрессорлы құбырларды есептеу
1.6. Мұнай кәсіпшілігінің коммуникациялық құбырлары
1.7. Ұңғылардың нығыздауыштары . пакерлер
1.8. Пакерлерді құрылымдау және есептеу
1.9. Қорғаныс қаптамасы бар сорапты.компрессорлы құбырлар
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Мұнай.газ өндіру ұңғымасының жабдықтары
1.1. Негізгі түсініктер мен сипаттамалар
1.2. Ұңғыма оқпандық аймағының жабдықтары
1.3. Өндіруші ұңғыма сағасының қондырғылары. Ашық фонтандауды сақтандыратын қондырғылар
1.4. Лифт құбырлары. Сорапты.комрессорлы құбырлар (СКҚ). Мұнай өндірісінің коммуникациялық құбырлары
1.5. Сорап компрессорлы құбырларды есептеу
1.6. Мұнай кәсіпшілігінің коммуникациялық құбырлары
1.7. Ұңғылардың нығыздауыштары . пакерлер
1.8. Пакерлерді құрылымдау және есептеу
1.9. Қорғаныс қаптамасы бар сорапты.компрессорлы құбырлар
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Мұнай мен газ адамзат қоғамының энергия көздерінің ең негізгісіне айналды, әрі ең маңызды химиялық шикізат болып табылады. Мемлекетті мұнай - газ шикізаттарымен қамтамасыз ету елдің экономикалық дамуын айқындайды және технологиялық прогресті белгілейді.
Мұнай-газ өндіру саласының ерекшелігі айтарлықтай жоғары, ілгері қарқынды, сапа жағынан алдыңғы қатарлы, әрі мұнай өнімдері жыл сайын өндірілуде. Қазіргі мұнай өндіру саласы техниканың ең соңғы үлгілерімен жабдықталған, автоматтандырылған, ондаған күрделі технологиялық процестерді жүзеге асыра алатындай жағдайда екені белгілі.
Оларды жүзеге асыру үшін пайдаланылып жүрген саны, күрделілігі, әртүрлілігі жағынан машиналар мен жабдықтар қазіргі өнеркәсіп салаларында алдыңғы қатарлы орындарды иеленеді. Толассыз даму үстіндегі мұнай-газ өндіруге арналған машиналар мен жабдықтардың саны жаңа мұнай-газ өндірісінің жаңа саласының қалыптасуына әкеліп соқтырды.
Мұнай-газ саласының дамуымен қатар бір мезгілде машина құрастыру салалары да даму үстінде. Осымен қатар ғылым да даму бағытында.
«Мұнай кәсіпшілігінің жабдықтары» курсы мұнай-газ өндірудің әртүрлі тәсілдерін, жөндеу жұмыстарының түрлерін, мұнай мен газды тасымалдау әдістерін, газ бен мұнайға арналған құбырларды, сонымен қатар осы салаларда қолданылатын машиналар мен жабдықтарды зерттейді.
Мұнай-газ өндіру саласының ерекшелігі айтарлықтай жоғары, ілгері қарқынды, сапа жағынан алдыңғы қатарлы, әрі мұнай өнімдері жыл сайын өндірілуде. Қазіргі мұнай өндіру саласы техниканың ең соңғы үлгілерімен жабдықталған, автоматтандырылған, ондаған күрделі технологиялық процестерді жүзеге асыра алатындай жағдайда екені белгілі.
Оларды жүзеге асыру үшін пайдаланылып жүрген саны, күрделілігі, әртүрлілігі жағынан машиналар мен жабдықтар қазіргі өнеркәсіп салаларында алдыңғы қатарлы орындарды иеленеді. Толассыз даму үстіндегі мұнай-газ өндіруге арналған машиналар мен жабдықтардың саны жаңа мұнай-газ өндірісінің жаңа саласының қалыптасуына әкеліп соқтырды.
Мұнай-газ саласының дамуымен қатар бір мезгілде машина құрастыру салалары да даму үстінде. Осымен қатар ғылым да даму бағытында.
«Мұнай кәсіпшілігінің жабдықтары» курсы мұнай-газ өндірудің әртүрлі тәсілдерін, жөндеу жұмыстарының түрлерін, мұнай мен газды тасымалдау әдістерін, газ бен мұнайға арналған құбырларды, сонымен қатар осы салаларда қолданылатын машиналар мен жабдықтарды зерттейді.
1. Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы: Учеб.пособие для ВУЗов. М.: Недра, 1983.
2. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа: Учеб.для ВУЗов. М.: Недра, 1984.
3. Нефтепромысловое оборудование: Справочник /Под ред. Е.И. Бухаленко. М.:Недра, 1990.
4. Ивановский В.И., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа: Учеб.пособие в 2-х частях. М.: Нефть и газ, 2002.
2. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа: Учеб.для ВУЗов. М.: Недра, 1984.
3. Нефтепромысловое оборудование: Справочник /Под ред. Е.И. Бухаленко. М.:Недра, 1990.
4. Ивановский В.И., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа: Учеб.пособие в 2-х частях. М.: Нефть и газ, 2002.
ЖОСПАР
Кіріспе
Мұнай-газ өндіру ұңғымасының жабдықтары
1.1. Негізгі түсініктер мен сипаттамалар
1.2. Ұңғыма оқпандық аймағының жабдықтары
1.3. Өндіруші ұңғыма сағасының қондырғылары. Ашық фонтандауды сақтандыратын қондырғылар
1.4. Лифт құбырлары. Сорапты-комрессорлы құбырлар (СКҚ). Мұнай өндірісінің коммуникациялық құбырлары
1.5. Сорап компрессорлы құбырларды есептеу
1.6. Мұнай кәсіпшілігінің коммуникациялық құбырлары
1.7. Ұңғылардың нығыздауыштары - пакерлер
1.8. Пакерлерді құрылымдау және есептеу
1.9. Қорғаныс қаптамасы бар сорапты-компрессорлы құбырлар
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
КІРІСПЕ
Мұнай мен газ адамзат қоғамының энергия көздерінің ең негізгісіне айналды, әрі ең маңызды химиялық шикізат болып табылады. Мемлекетті мұнай - газ шикізаттарымен қамтамасыз ету елдің экономикалық дамуын айқындайды және технологиялық прогресті белгілейді.
Мұнай-газ өндіру саласының ерекшелігі айтарлықтай жоғары, ілгері қарқынды, сапа жағынан алдыңғы қатарлы, әрі мұнай өнімдері жыл сайын өндірілуде. Қазіргі мұнай өндіру саласы техниканың ең соңғы үлгілерімен жабдықталған, автоматтандырылған, ондаған күрделі технологиялық процестерді жүзеге асыра алатындай жағдайда екені белгілі.
Оларды жүзеге асыру үшін пайдаланылып жүрген саны, күрделілігі, әртүрлілігі жағынан машиналар мен жабдықтар қазіргі өнеркәсіп салаларында алдыңғы қатарлы орындарды иеленеді. Толассыз даму үстіндегі мұнай-газ өндіруге арналған машиналар мен жабдықтардың саны жаңа мұнай-газ өндірісінің жаңа саласының қалыптасуына әкеліп соқтырды.
Мұнай-газ саласының дамуымен қатар бір мезгілде машина құрастыру салалары да даму үстінде. Осымен қатар ғылым да даму бағытында.
Мұнай кәсіпшілігінің жабдықтары курсы мұнай-газ өндірудің әртүрлі тәсілдерін, жөндеу жұмыстарының түрлерін, мұнай мен газды тасымалдау әдістерін, газ бен мұнайға арналған құбырларды, сонымен қатар осы салаларда қолданылатын машиналар мен жабдықтарды зерттейді.
1. МҰНАЙ-ГАЗ ӨНДІРУ ҰҢҒЫМАСЫНЫҢ ЖАБДЫҚТАРЫ
1.1. Негізгі түсініктер мен сипаттамалар
Мұнай, газ немесе газконденсатты кенорындарын игеру бір-бірімен функционалды байланысқан түрлі машиналар, жабдықтар, аппараттар мен құралдардың көмегімен іске асырылады. Сондықтан мұнай-газ кәсіпшілігін геологиялық түзілім мен инженерлік құралдардың кешені ретінде қарастыру қажет. Сонымен бірге, машиналар мен құралдардан басқа бұл кешенді жүйе өлшеу және реттеу, автоматтандыру мен есептеу техникасынан да тұрады (1.1-сурет).
1.1-сурет. Мұнай-газ кәсіпшілігінің функционалды сұлбасы:
1-қабатқа су айдау ұңғысы; 2-қабатқа газ айдау ұңғысы; 3-қабат сұйығын жинау жүйесі және оларды мұнайға, газға және суға бөліп ажырату; 4-сораптық станциялар; 5-компрессорлық станциялар; 6-қабат қысымын ұстап тұру жүйесі; 7-мұнай ұңғылары; 8-газ шапкасы; 9-мұнаймен қаныққан қабат; 10-су жиналған қабат; 11-коллектордың өткізгіштігін көтеріп, қабат сұйығының тұтқырлығын азайту арқылы қабатқа әсер етіп, кен алуды қарқындатуға арналған жабдықтар кешені; 12-ұңғыны ағымды жөндеуге қажетті жабдықтар кешені; 13-ұңғыны іргелі жөндеуге арналған жабдықтар кешені; 14-ұңғыларды пайдалануға арналған жабдықтар
Кен ішіндегі мұнай қабаты астыңғы жағынан су қабатымен және оның үстіңгі жағында газ шапкасымен шектелген. Қабатты пайдалануға келесі ұңғылар қолданылады: бір бөлігі қабаттан сұйықты шығарып алуға, екіншісі - қабатқа суды немесе газды айдау мақсатында. Қабаттан сұйықты шығарып алу үшін ұңғыларды кешенді пайдалану жабдықтары қолданылады. Олар сұйықтағы мұнай, газ, судан басқа механикалық қоспаларды жинау жабдықтарының (3) көмегімен тазартып, мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру операцияларынан өткізіп, тұтынушыларға таза күйінде жеткізеді. Кенорындарынан сұйықтарды шығарып алуды қарқындату үшін қабатқа қышқылды өңдеу, оны гидроажырату, сонымен бірге термиялық түрде әсер ету жабдықтарының кешені (11) қолданылады. Қабат энергиясының деңгейін көтеру мақсатында су немесе газ айдайтын жабдықтар кешені (6) пайдаланылады. Сонымен бірге ұңғыларды ағымды немесе іргелі жөндеу жабдықтары да кеңінен қолданылады.
1.2. Ұңғыма оқпандық аймағының жабдықтары
Мұнай өндіру саласында тағайындалуы әртүрлі ұңғымалар салынады және олардың түріне қарай құрылымды-ізденісті, барлаушы, өндіруші, айдаушы, сонымен бірге арнайы деп ажыратады.
Өндіруші ұңғыма деп әдетте соның тікелей көмегімен мұнай, газ немесе газды конденсатты өндіруге арналған ұңғыманы айтады.
Мұнай және газ көздерін өңдеу тек қана жер қыртысының өнімді беткейлерін бұрғылайтын ұңғымалардың көмегімен жүзеге асырылады.
Ұңғыма - тік немесе иіліңкі болады, диаметрі кішігірім (75-350мм-ге дейін) және мынадай тереңдіктерге кетеді: 100-150-ден 5000-6000 метрге дейін және одан жоғары болады. Ұңғыманың бөлшектері: сыртқа шығу ауыз қуысы (сағасы); ұңғыма-түбі, діңгек жанындағы бөлігі мен жоғарғы жағы. Мұнай-газ өндірісінде қыртыстарды өзара жалғастыратын ұңғылар да орын алады және ол ұңғымалар да тік немесе иіліңкі бағыттарда болуы мүмкін.
Ұңғымалар мынадай санаттарға бөлінеді: өндіруші, барлаушы, бақылау және пьезометрлік. Мұнай және газ өндіруге немесе конденсация жасауға арналған ұңғымаларды өндіруші деп атайды (1.2-сурет).
Өндіруші ұңғы негізгі үш телімнен тұрады: сағалық, оқпандық және сүзгілік. Олардың әрқайсылары қажетті жабдықтармен қамтылған: тізбек басы (1), бағыттаушы (2), кондуктор (3), өндіруші тізбек (4) және сүзгі (6). Кей кезде ұңғы пакермен немесе қабатты ажыратқыш клапанмен (5) жабдықталады.
Өндіруші ұңғының оқпанды бөлігі тау жынысына цементтелген концентрикалық орналасқан шегендеуші тізбектерден тұрады.
Ішкі шегендеуші тізбек сұйық өндірілетін қабатты ұңғының сағасымен байланыстырады. Оның диаметрі ұңғыны пайдалануға қажетті жабдықтарды орналастырып, барлық технологиялық операцияларды орындай алатындай етіп таңдап алынады.
Сыртқы шегендеуші тізбек бағыттаушы деп аталынып, бірнеше метр тереңдікке дейін түсіріліп, оның биіктігі түгелдей цементтеледі. Оның ішіне, әдетте, ұзындығы 200 м-ден 600-800 м-ге дейін жететін кондуктор орналасады.
Ал суды немесе басқа да сұйықтық заттарды тартуға арналған және қабатта жатқан қорларға жасанды түрде әсер етуге арналған ұңғымалар айдау ұңғымалары деп аталады. Ал барлау ұңғымалары болса, мұнай-газ кендерінің бар-жоғын, мұнай-газдың таралу аймағын айқындауға арналған.
Бақылаушы және пьезометрлік ұңғымалар жер қыртысы мен қыртыстық сұйықтың жағдайын анықтау бойынша жұмыстарды атқаруға, сонымен қатар қыртыстық қысымдарды қажетті деңгейде ұстап отыруды жүзеге асыру мақсатында пайдаланылады.
