Оборудование при газлифтной и фонтанной эксплуатации скважин (стр. 6 из 8)
Задвижки сварные типа ЗС 2-3 и ЗС 2-4 предназначаются для перекрытия трубопроводов для холодной нефти, воды и глинистых растворов. Клин задвижки изготовляется из стали 40Х. Размеры и технические данные задвижек приведены в табл.
Задвижки чугунные типа «Москва», задвижки Лудло и нормальные (клинкетные) применяются для перекрытия водо - нефте- и газопроводов, имеющих давление проводимой среды до 16 кГ/см2.
Задвижки для нефти, маслянистых жидкостей, воды и пара изготовляются из чугуна с уплотнительными кольцами из бронзы или специальной стали.
У задвижек «Москва» распор плашек производится взаимным смещением двух пальцев. Для прокладок используется картон, а в сальниках – пенька.
Задвижки «Москва» диаметром больше 500 мм (30-4-12) изготовляются с отводной задвижечкой и конической зубчатой передачей. Величины давлении для задвижек «Москва» приведены в табл. 18.
Нормальные задвижки (клинкетные) предназначаются для более высоких рабочих давлений и отличаются от задвижек Лудло наличием цельнокованого стального клина (клинкета).
Шпиндель, соединенный с клинкетом бронзовой гайкой, вращается, а гайка с клинкетом движутся поступательно. Конструкция шпинделя, клипа и гайки клина такая же, как и у сварных задвижек ЗС 2-4.
Задвижки клинкетные фланцевые 30-4-22 применяются для нефти, газа, маслянистых жидкостей, пара и воды. Прокладки в них картонные, набивка сальников в задвижках для воды и нефти — пеньковая, для пара — асбестовая.
Задвижки газопроводные 30-4-50 низкого давления малогабаритные с ручным приводом типа ГМК изготовляются размерами 200—1500 мм. Они рассчитываются на давления Ру= 0,4 кГ/см2 и / Рпр = 1,5 кГ/см2. Прокладки и сальниковые набивки — асбестовые.
Запорная арматура с механизированным приводом предназначается для механизации, автоматизации и дистанционного управления отдельными производственными процессами на установках по добыче, переработке, транспортировке и хранению нефти. Эта арматура допускает и ручное аварийное управление.
В условном обозначении пробкового крана указывается:
КППС —кран пробковый проходной со смазкой; первое число—условный проход в мм; второе число—рабочее давление; ХЛ—климатическое исполнение для холодной зоны. Например, кран пробковый проходной, со смазкой, с условным проходом 65 мм, рассчитанный на рабочее давление 14 МПа, для холодного макроклиматического района обозначается КППС – 65 Х 140ХЛ.
Краны пробковые, рассчитанные на давление 14 МПа, состоят из корпуса, каналы которого перекрываются конусной пробкой при ее повороте рукояткой на 90°. Зазор между пробкой и корпусом регулируется винтом. Кран работает только со смазкой. Смазка герметизирует затвор крана и резьбу шпинделя, облегчает поворот пробки и предотвращает коррозию деталей. Смазка подается через канал в шпинделе с помощью нажимного болта через обратный клапан в полость корпуса.
Кран оснащен специальным устройством для отжатия пробки при ее заклинивании в корпусе.
3. Технологическая часть
3.1 Расчет фонтанных подъемников постоянного и переменного сечений, работающих за счет гидростатического напора и энергии расширения газа
Определение потерь напора в лифте давления на забое и к. п. д. подъемника при Р2 >Рн
Скважина, глубиной Н = 1500 м, фонтанирует за счет гидростатического напора нефтью (без выделения свободного газа (в подъемных трубах) с дебитом 300 т/сутки. Кинематическая вязкость нефти (при средней температуре в стволе скважины t = 30° С) v = 0,18 cм2/ceк; относительный удельный вес нефти Yн = 0,871; коэффициент продуктивности скважины К = 12 т/сутки ат; давление на устье при фонтанировании через 2,5" трубы (спущенные до забоя) Р2 = 8 ата. Требуется определить забойное и пластовое давления, потери напора и к. п. д. при фонтанировании по 2,5" трубам и 6" колонне.
