При безперервній роботі насоса рівень рідини в НКТ зростає.
Штангові (глибинні) насоси по конструкції і способу встановлення розділяються на дві основні групи: невстановлені і встановлені. У кожній з цих груп насоси встановлюють різних типів, що відрізняються конструктивними особливостями, габаритами, пристроєм плунжера.
Невстановлені насоси характерні тим, що їхні основні вузли (циліндр і плунжер) спускаються в свердловину окремо: циліндр − на насосних трубах, а плунжер у зборі з всмоктувальними і нагнітальними клапанами − на штангах.
Підйом невставного насоса зі свердловин також здійснюється в два прийоми: спочатку витягають штанги з плунжером і клапаном, а потім труби з циліндром.
Вставний же насос спускають у свердловину в зібраному виді (циліндр разом із плунжером) на насосних штангах і витягають його на поверхню також у зібраному вигляді шляхом підйому цих штанг. Насос встановлюють і закріплюють за допомогою спеціального замкового пристосування, що спускають заздалегідь у свердловину на трубах. У результаті цього для зміни вставного насоса (при необхідності заміни окремих вузлів чи насоса в цілому) досить підняти на поверхню тільки насосні штанги, насосні ж труби залишаються постійно в свердловині; їх витягають лише при необхідності виправлення замкового пристосування, що на практиці буває рідко. Таким чином, зміна вставного насоса вимагає значно менше часу, ніж невставного, крім того, при використанні такого насоса менше зношуються насосні труби, тому що немає необхідності їх спускати і піднімати, а також відгвинчувати і загвинчувати при кожній зміні насоса.
Ці переваги вставного насоса мають особливе призначення при експлуатації глибоких свердловин, у яких спуско-підйомні операції при підземному ремонті займають багато часу.
В даний час балансирні верстати-качалки випускаються по ГОСТ 5866—76. Залежно від параметрів приводів що врівноважують вантаж установлюється або на балансирі, або на кривошипі редуктора, або і тут і там. Відповідно спосіб зрівноваження називають балансирним, роторним або комбінованим .До складу верстата-качалки входять наступні основні вузли: рама із стійкою, балансир з опорою та противагами, два шатуни, два кривошипи з противагами, редуктор, клинопасова передача, гальмо, злектродвигун, канатна підвіска сальникового штока.
Одним з недоліків балансирних верстатів-качалок є їх велика маса. Це зумовлює необхідність спорудження масивного фундаменту, спорудження якого є достатньо складним і трудомістким.Експлуатація нафтових свердловин зануреним відцентровим насосомЕлектровідцентрові насосні установки ( Рис.4.6) складаються: із відцентрового насоса 4, електродвигуна 1. кодони підйомних труб 11, броньованого кабелю 5, гирлової арматури 10, кабельного барабану 7 та інше допоміжне обладнання. Видобуток нафти при даному способу експлуатації відбувається слідуючим чином. Електродвигун обертає вал відцентрового насосу, нафта всмоктується через фільтр відцентровим насосом і нагнітається на поверхню по насосним трубам. Для електровідцентрових насосів характерний великий міжремонтний період їх роботи. Наземне обладнання ЕВН відрізняється своєю простотою та не потребує спеціальних фундаментів та інших споруд.В Україні широко використовують занурені відцентрові насоси. Їх використовують в тих випадках, коли потрібно виконувати інтенсивний відбір нафти із свердловини при великій глибині залягання продуктивних пластів, а також в свердловинах з агресивними пластовими водами.
Рисунок 4.6 Електровідцентрові насосні установки
1 – електродвигун; 2 – протектор; 3 – фільтр; 4 – відцентровий насос; 5 – броньований кабель; 6 – підвісний ролик; 7 – барабан; 8 – автотрансформатор; 9 – станції керування; 10 – гирлова арматура; 11 – колона підйомних труб.
Експлуатація свердловин гвинтовими насосами
Зараз широко застосовуються гвинтові занурені насоси для експлуатації свердловин діаметрами 146 і 168 мм із подачею 40, 80, 100 м3/добу при напорах до 1000 м. У якості приводу в них використовують електродвигуни, схожі на двигуни, що застосовуються у відцентрових установках.Гвинтові насоси виконані із двома робочими органами, що мають правий та лівий напрямки спіралі гвинта, завдяки чому під час роботи вони взаємно гідравлічно руйнуються і тим самим опірний підшипник та п'ята запобігаються від великих осьових навантажень. Позитивні якості гвинтового насоса - поліпшення його характеристик із збільшенням в'язкості нафти, мала чуттєвість до присутності вільного газу і можливість подачі рідини зі збільшеним вмістом механічних домішок.