1.2-сурет. Өндіруші ұңғының сұлбасы:
1-тізбек басы; 2-бағыттаушы-сыртқы шегендеуші тізбек; 3-кондуктор-ішкі шегендеуші тізбек; 4-өндіруші тізбек; 5-ажырату клапаны; 6-сүзгі
Өндіруші ұңғымасы ұңғымалардың ішіндегі ең негізгі және маңызды құрылым болып табылады, ал олардың жиынтығы іске асыру қоры болып саналады, оның құны қазіргі кәсіптегі барлық технологиялық жабдықтар құнының 75-80 пайызын құрайды. Бүтіндігі тараған, ақауы табылған ұңғымалар қолданылудан тыс қалады. Оларды күрделі жөндеуден өткізеді болмаса тіпті жарамсыз болып табылады.
Осыған байланысты ұңғымалардың ұзақ уақытқа жарамдылығы жердің өнімді қабатын өндіру кезеңіне сәйкес болуы қажет. Яғни бұл бірнеше он жылдық деген сөз. Мұндағы ең басты нәрсе жабдықтың жоғары сапалылығы. Ұңғыма құрылысына қажетті талаптар оның іске асырылу шарттарымен айқындалады. Бәрінен бұрын оның сапасы жер қыртысының геологиялық ерекшеліктеріне байланысты болады.
Пайдалану ұңғымасы екі негізгі типте болады: тік және иіліңкі. Иіліңкі үлгісі - қыртыстың берілген жерінде ұңғыманың бастауын бағыттау қажеттілігінің нәтижесі. Осы ұңғымалардың профильдері технологиялық талаптарға сәйкес алуан түрлі болып келеді.
Тізбектің ұзақ жұмыс жасауы ұңғыманың жұмыс жасау уақытымен сәйкес келуі тиіс.
Ұңғыманың сыртқы шегендеу құбырлар тізбегі бірнеше метр тереңдікке түсіріледі және олар құбыр бойы толық цементтеледі. Бағыттаушының ішіне тізбек басы орнатылады да, оның ұзындығы 200-ден 600-800 м-ге дейін болады. Бұл кондуктор деп аталып, барлық ұзындығы бойынша цементтеледі. Пайдалану тізбегі мен кондуктордың арасына шегендегіш құбырлар тізбегі түсіріледі. Олар ұңғыманы құру кезінде технологиялық функцияларды жасайды, тереңдікке түсірілуі геологиялық қабатқа байланысты анықталады.
Тізбек басы кондукторға жалғастырылып, ұңғыманы пайдалану кезінде ұңғымаға жабдықтарды түсіру үшін қолданылады.
Пайдалану ұңғымасының сүзгілі бөлімі газдың немесе сұйықтың және де қабатқа су мен газды айдағанда ағып кетпеуін қамтамасыз етуі тиіс.
Ұңғыма оқпанының шегендеу құбырлары тау жыныстарының қысымында болады және олар пайдалану тізбегі - сұйық және газды айдағандағы немесе қабаттың қысымының әсерінде де болады. Ішкі және сыртқы қысымдардан бөлек шегендеуші тізбек, сонымен бірге құбырдың өз салмағының жүктемесін де көтереді, ал кондуктор болса қалған шегендеуші тізбектің салмағын көтереді. Тізбек басы шегендеуші тізбектің салмағын, ішкі қысымды және оған артылған өндіру жабдықтарының салмақтарының жүктемесін көтеруге мәжбүр.
Ұңғыманы пайдаланғанда оның ішкі және сыртқы қысымдарының мөлшерлері ауысып отырады.
Ұңғыманы пайдалану кезінде одан өндірілетін мұнай, газ және конденсат коррозия туғызады және шегендеуші құбырлар тізбегінің бұзылуына әкеліп соғады. Өндіру кәсіпшілігіндегі мұнай мен газда көмір қышқыл газы мен күкіртқышқылы көп болуы мүмкін және ұңғыма тереңдеген сайын оның қысымы артып қана қоймай, қабат температурасы да көтеріліп 2500С шамасына дейін барады.
Ұңғымаға жоғары қысыммен қышқылды жұмыстық сұйықты, газ, жоғары температурадағы жылу тасығыштарын жіберу оның жұмысын қиындата түседі.
Бұндай жағдайлар ұңғыманың апатқа ұшырауына (авария) әкеліп соғуы мүмкін.
Пайдалану құбырлары жоғары дәрежедегі сапалы болаттардан жасалады. Олардың негізгі көрсеткіштері стандарт бойынша реттеледі: уақыттық қарсыласуы, ағу шегі, салыстырмалы ұзартылуы (1.1-кесте) көрсетілген.
Сонымен бірге, құбырлардың теориялық массасы және муфтаның өлшемдері де беріледі.
Көбінесе пайдалану ұңғымаларында пайдалану тізбегі белгілі бір құбыр өлшемдерінен жиналады: 114; 127; 146; 168 және 194мм. Осы өлшемдердің ішінде жиі қолданылатыны мына өлшемдер: 146 және 168мм.
1.1-кесте
Көрсеткіштер
Болаттардың беріктік тобы
С
Д
К
Е
Л
М
Р
Уақыттық қарсыласу τу, МПа
550
650
700
750
800
900
110
Ағу шегі , МПа
320
380
500
550
650
750
950
Салыстырмалы ұзартылу, %
18
16
12
12
12
12
12
Пайдалану тізбегінің ең аз диаметрін қолдана отырып, мұнай кәсіпшілігінде максималды бұрғылау мүмкіншілігі үлкен рөл атқарады (114 және 127 мм), ал жоғары дебитті ұңғымада диаметрі 146мм және одан жоғары құбырлар қолданылады. Осыған байланысты мұнай кәсіпшілігінде ұңғыманы пайдаланғанда кіші диаметрлі құбырлар тізбегі жұмсалынатын болат шығынын әлдеқайда қысқартуға мүмкіндік береді.
Сонымен, мұнай кәсіпшілігіндегі бұрғылау жұмыстарында ең кіші диаметрлі тізбекті құбырды пайдалану кеңінен қолданылады.
Ұңғыманы пайдалану кезінде оқпанды тізбекті қолдану маңызды роль атқарады.
Оқпанды тізбекті есептеу барысында оның негізгі факторы ретінде температурасы ескеріледі. Себебі, оқпанды тізбекті жартылай цементтегенде тізбектің температуралық ұзаруы сағалық бөлімге ауысып, деформацияға тап болады.
Температураға байланысты тізбектің ұзындығының өзгеруі келесі формула бойынша анықталады:
lt =l0 (1+t∆t), (1.1)
мұндағы, t - сызықтық ұлғаю коэффициенті, ∆t - жоғары беттегі және ұңғыма температураларының айырмашылығы; l0 - тізбектің бастапқы ұзындығы. (1.1) формуласына байланысты жоғары беттегі тізбектің жалпы ұзаруы 0,5-0,75 м-ге жетуі мүмкін.
Ұңғыма оқпанына арнайы агрессивті орталарды беру кезінде және будың жоғары температурада әсер етуі коррозияның қарқындауын тудырады. Осыған байланысты құбыр материалының маркасы дұрыс таңдалуы тиіс.
Өнім қабатындағы ұңғыманың ашық аймағы сүзгімен жабдықталады. Ұңғыманы сүзгімен жабдықтау, өнім қабатының бұзылуы кезінде ұңғымаға механикалық қоспалардың түсіп кетпеуін қамтамасыз етеді.
Сүзгінің негізгі сипаттамасы ретінде оның гидродинамикалық ерекшіліктері қарастыралады.
Ұңғыманың сүзгісі тұрақты немесе ауыспалы болуы мүмкін.
Ауыспалы сүзгіге гравийлі қызыл-стерженді, гравийлік қиыршықтас, металлдыкерамикалық бөлшектер және т.б. жатады. Ауыспалы қиыршықты сүзгі бір-біріне концентрикалық орналасқан құбырларды құрайды, олардың арасына қиыршық тастар (гравий) төселген. Сүзгі жиналған күйінде пайдалану тізбегіне түсіріліп, өнімді қабат аймағында құрастырылады. Сүзгінің жоғарғы және төменгі бөлімдері герметизацияланады.
Басқа сүзгілерге тоқталар болсақ, мәселен металлдыкерамикалық, ол корпустан және сүзгіөткізгіштік элементтен тұрады да, пісірілген метал шариктерден жасалады. Шариктің өлшемдерін таңдау, сүзгінің өткізгіштігін қамтамасыз етеді, ал материалына келер болсақ - сүзгі коррозияға төзімді етіп жасалады. Сүзгінің ұзындығы өнімділік қабатының қалындығына сәйкес болуы тиіс және ол ауыстырмалы шиыршықты сүзгіге орнатылады.
Ұңғыманы пайдалану кезінде сүзгі көбінесе қабат өнімімен шығатын сұйықтардағы заттармен бітеліп қалады, мәселен сұйықта болатын смола тәріздес заттармен. Оның нәтижесінде сүзгінің гидродинамикалық сапасы кемиді. Осыны болдыртпау үшін сүзгіні дүркін-дүркін тазалау қажет. Тазалау кезінде оған сұйықты кері айдау операциялары қажет немесе, мүмкіндік болса, сүзгіні жоғарыға шығарып ауыстыру қажет.
Қиыршық металлдыкерамикалық және басқа сүзгілерді қолдану әдісі, алдымен қабат өніміндегі механикалық жыныстардың түріне байланысты болады. Құмды қабатты цементтеу кезінде сүзгіні міндетті түрде қолданамыз. Өйткені мұндай қабатта өнімді өндіру кезінде құбырлар тізбегін пайдалану, сұйықты жоғарыға шығаруға арналған жабдықтардың тез істен шығуына әкеліп соғады.
1.3. Өндіруші ұңғыма сағасының қондырғылары. Ашық фонтандауды сақтандыратын қондырғылар
Ұңғымадағы шегендеуші құбырлар сағадағы құбырлардың басымен байланады. Тізбек басы (1.3-сурет) ұңғыманың барлық шегендеуші құбырларын бір жүйеге қатар байлайды да, олардың салмағын толығымен қабылдап, кондукторға бұл күштердің барлығын түсіреді. Соның көмегімен ұңғыманың құбыр араларындағы кеңістіктерді герметизациялап, бір бірінен оқшаулайды. Сонымен бірге ұңғыманың оқпанын тексеру және әр түрлі қажетті технологиялық операцияларды орындауға және ұңғымаға түсірілетін пайдалану қоңдырғыларын монтаждау мақсатында да қолданады. Бұрғылау жұмыстары кезінде лақтыруға қарсы жабдықтардың превенторлары орнатылады да, бұрғылау жұмыстары біткеннен кейін превенторлар демонтаждалады.
Құрылымы бойынша қарастыратын болсақ, тізбек басы деп бірнеше біріктірелген бөлшектерді айтуға болады және оның құрамына шегендеуші құбырларды ұстап тұратын катушкалар мен крестовиналар кіреді. Бұл элементтердің саны шегендеуші құбырлардың санына байланысты болады.
1.3-сурет. Тізбек басының құрылымы:
1-катушка; 2-нығыздауыш; 3-сыналар; 4-корпус; 5-ысырма; 6-шегендеуші құбыр, 7-құбырлар тізбегі
Тізбек басының жұмыс істеу жағдайы өте қиын. Себебі тереңдігі жоғары ұңғымалардағы шегендеуші құбырлардың салмағы бірнеше жүздеген килоньютоннан асуы мүмкін. Сонымен қатар тізбек басы онымен қарым қатынаста болатын ортаның салмағын да өзіне алады. Өнімнің құрамында H2S, CO2 элементтері кездессе немесе судың жоғары минерализациясы орын алса, онда тізбек басы осы факторлардың әсерінен тез тозады. Терең ұңғымаларға қыздыру сұйықтарын айдағанда тізбек басы 150-250 градусқа дейін қызады, ал солтүстік аймақтарда тізбек басы минус 50 градусқа дейін суыйды.
Тізбек басының беріктігінің бұзылуы әртүрлі апаттарға және қоршаған ортаға зиян келтіруіне әкеліп соғады, ал кей жағдайларда ол өртке, ал қауіпті жағдайда жарылысқа себеп бола алады.
Көп бағытты ұңғымаларда тізбек басының салмағы өте ауыр болады және алатын аумағы да аса үлкен. Олардың қажеттілігінің артуына байланысты жасалу кезінде көп мөлшерде металл қолданылады және оны құрастыруда легирленген болат қолданылады. Тізбек басының вертикалды аумағының үлкеюімен қатар ұңғымадағы жұмыстар да күрделенеді.
Жоғарыда айтылған тізбек басының жұмыс істеу кезіндегі ерешеліктері мен тізбек басының құрылымының ерекшілектері, оларды құрастырған кезде көптеген талаптарды орындауды қажет етеді. Ең бастысы - тізбек басы және оның бөлшектері ұңғыманың қызмет ету кезінде әр-түрлі жағдайларда өзінің беріктігін сақтау керек және құрастыруы кезінде металлды аз қолдану үшін оның вертикаль өлшемдері шағын болуы керек.
Тізбек басының элементтерін қарастырайық. Екі құбырды байлау үшін тізбек басының корпусы 4 шегендеуші құбырға 6, отырғызылған (1.3-сурет). Құбыр басының іші конусты болып келеді және оның ішінде шегендеуші құбырларды 7 ұстап тұратын сыналар 3, орналасқан. Тізбек басының қосқыш тетігі (фланец) құбырға кигізгілген немесе оған дәнекерленген катушка 1 бекітіледі. Катушка бұрандалар арқылы тізбек басымен байланысқан. Құбыраралық кеңістік нығыздаушылар 2 арқылы бір бірінен оқшауланған. Құбыр сыртындағы кеңістікке жету үшін тізбек басына ысырма 5 орналастырылған. Мұндай тізбек басының биіктігі 1 метрдей болады. Шегендеуші құбырлардың диаметріне байланысты тізбек басының салмағы 500-550 кг аралығында болады.