Фонтанирование по 2,5 " трубам
Определяем среднюю скорость движения нефти по трубам 2,5":
(4)Параметр Рейнольдса
(5)Коэффициент гидравлических сопротивлений при турбулентном потоке
(6)При Q =300 т/сутки забойное давление будет
(7)Третье слагаемое дает потери на гидравлические сопротивления при движении нефти в 2,5" колонне. Четвертое слагаемое отображает давление, расходуемое на приращение скорости; оно выражается незначительной величиной, и обычно им пренебрегают.
К. п. д. 1 движения нефти по 2,5" колонне
(8)Перепад давления из пласта к забою
(9)Пластовое давление
(10)Общий к. п. д. фонтанирования (при движении нефти из пласта на поверхность), т. е. с учетом потерь энергии в пласте:
(11)Фонтанирование по 6" колонне
Если при том же дебите и забойном давлении фонтанирование будет совершаться по 6" обсадной колонне, то скорость нефти понизится, соответственно уменьшатся гидравлические сопротивления, а буферное давление возрастет. Скорость движения нефти
(12)Параметр Рейнольдса
Коэффициент гидравлических сопротивлений при ламинарном потоке
(13)Найдем буферное давление из уравнения для забойного давления
(14)откуда P2 = 14,67 am.
К. п. д. движения нефти но 6" обсадной колонне (без учета потерь энергии в штуцере)
(15)Из примера видно, что если скважина не осложнена песком и не требуется производить закачку или циркуляцию жидкости и др., что бывает редко, то при Р3 > Pнас выгодно не спускать подъемные трубы, а фонтанирование вести по обсадной колонне.
3.2 Определение производительности и мощности компрессора
Определить производительность и эффективную мощность вертикального трехступенчатого компрессора 2СГ-50, завода «Борец» и мощность электродвигателя для привода компрессора.
Диаметр цилиндра низкого давления двойного действия (I ступень) D = 370 мм; диаметр цилиндров высокого давления с дифференциальным поршнем D’ = 230/190 мм (II и III ступени); длина хода поршня S = 250 мм; число ходов в минуту n = 365; рабочий агент — воздух; показатель политропы т = 1,32; число ступеней z = 3.
Давление на приеме цилиндра низкого давления Р1= ата; конечное давление на выкиде цилиндра высокого давления Р2 = 51 ата; индикаторный к.п.д
; механический к.п.д 
коэффициент подачи 
.Привод от электродвигателя осуществляется через клиноременную передачу.
1. Производительность компрессора, отнесенная к условиям всасывания на приеме (в м3/ мин):
(16)где коэффициент 2 учитывает процесс двойного действия в цилиндре низкого давления.
Величина коэффициента подачи
колеблется в пределах 
в зависимости от степени сжатия рабочего агента, изношенности цилиндра и качества охлаждения. В расчете принят равным 0,65.Подставляя значения D, n, S и
, получим 
.2. Эффективная мощность компрессора определяется по формуле:
3. Мощность электродвигателя подсчитаем по формуле
(17)где k3- коэффициент запаса мощности (
) на случай падения напряжения в сети, а также перегрузки из-за отклонения от нормальной работы компрессора; 
- к.п.д для клиноременной передачи принимается 0,98. 
Исходя из потребной мощности для данного компрессора, может быть принят электродвигатель с короткозамкнутым ротором ДАМСО мощностью 200 квт, 6 кв, 740 об/мин.
4. Правила безопасности при газлифтной и фонтанной эксплуатации
1. Конструкция колонной головки, фонтанной арматуры, схемы их обвязки должна обеспечивать оптимальные режимы работы скважины, герметизацию трубного, затрубного и межтрубного пространства, возможность технологических операций на скважине, глубинных исследований, отбора проб и контроля устьевого давления и температуры.