Протектор для защиты погружного двигателя (вверху)

1 - верхняя головка; 2- корпус; 3 - кольцо непо­движное; 4 - плата; 5 - ниппель нижний; 6 - диа­фрагма; 7 - корпус платы; 8 - вал; 9 - уплотнитель-иое кольцо; 10 - головка нижняя.

Компенсатор для защиты погружного двигателя (справа)

1 - корпус; 2 - пробка; 3 - клапан; 4 - крышка; 5 - диафрагма.

Кабель имеет плоское сечение (б) на длине погружного агрегата для сокращения диаметра агрегата. Рядом с трубами идет обычно круглый кабель. В настоя­щее время выпускается круглый кабель с сечением, прак­тически близким к треугольному (а)

Кабель выпускается с полиэтиленовой изоляцией, ко­торая накладывается на жилы кабеля в два слоя. Три изо­лированные жилы кабеля соединяются вместе, наклады­ваются предохраняющей подложкой под броню и метал­лической броней. Металлическая лента брони предохра­няет изоляцию жил от механических повреждений.

Кабель круглый имеет шифр КПБК (кабель пластмассо­вый, бронированный, круглый), плоский - КПБП. Площадь сечения жил равна 10, 16, 25, 35 и 50 мм². Допустимое дав­ление пластовой жидкости, окружающей кабель, составля­ет 20 МПа, допустимый газовый фактор - 180 м³/м³. В ста­тическом положении кабель может работать при темпера­туре воздуха от - 60 до 50°С на воздухе и до 90°С в жидко­сти. При ремонтах и изгибе кабеля температура не должна быть ниже - 40°С.

У погружного двигателя кабель заканчивается штеп­сельной муфтой, которая соединяется с обмоткой статора двигателя. Однако ограниченные размеры цилиндрического шты­ря и ниппеля такого соединения приводят к большой плот­ности тока, нагреву кабельного ввода и выходу его из строя. Поэтому разработана новая конструкция соедине­ния кабеля - с обмоткой двигателя со штепселем ножево­го типа, большей площадью контакта соединяющихся де­талей и более надежной изоляцией соединения от внеш­ней среды и от верхней полости двигателя.

Принцип работы двухкорпусной гидрозащиты.
При спуске установки в скважину (а), пластовая жидкость, через отверстия в корпусе компенсатора, заполняет полость между корпусом и диафрагмой. Под действием давления столба жидкости в скважине, диафрагма сжимается, и масло из диафрагмы через перепускной клапан попадает в полость электродвигателя. Таким образом, происходит уравнивание давления во внутренней полости двигателя с давлением пластовой жидкости в скважине. При работе электродвигателя (б) масло, нагреваясь, расширяется, при этом растягивает резиновую диафрагму и прижимает ее к внутренней поверхности корпуса компенсатора. Лишний объем масла сбрасывается наружу посредством системы последовательно расположенных газоотводных обратных клапанов протектора.
При остановке и охлаждении двигателя (а) объем масла будет уменьшаться и резиновая диафрагма, воспринимая давле-ние окружающей среды, будет втягиваться внутрь и пополнять маслом полость двигателя. При последующем включении двигателя процесс изменения объема масла повторится, т.е. при любых изменениях давления масла диафрагма компенсатора будет «дышать» и уравновешивать давление в полости двигателя с давлением окружающей.

Принцип работы однокорпусной гидрозащиты.

При спуске установки в скважину (а) пластовая жидкость через отверстие в головке гидрозащиты по каналу в верхнем ниппеле поступает в полость за диафрагмой (во внешнюю Полость камеры А). По мере погружения уртановки, вследствие увеличения гидростатического давления жидкости, диафрагма сжимается, тем самым, уравнивая давление масла в двигателе с давлением окружающей среды. При работе электродвигателя (б) масло увеличивается в объёме вследствие повышения температуры. Тепловое расширение масла вызовет его перемещение по зазорам вдоль вала, через гидрозатворные камеры, в полость диафрагмы (камера А). Давление на гибкую диафрагму изнутри, вызванное притоком масла, передается наружу и вытесняет пластовую жидкость из полости за диафрагмой в скважину. При остановке двигателя масло, остывая, уменьшится в объеме и резиновая диафрагма под действием гидростатического давления, сожмется и пополнит маслом полость электродвигателя. При этом давление масла в двигателе уравняется с давлением окружающей среды.