Тізбек басының бөлшектері - төртжақ (крестовина) және катушканың қораптары құйылған болаттардан және өте сирек қоспаларынан құралады. Металдың механикалық қасиеттерін жақсарту және кернеуді төмендету үшін дайындалған бөлшектерді дәнекерлегеннен кейін термоөңдеу арқылы сынайды. Қорап үшін болаттың ағу шегі 5-5,5 МПа, салыстырмалы созылуы 14-15%, және соғу тұтқырлығы 40мН*мм2 дейінгі мәндерде болады. Ауыр жағдайда жұмыс істейтін тізбек басылары үшін төмен легирленген болаттар 35ХМЛ қолданылады. Штампталған және соғылып жасалынған дәнекерленетін фланецтар немесе олардың жоғары бас жағы сәйкесінше 358ХМ және 40Х металдарынан жасалады.
Бұрынғы кездерде тізбек басы мен басқадай бөлшектер бір орталыққа бағынбаған әртүрлі зауыттарда жасалынатын. Кейбір кездері ондай зауыттарды үйлестіру жағдайы өте төмен болатын. Сондықтан оларда жасалынған бөлшектердің өлшемдері әртүрлі болып, бір бірімен байланысуға келмейтін, себебі олар үшін ортақ стандарт жасалынбаған еді. Соған қарай осы уақытқа дейін ондаған мың ұңғымалардың тізбек бастарының құрылымдары мен өлшемдері әртүрлі болып, оған жалғанатын бөлшектердің өлшемдерін бір қалыпқа келтіру қиынға соғуда.
Тізбек бастарының бөлшектерді байланыстыратын өлшемдерінің әртүрлі болуы олардың жоғары қысымға беріктігін төмендетіп, соның салдарынан апатты жағдайларға алып келуде.
Қазіргі уақытта тізбек бастарын құрастыру және оның бөлшектерін тасымалдау стандарт (сағалары су астында орналаспаған мұнай және газ ұңғымаларына арналған тізбек басылары) бойынша жүргізіледі. Стандарт бойынша шегендеуші құбырмен байланыстыру түрі мен негізгі параметрлері (максималды ішкі диаметр, жұмыс істеу қысымы, шегендеуші құбырдың шартты диаметрі) анықталады. Соған орай стандарт бойынша жұмыс істеу қысымдарының келесі мәндері қарастырылады: 14, 21, 35, 70, 105 МПа. Жұмыс істеу қысымы 35 МПа үшін сынақ қысымы 2*Ржұм, ал егер 35 МПа-дан жоғары болса, онда сынақ қысымы 1,5*Ржұм-ға тең етіп алынады.
Әдетте корпустың жуықтау есебі ішкі қысымның әсерінен болатын қалың қабырғалы құбырдағы кернеудің формуласы бойынша жүргізіледі.
Ішкі қысымның әсерінен құбырға әсер ететін кернеуді анықтау үшін арнайы формулаларды қолданып есептеу жүргізіледі. Алынған нәтижелер арқылы тізбек басының мөлшеріне және көлденең қимасының түріне әр түрлі түзетулер енгізіледі және эмпирикалық формулалар қолданылады. Жүргізілген есептеудің нәтижесі нақты нәтижеге сәйкес келмеуі мүмкін. Оның себебін анықтау үшін жүргізілген талдаудың нәтижесінде негізгі себеп ретінде шегендеуші құбыр - сыналар - корпус жүйесіндегі әсер ететін күштер сүлбесін есептеудегі қате әдістің қолданылуы мүмкін. Бұл әдіс бойынша ішкі әсер ететін күштер бірдей таралады деп алынған.
Тік күштің әсерінен сыналар қорапқа әсер етеді. Қалыпты жағдайда бұл әсерлесу күші сынаның барлық бетіне (эпюра 1, 1.4-сурет а) және корпустың әсерлесу бетінде бірдей таралады деп есептелген (эпюра 2, 1.4-сурет, б). Бірақ есепте нақты әсерлесу беттері ескерілуі керек.
1.4-сурет. Тізбек басының тұлғасына әсер етуші күштерді бөлу үлгісі
1.5-сурет. Тізбек басының тұлғасына және сына мен шегендеу құбырына әсер ету үлгісі
Шегендеуші құбырлардың сыртқы диаметрінің номианалды диаметр мәнінен ауытқуы, құбырлардың диаметралды деформацияның әртүрлілігіне және сыналардың құбырға ену тереңдігінің әр түрлі болуы үшін ұсталынатын құбыр қорапта әр түрлі биіктікте отырғызылады (1.5-сурет, а) және оның интервалы келесі формуламен есептеледі (1.5-сурет, б):
h= (Dmax - Dmin)cos α, (1.2)
мұндағы, Dmax және Dmin - шегендеуші құбырлардың максималды және минималды диаметрлері, әдетте 7-90.
Шегендеуші құбырлардың шақтамасы мен мөлшеріне сәйкес һ-тың мәні 20-40 мм аралығында болуы мүмкін. Нәтижесінде сына мен корпус арасындағы қатынас Dқұб шақтамасының оң мәнінде бет бойымен емес, бір құраушының бойымен орналасады, ал оның теріс мәнінде - сыналардың шет жақтарымен болады. Сонда сұлбада (1.4 б - суретін қарастырамыз) байқалған корпусқа әсер етуші күштің нақты эпюрасы өзге болады, ал корпустың өзі - ішінде қысымы бар қалың ыдыс ретінде жұмыс істемейді.
Сыналы байланыс кезінде құрастырылған нақты күштер сүлбесінің (фланецтың әсер етуін ескеріп түзетілген) нәтижесінде тізбек басының корпусын ЭЕМ арқылы есептеуге болады. Сонымен қатар, жүргізілген нақты есептеулер арқылы сынаны да есептей аламыз. Төсеме, фланец, бұранда және тізбек басының шпилькаларын фонтанды арматураны есептеуге ұқсас жолмен есептеуге болады.
Ұңғыларды фонтанды режимде пайдалану кезінде жүргізілетін кейбір жөндеу түрлері мен қызмет көрсетулер және жоғары тегеурінді қабаттарды газлифттік немесе сораптық әдіспен өндіру кездерінде ұңғыларды ауырлатылған ертінділермен тұйықтауға тура келеді. Мұндай жағдайларда өте күрделі, әрі қымбатқа түсетін жұмыстар орындалады. Сонымен бірге, ұңғымаларды тұйықтау оларды қайта іске қосу кезінде қабаттардың сұйық өткізгіштігі кемиді. Ұңғыманы тұйықтау әдісі оның апатты (ашық) фонтандауынан сақтандыру үшін де қолданылады.
Сағалық қоңдырғының апат нәтижесінде бұзылуы немесе жөндеу жұмыстарын жүргізу кезінде ашық фонтандаудан сақтану үшін фонтандаушы ұңғымаларда оқпанның төменгі жағына айырғыш клапандар қойылады. Бұл айырғыш клапандардың арқасында оқпанның жоғары және төменгі жақтары бір-бірімен байланыспайды.
Қабатты айырғыш клапандар, сонымен қатар ұңғымада технологиялық процестерді жүргізуге мүмкіндік береді. Сондықтан айырғыш клапан басқа қондырғымен толықтырылады да, олар арнайы жүйені құрайды. Бұл жүйе бірнеше бөлшектерден тұрады: негізгі бөлігі айырғыш клапанның өзі, нығыздауыш-герметизатор (пакер), якорь, берілген деңгейді ұстаушы пакер, клапанды басқару үшін қажетті қатынас каналы, өзіндік басқару құрылымы, клапанды, якорь мен пакерді орнату және демонтаждау жұмыстарына арналған қондырғы, технологиялық операцияларды жүрігізуге арналған қондырғылар.
Жоғарыда аталған қондырғылар (сүзгінің жоғары жағында орналасады) қабаттың әртүрлі ерекшеліктеріне (сұйық немесе газдың қасиеті, дебиті, ортаның агрессивтігі, температура, қысым) байланысты пайдаланылады. Бұл жұмыс жағдайларында әрбір қондырғы ұзақ уақыт бойы бас тартпай жұмыс істеуі қажет және ол инженерлік тұрғыда күрделі мәселе болып саналады.
Қабаттың айырғыш клапаны (1.6-сурет) пакерден (1), айырғыш клапаннан (2), ажыратқыштан (3), ұңғыманы апат кезінде сөндіруге арналған циркуляциялаушы клапаннан 4, ингибиторды енгізуге арналған клапан (5), сызықтың деформацияларды азайтуға арналған телескопиялық байланыс (6), қабат сұйығының шығым мөлшерін басқаруға қажетті дроссель (7), қабылдағыш клапаннан (8) тұрады. Пакер түрлерінің бір-бірінен айырмашылығы мынада: түсірілетін күшті қабылдау және пайдалану тізбегіне бағыттауы бойынша, фиксация әдісі бойынша, отырғызу және алынуы бойынша, әртүрлі орта үшін қолдануы және өлшемі мен конструкциясы бойынша бөлінеді.
Қабаттың айырғыш клапандарының бір-бірінен айырмашылығы мынада: басқару әдістері, құбырлармен байланысы, құбырда орналасуы және жүру каналдары бойынша ажыратылады. Клапандар автоматтық және басқарылу клапандары болып бөлінеді. Өз кезегінде автоматтық клапандар келесі түрге бөлінеді: оларды орналастырған аралықта қысымның төмендеуі кезінде іске қосылатын және сұйық мөлшерінің белгілі мәнінен асып кету себебінен іске қосылатын клапандар. Клапандардың құбырмен байланысы бойынша келесі түрлерге бөлінеді: алынатын клапандар - олар канат арқылы құбыр бойымен түсіріліп, құбырдың ниппельдерінде орналастырылады; стационарлы клапандар - құбырмен бірге ұңғымаға түсіріледі және онымен бірге жер бетіне шығарылады.
Ұңғымаларда айырғыш клапан орналастырылған кезде және орналастырылмаған кезде де ұңғыма ішінде бірнеше операцияларды орындау қажет болады және олар жоғары қысым аумағында орындалады.
Қысымы бар ұңғымада жөндеу жұмыстарын жүргізу кезінде айырғыш клапанға қосымша арнайы клапандар қосылады (1.7-сурет): циркуляциялы, теңгеруші, қабылдаушы және кері клапанды.
Циркуляционды клапан арқылы ұңғыма түбін, құбыр сыртын және ішін жуу жұмыстарын жүргізу, ұңғыманың түбін әртүрлі химиялық реагенттермен жуу кезінде және басқа да ұңғыма ішіндегі операциялар кезінде құбырдың ішкі кеңістігі мен құбыр сыртындағы кеңістіктерді байланыстырады.
Циркуляциялы клапан (1.7-сурет, а) СКҚ (НКТ) құбырына орнатылып, онымен бірге жер бетіне шығарылады. Ол тесіктері бар қораптан (4) тұрады және әрбір тесікте жылжымалы төлке (3) (оның да тесіктері бар) орналасқан. Соңғысы нығыздаушы элементтермен герметизацияланған: (6), (7), (8), (9), (10).
Резьбалық байланыстар сақиналармен (5) нығыздалады . Клапанды СКҚ-мен байланыстыру үшін корпуста аудармалар (2 және 11) орналастырылады. Жоғарғы аудармаға (2) муфта (1) отырғызылған. Ашық және жабық жағдайларында төлке (3) фиксатормен (12) қатаяды және ол төменгі аударманың (11) сақиналы кеңістігінде орналасқан.
1.7-сурет. Арнайы клапандардың құрылымы:
а-циркуляциялы; б-теңгеруші ; в-қабылдаушы; г-кері екі клапанды
Клапанды басқару кезінде төлкені төмен түсіреді немесе жоғары көтереді, сонда корпус пен төлкенің тесіктері сәйкес келеді немесе бір бірін жабады.
Теңестіруші клапан (1.7 б-сурет) ұңғы қоңдырғысының жабу элементінің жақтарының қысымын теңестіру үшін немесе құбырдан айырғыш клапандарды, тығындар мен қабылдаушы клапандарды қосып шығару үшін қолданылады.
Клапан корпустан (1) және корпустың қабырғаларына пісіріліп орнатылған клапандардан (3) тұрады. Клапанның пружиналары (2) чехолдың көмегімен ұсталынып отырады. Клапан ұңғыға штанга немесе канат арқылы түсірілетін жүктің көмегімен ашылады.
Қабылдаушы клапан (1.7 в-сурет) пакерді отырғызу және де құбыр ішіндегі қысымды көтеру үшін, сонымен бірге құбырдағы кеңістіктерді жабу мақсатында қолданылады. Пакерді отырғызғаннан кейін нығыздайды, бірақ кейбір жағдайларда престейтін шардың үзіліп кету салдарынан пайдалану құбырының пакермен герметизациялануы үшін қысым жеткіліксіз болады. Бұл үшін қабылдаушы клапандарды қолданады. Оларды пакердің астында орналасқан өткізбейтін ниппельге орнатады. Қабылдаушы клапан корпустан (7) тұрады және оның жоғарғы ұшын жабатын шардың ершігі ретінде жасайды. Корпустың жоғарғы жағына шары (5) бар тор (4) орнатылады. Корпустың сыртына кожух (3) кигізіледі және ол кожухтың басы ұстағыш ретінде жасалады. Тордың ішкі кеңістігімен байланысты ұстау үшін кожухтың шет жақтарында арнайы терезелер бар.
Корпустың жақтарындағы тесіктерді сақиналармен (6) нығыздалған кожухтың юбкасы жабады. Стерженьде (1) орналасқан штифт (2) үшін кожух көлденең қозғала алмайды. Қабылдаушы клапан өткізбейтін ниппельде нығыздауштармен (8) герметизацияланады. Клапанды алу үшін штифт (2) алынып, кожух (3) стерженнің (1) басына тірелгенше жоғары көтеріледі де, теңестіруші тесіктер ашылады, ал шардың (5) астындағы және оның үстіндегі қысымдар теңестіріліп, осыдан кейін клапан ниппельден жеңіл алынады.