Експлуатація свердловин гідропоршневими насосами
Для експлуатації свердловин гідропоршневим насосом у неї спускають два ряди концентрично розташованих труб діаметрами 63 і 102 мм, на кінцях яких знаходиться сідло, щільно посаджене на посадковий конус. Насос спускають у трубу діаметром 63 мм, притискують до посадкового сідла струмом рідини, що нагнітається зверху силовим насосом, і приводять в дію за допомогою золотникового пристрою, розташованого між двигуном та самим насосом. Разом з поршнем двигуна зворотньо-поступальний рух здійснює поршень насоса і відкачує рідину із свердловини, яка разом з робочою рідиною по кільцевому пристрою піднімається на поверхню.
Піднімається насос на поверхню при закачуванні робочої рідини через кільцевий простір.
Гідропоршневий насос дозволяє піднімати рідину із дуже великих глибин (до 4000 м) із дебітом до 20 м3/добу. ККД насосної установки досягає 0,6. Недолік гідропоршневих насосів – необхідність установлення біля кожної свердловини ємності для робочої рідини та спеціального силового насоса.
4.2 Встановлення технологічного режиму
Під технологічним режимом експлуатації розуміють підтримання на вибої заданих умов зміни тиску або дебіту в часі, які забезпечують безаварійну роботу свердловини та дотримання правил техніки безпеки.
В практиці розробки родовищ природних газів відомі такі технологічні режими експлуатації свердловин:
-Початковий період розробки ГКР, коли кількість пробурених свердловин перевищує необхідну або відбір газу із свердловини обмежується тільки пропускною здатністю колони ліфтових труб застосовують режим постійного дебіту.
(4.2.1)
-режим постійного градієнту тиску на стінки свердловини
(4.2.2)
Такий режим застосовують в слабозцементованих породах.
-технологічний режим максимально допустимої депресії на пласт
(4.2.3)
-режим постійного гирлового тиску
(4.2.4)
Такий режим застосовується на заключній стаді розробки газових родовищ для забезпечення необхідних умов роботи установки низькотемпературної сепарації газу
-при наявності в газі корозійно-активних компонентів( сірководень, вуглекислий газ) використовують технологічний режим, коли швидкість руху газу по стінках свердловини менша максимально допустимої швидкості утворення продуктів корозії
(4.2.5)
-для продовження стабільної роботи газових свердловин в умовах обводненості, необхідно забезпечити повний і безперервний виніс рідини на поверхню при мінімальних втратах тиску. Для цього рекомендується експлуатувати свердловини при дебітах, які вище мінімально необхідних для виносу рідини
(4.2.6)
-у випадку неоднорідності колекторів при розробці ГКР в умовах газового режиму з метою підтримки максимальних коефіцієнтів газо- та конденсатовіддачі, необхідно мінімізувати непродуктивні втрати тиску. Це досягається розподілом заданого відбору між окремими свердловинами і регулювання їх дебітів в процесі розробки.
5. Техніка безпеки та охорона навколишнього середовища
Охорона навколишнього середовища Шебелинського родовища досягається виконанням певних вимог. На родовищі необхідно забезпечити наступні заходи:
- спорудження герметизованих очисних установок, збірних пунктів та інших об’єктів;
- скид стоків при капітальному ремонті свердловин і ремонті групових установок збору у каналізаційні колодязі з послідовним вивозом їх на очисні споруди;
- обваловку групових замірних установок, збірних пунктів та інших об’єктів;
- спорудження герметизованих очисних блокових установок;
- повну герметизацію системи збору продукції, сепарації і підготовки;
- припинення експлуатації свердловин з негерметичними колонами, затрубною циркуляцією, грифонами;
- ліквідацію аварійних свердловин;
- експлуатацію видобувних свердловин повинна здійснюватись у відповідності з технологічним режимом.
Охорона атмосферного середовища
Джерела забруднення навколишнього середовища на родовищах є:
- гирла і обв’язка нафтових свердловин;
- площадка групової збірної установки;
- запобіжні клапани резервуарів;
- факельні стоянки;
- ДНС (довжина насосна станція);
- Нещільності арматури, фланцеві з’єднання трубопроводів.