36. Принципиальная схема и составные элементы установки электровинтового насоса (УЭВН). Кон-структивные схемы пусковой муфты и сливного клапана. Подача УЭВН. Преимущества и недостатки УЭВН.

Установка погружного винтового сдвоенного электронасоса состоит из насоса 5, электродвигателя с гидрозащи­той 7, комплектного устройства 2, токоподводящего кабеля с муфтой кабельного ввода 6. В состав установок с подачами 63, 100 и 200 м³/сут входит еще и трансформатор 1, так как двигатели этих установок рассчитаны соответственно на напря­жение 700 и 1000 В. Насос и двигатель с гидрозащитой спускаются в скважину на насосно-компрессорных трубах 4.

Электроэнергия от трансформатора и комплектного устрой­ства, расположенных на поверхности земли, подается к электро­двигателю по специальному бронированному кабелю, который крепится к трубам специальными поясами 3.

Погружной винтовой насос состоит из следующих основных узлов и деталей: пусковой кулачковой муфты центро­бежного типа 9, основания с приводным валом 8, сетчатых фильтров 3, установленных на приеме насоса, рабочих органов с правыми и левыми обоймами и винтами 6 и 4, двух эксцентри­ковых шарнирных муфт 5 и 7, предохранительного клапана 2 и шламовой трубы 1.

Погружные винтовые насосы имеют ряд специфических уз­лов и деталей: пусковую и эксцентриковые муфты, клапан и шламовую трубу.

Пусковая муфта соединяет валы протектора и насоса и обес­печивает с помощью выдвижных кулачков пуск насоса при до­стижении ротором электродвигателя частоты вращения, соот­ветствующей максимальному крутящему моменту. Кроме того, муфта защищает насос от обратного вращения.

В насосе имеются две эксцентриковые муфты: одна располо­жена между винтами, другая — между нижним винтом и валом основания. Каждая муфта состоит из двух универсальных шар­ниров, что позволяет винтам в обоймах совершать сложное планетарное вращение.

Предохранительный поршеньково-золотниковый клапан на­ходится над насосом и состоит из корпуса, золотника и седла с поршнем. Клапан защищает насос от сухого трения и повы­шенного давления и осуществляет заполнение и слив жидкости из НКТ при спуско-подъемных операциях. При нормальном ра­бочем давлении и подаче клапан направляет поток откачивае­мой жидкости по колонне труб на поверхность.

При недостаточном притоке жидкости из пласта или содер­жании в ней большого количества газа клапан перепускает жидкость из напорной линии обратно в скважину.

Шламовая труба предохраняет насос от засорения круп­ными частицами примесей и выполняет роль отстойника.

Насос имеет следующие преимущества объемных насосов: достаточно высокую эффективность при относительно малых подачах (60-70% при подаче 16-200м³/сут), повышение эффективности при работе на вязких жидкостях (до 6×10^-4 м²/с). Кроме того, подача насоса плавная, без пульсаций, при работе насоса не создаются стойкие эмульсии. Насос отличается простотой изготовления рабочих органов. К недостаткам насоса можно отнести то, что его напоры ограничены технологическими возможностями изготовления длинных винтов и обойм и винт насоса вращается не только вокруг своей оси, но и по эксцентриситету. Последнее требует применение эксцентриковых муфт, соединяющих винты с валом привода, что усложняет конструкцию. Вращение вала насоса по эксцентриситету вызывает радиальные инерционные силы в агрегате.

37. Установка насосная винтовая поверхностным приводом. Монтаж скважинного оборудования. Вы-бор мощности привода.

Установки скважинных винтовых насосов (УСВН) с поверхностным приводом, имеющие широкий диапазон изменения подачи и напора. УСВН с поверхностным приводом позволяют извлекать жидкость с глубины до 2000 м при подаче до 240 м³/сут. Как показывает промысловый опыт, насосы следует внедрять преимущественно в тех районах, где эксплуатация другого оборудования малоэффективна или совсем невозможна. Это в основном относится к месторождениям со сложными условиями эксплуатации, такими, например, как с вязкой пластовой жидкостью, с большим содержанием газа при высоком давлении насыщения, с низким коэффициентом насыщения и др. Чаще всего УСВН с поверхностным приводом применяются для дебитов от 3 до 50-100 м³/сут с напором до 1000-1500 м.

Установка включает в свой состав наземное и скважинное оборудование.