Кері клапан (1.7 г-сурет) қысымы бар аймақта құбырларды көтеру-түсіру жұмыстары барысында құбырдағы кеңістікті жабады. Ол әрқашан да аралықты жауып тұру керек және апат болған жағдайда мүмкіншілігінше ұңғыны тұйық сөндіреді. Кері клапандар сонымен қатар, ұңғыларды газлифт әдістерімен пайдалану кезінде қолданылады, мұнда олар сұйықтың кері ағынының құбыраралық аймақтан өтуіне кедергі жасайды. Кейбір жағдайларда оларды пружинасыз құрастырады және реверсивті етіп қолданады, яғни ұңғыма өнімінің ағын қысымының есебінен өздігінен жабылады.
1.8-сурет.
Тұйықтау тығынының құрылымы
1.8-сурет.
Тұйықтау тығынының құрылымы
Кері клапандар пайдалану құбырларының тізбегінде және отырғызу ниппельдерінде сым немесе канат арқылы түсіріліп орнатылады. Тұйықтау тығыны (1.8-сурет) отырғызу ниппелінде тізбектің өтуін герметизациялау үшін цилиндрлі бетке орнатылады.
Оның корпусының (3) ішінде пружинаның астына орналасқан поршені (2) бар. Поршеннің нығыздаушы сақиналары (1) пружинаның (4) сығылған кезінде құбырдың ішкі және сыртқы аймақтарын біріктіретін корпустың шет жақтарындағы каналдарды жабады. Тығынды орнату үшін түсіру құралы ұңғыға түсіріледі. Ол кезде ашық канал арқылы сұйықтық қозғалады. Тығынды түсіруші құралды шығарып алғаннан кейн поршень каналды жауып тастайды да, тізбектің орталық өту аймағын герметизациялайды. Тығынды алу керек болған жағдайда поршень (2) стержень арқылы төмен итеріліп, каналдар ашылып, оның үстіңгі және астыңғы аймақтарындағы қысым теңеседі.
Отырғызу ниппелі - ұңғыма жұмыстарын жүргізу
кезіндегі құбырдың құрастыру элементі болып табылады. Ол радиалды каналдары бар қысқа құбыр түрінде болады. Ол құбыр ішінде тізбек бойымен әртүрлі аппараттарды, құрылғыларды орнатып, бекітуге арналған.
Құбырлы тізбекті айырғыш (1.9-сурет) басшықтан (1), жоғарғы (2) және төменгі (5) цангалардан, цилиндрден (3) және штоктан (4) тұрады.
1.9-сурет.
Құбырлы тізбекті
айырғыш
1.9-сурет.
Құбырлы тізбекті
айырғыш
СКҚ тізбегін ұңғының ішкі қоңдырғыларынан ажырату үшін ұңғы бойымен сыммен түсірілетін құрылғыны қолданады. Құрылғының итергіші цанганы (2) жоғары көтеріп, пайдалану құбырларын ұңғы қоңдырғыларынан ажыратады, ал цанганы төмен түсіргенде оларды қосады. Басқару станциялары жаңа кешендерді басқаруға арналған. Қалыпты жағдайда олар бір ұңғыманы немесе бір топ ұңғыманы (1 кустта - 8 ұңғымадан артық емес) басқарады.
Электрлік немесе пневмогидравликалық байланыс түрлеріне қарай ҰАБК (ұңғыма айырғыштарын басқару кешені) және ҰАБК - Э байланыс кешендері қолданылады.
Олар ортаның температурасына, ондағы H2S және СО2 мөлшеріне, жөндеу жұмыстарының жиілігіне байланысты әртүрлі етіп жасалынады.
1.4. Лифт құбырлары. Сорапты-комрессорлы құбырлар (СКҚ). Мұнай өндірісінің коммуникациялық құбырлары
Мұнай өндірісінде құбырларды келесі жағдайлар үшін қолданады: ұңғы ішінде мұнай қозғалысы орын алатын оқпанды жасау үшін, ұңғы ішіндегі қондырғыларды орналастыру үшін, өндіріс территориясында құбырларды жүргізу үшін. Қолданылатын құбырлар әртүрлі болып келеді, сонымен бірге олардың негізгі 4 түрін атауға болады: бұрғылау, шегендеу, сорапты-компрессорлы және мұнай кәсіпшілігінің коммуникация құбырлары.
Құбырдың алғашқы үш түріндегі әрбір құбырда муфтасы жоқ шетінен 0.4-0.6 метр қашықтық аралығында мынадай белгілер болады: шартты диаметрі (мм) және құбырдың нөмірі, болаттың төзімділігі, қабырғасының қалыңдығы, шығарылған айы мен жылы, өндіруші зауыттың тауарлық белгісі. Бұл белгілердің жанына ашық түсті шайылмайтын бояумен белгілерді қайталап жазады.
Сорапты компрессорлы құбырлардан тізбек құрылып, ұңғыма бойымен түсіріледі. СКҚ-ды қолдану мақсаттары мынадай:
oo қабаттан алынған сұйықты, сұйық пен газ қоспасын немесе газды жер бетіне көтеру;
oo ұңғы түбіне сұйық немесе газды айдау үшін (технологиялық процестерді орындау үшін, өнімділікті арттыру немесе жөндеу жұмыстарын жүргізу үшін);
oo ұңғы ішіндегі қондырғыларды ілу үшін;
oo ұңғы ішінде жөндеу және бұрғылау жұмыстарын жүргізу.
СКҚ-ң шартты белгілену үлгілері:
Төзімділік дәрежесі Е, шартты диаметрі 60мм, қабырға қалыңдығы 5мм құбырлар үшін:
oo 60х5-Е МЕмСТ 633-80 - тегіс құбырлар үшін;
oo В-60х5 МЕмСТ 633-80 - шеттері сыртқа шығарылған құбырлар үшін;
oo МСК (муфталы сорапты компрессорлы)-60х5 МЕмСТ 633-80 - жоғары герметизацияланған құбырлар;
oo МзСК*(*муфтасыз сорапты компрессорлы)-60х5 МЕмСТ 633-80 - жоғары герметизацияланған муфтасыз құбырлар.
СКҚ-лар МЕмСТ 633 бойынша жасалады. Ол бойынша тегіс құбырлар және оларға арналған муфталар, шеттері сыртқа шығарылған құбырлар және оларға қажетті муфталар, тегіс жоғары герметизацияланған құбырлар мен оларға арналған муфталар және муфтасы жоқ шеттері сыртқа шығарылған құбырлар жасалынады. Тегіс құбырларды жасау жеңіл, бірақ олардың шет жақтарына жасалған бұранданың есебінен шет жақтарының төзімділігі әлсірейді. Ал бұрандасы сыртында орналасқан құбырлардың бойы мен шет жақтарының төзімділігі жоғары болады. Оны төзімділігі біркелкі құбырлар деп атайды. Оларға жасалған муфтаның диаметрі құбырдың диаметрінен үлкен болады (1.2-кесте). Тегіс құбырлардың резьбасы конустық кейіппен жасалынып, профильдік бұрышы 600-қа тең болады.
1.2-кесте
СКҚ-лардың стандартты диаметрлері (МЕмСТ 633-80)
Құбырдың шартты диаметрі
Сыртқы диаметр, мм
Құбыр қабырғасының қалыңдығы, мм
Құбырдың ішкі диаметрі, мм
Құбыр мен муфтаның массасы (теориялық) кгм
Құбырдың тегіс бөлімі
Муфталар
Тегіс құбыр
В типті құбыр
Тегіс құбыр
В типті құбыр
27
26,7
-
42,2
3,0
20,7
-
1,85
33
33,4
42,2
48,3
3,5
26,4
2,65
2,66
42
42,2
52,2
55,9
3,5
35,2
3,38
3,46
48
48,3
55,9
63,5
4,0
40,3
4,46
4,54
60
60,3
73,0
77,8
5,0
50,3
7,01
7,12
73
73,0
88,9
93,2
5,5
62,0
9,50
9,55
73
73,0
88,9
93,2
7,0
59,0
11,70
11,87
89
88,9
108,0
114,3
6,5
75,9
13,68
13,72
89
88,9
-
114,3
8,0
79,0
-
16,69
102
101,6
120,6
127,0
6,5
88,6
15,80
16,05
114
114,3
132,1
141,3
7,0
100,3
19,13
19,49
Тегіс және шеттері сыртқа шығарылған СКҚ-лардың бұрандасының конустығы 1:16, дөңгеленген профиль бұрышы 60 градусқа тең. МСҚ және МзСҚ құбырлардың бұрандалы бөлігінің соңы конусты тегіс, ол ұшы муфталы-конусты бұрандаға кигізіліп, қосымша нығыздалады.
Құбырлардың шамасы бойынша А құбырлары (өте дәл жасалынған) үшін ауытқуы +6.5 тен - 3.5% аралығында, ал Б құбырлары (аса дәл емес) үшін ауытқу +8 ден - 6%-ға дейінгі аралықта болады.
СКҚ-лардың ішкі диаметрін ұзындығы 1250 мм СКҚ ішкі диаметрінен 2-2.9мм-ге кем арнайы жасалынған үлгі арқылы тексереді. Қабырғаның қалыңдығына минусты 12,5%-ға тең шақтама орнатылған.
Муфтасыз СКҚ-ларды ұңғыларға түсіру үшін құрылымы күрделі, қымбатқа түсетін элеваторлар қолданылады. Олар құбырлар тізбегін тегіс немесе кеңейтілген бөлігінен ұстап тұра алады. Ол үшін элеватордың сыналы ұстаушы органы мен конустық отырғызу беті болуы керек. Осыған байланысты оның құрылымының күрделілігі күрт артады.
Құбырлар төзімділік тобы мынадай болаттардан жасалады: Д, К, Е, Л, М, Р. Сонымен қатар, СКҚ Д16Т маркалы алюминді қорытпасынан жасалынуы мүмкін. Бұл қорытпаның ағу шегінің мөлшері 300 МПа, ал төзімділік шегі 110 МПА-ға дейін болады. Қорытпаның салыстырмалы тығыздығы 2,72-ге тең. Алюмин қорытпасынан жасалған құбырлардың салмағы болаттан жасалған құбырлардың салмағынан кіші, бірақ төзімділігі де төмендейді (Д-болаттан 1.25 есе кіші, К үшін - 1.67, Е үшін - 1.85есе). Сонымен қатар, алюминнен жасалған құбырларды терең түсіруге болады.
Д16Т құбырларының сонымен қатар, күкіртсутегілік (H2S) ортада коррозияға төзімділігі жоғары болады, егер оны қалың қабатты анодпен қаптаса, оның коррозияға төзімділігі одан да артады.
Газдың қысымы 50 МПа (500 кгссм2) дейінгі ортада МСҚ тегіс құбырлары муфталы байланысының көмегімен герметизацияланады. Байланысу аймағының төзімділігі құбыр бойының төзімділігінің 85-90%-ын құрайды, ал ол МЕмСТ 633 тегіс құбырларының мәнімен салыстырғанда 25-35%-ға үлкен болады.
Конусты нығыздаушы беттерінің құрылымы және бұранданың профилі МзСҚ1 байланысындағы қолданатын құбырларға ұқсас. Байланысты одан әрі бекіткенде құбырлардың ішіндегі қапталдары түйісуге түседі.
МСҚ типті құбырларға қажетті ажырату күшін Рстр анықтау үзілуге қауіпті көлденең қима үшін жүргізеді. Аталған қима бұранданың біткен жерінен 12 мм ара қашықтықта болады және күш келесі формуламен анықталады:
. ( 1.3 )
мұндағы, Dcp - қауіпті қимадағы құбырдың орташа диаметрі, b - профильдің жұмыс істеу биіктігі, - құбыр материалының ағу шегі, - болаттың пластикалық бөлігі үшін Пуассон коэффициенті (0,5-ке тең), - үйкелісі бұрышы (90), - созу жүгін қабылдайтын профильдің иілу бұрышы, l - ұсталып тұрған бұранданың ұзындығы (l = L - 0.014 м), L - бұранданың жалпы ұзындығы.
СКҚ-лардың әрбір 8-10 метр аралығында бұрандалы байлыныстарының орын алуынан оларды ұңғыларға түсіріп-көтеру жұмыстары күрт артады.
Қазіргі уақытта, шетел елдерінің СКҚ-ры жиі қолданыс табады. Бұл құбырлар API, SPEC стандарттары бойынша жасалған.
Бұл СКҚ-ларының сыртқы диаметрі 26,7 және 114,3 мм аралығында және олардың шет жақтары сыртқа шығарылмаған немесе құбырлардың муфтасының кеңейтілген құбыршығы бар.
СКҚ-ларды біріктіру үшін қалыпты бұрандадан (конустылығы 1:16, профиль бұрышы 600, қадамы 3,175 немесе 2,54 мм) басқа арнайы трапециялы және тіректі бұрандалар қолданылады.
Герметизацияны жоғарылату үшін қосымша нығыздаушы беттерді және тефлоннан жасалған нығыздаушы сақиналарды қолданады. Коррозиядан сақтау үшін кейбір фирмалар құбыр ішін пластмассамен қаптайды.
СКҚ келесі төзімділікті болаттардан да жасалынады: Н-40, J-55 (МЕмСТ 633 бойынша Д-ға сәйкес келеді) және N-80 API бойынша (5В спецификациясы), 5ВН API спецификациясы бойынша төзімділігі Р-105 болаттардан, 5ВС API спецификациясы бойынша H2S ортасы үшін С-75 төзімділікті (К, Е беріктік тобы) болаттан жасалады.
Төзімділік тобы Н-40, J-55, N-80(E) және Р-105 (М) болаттардың химиялық құрамы стандарттарда көрсетілмейді.