Джерелами впливу подальшого облаштування і експлуатації родовищ на рельєфу, грунти, рослинний світ буде спорудження площадок облаштування нових свердловин, прокладка від них викидних ліній,ремонтні роботи на ГЗУ, ДНС, трубопроводах, при підземному ремонті свердловин, в аварійних ситуаціях як в системі промислового господарства, так і на свердловинах.
Природоохоронні заходи передбачають використання герметизованої системи збору продукції свердловини на кожному технологічному етапі, що робить неможливим викиди шкідливих речовин в атмосферу і навколишнє середовище. Передбачається повне включення можливості зливу господарсько-побутових і зливових вод з площадки групового збору в поверхні водоймища і на рельєф, рідина повинна збиратися через каналізаційні споруди закритого типу у відстійниках і очищатись.
Чисто господарські побутові стоки (наприклад, відходи їдальні, вмивальників, вбиральні і т. п.) проходять механічну очистку в септику і відводяться на поля підземної фільтрації для біологічної очистки. Осад, що виникає в септику після перегнивання, видаляється пересувними засобами і використовується у вигляді компостів, як добриво.
Екологічні обмеження впливу на атмосферу включають не перевищення гранично допустимих концентрацій (ГДК) в атмосфері промислових об’єктів всіх інгредієнтів, які викидаються нафтопромисловими спорудами, а в селітрових зонах – не повинні перевищувати разові концентрації для населених пунктів.
Обмеження включають визначення граничних розмірів санітарно-захисних зон (СЗЗ), що забезпечує потрібні параметри повітряного середовища поза ними, а також обмеження шумового впливу промислових об’єктів в границях до 60дБ.
Охорона ґрунтів родовища
Екологічні обмеження впливу на ґрунт, рельєф, рослинний і тваринний світ включають відведення мінімальної площі ріллі під площадки нових свердловин, дотримання критеріїв будівництва доріг, трубопроводів, повітряних силових ліній в єдиний комунікаційний коридор, максимальне використання існуючих доріг і комунікацій, заборону механізованої розчистки території від рослинності в заповідних місцях.
Охорона земель складається із комплексу заходів забезпечуючи збереження родючого шару ґрунту і запобігання забруднень слідуючого за родючим шаром ґрунту.
В районі проектних робіт пролетарського родовища грунт представляє собою середньо гумовий (структурний) глибокий чорнозем. Загальна глибина чорнозему 0,8-1,1 м. В підошві водяного ґрунту залягає ліс. Водяне забезпечення постачається за рахунок атмосферних опадів. Зрошення і осушення земель не проводиться. Особливо охороняючи зони відсутні.
Охорона водного середовища
Екологічні обмеження впливу на гідрологічну систему території включають дотримання умови розміщення площадкових об’єктів поза межами затоплюваної території, повне включення технологічних скидів води і нафтопродуктів в водоймища, річки і ґрунтові води, забезпечення умов прокладки трубопроводів при перетині річок або водоймищ з заглибленням не менше 1 м нижче максимальної глибини водоймища чи русла, тощо.
Заходи по охороні водного середовища передбачають охорону горизонтів з прісними водами в верхній частині геологічного розрізу родовища, ґрунтових і поверхневих вод.
Горизонти з прісними водами, приурочені до пісків і піщаників полтавської свити, харківського і дніпровського ярусів, являється джерелом питтєвого водо забезпечення. Тому охорона горизонтів з прісними водами від забруднення повинно забезпечувати при бурінні свердловин і експлуатації родовища.
Ґрунтові води приурочені до пісчаних пропластків, залягаючим на глибині 6-8 м. Ці горизонти малообільні і використовуються місцевим населенням для питних, побутових і господарських потреб.
Аналіз потенційних небезпек та шкідливостей виробничого середовища
Характеристики основних шкідливих речовин, викидаються в атмосферу нафтопромисловими об’єктами. Таблиця 7.1 дає коротку характеристику шкідливих речовин, які потрапляють у повітря.
Значення розрахункових викидів шкідливих речовин від об’єктів облаштування родовища можуть розглядатись як граничнодопустимі викиди (ГДВ).
При виконанні обрахунків забруднення атмосфери для найбільш характерних інгредієнтів забруднювачів приймають обмеження приземних концентрацій від промислових викидів.