Наземное оборудование устанавливается на трубной головке скважины и предназначено для преобразования энергии приводного двигателя в механическую энергию вращающейся колонны штанг.

Рис. 2.1 Установка винтового штангового насоса

1 — приводная головка; 2 — тройник; 3 — превентор; 4 — трубная головка; 5— полированный шток; 6— штанга; 7 — центра­тор; 8— ротор; 9— статор, 10- палец; 11- электродвигатель.

Наземное оборудование состоит из: - тройника для отвода ластовой жидкости; - приводной головки; - рамы для крепления приводного двигателя; - трансмиссии; - приводного двигателя с устройством управления; - устройства для зажима (подвески) полированного штока.

Скважинное оборудование состоит из колонны НКТ, в нижней части которой устанавливается статор насоса и вращающейся в центраторах колонны штанг, нижний конец которой соединен с ротором насоса.

Компоновка низа колонны НКТ в зависимости от условий эксплуатации скважины может включать следующие элементы: фильтр; газовый и песочный сепараторы; динамический якорь (анкер); центратор или фонарь статора; обратный и циркуляционный клапаны; упорный палец насоса.

К монтажу и эксплуатации установки должен допускаться только квалифицированный персонал, ознакомленный с требованиями, изложенными в руководстве по эксплуатации скважинных насосов, обладающий знаниями и опытом по монтажу насосного оборудования. Перед монтажом следует удалить упаковочный материал с выходных концов валов, очистить поверхность от консервации с помощью ветоши, увлажненной бензином, керосином или другими растворителями.

Установка устьевого привода производится следующим образом.

Последовательность операций при монтаже установки устьевого привода.

1. Присоединить требуемую длину укороченных штанг и подвесить штанги от Т-образного соединения.

2. Закачать некоторое количество консистентной смазки в сальник.

3. Прикрепить «пулевой наконечник» к полированному штоку.

4. Провести полированный шток через привод и сальник.

5. Снять пулевой наконечник, затем присоединить и затянуть муфту штока.

6. Разместить предохранительный зажим на полированном штоке.

7. Довести полированный шток до соединения насосной штанги.

8. Опустить привод в сборе и ввернуть в Т-образное соединение.

Обойма и винт спускается в скважину на колонне штанг, диаметр которых зависит от типоразмера насоса и глубины спуска насоса, внутри колонны НКТ, диаметр которой зависит от типоразмера насоса, от диаметра вращательной колонны и глубины спуска насоса.

Установка статора винтового насоса с поверхностным приводом производится в несколько этапов.

1. Статор спускается в скважину на конце лифтовой трубы.

2. Статор всегда должен устанавливается с маркировочным стержнем или входным патрубком на днище.

3. Закрепить входной патрубок к статору и лифтовой трубе. При затягивании цилиндра статора пользуйтесь удерживающим гаечным ключом.

Ротор спускается в скважину на конце колонны насосных штанг. Перед спуском необходимо проверить штанги и муфты на износ и дефекты, прочно затянуть все штанговые соединения.

Посадка муфты упорной осуществляется в следующей последовательности:

1 Навернуть муфту упорную на НКТ.

2 Подвесить НКТ на устье скважины в колонную головку.

Посадка насоса осуществляется в следующей последовательности:

1Навернуть ниппель упорный на гидравлическую часть насоса.

2 Навернуть муфту на выходную часть насоса.

3 Ввернуть специальную штангу в муфту.

4 Завернуть ниппель стопорный на гидравлическую часть насоса.

5 Присоединить специальную штангу посредством муфты к колонне штанг.

6 Опустить весь груз колонны до упора винта о ниппель упорный - сделать отметку у катушки "Нулевой вес штанг".

7 Приподнять колонну штанг, пока не появится полная нагрузка от штанг, этим обеспечивается натяжение колонны штанг, поставить отметку на штанге у катушки -"Вес колонны штанг".

8 Поднять колонну штанг на нужный размер регулировки, который зависит от типа (модели) насоса, сделать отметку на штанге, у катушки -"Рабочая точка".

Монтаж сальникового превентора осуществляется путем ввинчивания в муфту, приваренную на колонной головке, и фиксация с помощью контргайки. Вращатель крепится на сальниковом превенторе по фланцевому соединению. На вращателе устанавливается электродвигатель.