Болаттардың қалыпты химиялық құрамдары 1.3-кестеде, ал материалдардың механикалық сипаттамасы 1.4-кестеде келтірілген.
Кестеде СКҚ материалдарының механикалық қасиеттері API, SPEC 5B, SPEC 5BХ, SPEC 5BY үшін берілген.
1.3-кесте
Болаттың химиялық құрамы
Болаттың беріктік тобы
Термиялық өндеу түрі
Көміртектің құрамы, %
Марганец құрамы, %
Басқа компоненттер, %
H-40
J-55
N-80
P-105
-
-
орташа
жіберу және орташа
0,27... 0,37
0,37... 0,47
0,38... 0,48
0,37...0,45
0,70... 1,00
0,80... 1,00
1,40... 1,70
0,60... 0,80
-
-
Mo-0,15
Cr-0,80
Ni-1,30
Mo-0,25
Mo-0,15
V-0,08
Mo-0,15
Cr-0,9
1.4-кесте
Материалдың механикалық сипаттамасы (СКҚ үшін АР1 Spec 5 B, 5 ВС, 5ВХАРI Spec 5В, 5ВС, 5ВХ бойынша)
Болаттың беріктік тобы
Созылудағы шекті беріктік, МПа аспау керек
Созылудағы шекті беріктік, МПа аспау керек
Үзіліс кезіндегі шамалы созылу
H-40
420
280
29,5
J-55
520
380
24,0
С-75
660
520
19,5
P-80
700
560
18,5
Р-105
840
730
16,0
Соңғы жылдары үзіліссіз орамды, иілгіш және муфтасыз тегіс құбырлар (ұзындығы 2500 м, кей жағдайларда 5500 м) жиі қолданыс тауып жүр. Бұл құбырлар толық ұзындығымен өндіріліп шығарылады (немесе бөлек бухтамен 600-650 м-ден, бір-бірімен дәнекерленіп байланысқан), олардың бұрандасы болмайды және бухтаға оралынып, үлкен автомашинаға орнатылған арнайы агрегат арқылы ұңғының оқпаны бойымен түсіріледі.
Агрегаттың тарту қондырғысында СКҚ үйкеліс күшінің әсерінен ілініп тұрады.
Мұндай құбырлар тізбегімен құм тығындарын жою үшін сұйық айдауға, жөндеу және пайдалану жұмыстары үшін қондырғыларды ұңғыға түсіру жұмыстарын жүргізуге болады. Үзіліссіз тегіс құбырларды қолдану арқылы түсіру-көтеру ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
Мұнай-газ өндіру ұңғымасының жабдықтары
1.1. Негізгі түсініктер мен сипаттамалар
1.2. Ұңғыма оқпандық аймағының жабдықтары
1.3. Өндіруші ұңғыма сағасының қондырғылары. Ашық фонтандауды сақтандыратын қондырғылар
1.4. Лифт құбырлары. Сорапты-комрессорлы құбырлар (СКҚ). Мұнай өндірісінің коммуникациялық құбырлары
1.5. Сорап компрессорлы құбырларды есептеу
1.6. Мұнай кәсіпшілігінің коммуникациялық құбырлары
1.7. Ұңғылардың нығыздауыштары - пакерлер
1.8. Пакерлерді құрылымдау және есептеу
1.9. Қорғаныс қаптамасы бар сорапты-компрессорлы құбырлар
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
КІРІСПЕ
Мұнай мен газ адамзат қоғамының энергия көздерінің ең негізгісіне айналды, әрі ең маңызды химиялық шикізат болып табылады. Мемлекетті мұнай - газ шикізаттарымен қамтамасыз ету елдің экономикалық дамуын айқындайды және технологиялық прогресті белгілейді.
Мұнай-газ өндіру саласының ерекшелігі айтарлықтай жоғары, ілгері қарқынды, сапа жағынан алдыңғы қатарлы, әрі мұнай өнімдері жыл сайын өндірілуде. Қазіргі мұнай өндіру саласы техниканың ең соңғы үлгілерімен жабдықталған, автоматтандырылған, ондаған күрделі технологиялық процестерді жүзеге асыра алатындай жағдайда екені белгілі.
Оларды жүзеге асыру үшін пайдаланылып жүрген саны, күрделілігі, әртүрлілігі жағынан машиналар мен жабдықтар қазіргі өнеркәсіп салаларында алдыңғы қатарлы орындарды иеленеді. Толассыз даму үстіндегі мұнай-газ өндіруге арналған машиналар мен жабдықтардың саны жаңа мұнай-газ өндірісінің жаңа саласының қалыптасуына әкеліп соқтырды.
Мұнай-газ саласының дамуымен қатар бір мезгілде машина құрастыру салалары да даму үстінде. Осымен қатар ғылым да даму бағытында.
Мұнай кәсіпшілігінің жабдықтары курсы мұнай-газ өндірудің әртүрлі тәсілдерін, жөндеу жұмыстарының түрлерін, мұнай мен газды тасымалдау әдістерін, газ бен мұнайға арналған құбырларды, сонымен қатар осы салаларда қолданылатын машиналар мен жабдықтарды зерттейді.
1. МҰНАЙ-ГАЗ ӨНДІРУ ҰҢҒЫМАСЫНЫҢ ЖАБДЫҚТАРЫ
1.1. Негізгі түсініктер мен сипаттамалар
Мұнай, газ немесе газконденсатты кенорындарын игеру бір-бірімен функционалды байланысқан түрлі машиналар, жабдықтар, аппараттар мен құралдардың көмегімен іске асырылады. Сондықтан мұнай-газ кәсіпшілігін геологиялық түзілім мен инженерлік құралдардың кешені ретінде қарастыру қажет. Сонымен бірге, машиналар мен құралдардан басқа бұл кешенді жүйе өлшеу және реттеу, автоматтандыру мен есептеу техникасынан да тұрады (1.1-сурет).
1.1-сурет. Мұнай-газ кәсіпшілігінің функционалды сұлбасы:
1-қабатқа су айдау ұңғысы; 2-қабатқа газ айдау ұңғысы; 3-қабат сұйығын жинау жүйесі және оларды мұнайға, газға және суға бөліп ажырату; 4-сораптық станциялар; 5-компрессорлық станциялар; 6-қабат қысымын ұстап тұру жүйесі; 7-мұнай ұңғылары; 8-газ шапкасы; 9-мұнаймен қаныққан қабат; 10-су жиналған қабат; 11-коллектордың өткізгіштігін көтеріп, қабат сұйығының тұтқырлығын азайту арқылы қабатқа әсер етіп, кен алуды қарқындатуға арналған жабдықтар кешені; 12-ұңғыны ағымды жөндеуге қажетті жабдықтар кешені; 13-ұңғыны іргелі жөндеуге арналған жабдықтар кешені; 14-ұңғыларды пайдалануға арналған жабдықтар
Кен ішіндегі мұнай қабаты астыңғы жағынан су қабатымен және оның үстіңгі жағында газ шапкасымен шектелген. Қабатты пайдалануға келесі ұңғылар қолданылады: бір бөлігі қабаттан сұйықты шығарып алуға, екіншісі - қабатқа суды немесе газды айдау мақсатында. Қабаттан сұйықты шығарып алу үшін ұңғыларды кешенді пайдалану жабдықтары қолданылады. Олар сұйықтағы мұнай, газ, судан басқа механикалық қоспаларды жинау жабдықтарының (3) көмегімен тазартып, мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру операцияларынан өткізіп, тұтынушыларға таза күйінде жеткізеді. Кенорындарынан сұйықтарды шығарып алуды қарқындату үшін қабатқа қышқылды өңдеу, оны гидроажырату, сонымен бірге термиялық түрде әсер ету жабдықтарының кешені (11) қолданылады. Қабат энергиясының деңгейін көтеру мақсатында су немесе газ айдайтын жабдықтар кешені (6) пайдаланылады. Сонымен бірге ұңғыларды ағымды немесе іргелі жөндеу жабдықтары да кеңінен қолданылады.
1.2. Ұңғыма оқпандық аймағының жабдықтары
Мұнай өндіру саласында тағайындалуы әртүрлі ұңғымалар салынады және олардың түріне қарай құрылымды-ізденісті, барлаушы, өндіруші, айдаушы, сонымен бірге арнайы деп ажыратады.
Өндіруші ұңғыма деп әдетте соның тікелей көмегімен мұнай, газ немесе газды конденсатты өндіруге арналған ұңғыманы айтады.
Мұнай және газ көздерін өңдеу тек қана жер қыртысының өнімді беткейлерін бұрғылайтын ұңғымалардың көмегімен жүзеге асырылады.
Ұңғыма - тік немесе иіліңкі болады, диаметрі кішігірім (75-350мм-ге дейін) және мынадай тереңдіктерге кетеді: 100-150-ден 5000-6000 метрге дейін және одан жоғары болады. Ұңғыманың бөлшектері: сыртқа шығу ауыз қуысы (сағасы); ұңғыма-түбі, діңгек жанындағы бөлігі мен жоғарғы жағы. Мұнай-газ өндірісінде қыртыстарды өзара жалғастыратын ұңғылар да орын алады және ол ұңғымалар да тік немесе иіліңкі бағыттарда болуы мүмкін.
Ұңғымалар мынадай санаттарға бөлінеді: өндіруші, барлаушы, бақылау және пьезометрлік. Мұнай және газ өндіруге немесе конденсация жасауға арналған ұңғымаларды өндіруші деп атайды (1.2-сурет).
Өндіруші ұңғы негізгі үш телімнен тұрады: сағалық, оқпандық және сүзгілік. Олардың әрқайсылары қажетті жабдықтармен қамтылған: тізбек басы (1), бағыттаушы (2), кондуктор (3), өндіруші тізбек (4) және сүзгі (6). Кей кезде ұңғы пакермен немесе қабатты ажыратқыш клапанмен (5) жабдықталады.
Өндіруші ұңғының оқпанды бөлігі тау жынысына цементтелген концентрикалық орналасқан шегендеуші тізбектерден тұрады.
Ішкі шегендеуші тізбек сұйық өндірілетін қабатты ұңғының сағасымен байланыстырады. Оның диаметрі ұңғыны пайдалануға қажетті жабдықтарды орналастырып, барлық технологиялық операцияларды орындай алатындай етіп таңдап алынады.
Сыртқы шегендеуші тізбек бағыттаушы деп аталынып, бірнеше метр тереңдікке дейін түсіріліп, оның биіктігі түгелдей цементтеледі. Оның ішіне, әдетте, ұзындығы 200 м-ден 600-800 м-ге дейін жететін кондуктор орналасады.
Ал суды немесе басқа да сұйықтық заттарды тартуға арналған және қабатта жатқан қорларға жасанды түрде әсер етуге арналған ұңғымалар айдау ұңғымалары деп аталады. Ал барлау ұңғымалары болса, мұнай-газ кендерінің бар-жоғын, мұнай-газдың таралу аймағын айқындауға арналған.
Бақылаушы және пьезометрлік ұңғымалар жер қыртысы мен қыртыстық сұйықтың жағдайын анықтау бойынша жұмыстарды атқаруға, сонымен қатар қыртыстық қысымдарды қажетті деңгейде ұстап отыруды жүзеге асыру мақсатында пайдаланылады.
1.2-сурет. Өндіруші ұңғының сұлбасы:
1-тізбек басы; 2-бағыттаушы-сыртқы шегендеуші тізбек; 3-кондуктор-ішкі шегендеуші тізбек; 4-өндіруші тізбек; 5-ажырату клапаны; 6-сүзгі
Өндіруші ұңғымасы ұңғымалардың ішіндегі ең негізгі және маңызды құрылым болып табылады, ал олардың жиынтығы іске асыру қоры болып саналады, оның құны қазіргі кәсіптегі барлық технологиялық жабдықтар құнының 75-80 пайызын құрайды. Бүтіндігі тараған, ақауы табылған ұңғымалар қолданылудан тыс қалады. Оларды күрделі жөндеуден өткізеді болмаса тіпті жарамсыз болып табылады.
Осыған байланысты ұңғымалардың ұзақ уақытқа жарамдылығы жердің өнімді қабатын өндіру кезеңіне сәйкес болуы қажет. Яғни бұл бірнеше он жылдық деген сөз. Мұндағы ең басты нәрсе жабдықтың жоғары сапалылығы. Ұңғыма құрылысына қажетті талаптар оның іске асырылу шарттарымен айқындалады. Бәрінен бұрын оның сапасы жер қыртысының геологиялық ерекшеліктеріне байланысты болады.
Пайдалану ұңғымасы екі негізгі типте болады: тік және иіліңкі. Иіліңкі үлгісі - қыртыстың берілген жерінде ұңғыманың бастауын бағыттау қажеттілігінің нәтижесі. Осы ұңғымалардың профильдері технологиялық талаптарға сәйкес алуан түрлі болып келеді.
Тізбектің ұзақ жұмыс жасауы ұңғыманың жұмыс жасау уақытымен сәйкес келуі тиіс.
Ұңғыманың сыртқы шегендеу құбырлар тізбегі бірнеше метр тереңдікке түсіріледі және олар құбыр бойы толық цементтеледі. Бағыттаушының ішіне тізбек басы орнатылады да, оның ұзындығы 200-ден 600-800 м-ге дейін болады. Бұл кондуктор деп аталып, барлық ұзындығы бойынша цементтеледі. Пайдалану тізбегі мен кондуктордың арасына шегендегіш құбырлар тізбегі түсіріледі. Олар ұңғыманы құру кезінде технологиялық функцияларды жасайды, тереңдікке түсірілуі геологиялық қабатқа байланысты анықталады.
Тізбек басы кондукторға жалғастырылып, ұңғыманы пайдалану кезінде ұңғымаға жабдықтарды түсіру үшін қолданылады.
