книги из ГПНТБ / Мазепа Б.А. Опыт автоматизации добычи нефти

АВТОМАТИЗАЦИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА

I. АВТОМАТИЗАЦИЯ ОЧИСТКИ ПОДЪЕМНЫХ ТРУБ ОТ ПАРАФИНА

Девонская нефть Татарии относится к числу парафинистых нефтей с содержанием в ней парафина от 3,2 до 4,5%. В пластовых условиях все углеводороды (твердые, газообразные) и различные химические примеси (сера, азот и другие), находятся в нефти в растворенном состоянии. При подъеме нефти на поверхность

из нее под влиянием изменения условий потока, и в первую очередь снижения температуры и давления, начинают выделяться смолы, парафины и другие вещества, которые, отлагаясь на внутренней поверхности подъемных труб в виде прочного не смываемого потоком слоя, сужают их сечение. Если своевременно не будут приняты меры по очистке труб, скважина может остановиться.

Депарафинизация фонтанных скважин

Процесс выпадения парафина из нефти происходит на всем пути ее движения по промысловым коммуникациям, что вызывает необходимость в периодической очистке от парафина труб, резер­

нение получили механические способы очистки, выполняемые

периодически во время эксплуатации скважин без их остановки.

Такой способ депарафинизации оказался наиболее простым и эко­ номически выгодным.

При механической Депарафинизации в скважину спускают па стальной проволоке марки В ГОСТ 3241-55 с расчетным пре­ делом прочности 150—160 кг/см2 специальные скребки. Спускают скребки с лебедок через герметизированный узел фонтанной

арматуры — лубрикатор с сальниковой головкой.

На промыслах Татарии применяют механические лебедки типов АС-1, АДУ-1, АДУ-2 и в небольшом количестве опытную серию лебедок АДУ-3.

Поскольку процесс депарафинизации периодически повто­ ряется с технологической неизменностью, он может быть автома­

тизирован путем периодического включения и выключения депа­ рафинизационных установок специальными реле.

5

Конструкцией первых механических лебедок АС-1 (авто­ скребки) предусматривалась автоматизация процесса очистки подъемных труб. Применение этих лебедок позволило полностью механизировать процесс спуска и подъема скребка и высвободить

время у оператора. Схемой предусматривалось непрерывное чередование спуска и подъема скребка.

При эксплуатации лебедок выявили следующее. При примене­ нии скребков переменного сечения нет необходимости часто спускать их в скважину, нецелесообразно загружать проволоку излишней работой и тем самым сокращать срок ее службы. Кроме того, в результате спутывания проволоки при очередном спуске скребка применяемая жесткая конструкция сальника головки лубрикатора приводила к частым авариям. Во избежание этого электролебедки были переведены на полуавтоматический режим работы. Перед спуском скребка в скважину оператор ослаблял сальник лубрикатора, чтобы предупредить заклинивание про­ волоки. Затем вручную спускал скребок до определенной глу­

бины, после чего включал лебедку и переходил на другую сква­ жину. При приходе скребка в крайнее верхнее положение электро­ лебедка автоматически останавливалась.

Во втором варианте автоматической депарафинизационной установки — АДУ-1 — были учтены недостатки АС-1 и несколько изменена электрическая схема. В настоящее время на промыслах в основном работают лебедки этого типа.

Автоматическая депарафинизационная установка АДУ-1

Автоматическая депарафинизационная установка АДУ-1 пред­ назначена для очистки подъемных труб от парафина в фонтанных скважинах (рис. 1). Она состоит из следующих основных узлов: лебедки 21 с электродвигателем 25; автомата-предохранителя 16,

отключающего электродвигатель при ослаблении пли чрезмерном натяжении скребковой проволоки; панели управления 28, служа­ щей для управления работой автоматической депарафинизацион­ ной установки; оттяжного ролика 13; концевого выключателя подъема скребка 4, отключающего электродвигатель лебедки при верхнем исходном положении скребка, и лубрикатора 3 для вы­ вода скребка из подъемных труб при необходимости его замены.

Электродвигатель соединен с редуктором 20 клиноременной передачей 24. Редуктор выполнен в виде червячной пары, заклю­ ченной в чугунный корпус. Вся установка смонтирована па осно­ вании 26.

На одном конце вала редуктора закреплен барабан 22, па ко­ торый наматывается скребковая проволока. Другой конец вала представляет собой винт 27, который сопряжен с шестерней 23,

имеющей 100 зубьев и приводящей в действие водило — специ­ альное устройство для правильной укладки проволоки па бара­ бан. Узел водила собран на угловом кронштейне 36, закрепленном

6

на боковой стенке кожуха редуктора. Водило представляет собой рычажную систему, движением которой управляет профи­ лированный кулачок 35. На плече рычага 19 укреплена планка с роликами, скользящими по образующей профилированного

скребка.

Движение скребка в колонне подъем­

ных труб со скоростью меньшей, чем враще­ ние барабана, разматывающего проволоку,

Ф 6B0S ф

30

31

и 1617 18

ослабляет натяжение проволоки 37; при заклинивании проволока сильно натягивается. Чтобы не вызвать спутывания проволоки при ее ослаблении или обрыва при чрезмерной натяжке, преду­ смотрено своевременное отключение электродвигателя лебедки.

Величина натяжения проволоки контролируется автоматом-пре­ дохранителем, который представляет собой рычажно-пружинное устройство и состоит из двух роликов 14 и 18, двух пружин 15

максимальной и минимальной нагрузок и двух кнопок 17 «пуск-

стоп». Ослабление проволоки достигается нажимом пальцами

рычага на кнопки «пуск-стоп». При чрезмерном натяжении

7

проволоки один из роликов поднимается и пальцами рычага нажимает другое кнопочное устройство «пуск-стоп». В обоих случаях, т. е. при ослаблении и натяжении проволоки, кнопочные устройства отключают двигатель лебедки. При этом подается сигнал об аварийном состоянии установки на диспетчерский

пункт.

При восстановлении нормального положения натяжения проволоки двигатель автоматически включается, и спуск скребка

продолжается. При отключении двигателя вследствие чрезмер­ ного натяжения проволоки (при подъеме) он автоматически включается для спуска скребка до момента восстановления

нормального натяжения, после чего двигатель отключается; дальнейший подъем возможен только в присутствии оператора.

Проволока с барабана лебедки 22 поступает на направляющий

ролик 7 лубрйкатора. Последний изготовляется из насосно-ком­

прессорной трубы диаметра, равного диаметру подъемных труб.

В верхней частп лубрикатора располагается сальник 5. Чтобы проволока не спадала с ролика 7, она направляется и натяги­

вается роликами 6 и 8.

В средней части лубрикатора имеется боковой сальник 9, через который пропущена тяга 10, связывающая ограничительное кольцо 2 с грузом 12 концевого выключателя. На кронштейне 34 выключателя шарнирно укреплен угловой рычаг 33, нижнее плечо которого связано тягой 32 с рычагом электропереключателя лебед­ ки. Скребок 1, поднимаясь в полость лубрикатора, увлекает ограни­ чительное кольцо, в результате чего груз 12 перемещается вверх по штанге 11 и поворачивает угловой рычаг, при этом двигатель отключается, и скребок останавливается. При движении скребка вниз груз под действием собственного веса возвращается в исход­ ное положение.

Электролебедка с автоматом-предохранителем и панель упра­ вления 28 устанавливаются в специальной будке 29. На панели смонтированы реверсивный магнитный пускатель 31, программное

реле времени. 30, автоматически включающее установку задан­ ное число раз в сутки.

Реле времени РВ-4 состоит из синхронного двигателя СД-60,

ртутного контакта и редуктора, выходная ось которого совершает 3 об/сутки. На диске, установленном на оси редуктора, укре­ плены кулачки, число которых обусловливает число включений установки в сутки.

В зимнее время наблюдаются случаи несрабатывания реле РВ-4 вследствие замерзания ртути. В связи с этим ртутный контакт в мастерских КИП обычно заменяют микропереключа­ телем МП-1.

На рис. 2 приведена электрическая схема установки лебедки АДУ-1.

Схемой лебедки АДУ-1 предусмотрена работа установки в автоматическом и полуавтоматическом режимах. При автомати­

8