Подбор мощности привода определяется следующими параметрами:

1 Теоретическая производительность насоса (в м/с),

где е - значение эксцентриситета между центром сечения винта и статора, м; D- диаметр сечения винта, м; Т- шаг двухзаходного винта, м; n - частота вращения винта, мин^-.

2 Фактическая производительность насоса

где - объемный КПД насоса.

3 Мощность, подводимая к валу насоса (в кВт),

где Q - производительность насоса, м³/сут; Н - напор столба жид­кости, м; р_ж - плотность жидкости, кг/м³; g- ускорение свободного падения, м/с; - общий КПД насоса.

4 Общий КПД насоса

где - объемный КПД насоса, ;

- гидравлический КПД насоса, ; - механический КПД (учет потерь энергии на преодоление трения в подшипниках, винта в обойме, вала в сальниках, валаи шарнира о жидкость), , здесь - мощность, расходуемая на механические потери.

38. Конструктивная схема диафрагменного насоса и принцип его действия. Область применения, досто-инства и недостатки.

Обозначение установки УЭДН5-12,5-800 ВП 00-1,6 расшифровывается следующим образом: У—уста­новка; ЭДН5-12.5-800—типоразмер электронасоса; Э—привод от погружного электродвигателя; Д—диафрагменный; Н—на­сос; 5 — номер группы электронасоса для использования в сква­жинах с внутренним диаметром колонны обсадных труб не ме­нее 121,7 мм; 12,5—подача, м³/сут; 800—напор, развиваемый электронасосом, м; ВП 00—вариант поставки; 1,6—верхний предел измерения манометра электроконтактного, МПа.

Установки погружных диафрагменных электронасосов предназначены для перекачивания пластовой среды, состоящей из смеси нефти, воды и газа. Со­держание пластовой воды в перекачиваемой среде не ограничи­вается. Максимальное массовое содержание твердых частиц 0,2 %; максимальное объемное содержание нефтяного газа на приеме насоса 10%; водородный показатель пластовой воды рН 6,0—8,5; максимальная концентрация сероводорода 0,01 г/л. Рабочий диапазон изменения температуры от 5 до 90 °С.

Достоинства

1 незначительная зависимость подачи от давления

2 равномерная подача

3 малая металлоемкость

4 простота обслуживания

Недостатки

1 низкий межремонтный период

2 малая подача

3 малая надежность отд. узлов

редуктор, клапанная система, диафрагма

Схема насоса:

1-предохранительный клапан;2-нагнетательный клапан;3-всас клапан;4-диафрагма; 5-пружина; 6-конический редуктор; 7-подшипники качения.

Погружной диафрагменный электронасос типа ЭДН5 выпол­нен в виде вертикального моноблока, включающего четырехпо-люсный асинхронный электродвигатель, конический редуктор и плунжерный насос с эксцентриковым приводом и возвратной пружиной. Эти узлы расположены в общей камере, заполнен­ной маслом и герметично изолированной от перекачиваемой среды резиновыми диафрагмой (в верхней части) и компенса­тором (в нижней части).

В контакт с перекачиваемой жидкостью вступают только всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные в го­ловке над диафрагмой. Головка соединяется резьбой с корпу­сом. Насосная часть присоединяется к электродвигателю при помощи цилиндрического стакана, который монтируется после завершения сборки электронасоса. В головке установлены три токоввода, соединяемые дополнительным штеккерным разъемом с выводными концами обмотки статора электродвигателя. Сетка предохраняет газосепаратор и всасывающий клапан от попадания крупных частиц. Патрубок и муфта служат для мон­тажа электронасоса на устье скважины и соединения его с HKТ. Трубка защищает нагнетательный клапан от осаждения песка.

39. Основные гидравлические схемы установок гидропоршневых насосов (ГПН). Рабочая жидкость для привода ГПН. Достоинства и недостатки.

Установки гидропоршневых насосов Назначение и комплектность оборудования установки Блочные автоматизированные установки гидропоршневых на­сосов (УГН) предназначены для добычи нефти из 2—8 кусто­вых наклонно-направленных скважин с внутренними диамет­рами эксплуатационных колонн 117,7—155,3 мм. Установки можно применять для добычи нефти плотностью 870 кг/м³, содержащей до 99% воды, до 0,1 г/л механических примесей, до 0,01 г/л сероводорода, при температуре пласта до 120 °С. Установки изготовляют в климатическом исполнении У, ХЛ. Пример условного обозначения установки при заказе: уста­новка гидропоршневых насосов УГН25-150-25, где УГН—уста­новка гидропоршневых насосов; 25—подача одного гидропор­шневого агрегата, м³/сут; 150—подача установки суммарная, м³/сут; 25—давление нагнетания гидропоршневого агрегата при заданном давлении нагнетания рабочей жидкости, МПа.

