Отчет по практике в НГДУ «Лянторнефть»

К наземному оборудованию относится фонтанная арматура состоящая из трубной головки, фонтанной елки с запорными и регулирующими устройствами.

Работы по обслуживанию фонтанной скважины включают:

1. наблюдение за работой скважины и оборудования;
2. регулирование работы скважины;
3. производство исследования скважины;
4. производство текущего ремонта оборудования;

5. проведение тех или иных мероприятий по восстановлению нормальной работы скважины при е нарушении (очистка лифта от АСПО, мелкий ремонт оборудования и т.д.);

6. производство подземного ремонта на скважине.

Очистка подъемного лифта скважины от отложений АСПО производится с помощью скребков конструкции ЦБПО БНО, спускаемых в скважины с передвижных лебедок.

 

 

2.3 Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми насосами

 

 

2.3.1 Оборудование и эксплуатация  скважин глубинными насосами

 

Станок–качалка предназначен для добычи нефти глубоко-насосным способом при помощи колонны штанг, и для индивидуального привода штанговых насосов в умеренных и холодных макроклиматических районах.

Эксплуатационный фонд добывающих скважин, оборудованных ШСНУ на Лянторском месторождении составляет 270 скважин. На месторождении применяют станки–качалки различных фирм таких как: американские Лафкин, румынские фирмы «Вулкан» UP–9T, ПФ, ПНШ, СКД–8, российские СКС–В, СК 8 и насосы типа НСВ1 с диаметром плунжера 32, 38, 43, 44 мм.

Наибольшей разработке подвергся эксплуатационный горизонт АС9, также эксплуатируется пласт АС10 и некоторые скважины эксплуатируют сразу два пласта АС9+АС10,  так же имеются скважины эксплуатирующие пласт АС11.

Штанговые глубинные насосы предназначены для откачки  жидкости из скважин с обводненностью до 99%, объемным содержанием сероводорода до 0, 1%, твердых механических примесей до 0, 5 % ,минерализации воды до 200 мг/л, с температурой до 130 С.

12

 

ШСНУ включает оборудование: а) наземное - станок-качалку (СК), 

оборудование устья; б) подземное - насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги (НШ), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Основными элементами СК являются стойка с балансиром , два кривошипа  с двумя шатунами, редуктор, клиноременная передача, электродвигатель и блок управления, который подключается к промысловой линии силовой электропередачи.

ШСН состоит из цилиндра, плунжера, всасывающего  и нагнетательного клапанов. Цилиндр ШСН крепится к НКТ. На нижнем конце цилиндра установлен неподвижный всасывающий клапан, открывающийся при ходе плунжера вверх. Плунжер пустотелый (со сквозным каналом) имеет нагнетательный шариковый клапан, открывающийся при ходе плунжера вниз.

Электродвигатель через клиноременную передачу и редуктор придает двум массивным кривошипам, расположенным с двух сторон редуктора, круговое движение. Кривошипно-шатунный механизм в целом превращает круговое движение в возвратно-поступательное движение балансира, который качается на опорной оси, укрепленной на стойке. Балансир сообщает возвратно-поступательное движение штангам и через них плунжеру ШСН.

При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан под действием жидкости закрывается и вся жидкость, находящаяся над плунжером, поднимается вверх на высоту, равную длине хода плунжера. В это время скважинная жидкость через всасывающий клапан заполняет цилиндр насоса.

При ходе плунжера вниз всасывающий клапан закрывается, жидкость под плунжером сжимается, и открывается нагнетательный клапан. В цилиндр погружаются штанги, связанные с плунжером. Таким образом, ШСН - поршневой насос одинарного действия, а в целом комплекс из насоса и штанг - двойного действия.

Жидкость из НКТ вытесняется через тройник в нефтесборный трубопровод.

 

 

2.3.2 Типоразмеры и виды насосов

 

Известны различные конструкции ШСН. Рассмотрим конструктивные особенности тех насосов которые выпускают отечественные предприятия для нормальных и осложненных условий эксплуатации. Они обеспечивают подачу от 5,5 до 400 м³/сут при глубине подвески насоса до 3500 м. По  способу крепления к колонне НКТ различают вставные (НСВ) и невставные (НСН) скважинные насосы.

Вставной насос в собранном виде спускается внутрь НКТ на штангах. Крепление (посадка и уплотнение) НСВ происходит на замковой опоре, которая предварительно спускается на НКТ. Насос извлекается из скважины при подъеме только колонны штанг. Поэтому НСВ целесообразно применять в скважинах с небольшим дебитом при больших глубинах спуска.

13

 

Коническая поверхность кольца служит опорой для конуса насоса. Конус насоса и опорное кольцо не позволяют откачиваемой жидкости возвращаться в скважину. Они изготавливаются из нержавеющей стали марки 30Х13 и тщательно обрабатываются. Пружинный насос, выполненный в виде усеченного конуса, в нижней части имеет шесть разрезов.