Пайдалану ұңғымасының сүзгілі бөлімі газдың немесе сұйықтың және де қабатқа су мен газды айдағанда ағып кетпеуін қамтамасыз етуі тиіс.
Ұңғыма оқпанының шегендеу құбырлары тау жыныстарының қысымында болады және олар пайдалану тізбегі - сұйық және газды айдағандағы немесе қабаттың қысымының әсерінде де болады. Ішкі және сыртқы қысымдардан бөлек шегендеуші тізбек, сонымен бірге құбырдың өз салмағының жүктемесін де көтереді, ал кондуктор болса қалған шегендеуші тізбектің салмағын көтереді. Тізбек басы шегендеуші тізбектің салмағын, ішкі қысымды және оған артылған өндіру жабдықтарының салмақтарының жүктемесін көтеруге мәжбүр.
Ұңғыманы пайдаланғанда оның ішкі және сыртқы қысымдарының мөлшерлері ауысып отырады.
Ұңғыманы пайдалану кезінде одан өндірілетін мұнай, газ және конденсат коррозия туғызады және шегендеуші құбырлар тізбегінің бұзылуына әкеліп соғады. Өндіру кәсіпшілігіндегі мұнай мен газда көмір қышқыл газы мен күкіртқышқылы көп болуы мүмкін және ұңғыма тереңдеген сайын оның қысымы артып қана қоймай, қабат температурасы да көтеріліп 2500С шамасына дейін барады.
Ұңғымаға жоғары қысыммен қышқылды жұмыстық сұйықты, газ, жоғары температурадағы жылу тасығыштарын жіберу оның жұмысын қиындата түседі.
Бұндай жағдайлар ұңғыманың апатқа ұшырауына (авария) әкеліп соғуы мүмкін.
Пайдалану құбырлары жоғары дәрежедегі сапалы болаттардан жасалады. Олардың негізгі көрсеткіштері стандарт бойынша реттеледі: уақыттық қарсыласуы, ағу шегі, салыстырмалы ұзартылуы (1.1-кесте) көрсетілген.
Сонымен бірге, құбырлардың теориялық массасы және муфтаның өлшемдері де беріледі.
Көбінесе пайдалану ұңғымаларында пайдалану тізбегі белгілі бір құбыр өлшемдерінен жиналады: 114; 127; 146; 168 және 194мм. Осы өлшемдердің ішінде жиі қолданылатыны мына өлшемдер: 146 және 168мм.
1.1-кесте
Көрсеткіштер
Болаттардың беріктік тобы
С
Д
К
Е
Л
М
Р
Уақыттық қарсыласу τу, МПа
550
650
700
750
800
900
110
Ағу шегі , МПа
320
380
500
550
650
750
950
Салыстырмалы ұзартылу, %
18
16
12
12
12
12
12
Пайдалану тізбегінің ең аз диаметрін қолдана отырып, мұнай кәсіпшілігінде максималды бұрғылау мүмкіншілігі үлкен рөл атқарады (114 және 127 мм), ал жоғары дебитті ұңғымада диаметрі 146мм және одан жоғары құбырлар қолданылады. Осыған байланысты мұнай кәсіпшілігінде ұңғыманы пайдаланғанда кіші диаметрлі құбырлар тізбегі жұмсалынатын болат шығынын әлдеқайда қысқартуға мүмкіндік береді.
Сонымен, мұнай кәсіпшілігіндегі бұрғылау жұмыстарында ең кіші диаметрлі тізбекті құбырды пайдалану кеңінен қолданылады.
Ұңғыманы пайдалану кезінде оқпанды тізбекті қолдану маңызды роль атқарады.
Оқпанды тізбекті есептеу барысында оның негізгі факторы ретінде температурасы ескеріледі. Себебі, оқпанды тізбекті жартылай цементтегенде тізбектің температуралық ұзаруы сағалық бөлімге ауысып, деформацияға тап болады.
Температураға байланысты тізбектің ұзындығының өзгеруі келесі формула бойынша анықталады:
lt =l0 (1+t∆t), (1.1)
мұндағы, t - сызықтық ұлғаю коэффициенті, ∆t - жоғары беттегі және ұңғыма температураларының айырмашылығы; l0 - тізбектің бастапқы ұзындығы. (1.1) формуласына байланысты жоғары беттегі тізбектің жалпы ұзаруы 0,5-0,75 м-ге жетуі мүмкін.
Ұңғыма оқпанына арнайы агрессивті орталарды беру кезінде және будың жоғары температурада әсер етуі коррозияның қарқындауын тудырады. Осыған байланысты құбыр материалының маркасы дұрыс таңдалуы тиіс.
Өнім қабатындағы ұңғыманың ашық аймағы сүзгімен жабдықталады. Ұңғыманы сүзгімен жабдықтау, өнім қабатының бұзылуы кезінде ұңғымаға механикалық қоспалардың түсіп кетпеуін қамтамасыз етеді.
Сүзгінің негізгі сипаттамасы ретінде оның гидродинамикалық ерекшіліктері қарастыралады.
Ұңғыманың сүзгісі тұрақты немесе ауыспалы болуы мүмкін.
Ауыспалы сүзгіге гравийлі қызыл-стерженді, гравийлік қиыршықтас, металлдыкерамикалық бөлшектер және т.б. жатады. Ауыспалы қиыршықты сүзгі бір-біріне концентрикалық орналасқан құбырларды құрайды, олардың арасына қиыршық тастар (гравий) төселген. Сүзгі жиналған күйінде пайдалану тізбегіне түсіріліп, өнімді қабат аймағында құрастырылады. Сүзгінің жоғарғы және төменгі бөлімдері герметизацияланады.
Басқа сүзгілерге тоқталар болсақ, мәселен металлдыкерамикалық, ол корпустан және сүзгіөткізгіштік элементтен тұрады да, пісірілген метал шариктерден жасалады. Шариктің өлшемдерін таңдау, сүзгінің өткізгіштігін қамтамасыз етеді, ал материалына келер болсақ - сүзгі коррозияға төзімді етіп жасалады. Сүзгінің ұзындығы өнімділік қабатының қалындығына сәйкес болуы тиіс және ол ауыстырмалы шиыршықты сүзгіге орнатылады.
Ұңғыманы пайдалану кезінде сүзгі көбінесе қабат өнімімен шығатын сұйықтардағы заттармен бітеліп қалады, мәселен сұйықта болатын смола тәріздес заттармен. Оның нәтижесінде сүзгінің гидродинамикалық сапасы кемиді. Осыны болдыртпау үшін сүзгіні дүркін-дүркін тазалау қажет. Тазалау кезінде оған сұйықты кері айдау операциялары қажет немесе, мүмкіндік болса, сүзгіні жоғарыға шығарып ауыстыру қажет.
Қиыршық металлдыкерамикалық және басқа сүзгілерді қолдану әдісі, алдымен қабат өніміндегі механикалық жыныстардың түріне байланысты болады. Құмды қабатты цементтеу кезінде сүзгіні міндетті түрде қолданамыз. Өйткені мұндай қабатта өнімді өндіру кезінде құбырлар тізбегін пайдалану, сұйықты жоғарыға шығаруға арналған жабдықтардың тез істен шығуына әкеліп соғады.
1.3. Өндіруші ұңғыма сағасының қондырғылары. Ашық фонтандауды сақтандыратын қондырғылар
Ұңғымадағы шегендеуші құбырлар сағадағы құбырлардың басымен байланады. Тізбек басы (1.3-сурет) ұңғыманың барлық шегендеуші құбырларын бір жүйеге қатар байлайды да, олардың салмағын толығымен қабылдап, кондукторға бұл күштердің барлығын түсіреді. Соның көмегімен ұңғыманың құбыр араларындағы кеңістіктерді герметизациялап, бір бірінен оқшаулайды. Сонымен бірге ұңғыманың оқпанын тексеру және әр түрлі қажетті технологиялық операцияларды орындауға және ұңғымаға түсірілетін пайдалану қоңдырғыларын монтаждау мақсатында да қолданады. Бұрғылау жұмыстары кезінде лақтыруға қарсы жабдықтардың превенторлары орнатылады да, бұрғылау жұмыстары біткеннен кейін превенторлар демонтаждалады.
Құрылымы бойынша қарастыратын болсақ, тізбек басы деп бірнеше біріктірелген бөлшектерді айтуға болады және оның құрамына шегендеуші құбырларды ұстап тұратын катушкалар мен крестовиналар кіреді. Бұл элементтердің саны шегендеуші құбырлардың санына байланысты болады.
1.3-сурет. Тізбек басының құрылымы:
1-катушка; 2-нығыздауыш; 3-сыналар; 4-корпус; 5-ысырма; 6-шегендеуші құбыр, 7-құбырлар тізбегі
Тізбек басының жұмыс істеу жағдайы өте қиын. Себебі тереңдігі жоғары ұңғымалардағы шегендеуші құбырлардың салмағы бірнеше жүздеген килоньютоннан асуы мүмкін. Сонымен қатар тізбек басы онымен қарым қатынаста болатын ортаның салмағын да өзіне алады. Өнімнің құрамында H2S, CO2 элементтері кездессе немесе судың жоғары минерализациясы орын алса, онда тізбек басы осы факторлардың әсерінен тез тозады. Терең ұңғымаларға қыздыру сұйықтарын айдағанда тізбек басы 150-250 градусқа дейін қызады, ал солтүстік аймақтарда тізбек басы минус 50 градусқа дейін суыйды.
Тізбек басының беріктігінің бұзылуы әртүрлі апаттарға және қоршаған ортаға зиян келтіруіне әкеліп соғады, ал кей жағдайларда ол өртке, ал қауіпті жағдайда жарылысқа себеп бола алады.
Көп бағытты ұңғымаларда тізбек басының салмағы өте ауыр болады және алатын аумағы да аса үлкен. Олардың қажеттілігінің артуына байланысты жасалу кезінде көп мөлшерде металл қолданылады және оны құрастыруда легирленген болат қолданылады. Тізбек басының вертикалды аумағының үлкеюімен қатар ұңғымадағы жұмыстар да күрделенеді.
Жоғарыда айтылған тізбек басының жұмыс істеу кезіндегі ерешеліктері мен тізбек басының құрылымының ерекшілектері, оларды құрастырған кезде көптеген талаптарды орындауды қажет етеді. Ең бастысы - тізбек басы және оның бөлшектері ұңғыманың қызмет ету кезінде әр-түрлі жағдайларда өзінің беріктігін сақтау керек және құрастыруы кезінде металлды аз қолдану үшін оның вертикаль өлшемдері шағын болуы керек.
Тізбек басының элементтерін қарастырайық. Екі құбырды байлау үшін тізбек басының корпусы 4 шегендеуші құбырға 6, отырғызылған (1.3-сурет). Құбыр басының іші конусты болып келеді және оның ішінде шегендеуші құбырларды 7 ұстап тұратын сыналар 3, орналасқан. Тізбек басының қосқыш тетігі (фланец) құбырға кигізгілген немесе оған дәнекерленген катушка 1 бекітіледі. Катушка бұрандалар арқылы тізбек басымен байланысқан. Құбыраралық кеңістік нығыздаушылар 2 арқылы бір бірінен оқшауланған. Құбыр сыртындағы кеңістікке жету үшін тізбек басына ысырма 5 орналастырылған. Мұндай тізбек басының биіктігі 1 метрдей болады. Шегендеуші құбырлардың диаметріне байланысты тізбек басының салмағы 500-550 кг аралығында болады.
Тізбек басының бөлшектері - төртжақ (крестовина) және катушканың қораптары құйылған болаттардан және өте сирек қоспаларынан құралады. Металдың механикалық қасиеттерін жақсарту және кернеуді төмендету үшін дайындалған бөлшектерді дәнекерлегеннен кейін термоөңдеу арқылы сынайды. Қорап үшін болаттың ағу шегі 5-5,5 МПа, салыстырмалы созылуы 14-15%, және соғу тұтқырлығы 40мН*мм2 дейінгі мәндерде болады. Ауыр жағдайда жұмыс істейтін тізбек басылары үшін төмен легирленген болаттар 35ХМЛ қолданылады. Штампталған және соғылып жасалынған дәнекерленетін фланецтар немесе олардың жоғары бас жағы сәйкесінше 358ХМ және 40Х металдарынан жасалады.
Бұрынғы кездерде тізбек басы мен басқадай бөлшектер бір орталыққа бағынбаған әртүрлі зауыттарда жасалынатын. Кейбір кездері ондай зауыттарды үйлестіру жағдайы өте төмен болатын. Сондықтан оларда жасалынған бөлшектердің өлшемдері әртүрлі болып, бір бірімен байланысуға келмейтін, себебі олар үшін ортақ стандарт жасалынбаған еді. Соған қарай осы уақытқа дейін ондаған мың ұңғымалардың тізбек бастарының құрылымдары мен өлшемдері әртүрлі болып, оған жалғанатын бөлшектердің өлшемдерін бір қалыпқа келтіру қиынға соғуда.
Тізбек бастарының бөлшектерді байланыстыратын өлшемдерінің әртүрлі болуы олардың жоғары қысымға беріктігін төмендетіп, соның салдарынан апатты жағдайларға алып келуде.
Қазіргі уақытта тізбек бастарын құрастыру және оның бөлшектерін тасымалдау стандарт (сағалары су астында орналаспаған мұнай және газ ұңғымаларына арналған тізбек басылары) бойынша жүргізіледі. Стандарт бойынша шегендеуші құбырмен байланыстыру түрі мен негізгі параметрлері (максималды ішкі диаметр, жұмыс істеу қысымы, шегендеуші құбырдың шартты диаметрі) анықталады. Соған орай стандарт бойынша жұмыс істеу қысымдарының келесі мәндері қарастырылады: 14, 21, 35, 70, 105 МПа. Жұмыс істеу қысымы 35 МПа үшін сынақ қысымы 2*Ржұм, ал егер 35 МПа-дан жоғары болса, онда сынақ қысымы 1,5*Ржұм-ға тең етіп алынады.