Установка УГН состоит из скважинного и назем­ного оборудования. Принцип действия установки основан на использовании гид­равлической энергии жидкости, закачиваемой под высоким дав­лением по специальному каналу в гидравлический забойный поршневой двигатель возвратно-поступательного действия, пре образующий эту энергию в возвратно-поступательное движение жестко связанного с двигателем поршневого насоса. Скважинное оборудование включает в себя гидропоршневой насосный агрегат, размещенный в нижней (призабойной) части обсадной колонны, систему каналов, по которым подводится рабочая жидкость, отводится добытая и отработанная жидкость; устьевую арматуру и вспомогательные устройства: ловильную камеру, мачту с подъемным устройством и переключателем по­тока рабочей жидкости. В состав наземного оборудования входят устройства для под­готовки рабочей жидкости, насосы высокого давления, распре­делительная гребенка, которая служит для направления рабочей жидкости под заданным давлением с требуемым расходом к гидропоршневым насосным агрегатам, силовое и контрольно-регулирующее электрооборудование.

Достоинства: Использование гидропривода позволяет при небольшом дав­лении силового насоса применить погружной насос с высоким рабочим давлением или при небольшом расходе рабочей жид­кости—с высокой подачей. Это достигается возможностью из­менения в определенном диапазоне отношения эффективных площадей насоса и гидродвигателя (n) установкой поршней раз­ного диаметра как в насосе, так и в гидродвигателе. При n> 1 насос имеет повышенную подачу, при n <1—повышенное дав­ление.

Установка гидропоршневых насосов: 1 – замерное устройство; 2 – технологический блок; 3 – блок управления; 4 – оборудование устья скважины; 5 – НКТ; 6 – гидропоршневой насосный агрегат; 7 – пакер

Наличие прямого и обратного потоков рабочей жидкости обеспечивает спуск и подъем гидропоршневого насоса потоком жидкости вниз и вверх по скважине, т.е. автоматизировать подземный ремонт скважины и осуществить его без бригады подземного ремонта.

Скважинное оборудование установки Гидропоршневой агрегат (ГН) разде­ляется на три части: собственно ГН, седло, сбрасываемый об­ратный клапан. Седло укрепляется на конце насосно-компрессорных труб (НКТ) и служит для посадки клапана и ГН при сбрасывании в НКТ. После установки устьевого переключателя в положение «подъем» поток рабочей жидкости направляется в колонну, по которой при положении «работа» поднимается смесь добытой и отработанной жидкостей. Поток увлекает ГН вверх и доставляет в ловильную камеру устья. После перекрытия центральной задвижки, отсекающей камеру от внутрискважинного пространства, снимают ловиль­ную камеру и извлекают ГН, а на его место вставляют новый насос; возвращают камеру в исходное положение, открывают центральную задвижку, ставят переключатель в положение «ра­бота». Насос под действием собственного веса и потока рабо­чей жидкости двигается вниз, доходит до посадочного седла и начинает работать.

Регулятор расхода, установленный на распределительной гребенке, поддерживает подачу насоса на заданном уровне.

Подачу жидкости из скважин определя­ют следующим образом: измеряют промысловыми средствами расход смеси рабочей и добытой жидкостей, затем—расход рабо­чей жидкости средствами, входящими в ком­плект наземного оборудования установки, и вычитают значение второй величины из зна­чения первой.

Рисунок - Схема гидропоршневого агре­гата: 1 — колонна НКТ;

2 — гидропоршневой насос; 3 — золотник; 4 — седло насоса; 5 — поршень двигателя; 6 — узел рас­пределения; 7 — поршень насоса; 8 — сбрасывае­мый клапан; 9 — пакер.

Установки УГН выполняются по схеме с открытой циркуляцией рабочей жидкости (ОРЖ), имеющей простейшее конструктив­ное исполнение и один ряд НКТ — пакерное устройство, позволяющее использовать в ка­честве канала кольцевое пространство меж­ду колонной НКТ и обсадной колонной. Смесь добытой и отработанной жидкостей поступает в систему емкостей, где происхо­дит отделение газа, воды, механических примесей, а оставшаяся часть смеси—на прием силового насоса и в коллектор про­дукции. При герметизированной однотруб­ной системе нефтепромыслового сбора неф­ти и газа отсепарированный газ направля­ется в тот же коллектор.