Насос НСВ1 включает цилиндр, плунжер, замок, нагнетательный, всасывающий и противопесочный клапаны. Всасывающий клапан ввернут в нижний конец цилиндра, а нагнетательный – плунжера. Для повышения надежности и долговечности насоса эти клапаны выполнены сдвоенными парами «седло–шарик». Вверху плунжера имеется шток с переводником под штанги. Замок и противопесочный клапан размещены в верхней части цилиндра.

Насос НСВ2 в отличие от насоса НСВ1 имеет замок в нижней части цилиндра. Насос сажается на замковую опору нижним концом. Это освобождает цилиндр насоса от циклической растягивающей нагрузки и позволяет значительно увеличить глубину подвески насосов. Если максимальная глубина спуска насосов НСВ1 не превышает 2500 м, то для насосов НСВ2 она составляет 2500–3000 м.

Цилиндр невставного (трубного) скважинного насоса присоединяется к колонне НКТ и вместе с ней спускается в скважину. Плунжер НСН вводится через НКТ в цилиндр вместе с подвешенным к нему всасывающем клапаном на насосных штангах. Чтобы не повредить плунжер при спуске, его диаметр принимают меньшим внутреннего диаметра НКТ примерно на 6 мм. Применение НСН целесообразно в скважинах с большим дебитом, небольшой глубиной спуска и большим

межремонтным периодом. Для смены насоса (цилиндра) необходимо извлекать штанги и трубы.

Насос НСН1 состоит из цилиндра, плунжера, нагнетательного и всасывающего клапанов. В верхней части плунжера размещается нагнетательный клапан и шток с переводником под штанги. К нижнему концу плунжера с помощью наконечника на захватном штоке свободно подвешивается всасывающий клапан. При работе клапан сажается в седло корпуса. Подвешивать всасывающий клапан к плунжеру необходимо для слива жидкости из НКТ перед их подъемом, а также для замены клапана без подъема НКТ. Наличие захватного штока внутри плунжера ограничивает длину его хода, которая в насосах НСН1 не превышает 0,9 м.

В насосе НСН2 в отличие от насоса НСН1 всасывающий клапан установлен на нижнем конце плунжера. Для извлечения всасывающего клапана без подъема НКТ используется ловитель (байонетный замок), который крепится к седлу нагнетательного клапана. Ловитель имеет две фигурные канавки для зацепления. В клетку всасывающего клапана ввинчен шпиндель (укороченный шток) с двумя утолщенными шпильками. После посадки всасывающего клапана в седло корпуса поворотом колонны штанг на 1-2 оборота против часовой стрелки добиваются того, что шпильки шпинделя скользят по канавкам ловителя и всасывающий клапан отсоединяется от плунжера. Захват осуществляется после посадки плунжера на шпиндель при повороте колонны штанг по часовой стрелке.

14

 

Насос НСН2 выпускается с верхним и нижним креплениями цилиндра к НКТ. Во втором случае цилиндр насоса нижним концом устанавливается в муфте НКТ посредством переводника, а верхний конец его свободен, то есть цилиндр разгружен. Аналогично насосу НСВ2 максимальная глубина спуска насосов НСН2 с нижним креплением по сравнению с насосами НСН1, а также НСН2 с верхним креплением, увеличивается соответственно с 1200 и 1500 м до 2200 м.

Для эксплуатации скважин в осложненных условиях разработаны насосы специальных типов. Для откачки жидкости с большим содержанием механических примесей (песка до 0,2 % по объему) предназначен насос НСВ1П в абразивостойком исполнении. В отличии от насоса НСВ1 он имеет одинарные нагнетательный и всасывающий клапаны с седлами из твердого сплава. Для откачки жидкости с объемным содержанием песка 0,2 % предназначен насос НСН2Т с седлами клапаном из твердого сплава и использованием трубчатых штанг. Откачиваемая жидкость из плунжера поступает не в НКТ, а в полые штанги и по ним поднимается на поверхность, то есть рабочие поверхности цилиндра и плунжера изолированы от добываемой жидкости с песком. При подъеме полых штанг жидкость из них сливается в скважину через отверстие в плунжере.

Для эксплуатации скважин, обводненных (более 99 %), и с значительным пескопроявлением (более 0,2 % по объему) имеются насосы НСВ1В и НСН2В. В отличие от НСВ1 и НСН2 в них установлены узлы верхней и нижней защиты с эластичными воротниками, которые предотвращают попадание песка в зазор между плунжером и цилиндром. Внутри плунжера установлен сепаратор для отделения

нефти от откачиваемой жидкости и смазки ею трущихся поверхностей плунжерной пары. Седла клапанов изготовлены из твердого сплава.

Для откачки высоковязкой жидкости предназначен дифференциальный насос одностороннего действия НСВГ, состоящий из двух спаренных насосов, один из которых является рабочим, а другой создает дополнительное усилие для проталкивания плунжера в цилиндре при ходе вниз.