Әдетте корпустың жуықтау есебі ішкі қысымның әсерінен болатын қалың қабырғалы құбырдағы кернеудің формуласы бойынша жүргізіледі.
Ішкі қысымның әсерінен құбырға әсер ететін кернеуді анықтау үшін арнайы формулаларды қолданып есептеу жүргізіледі. Алынған нәтижелер арқылы тізбек басының мөлшеріне және көлденең қимасының түріне әр түрлі түзетулер енгізіледі және эмпирикалық формулалар қолданылады. Жүргізілген есептеудің нәтижесі нақты нәтижеге сәйкес келмеуі мүмкін. Оның себебін анықтау үшін жүргізілген талдаудың нәтижесінде негізгі себеп ретінде шегендеуші құбыр - сыналар - корпус жүйесіндегі әсер ететін күштер сүлбесін есептеудегі қате әдістің қолданылуы мүмкін. Бұл әдіс бойынша ішкі әсер ететін күштер бірдей таралады деп алынған.
Тік күштің әсерінен сыналар қорапқа әсер етеді. Қалыпты жағдайда бұл әсерлесу күші сынаның барлық бетіне (эпюра 1, 1.4-сурет а) және корпустың әсерлесу бетінде бірдей таралады деп есептелген (эпюра 2, 1.4-сурет, б). Бірақ есепте нақты әсерлесу беттері ескерілуі керек.
1.4-сурет. Тізбек басының тұлғасына әсер етуші күштерді бөлу үлгісі
1.5-сурет. Тізбек басының тұлғасына және сына мен шегендеу құбырына әсер ету үлгісі
Шегендеуші құбырлардың сыртқы диаметрінің номианалды диаметр мәнінен ауытқуы, құбырлардың диаметралды деформацияның әртүрлілігіне және сыналардың құбырға ену тереңдігінің әр түрлі болуы үшін ұсталынатын құбыр қорапта әр түрлі биіктікте отырғызылады (1.5-сурет, а) және оның интервалы келесі формуламен есептеледі (1.5-сурет, б):
h= (Dmax - Dmin)cos α, (1.2)
мұндағы, Dmax және Dmin - шегендеуші құбырлардың максималды және минималды диаметрлері, әдетте 7-90.
Шегендеуші құбырлардың шақтамасы мен мөлшеріне сәйкес һ-тың мәні 20-40 мм аралығында болуы мүмкін. Нәтижесінде сына мен корпус арасындағы қатынас Dқұб шақтамасының оң мәнінде бет бойымен емес, бір құраушының бойымен орналасады, ал оның теріс мәнінде - сыналардың шет жақтарымен болады. Сонда сұлбада (1.4 б - суретін қарастырамыз) байқалған корпусқа әсер етуші күштің нақты эпюрасы өзге болады, ал корпустың өзі - ішінде қысымы бар қалың ыдыс ретінде жұмыс істемейді.
Сыналы байланыс кезінде құрастырылған нақты күштер сүлбесінің (фланецтың әсер етуін ескеріп түзетілген) нәтижесінде тізбек басының корпусын ЭЕМ арқылы есептеуге болады. Сонымен қатар, жүргізілген нақты есептеулер арқылы сынаны да есептей аламыз. Төсеме, фланец, бұранда және тізбек басының шпилькаларын фонтанды арматураны есептеуге ұқсас жолмен есептеуге болады.
Ұңғыларды фонтанды режимде пайдалану кезінде жүргізілетін кейбір жөндеу түрлері мен қызмет көрсетулер және жоғары тегеурінді қабаттарды газлифттік немесе сораптық әдіспен өндіру кездерінде ұңғыларды ауырлатылған ертінділермен тұйықтауға тура келеді. Мұндай жағдайларда өте күрделі, әрі қымбатқа түсетін жұмыстар орындалады. Сонымен бірге, ұңғымаларды тұйықтау оларды қайта іске қосу кезінде қабаттардың сұйық өткізгіштігі кемиді. Ұңғыманы тұйықтау әдісі оның апатты (ашық) фонтандауынан сақтандыру үшін де қолданылады.
Сағалық қоңдырғының апат нәтижесінде бұзылуы немесе жөндеу жұмыстарын жүргізу кезінде ашық фонтандаудан сақтану үшін фонтандаушы ұңғымаларда оқпанның төменгі жағына айырғыш клапандар қойылады. Бұл айырғыш клапандардың арқасында оқпанның жоғары және төменгі жақтары бір-бірімен байланыспайды.
Қабатты айырғыш клапандар, сонымен қатар ұңғымада технологиялық процестерді жүргізуге мүмкіндік береді. Сондықтан айырғыш клапан басқа қондырғымен толықтырылады да, олар арнайы жүйені құрайды. Бұл жүйе бірнеше бөлшектерден тұрады: негізгі бөлігі айырғыш клапанның өзі, нығыздауыш-герметизатор (пакер), якорь, берілген деңгейді ұстаушы пакер, клапанды басқару үшін қажетті қатынас каналы, өзіндік басқару құрылымы, клапанды, якорь мен пакерді орнату және демонтаждау жұмыстарына арналған қондырғы, технологиялық операцияларды жүрігізуге арналған қондырғылар.
Жоғарыда аталған қондырғылар (сүзгінің жоғары жағында орналасады) қабаттың әртүрлі ерекшеліктеріне (сұйық немесе газдың қасиеті, дебиті, ортаның агрессивтігі, температура, қысым) байланысты пайдаланылады. Бұл жұмыс жағдайларында әрбір қондырғы ұзақ уақыт бойы бас тартпай жұмыс істеуі қажет және ол инженерлік тұрғыда күрделі мәселе болып саналады.
Қабаттың айырғыш клапаны (1.6-сурет) пакерден (1), айырғыш клапаннан (2), ажыратқыштан (3), ұңғыманы апат кезінде сөндіруге арналған циркуляциялаушы клапаннан 4, ингибиторды енгізуге арналған клапан (5), сызықтың деформацияларды азайтуға арналған телескопиялық байланыс (6), қабат сұйығының шығым мөлшерін басқаруға қажетті дроссель (7), қабылдағыш клапаннан (8) тұрады. Пакер түрлерінің бір-бірінен айырмашылығы мынада: түсірілетін күшті қабылдау және пайдалану тізбегіне бағыттауы бойынша, фиксация әдісі бойынша, отырғызу және алынуы бойынша, әртүрлі орта үшін қолдануы және өлшемі мен конструкциясы бойынша бөлінеді.
Қабаттың айырғыш клапандарының бір-бірінен айырмашылығы мынада: басқару әдістері, құбырлармен байланысы, құбырда орналасуы және жүру каналдары бойынша ажыратылады. Клапандар автоматтық және басқарылу клапандары болып бөлінеді. Өз кезегінде автоматтық клапандар келесі түрге бөлінеді: оларды орналастырған аралықта қысымның төмендеуі кезінде іске қосылатын және сұйық мөлшерінің белгілі мәнінен асып кету себебінен іске қосылатын клапандар. Клапандардың құбырмен байланысы бойынша келесі түрлерге бөлінеді: алынатын клапандар - олар канат арқылы құбыр бойымен түсіріліп, құбырдың ниппельдерінде орналастырылады; стационарлы клапандар - құбырмен бірге ұңғымаға түсіріледі және онымен бірге жер бетіне шығарылады.
Ұңғымаларда айырғыш клапан орналастырылған кезде және орналастырылмаған кезде де ұңғыма ішінде бірнеше операцияларды орындау қажет болады және олар жоғары қысым аумағында орындалады.
Қысымы бар ұңғымада жөндеу жұмыстарын жүргізу кезінде айырғыш клапанға қосымша арнайы клапандар қосылады (1.7-сурет): циркуляциялы, теңгеруші, қабылдаушы және кері клапанды.
Циркуляционды клапан арқылы ұңғыма түбін, құбыр сыртын және ішін жуу жұмыстарын жүргізу, ұңғыманың түбін әртүрлі химиялық реагенттермен жуу кезінде және басқа да ұңғыма ішіндегі операциялар кезінде құбырдың ішкі кеңістігі мен құбыр сыртындағы кеңістіктерді байланыстырады.
Циркуляциялы клапан (1.7-сурет, а) СКҚ (НКТ) құбырына орнатылып, онымен бірге жер бетіне шығарылады. Ол тесіктері бар қораптан (4) тұрады және әрбір тесікте жылжымалы төлке (3) (оның да тесіктері бар) орналасқан. Соңғысы нығыздаушы элементтермен герметизацияланған: (6), (7), (8), (9), (10).
Резьбалық байланыстар сақиналармен (5) нығыздалады . Клапанды СКҚ-мен байланыстыру үшін корпуста аудармалар (2 және 11) орналастырылады. Жоғарғы аудармаға (2) муфта (1) отырғызылған. Ашық және жабық жағдайларында төлке (3) фиксатормен (12) қатаяды және ол төменгі аударманың (11) сақиналы кеңістігінде орналасқан.
1.7-сурет. Арнайы клапандардың құрылымы:
а-циркуляциялы; б-теңгеруші ; в-қабылдаушы; г-кері екі клапанды
Клапанды басқару кезінде төлкені төмен түсіреді немесе жоғары көтереді, сонда корпус пен төлкенің тесіктері сәйкес келеді немесе бір бірін жабады.
Теңестіруші клапан (1.7 б-сурет) ұңғы қоңдырғысының жабу элементінің жақтарының қысымын теңестіру үшін немесе құбырдан айырғыш клапандарды, тығындар мен қабылдаушы клапандарды қосып шығару үшін қолданылады.
Клапан корпустан (1) және корпустың қабырғаларына пісіріліп орнатылған клапандардан (3) тұрады. Клапанның пружиналары (2) чехолдың көмегімен ұсталынып отырады. Клапан ұңғыға штанга немесе канат арқылы түсірілетін жүктің көмегімен ашылады.
Қабылдаушы клапан (1.7 в-сурет) пакерді отырғызу және де құбыр ішіндегі қысымды көтеру үшін, сонымен бірге құбырдағы кеңістіктерді жабу мақсатында қолданылады. Пакерді отырғызғаннан кейін нығыздайды, бірақ кейбір жағдайларда престейтін шардың үзіліп кету салдарынан пайдалану құбырының пакермен герметизациялануы үшін қысым жеткіліксіз болады. Бұл үшін қабылдаушы клапандарды қолданады. Оларды пакердің астында орналасқан өткізбейтін ниппельге орнатады. Қабылдаушы клапан корпустан (7) тұрады және оның жоғарғы ұшын жабатын шардың ершігі ретінде жасайды. Корпустың жоғарғы жағына шары (5) бар тор (4) орнатылады. Корпустың сыртына кожух (3) кигізіледі және ол кожухтың басы ұстағыш ретінде жасалады. Тордың ішкі кеңістігімен байланысты ұстау үшін кожухтың шет жақтарында арнайы терезелер бар.
Корпустың жақтарындағы тесіктерді сақиналармен (6) нығыздалған кожухтың юбкасы жабады. Стерженьде (1) орналасқан штифт (2) үшін кожух көлденең қозғала алмайды. Қабылдаушы клапан өткізбейтін ниппельде нығыздауштармен (8) герметизацияланады. Клапанды алу үшін штифт (2) алынып, кожух (3) стерженнің (1) басына тірелгенше жоғары көтеріледі де, теңестіруші тесіктер ашылады, ал шардың (5) астындағы және оның үстіндегі қысымдар теңестіріліп, осыдан кейін клапан ниппельден жеңіл алынады.
Кері клапан (1.7 г-сурет) қысымы бар аймақта құбырларды көтеру-түсіру жұмыстары барысында құбырдағы кеңістікті жабады. Ол әрқашан да аралықты жауып тұру керек және апат болған жағдайда мүмкіншілігінше ұңғыны тұйық сөндіреді. Кері клапандар сонымен қатар, ұңғыларды газлифт әдістерімен пайдалану кезінде қолданылады, мұнда олар сұйықтың кері ағынының құбыраралық аймақтан өтуіне кедергі жасайды. Кейбір жағдайларда оларды пружинасыз құрастырады және реверсивті етіп қолданады, яғни ұңғыма өнімінің ағын қысымының есебінен өздігінен жабылады.
1.8-сурет.
Тұйықтау тығынының құрылымы
1.8-сурет.
Тұйықтау тығынының құрылымы
Кері клапандар пайдалану құбырларының тізбегінде және отырғызу ниппельдерінде сым немесе канат арқылы түсіріліп орнатылады. Тұйықтау тығыны (1.8-сурет) отырғызу ниппелінде тізбектің өтуін герметизациялау үшін цилиндрлі бетке орнатылады.
Оның корпусының (3) ішінде пружинаның астына орналасқан поршені (2) бар. Поршеннің нығыздаушы сақиналары (1) пружинаның (4) сығылған кезінде құбырдың ішкі және сыртқы аймақтарын біріктіретін корпустың шет жақтарындағы каналдарды жабады. Тығынды орнату үшін түсіру құралы ұңғыға түсіріледі. Ол кезде ашық канал арқылы сұйықтық қозғалады. Тығынды түсіруші құралды шығарып алғаннан кейн поршень каналды жауып тастайды да, тізбектің орталық өту аймағын герметизациялайды. Тығынды алу керек болған жағдайда поршень (2) стержень арқылы төмен итеріліп, каналдар ашылып, оның үстіңгі және астыңғы аймақтарындағы қысым теңеседі.
Отырғызу ниппелі - ұңғыма жұмыстарын жүргізу
кезіндегі құбырдың құрастыру элементі болып табылады. Ол радиалды каналдары бар қысқа құбыр түрінде болады. Ол құбыр ішінде тізбек бойымен әртүрлі аппараттарды, құрылғыларды орнатып, бекітуге арналған.