Для улучшения смазывающих свойств рабочей жидкости, борьбы с коррозией, ус­корения дегазирования и деэмульсации, в поток жидкости с помощью специального дозировочного насоса, входящего в состав наземного оборудования, добавляют при­садки, химические реагенты, ингибиторы.В качестве силовых насосов используют трех- или пятиплунжерные насосы высокого давления.

Рабочая жидкость, выходящая из га­зосепаратора, перед поступлением на прием силовых насосов проходит через гидроциклонный аппарат, где происходит отделение механических примесей в поле центробеж­ных сил.

Очищенная от газа, воды, механических примесей рабочая жидкость под высоким давлением направляется на гре­бенку для распределения по напорным наземным трубопрово­дам, а затем—в оборудование устья скважин, откуда при по­ложении устьевого переключателя «работа»—в НКТ и далее в ГН, приводя его в действие.

Гидропоршневой насосный агрегат представляет собой прямодействующий гидравлический насос, управление гидродвига­телем которого осуществляется золотниковым устройством. Этот агрегат состоит из собственно гидропоршневого свободно сбрасываемого насоса, посадочного седла и сбрасываемого об­ратного клапана. Конструкцией ГН определяются основные параметры уста­новки: подача, давление, расход рабочей жидкости, рабочее давление, к. п. д., глубина спуска в скважину, размер и кон­струкция лифта, надежность.ГН включает поршень насоса, жестко соединенный сило­вым штоком с поршнем двигателя, управляющее золотниковое устройство и клапаны — всасывающий и нагнетательный. Рабочая жидкость поступает в одну из полостей двигателя, создавая усилие, увлекающее поршень двигателя и соответст­венно поршень насоса вверх или вниз. При подходе поршня двигателя к крайнему положению золотник под механическим или гидравлическим воздействием поршня двигателя перемещается в противоположное положение, меняя направление движения рабочей и отработанной жидко­стей в гидродвигателе. Это приводит к изменению направления поршневой группы. Насос, совершая возвратно-поступательное движение, откачивает жидкость из пласта через всасывающий и нагнетательный клапаны.

40. Технические характеристики самоходных подъемных агрегатов для текущего и капитального ремонта скважин. Расчет потребной мощности и степени использования.

Для безвышечного проведения ПРС используются следующие самоходные агрегаты: А-50У; Азинмаш-37А; Азинмаш-43А; Бакинец-3М. А-50У используется при КРС.

Техническая характеристика

	А-50У	Азинмаш-37А	Азинмаш-43А	Бакинец-3М
1. Номинальная грузоподъемность, кН Транспортная база Мощность привода тягового двигателя, л.с. Емкость барабана лебедки, м при навивки каната диаметром 15 мм Число тормозных шкивов Вышки Высота от земли до оси кронблока, м Наибольшая длина поднимаемой трубы, м Оснастка талевой системы Диаметр применяемого талевого каната, мм	КрАЗ-257     22,4 3´4	КрАЗ-255     12,5 2´3 22,5	Т-100     12,5 2´3 22,5	Т-100     17,4 3´4 18,5

 

Кинематическая схема должна обеспечивать проведение следующих операций:

СПО труб и штанг, Спуск и подъем инструмента при очистке скважины, Подъем и спуск инструмента при разбуривании песчаных и цементных пробок, Приведение в действие ротора при бурении, Спуск и подъем желонки (труб), Проведение ловильных работ, Перемещение тяжести на поверхности и проведение вспомогательных операций при помощи дополнительных катушек на лебедке.

Конструктивные требования, предъявляемые к агрегатам:

Конструкция лебедок и мачт должна обеспечивать возможность их размещения на транспортной базе. Скорости подъема груза должны регулироваться в широком диапазоне. Основные узлы должны быть монтажеспособными и ремонтоспособными. Лебедки должны иметь надежную тормозную систему механического и гидравлического действия. Барабаны лебедок должны быть оборудованы храповым механизмом. Лебедки от привода должны включаться при помощи фрикционных муфт. Емкость и конструкция барабана лебедки должна обеспечивать наматывание каната до 2000 м различного диаметра. Все точки трения должны легко и быстро смазываться. Лебедка должна иметь шпилевую катушку. Управление подъемников должно осуществляться с общего пульта. Коробка скоростей должна иметь устройство против самовключения. Вышка или мачта должна надвигаться и подниматься автоматически. Расположение центра подъемника должно обеспечивать его устойчивость при перемещении по дороге с углом наклона не более 20⁰. Детали и узлы подъемника должны быть максимально унифицированы. Транспортируемое оборудование и инструмент необходимо компактно разместить на транспортной базе.

Вышка или мачта не должны ухудшать проходимость и маневренность подъемника.

Конструкция агрегата должна обеспечивать его быстрый монтаж и демонтаж на скважине.

Мощность двигателя подъемника, необходимая для подъема груза (колонна труб + вес подвижных частей талевой системы):

, ,

где N — мощность двигателя подъемника в Вт; р — вес подни­маемого груза и подвижных частей талевой системы в Н; т — масса груза в кг; g — ускорение свободного падения, в расчетах можно принимать g =10 м/с²); v — скорость подъема крюка в м/с, D — диаметр барабана лебедки с навитым ка­натом в м.; n — частота вращения барабана лебедки в об/мин; а — число струи оснастки); h — к. п. д. установки, равный произ­ведению К. п. д. отдельных узлов и кинематических пар подъемника и талевой системы к. п. д. одной пары шестерен 0,97; (цепной передачи — 0,96; одного вращающегося шкива талевой систе­мы +0,96— 0,97).

Величина поднимаемого груза при подъеме труб уменьшается с каждой поднимаемой трубой. Чтобы сохранить условие N=const, необходимо с каждой отвинчиваемой трубой (коленом) увеличивать соответственно и скорость подъема v, т. е. теоретически иметь ко­робку скоростей с соответствующими передачами. Число передач равно числу поднимаемых из скважины труб.

На практике правильное использование мощности и скоростей подъемника достигается такой оснасткой талевой системы, при ко­торой при наибольшей нагрузке на крюк данную полную колонну труб можно было бы поднимать на первой скорости подъемника. Переход на следующую высшую скорость осуществляется тогда, когда двигатель подъемника будет способен преодолеть оставшуюся нагрузку на этой высшей скорости.

При такой системе работы в процессе подъема используются все скорости подъемника и продолжительность подъема труб будет минимальной.

41. Основное оборудование, применяемое при гидроразрыве пласта (ГРП) и требования, предъявляемые к оборудованию. Расчет основных параметров гидравлического разрыва пластов.

Насосные агрегаты и комплектность. Достоинства и недостатки. Техническая характеристика.

Используются насосные агрегаты ЦА-320М – цементировочный агрегат, 2АН-500 – насосный агрегат, 4АН-700, АНФ-700.

ЦА-320М смонтирован на автомашине КрАЗ257.В его комплект входят:

силовая установка с двигателем N=300 кВт

два горизонтальных трехцилиндровых поршневых насосов двойного действия (9Т)

турбопередача ТП-1-300

двухскоростной редуктор

два водопадающих шестеренчатых насоса

монифольды высокого и низкого давления (трубы)

бак-емкость объемом 6,4 м³

Кинематическая схема ЦА-320М

 

1-двигатель N=300 кВт

2-насосы 9Т

3-турбопередача

4-редуктор

5-цепная передача

6-двигатель автомобиля

7-коробка отбора мощностей автомобиля

8-шестеренчатый насос

 

Техническая характеристика:

Q_9Т=3…23 л/с

Р_{max шестерен} = 1,5 Мпа

Q_шестер= 13 л/с

Р_9Т = 4…32 МПа

Недостаток:не пригодность для ГРП в скважине глубиной более 2000 м

4АН-700 для проведения ГРП с давлением до 70 МПа. Смонтирована на автомобиле КрАЗ 257 и сотоит:

Силовой блок 4УС-800

Коробка передач

Трехплунжерный насос одинарного действия 4Р-700

Манифольды

Станция управления

Силовая установка 4УС-800 состоит из дизеля с многодисковой фрикционной муфтой сцепления, центробежного вентилятора, систем питания, охлаждения, смазки и других узлов. В качестве двигателя используется V-образный двенадцати цилиндровый четырехтактный дизель с непосредственным впрыском топлива и турбонадувом. Максимальная мощность двигателя 588 кВт. Коробка скоростей 3КП – четырехступенчатая. Насос 4Р-700 – трех плунжерный горизонтальный одинарного действия. Его конструкция предусматривает работу с плунжерами диаметров 100 или 120 мм. При этом максимальная подача составляет 22 л/с при давлении 21 МПа, а минимальная подача 6,3 л/с при 70 МПа. Приемная линия насоса оборудована выводами с обеих сторон установки, напорная линия - предохранительным клапаном. Управление установкой централизованное с постав управления, располагается в кабине автомобиля.

Установка насосная УНБ1-160 ´63.

Предназначена для нагнетания различных неагрессивных жидкостей при цементировании, гидравлическом разрыве пла­стов, гидропескоструйной перфорации, промывке песчаных про­бок и других промывочно-продавочных работах в нефтяных и газовых скважинах, расположенных в умеренных и холодных макроклиматических районах.

Установка состоит из водоподающего блока, коробки от­бора мощности, карданного вала, плунжерного насоса высокого давления, манифольда, мерного бака. Все оборудование закреп­лено на общей монтажной раме.

Привод установки — от раздаточной коробки автомобиля че­рез коробку отбора мощности и карданный вал.

Трехплунжерный насос высокого давления с навесным двух­ступенчатым редуктором укомплектован сменными плунжерами четырех типоразмеров.

Водоподающий блок состоит из силовой установки на базе двигателя автомобиля ГАЗ-52А и центробежного секционного насоса.

Водоподающий насос укомплектован системой продувки вы­хлопными газами двигателя для удаления жидкости из насоса после окончания работы при минусовых температурах и про­грева насоса.

Техническая характеристика приведена ниже.

Монтажная база: шасси автомоби­ля КрАЗ-250

Номинальная полезная мощность, кВт......... 110

Наибольшее давление нагнетания, МПа........ 63

Наибольшая идеальная подача, дм³/с......... 22,8

Насос высокого давления

Тип......................... 14Т2

Диаметр сменных плунжеров............. 90; 110; 125; 140

Длина хода плунжера, мм............... 160

Наибольшее число двойных ходов в минуту...... 175

Передаточное число приводной части.......... 14,56

Водоподающий насос

Тип......................... ЦНС38-154

Наибольшее давление, МПа.............. 1,54

Наибольшая подача, дм³/с............... 10,5

Вместимость мерного бака, м³............. 5

Условный проход трубопроводов манифольдов, м:

приемного..................... 100

нагнетательного................... 50

Вспомогательный трубопровод:

условный проход, мм................ 50

общая длина, м................... 23,5

Габаритные размеры, мм................ 9900´2500´3700

Масса установки, кг.................. 16415

Установка насосная УНБ1-400 ´400.

Предназначена для нагнетания различных неагрессивных жидкостей при цементировании, гидравлическом разрыве пла­стов, гидропескоструйной перфорации, промывке песчаных про­бок и других промывочно-продавочных работах в нефтяных и газовых скважинах, расположенных в умеренном и холодном макроклиматических районах.

Установка представляет собой технологическое оборудова­ние, смонтированное на шасси автомобиля, и состоит из плун­жерного насоса высокого давления с одноступенчатым редукто­ром с приводом от двигателя В2-500АВ-СЗ через коробку пере­дач типа 4КПМ, водоподающего насоса с приводом от тягового двигателя автомобиля КрАЗ-250 через коробку отбора мощ­ности, мерного бака, манифольда, вспомогательного трубопро­вода (рис.). Управление установкой—ручное с пульта оператора на раме установки.

Техническая характеристика установки приведена ниже.

Монтажная база.................... Шасси автомо­биля КрАЗ-250

Номинальная полезная мощность, кВт......... 278

Наибольшее давление нагнетания, МПа........ 40

Наибольшая идеальная подача, дм³/с.......... 37,0

Насос высокого давления

Тип......................... 14Т1

Диаметр сменных плунжеров, мм........... 110; 125; 140

Длина хода плунжера, мм............... 160

Наибольшее число двойных ходов плунжера в минуту... 250

Передаточное число приводной части.......... 4,04

Водоподающий насос

Тип......................... ЦНС60-198

Наибольшее давление, МПа.............. 1,98

Наибольшая подача, дм³/с............... 16,6

Вместимость мерного бака, м³............. 5,5

Условный проход трубопроводов манифольда, мм:

всасывающего.................... 100

нагнетательного................... 50