Насос НСВД в отличие от насоса НСВГ на нижнем конце нижнего плунжера имеет дополнительный всасывающий клапан, что создает камеру для сжатия газированной жидкости.

Такая конструкция обеспечивает работу насоса при объемном содержании свободного газа на приеме не более 25 %, а для остальных конструкций допустимое объемное содержания свободного газа не должно превышать 10 %.

Насос НСНА позволяет осуществлять форсированный отбор жидкости из скважин через НКТ, диаметр которых меньше диаметра плунжера. Это достигнуто особой конструкцией его–наличием автосцепа, включающего сцеп и захват, и сливного устройства. Насос в собранном виде без сцепа спускается в скважину на НКТ. Затем на штангах спускается сцеп с мерным штоком. Сцеп проталкивает золотник вверх, открывая сливное отверстие. После этого сцеп отделяется от захвата и колонна штанг свободно поднимается.

 

15

 

Цилиндры насосов бывают втулочные (собранные из коротких стальных или чугунных втулок каждая длиной 300 мм) и безвтулочные (из цельной стальной трубы). Плунжеры изготавливают из стальных труб длиной 1,2; 1,5; 1,8 м. Наружная поверхность плунжера и внутренняя поверхность втулок отполированы. Плунжеры в зависимости от содержания механических примесей в откачиваемой жидкости принимают гладкими, с кольцевыми канавками, с винтовой канавкой, типа пескобрей или армированными резиновыми кольцами.

В зависимости от величины зазора между плунжером и цилиндром изготавливают насосы следующих групп посадок:

 

Группа                                                      зазор, мм

0................................................................<0,045

1...................................................................0,02–0,07

2...................................................................0,7 – 0,12

3...................................................................0,12–0,17

 

Чем больше вязкость жидкости, тем выше принимается группа посадки. Для откачки жидкости с высокой температурой или повышенным содержанием песка и парафина рекомендуется использовать насосы третьей группы посадки. При большой глубине спуска насоса рекомендуется использовать насосы с меньшей величиной зазора.

Условный размер насосов (по диаметру плунжера) и длина хода плунжера соответственно приняты в пределах: для НСВ – 28-55 мм и 1,2-6 м, а для НСН – 28-93 мм и 0,6-4,5м.

В условное обозначение насоса входят: тип насоса, исполнение, условный размер (диаметр плунжера) в мм, уменьшенная в 100 раз, и наибольшая длина спуска насоса в м, также уменьшенная в 100 раз. Например, НСН2-32-30-12, где 32-диаметр, мм; 30х100-длина хода плунжера, мм; 12х100-наибольшая глубина спуска насоса, м.

Выбор насоса осуществляется с учетом состава откачиваемой жидкости (наличие песка, газа и воды), ее свойства, дебита и глубины его спуска. Диаметр НКТ выбирают в зависимости от типа и условного размера насоса.

В целом скважинные штанговые насосы обеспечивают откачку продукции с обводненностью до 99 %, абсолютной вязкостью до 100 мПа.с, содержанием твердых механических примесей до 0,5 %, свободного газа на приеме до 25 %, объемным содержанием сероводорода до 0,1 %, минерализацией воды до 200 мг/л и температурой до 130˚С.

 

 

2.3.3 Динамометрирование  глубинно-насосных установок

 

 В управлении процессом глубинонасосной добычи нефти важнейшим источником информации о работе насоса являются данные динамометрирования,

16

 

которые увязывают типоразмер спущенного в скважину оборудования, характеристику станка-качалки, глубину спуска насоса и динамометрический уровень, дебит скважины, обводненность и т.д.

   Динамограмма работы штангового  глубинного насоса представляет  собой запись усилий. На практике  используют по перемещению точки  подвеса штанг. Для определения механических неполадок необходимо практическую наложить на теоретическую. Методика  расшифровки динамограмм основана на теоретической динамограмме нормальной работы глубинного насоса при построении которой учтено лишь действие следующих сил: тяжести, упругости материала штанг и труб, силы Архимеда. Исключено действие сил инерции движущихся масс и гидродинамического трения, т.е. движение штанг предполагается замедленным. По показаниям динамограммы могут быть определены степень заполнения цилиндра насоса, герметичности нагнетательного, всасывающего клапанов и колонн насосно-компрессорных труб, влияние газа на заполнение цилиндра, отворот или обрыв колонны насосных штанг, заклинивание плунжера в цилиндре и других неполадок в работе подземного оборудования.

 

 

2.4 Эксплуатация скважин установками  ЭЦН

 

Эксплуатация скважин УЭЦН также является механизированным способом добычи нефти и газа. Установки ЭЦН выпускаются для эксплуатации высокодебитных, обводненных, глубоких и наклонных скважин с дебитом 25-1300 м3/сут и высотой подъема жидкости 500-2000 м.