Құбырлы тізбекті айырғыш (1.9-сурет) басшықтан (1), жоғарғы (2) және төменгі (5) цангалардан, цилиндрден (3) және штоктан (4) тұрады.
1.9-сурет.
Құбырлы тізбекті
айырғыш
1.9-сурет.
Құбырлы тізбекті
айырғыш
СКҚ тізбегін ұңғының ішкі қоңдырғыларынан ажырату үшін ұңғы бойымен сыммен түсірілетін құрылғыны қолданады. Құрылғының итергіші цанганы (2) жоғары көтеріп, пайдалану құбырларын ұңғы қоңдырғыларынан ажыратады, ал цанганы төмен түсіргенде оларды қосады. Басқару станциялары жаңа кешендерді басқаруға арналған. Қалыпты жағдайда олар бір ұңғыманы немесе бір топ ұңғыманы (1 кустта - 8 ұңғымадан артық емес) басқарады.
Электрлік немесе пневмогидравликалық байланыс түрлеріне қарай ҰАБК (ұңғыма айырғыштарын басқару кешені) және ҰАБК - Э байланыс кешендері қолданылады.
Олар ортаның температурасына, ондағы H2S және СО2 мөлшеріне, жөндеу жұмыстарының жиілігіне байланысты әртүрлі етіп жасалынады.
1.4. Лифт құбырлары. Сорапты-комрессорлы құбырлар (СКҚ). Мұнай өндірісінің коммуникациялық құбырлары
Мұнай өндірісінде құбырларды келесі жағдайлар үшін қолданады: ұңғы ішінде мұнай қозғалысы орын алатын оқпанды жасау үшін, ұңғы ішіндегі қондырғыларды орналастыру үшін, өндіріс территориясында құбырларды жүргізу үшін. Қолданылатын құбырлар әртүрлі болып келеді, сонымен бірге олардың негізгі 4 түрін атауға болады: бұрғылау, шегендеу, сорапты-компрессорлы және мұнай кәсіпшілігінің коммуникация құбырлары.
Құбырдың алғашқы үш түріндегі әрбір құбырда муфтасы жоқ шетінен 0.4-0.6 метр қашықтық аралығында мынадай белгілер болады: шартты диаметрі (мм) және құбырдың нөмірі, болаттың төзімділігі, қабырғасының қалыңдығы, шығарылған айы мен жылы, өндіруші зауыттың тауарлық белгісі. Бұл белгілердің жанына ашық түсті шайылмайтын бояумен белгілерді қайталап жазады.
Сорапты компрессорлы құбырлардан тізбек құрылып, ұңғыма бойымен түсіріледі. СКҚ-ды қолдану мақсаттары мынадай:
oo қабаттан алынған сұйықты, сұйық пен газ қоспасын немесе газды жер бетіне көтеру;
oo ұңғы түбіне сұйық немесе газды айдау үшін (технологиялық процестерді орындау үшін, өнімділікті арттыру немесе жөндеу жұмыстарын жүргізу үшін);
oo ұңғы ішіндегі қондырғыларды ілу үшін;
oo ұңғы ішінде жөндеу және бұрғылау жұмыстарын жүргізу.
СКҚ-ң шартты белгілену үлгілері:
Төзімділік дәрежесі Е, шартты диаметрі 60мм, қабырға қалыңдығы 5мм құбырлар үшін:
oo 60х5-Е МЕмСТ 633-80 - тегіс құбырлар үшін;
oo В-60х5 МЕмСТ 633-80 - шеттері сыртқа шығарылған құбырлар үшін;
oo МСК (муфталы сорапты компрессорлы)-60х5 МЕмСТ 633-80 - жоғары герметизацияланған құбырлар;
oo МзСК*(*муфтасыз сорапты компрессорлы)-60х5 МЕмСТ 633-80 - жоғары герметизацияланған муфтасыз құбырлар.
СКҚ-лар МЕмСТ 633 бойынша жасалады. Ол бойынша тегіс құбырлар және оларға арналған муфталар, шеттері сыртқа шығарылған құбырлар және оларға қажетті муфталар, тегіс жоғары герметизацияланған құбырлар мен оларға арналған муфталар және муфтасы жоқ шеттері сыртқа шығарылған құбырлар жасалынады. Тегіс құбырларды жасау жеңіл, бірақ олардың шет жақтарына жасалған бұранданың есебінен шет жақтарының төзімділігі әлсірейді. Ал бұрандасы сыртында орналасқан құбырлардың бойы мен шет жақтарының төзімділігі жоғары болады. Оны төзімділігі біркелкі құбырлар деп атайды. Оларға жасалған муфтаның диаметрі құбырдың диаметрінен үлкен болады (1.2-кесте). Тегіс құбырлардың резьбасы конустық кейіппен жасалынып, профильдік бұрышы 600-қа тең болады.
1.2-кесте
СКҚ-лардың стандартты диаметрлері (МЕмСТ 633-80)
Құбырдың шартты диаметрі
Сыртқы диаметр, мм
Құбыр қабырғасының қалыңдығы, мм
Құбырдың ішкі диаметрі, мм
Құбыр мен муфтаның массасы (теориялық) кгм
Құбырдың тегіс бөлімі
Муфталар
Тегіс құбыр
В типті құбыр
Тегіс құбыр
В типті құбыр
27
26,7
-
42,2
3,0
20,7
-
1,85
33
33,4
42,2
48,3
3,5
26,4
2,65
2,66
42
42,2
52,2
55,9
3,5
35,2
3,38
3,46
48
48,3
55,9
63,5
4,0
40,3
4,46
4,54
60
60,3
73,0
77,8
5,0
50,3
7,01
7,12
73
73,0
88,9
93,2
5,5
62,0
9,50
9,55
73
73,0
88,9
93,2
7,0
59,0
11,70
11,87
89
88,9
108,0
114,3
6,5
75,9
13,68
13,72
89
88,9
-
114,3
8,0
79,0
-
16,69
102
101,6
120,6
127,0
6,5
88,6
15,80
16,05
114
114,3
132,1
141,3
7,0
100,3
19,13
19,49
Тегіс және шеттері сыртқа шығарылған СКҚ-лардың бұрандасының конустығы 1:16, дөңгеленген профиль бұрышы 60 градусқа тең. МСҚ және МзСҚ құбырлардың бұрандалы бөлігінің соңы конусты тегіс, ол ұшы муфталы-конусты бұрандаға кигізіліп, қосымша нығыздалады.
Құбырлардың шамасы бойынша А құбырлары (өте дәл жасалынған) үшін ауытқуы +6.5 тен - 3.5% аралығында, ал Б құбырлары (аса дәл емес) үшін ауытқу +8 ден - 6%-ға дейінгі аралықта болады.
СКҚ-лардың ішкі диаметрін ұзындығы 1250 мм СКҚ ішкі диаметрінен 2-2.9мм-ге кем арнайы жасалынған үлгі арқылы тексереді. Қабырғаның қалыңдығына минусты 12,5%-ға тең шақтама орнатылған.
Муфтасыз СКҚ-ларды ұңғыларға түсіру үшін құрылымы күрделі, қымбатқа түсетін элеваторлар қолданылады. Олар құбырлар тізбегін тегіс немесе кеңейтілген бөлігінен ұстап тұра алады. Ол үшін элеватордың сыналы ұстаушы органы мен конустық отырғызу беті болуы керек. Осыған байланысты оның құрылымының күрделілігі күрт артады.
Құбырлар төзімділік тобы мынадай болаттардан жасалады: Д, К, Е, Л, М, Р. Сонымен қатар, СКҚ Д16Т маркалы алюминді қорытпасынан жасалынуы мүмкін. Бұл қорытпаның ағу шегінің мөлшері 300 МПа, ал төзімділік шегі 110 МПА-ға дейін болады. Қорытпаның салыстырмалы тығыздығы 2,72-ге тең. Алюмин қорытпасынан жасалған құбырлардың салмағы болаттан жасалған құбырлардың салмағынан кіші, бірақ төзімділігі де төмендейді (Д-болаттан 1.25 есе кіші, К үшін - 1.67, Е үшін - 1.85есе). Сонымен қатар, алюминнен жасалған құбырларды терең түсіруге болады.
Д16Т құбырларының сонымен қатар, күкіртсутегілік (H2S) ортада коррозияға төзімділігі жоғары болады, егер оны қалың қабатты анодпен қаптаса, оның коррозияға төзімділігі одан да артады.
Газдың қысымы 50 МПа (500 кгссм2) дейінгі ортада МСҚ тегіс құбырлары муфталы байланысының көмегімен герметизацияланады. Байланысу аймағының төзімділігі құбыр бойының төзімділігінің 85-90%-ын құрайды, ал ол МЕмСТ 633 тегіс құбырларының мәнімен салыстырғанда 25-35%-ға үлкен болады.
Конусты нығыздаушы беттерінің құрылымы және бұранданың профилі МзСҚ1 байланысындағы қолданатын құбырларға ұқсас. Байланысты одан әрі бекіткенде құбырлардың ішіндегі қапталдары түйісуге түседі.
МСҚ типті құбырларға қажетті ажырату күшін Рстр анықтау үзілуге қауіпті көлденең қима үшін жүргізеді. Аталған қима бұранданың біткен жерінен 12 мм ара қашықтықта болады және күш келесі формуламен анықталады:
. ( 1.3 )
мұндағы, Dcp - қауіпті қимадағы құбырдың орташа диаметрі, b - профильдің жұмыс істеу биіктігі, - құбыр материалының ағу шегі, - болаттың пластикалық бөлігі үшін Пуассон коэффициенті (0,5-ке тең), - үйкелісі бұрышы (90), - созу жүгін қабылдайтын профильдің иілу бұрышы, l - ұсталып тұрған бұранданың ұзындығы (l = L - 0.014 м), L - бұранданың жалпы ұзындығы.
СКҚ-лардың әрбір 8-10 метр аралығында бұрандалы байлыныстарының орын алуынан оларды ұңғыларға түсіріп-көтеру жұмыстары күрт артады.
Қазіргі уақытта, шетел елдерінің СКҚ-ры жиі қолданыс табады. Бұл құбырлар API, SPEC стандарттары бойынша жасалған.
Бұл СКҚ-ларының сыртқы диаметрі 26,7 және 114,3 мм аралығында және олардың шет жақтары сыртқа шығарылмаған немесе құбырлардың муфтасының кеңейтілген құбыршығы бар.
СКҚ-ларды біріктіру үшін қалыпты бұрандадан (конустылығы 1:16, профиль бұрышы 600, қадамы 3,175 немесе 2,54 мм) басқа арнайы трапециялы және тіректі бұрандалар қолданылады.
Герметизацияны жоғарылату үшін қосымша нығыздаушы беттерді және тефлоннан жасалған нығыздаушы сақиналарды қолданады. Коррозиядан сақтау үшін кейбір фирмалар құбыр ішін пластмассамен қаптайды.
СКҚ келесі төзімділікті болаттардан да жасалынады: Н-40, J-55 (МЕмСТ 633 бойынша Д-ға сәйкес келеді) және N-80 API бойынша (5В спецификациясы), 5ВН API спецификациясы бойынша төзімділігі Р-105 болаттардан, 5ВС API спецификациясы бойынша H2S ортасы үшін С-75 төзімділікті (К, Е беріктік тобы) болаттан жасалады.
Төзімділік тобы Н-40, J-55, N-80(E) және Р-105 (М) болаттардың химиялық құрамы стандарттарда көрсетілмейді.
Болаттардың қалыпты химиялық құрамдары 1.3-кестеде, ал материалдардың механикалық сипаттамасы 1.4-кестеде келтірілген.
Кестеде СКҚ материалдарының механикалық қасиеттері API, SPEC 5B, SPEC 5BХ, SPEC 5BY үшін берілген.
1.3-кесте
Болаттың химиялық құрамы
Болаттың беріктік тобы
Термиялық өндеу түрі
Көміртектің құрамы, %
Марганец құрамы, %
Басқа компоненттер, %
H-40
J-55
N-80
P-105
-
-
орташа
жіберу және орташа
0,27... 0,37
0,37... 0,47
0,38... 0,48
0,37...0,45
0,70... 1,00
0,80... 1,00
1,40... 1,70
0,60... 0,80
-
-
Mo-0,15
Cr-0,80
Ni-1,30
Mo-0,25
Mo-0,15
V-0,08
Mo-0,15
Cr-0,9
1.4-кесте
Материалдың механикалық сипаттамасы (СКҚ үшін АР1 Spec 5 B, 5 ВС, 5ВХАРI Spec 5В, 5ВС, 5ВХ бойынша)
Болаттың беріктік тобы
Созылудағы шекті беріктік, МПа аспау керек
Созылудағы шекті беріктік, МПа аспау керек
Үзіліс кезіндегі шамалы созылу
H-40
420
280
29,5
J-55
520
380
24,0
С-75
660
520
19,5
P-80
700
560
18,5
Р-105
840
730
16,0
Соңғы жылдары үзіліссіз орамды, иілгіш және муфтасыз тегіс құбырлар (ұзындығы 2500 м, кей жағдайларда 5500 м) жиі қолданыс тауып жүр. Бұл құбырлар толық ұзындығымен өндіріліп шығарылады (немесе бөлек бухтамен 600-650 м-ден, бір-бірімен дәнекерленіп байланысқан), олардың бұрандасы болмайды және бухтаға оралынып, үлкен автомашинаға орнатылған арнайы агрегат арқылы ұңғының оқпаны бойымен түсіріледі.
Агрегаттың тарту қондырғысында СКҚ үйкеліс күшінің әсерінен ілініп тұрады.
Мұндай құбырлар тізбегімен құм тығындарын жою үшін сұйық айдауға, жөндеу және пайдалану жұмыстары үшін қондырғыларды ұңғыға түсіру жұмыстарын жүргізуге болады. Үзіліссіз тегіс құбырларды қолдану арқылы түсіру-көтеру ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz