2.3. Фонтанды арматураның манифольді
Ұңғымадағы фонтанды арматура – өндірістік коммуникациялар мен манифольдтің көмегімен қабат сұйығын және газды жинауға арналған. Манифольдтің атқаратын қызметі келесідей: агрегаттарды құбырлы және құбыр сыртындағы кеңістіктермен қосылуын қамтамасыз етеді және мынадай элементтерден тұрады: төртжақ, үшжақ және көптеген қосалқы элементтерден тұрады. Жоғарыдебитті газ ұңғымаларында ауырлатылған күрделі манифольдтар қолданылады және олар келесі үлгілерде жасалады:
Үлгі 1. Орташа және шағын шығымды ұңғымаларда бір бұрып алу фонтанды шыршасын пайдаланады.
Үлгі 2. Жоғарғы шығымды ұңғымаларда бір көтеру тізбегі бар құбырымен екі бұрып алу фонтанды шыршасын пайдаланады.
Үлгі 3. Қабат қысымы шағын ұңғымаларда, газды құбыр сыртының аймағы бойынша жинауға арналған, бір тізбек басы бойымен бір құбыр арқылы бұрып алу.
Үлгі 4. Бір бұрып алуы бар екі нысанды газ ұңғымасы үшін бір фонтанды шырша бойынша пайдалану және екі шлейф арқылы бір тізбек басына бұрып алу.
Газды ұңғымалы фонтанды арматура манифольдінің үлгісі 2.12, а суретінде көрсетілген.
Катушканың (2) және бұрышты штуцерлі реттегіштердің (3) және (4) артындағы фонтанды арматура (1) екі жұмыс ішегі, сонымен қатар құбыр сыртындағы ішектер манифольдтің көмегімен ысырмамен, төртжақпен, үшжақпен, катушкамен, БӨП (бақылау өлшеу приборлары), сақтандырғыш клапанымен, үрлеп қысу жүйесі (5) агрегатын қосуға арналған балшықты сұйықты жинағышпен (6), сепараторды қосқышпен (7), штуцерлермен (8), (ДИКТа) (9) және факел жүйесін (10) қоса біріктіріп байланыстырады.
Манифольдтің атқаратын қызметі ұңғымаға ингибитор (қышқылдардың әсерін азайтатын зат) беруді, үрлеу - басу жүйесі арқылы ұңғыманы сөндіру, сонымен қатар ұңғыма бойынша құбырдың іші мен сыртын үрлеу; газодинамикалық зерттеулер жүргізу; сағадан алшақ жердегі сорап агрегаттарын қосу, конденсат пен газды жалында қауіпсіз жағу, игеру кезіндегі балшықты сұйықтар мен басқа да сұйықтарды жинау; сөндіру және жиналып қалған сұйық шығымын жеделдету сияқты жұмыстарды атқарады.
2.12-сурет. Фонтанды арматураның манифольді:
а-газды ұңғыманың манифольді; б-мұнай ұңғымасының манифольді
Фонтанды арматураның манифольдындағы газды ұңғыманың негізгі жабдықтарының біріне айырғыш клапан жатады. Фонтанды ұңғыманың манифольдының үлгісі 2.12, б суретінде көрсетілген. Газлифтті және айдау ұңғымаларының манифольдысы мен арматурасы келесі элементтерден жиналады: бір бөлігі арматурадан, ал қалған бөлігі фонтанды ұңғыма манифольдысынан тұрады.
Фонтанды арматура бірнеше функцияны атқарады. Олардың ең негізгісіне мыналар жатады: СКҚ тізбегінің салмағын ұстап тұру; егер тізбек екі қатарлы болса, онда ол екеуін де көтеріп ұстап тұру; құбыр сыртындағы кеңістікті герметизациялау және бір-бірінен оқшаулау; ұңғыманың берілген режиміндегі жұмысын қамтамасыз ету және оны реттеу; оның үзіліссіз жұмыс жасауы мен ішкі және сыртқы параметрлерді өлшеу мүмкіндігіне ие болу.
2.4. Ұңғыны газлифттік әдіспен пайдалануға арналған жабдықтар
СКҚ тізбегінің астына қажетті сығылған газдың мөлшерін беру арқылы ұнғының фонтандығын (фонтан етіп атуын) қамтамасыз ету газбен көтеру әдісінің қолданудың басты себебі болып табылады. Осы себептен тұрақты режимге шығарылған қыртыс қабатындағы өнімді газбен көтерудің жұмысы фонтандық әдіске ұқсас болады. Соған байланысты газбен көтерудің сұлбасы да фонтанды көтерудің сұлбасына өте ұқсас болады.
Көтергіш құбырлардағы сұйықтың арасындағы газдың мөлшерін арттырып, оның тығыздығын азайту газбен көтерудің негізгі жұмыс істеу принципі болып табылады. Газдың үздіксіз берілуі кезінде газдалған сұйық ұңғының сағасына дейін көтеріліп сыртқа төгіледі.
Газбен көтеру кезінде құбыр аралық кеңістікте динамикалық деп аталатын жаңа деңгей және оған сәйкес түптік қысым орнатылады.
Газбен көтеру көтергіші (подьемнигі) батыру тереңдігімен, сұйықтың көтеру деңгейімен және де салыстырмалы батырумен сипатталады.
Батыру тереңдігі – бұл ұңғының жұмыс істеу кезіндегі көтергіштің башмағындағы (башмақ – мұнай шығатын құбырдың түрі) қысымға сәйкес келетін газсыздандырылған сұйық бағанасының биіктігі – h.
Көтеру биіктігі – жұмыс кезіндегі сұйық деңгейінен ұңғылық сағаға дейінгі қашықтық - hg.
Салыстырмалы батырылу - бұл бату тереңдігі h-тың көтергіштің жалпы ұзындығына қатынасы.
Сығылған газдың ұңғыға газлифттік беру әдісінің фонтандық әдістен айырмашылығы – ол сығылған газдың көзінен басқа, оны ұңғының сағасына жеткізу жүйесінің, ұңғы сағасы мен ұңғының өзіне газ беруге қажетті арнайы жабдықтардың болуын талап етеді. Бұдан басқа өндірілген газды сығылған газға айналдыру және оны қайта ұңғыға айдау үшін өндірілген газды-сұйықты қоспадан газды бөліп алу керек, ол үшін оны арнайы дайындықтан өткізеді. Фонтандық көтергіш сияқты газлифтті көтергіш те СКҚ бағанасынан тұрады және бағананың диаметрі арнайы әдістеме бойынша есептеледі. Газлифтті және фонтандық көтергіштердің СКҚ-ларына әсер ететін күштер бірдей болғандықтан, олардың беріктік есептеулері де бірдей болады.
2.13-сурет. Өнімді газбен көтеру көтергіші:
а) пайдалануға дейін; б) пайдалану кезінде
Кәсіпшілік тәжірибеде салыстырмалы батыруды анықтағанда жұмыстық қысымды есепке алады, яғни газдың айдау қысымын ескеру керек. Сонымен бірге, жұмыстық қысымды ескеріп салыстырмалы батыруды анықтайды.
Сұйықты сығылған газбен көтеру үшін әртүрлі жүйелі көтергіштер қолданылады. Олар ұңғыға түсірілетін құбыр бағаналарының санымен, өзара орналасуымен, жұмыстық агенттің және газ-мұнайлы қоспаның қозғалысымен ажыратылады. Түсірілген құбыр бағаналарының саны бірқатарлы және екіқатарлы болады. Жұмыстық агентінің қозғалысына қарай сақиналы және орталық жүйе болып екі түрге бөлінеді.
Сақиналы жүйе. Екі қатарлы көтегіштерде ұңғыға екі концентрикалы орналасқан құбыр қатарлары түсіріледі. Жұмыстық агентті екі тізбек арасындағы сақинааралыққа кеңістікке айдайды, ал сұйық ішкі құбырлар арқылы көтеріледі. Осы себептен сыртқы құбырларды айдаушы, ал ішкі құбырларды – көтергіш деп атайды. Сонымен бірге, сыртқы құбырлардың қатарларын бірінші қатар, ал ішкілерін екінші қатар деп атайды.
Бірқатарлы көтергіштерде құбырлардың бір қатары түсіріледі де, осы қатар көтергіш тізбек болып табылады, ал айдаушы ретінде шегендеуші құбырлар тізбегін пайдаланады.
Жұмыстық агент шегендеуші құбырлар тізбегімен көтергіш құбырлар арасындағы сақиналы аралыққа айдалады. Осы кезде сұйықтың деңгейі көтергіш құбырлардың башмағының деңгейінде болады.
Практикада екі қатарлы сақиналық жүйелі сатылы айдаушы тізбегі бар көтергіштер кездеседі: оның төменгі бөлігі – шағын диаметрлі, жоғарғысы үлкен диаметрлі болып келеді. Қарапайым екі қатарлы көтергішке қарағанда мұндай көтергіш арзанға түседі. Оның басты артықшылықтары – бірінші қатар құбырларының салмағының кемуі және түпкі забойдан құмның шығарылуының жақсаруы. Кемшіліктеріне көтергіш құбырларының батырылуын көбейтуге болмайтынын жатқызуға болады.
Орталық жүйе. Жұмысшы агент орталық құбырлар тізбегі арқылы айдалады, ал газ-мұнайлы қоспа сақинааралық кеңістік арқылы көтеріледі. Орталық жүйе негізінен бірқатарлы көтергіштерде қолданылады. Жүйенің басты артықшылықтары: іске қосу қысымының төмендігі және ұңғының габариттері ең тиімді түрде қолданылады. Кемшіліктері: егер сұйықта құм бар болса, онда құбырдың шығыңқы муфталары ұшталып, құбырлар тізбегі үзілуі мүмкін; мұнайда парафин немесе тұздардың үлкен мөлшері шоғырланса, онда олар тізбектің қабырғаларына жабысып оның диаметрін азайтады. Сондықтан көп жағдайда сақиналық жүйелі көтергіштер қолданылады.
Жұмыстық қысымның және сұйықтың аз мөлшерде толқысуы, екіқатарлы көтергіштердің артықшылы болып табылады. Мұның себебі, бірқатарлы сақиналық жүйелі көтергішке қарағанда бұл көтергіште сақиналы ауа аралығының көлемі аз болады. Бірқатарлы құбырлармен пайдалану тізбегінің арасындағы сұйық бағанасы екі қатарлы көтергіштің жақсы жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Бірқатарлы көтергіштің жұмысы кезінде пайда болатын толқысулар мен соққылар қабаттың бұзылуына және ұңғы түбінде немесе көтергіш құбырларында құм тығындарының пайда болуына әкеледі. Бірқатарлы көтергіште көтергіш құбырлар сүзгіге дейін түсірілмесе құмның шығарылуы күрт нашарлайды.
Егер бірқатарлы көтергіштерді қолдану кезінде түбінің алдындағы аймақпен ұңғының сақинааралықты кеңістікті бөлетін жұмыстық газлифті клапандары қолданылса, онда жоғарыда айтылған барлық кемшіліктерді еске алмауға болады.
Ұңғыларды бірқатарлы көтергіштермен жабдықтағанда ұңғының шығымына (дебит) байланысты көтергіш құбырларының диаметрлері мынадай мәндерге ие болуы дұрыс болады:
Шығым, т/тәу 20...50 50...70 70...250 250...350 350
Диаметрлер, мм 48 60 73 89 114
Мұнай кәсіпшілігінде келесі конструкциялы көтергіштер қолданылады:
а) бірқатарлы біртұтас;
ә) бірақатарлы сатылы және комбинацияланған.
Газлифтті әдіспен қолданатын ұңғыларды келесі категорияларға бөледі:
1. Өнімділік коэффициенті К жоғары және түптік қысымы рзаб бар;
2. Өнімділік коэффициенті К төмен және жоғары түптік қысыммен рзаб;
3. Өнімділік коэффициенті К жоғары және төмен түптік қысыммен рзаб;
4. Өнімділік коэффициенті К төмен және төмен түптік қысыммен рзаб.
Ұңғының келесі сипаттамалары оның басқа сипаттамаларымен (сұйықтың қасиеттері, пайдаланатын тізбектің күйі, ұңғының өнімінде парафиннің, құмның болуы және т.б.) қоса газлифтті қондырғының таңдауында негізгі рөл атқарады.