Результати розрахунків забруднення атмосфери для деяких нафтових родовищ, які працюють в робочому режимі, показують, що концентрація шкідливих речовин в повітрі на свердловинах не перевищує величини. Враховуючи велику обводненість продукції свердловин, забруднення повітря практично не буде.
Крім того, на підприємствах галузі використовують отруйні, їдкі речовини (ртуть, кислоти, цемент та ін..), вибухові речовини.
Більшість робіт виконується на відкритому повітрі, пов’язані з використанням важкого і громіздкого обладнання і інструментів, технологічних процесів, що супроводжуються виникнення високих тисків, обладнання, що знаходиться під великим навантаженням.
Спуско-підіймальні механізми (СПМ),талевий блок, елеватор, що використовуються при бурінні, підземному ремонті свердловин і ін.., в процесі роботи можуть знаходитися під небезпечними навантаженнями,що значно перевищують допустимі, внаслідок чого можуть виникати важкі аварії, руйнування спуско-підіймальних споруд, а також нещасні випадки з людьми.
На кожному промислі застосовують метанол, проведення інструктажу всіх працівників, що призначаються для роботи із метанолом, і контроль за щорічним проходженням цих працівників медичного огляду.
При експлуатації промислових споруд в робочому режимі їх вплив на грунт, флору і фауну території мінімальний і помітний лише у випадках порушення нормального технологічного процесу, при пошкодженні каналізаційних систем і недбалому виконанні ремонтних операцій. Потенціальні негативні фактори впливу такі:
1.Попадання в грунт і грунтові води витоків конденсату через нещільність фланцевих з’єднань, несправного обладнання. В цьому випадку забруднену ділянку слід оконтурити плугами з глибиною занурення леміша 20-25 сантиметрів. При середніх і значних розливах по контуру ділянок слід будувати траншеї і облаштувати їх захисними екранами для попередження інтенсивного просочування конденсату. Збір розливів необхідно здійснювати за допомогою спеціальної нафтозбірної техніки. Враховуючи можливі наслідки аварії і екологічну вразливість території, одночасно з механічними можуть використовуватись хімічні сорбенти. Після того, як шкідливі речовини будуть зібрані з поверхні грунту, виконується технічна та біологічна рекультивація території.
2. Забруднення грунтових вод біля свердловин при недбалому виконанні ремонтних робіт.
3. потрапляння в грунтові води промзливних або господарсько-побутових вод у випадку пошкодження каналізаційних споруд збору продукції.
Вплив зазначених факторів має випадковий характер, локальний за місцезнаходженням, нетривалий у часі і може бути практично виключений, насамперед, при суворому регламентуванні технологічного процесу в межах запроектованих режимів і організації незалежного контролю за технічним станом обладнання і систем каналізації.
Висновок
В даному курсовому проекті наведені розрахунки показників розробки Пролетарського родовища і на їх основі побудований графік показників розробки, окрім того ще й наведений графік зміни дебітів рідини та геологічна карта і розріз родовища.
В теоретичній частині проаналізовані питання системи розробки родовища, режими роботи нафтових і газових свердловин, способи експлуатації родовищ і технологічні режими експлуатації родовищ. Окрім того розглянуті методи інтенсифікації припливів пластового флюїду до призабійної частини покладу і методи впливу на пласт, зокрема метод кислотної обробки і гідророзрив пласта.
Література
1. Довідник з нафтогазової справи/ За заг. редакцією докторів технічних наук В.С Бойка, Р.М. Кондрата, Р.С. Яремійчука. – Львів, 1996.
2. Муравьев И.М., Андриасов Р.С., Гиматудинов Ш.К., Говорова Г.Л., Ползков В.Т. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. – Издание третье, перед. и дополн./ Под общей редакцией И.М.Муравьева. – М.: Недра, 1970.
3. Абдулин Ф.С. Добыча нефти и газа. – М.: Недра, 1983.
4. Яремійчук Р.С, Качмар Ю.Д. Освоєння свердловин. Практикум. –Львів: Світ, 1997.
5. Лапук Б.Б. Теоретические основы разработки месторождений природных газов. – Москва – Ижевск, 2002.
6. Гиматудинов Ш.К. Эксплуатация и технология разработки нефтяных и газовых месторождений. – М: Недра, 1978.
29-04-2015, 00:38