ыманың дебитін өлшеуге арналған жабдықтар

 

Кенорындарын бақылап отыру үшін әр ұңғымадағы мұнай, су және газ дебиттерін өлшеу керек. Одан бөлек, ұңғыма өніміндегі механикалық қоспалардың санын білу қажет. Осы алынған мәліметтер ұңғыманың эксплуатациялау режимі мен кенорындарын толығымен бақылау нәтижесінде мүмкін болатын ауытқуларға дер кезінде шара қолдануға мүмкіндік береді. Мысалы, түп алдындағы аймақтың бұзылуына байланысты ұңғыма өнімінің құрамындағы механикалық қоспалар көбейеді – осыған орай, жұмыс режимін өзгерту немесе түп алдындағы аймақты бекіту керек.

Дебитті өлшеу үшін көбінесе сепарациялық - өлшегіш қондырғыларды пайдаланады. Олардың жұмысы кезінде ұңғылардан өндірілетін өнімнің әр компонентінің санын өлшеу үшін оларды бір-бірінен ажырату керек, яғни сепарациялау процесін жүргіземіз. Практика жүзінде жекеленген және топтық сепарациялық - өлшеуіш қондырғылар қолданылады.

Жеке сепарациялық – өлшеуіш құрылғы тек бір ұңғымаға ғана қызмет етеді. Ол тек бір газ сепараторынан, өлшеуіштен және құбырлық жүйеден тұрады.

Топтық сепарациялық – өзағынды өлшеуіш құрылғы (ТСӨҚ) бірнеше ұңғымаларға пайдаланылады. Ол газ  сепараторынан, өлшеуіштен, таратқыш батарея мен құбырлар жүйесінен тұрады.

Ұңғымадан шыққан өнім (фонтанды, газлифтті, сорапты) таратқыш батареяға әкелінеді. Бір ұңғыманы өлшеуішке қосқан кезде, қалған ұңғымалардан шыққан өнімдер араласып, жинау коллекторына өлшеусіз түседі.

Қабат қысымы шағын болған кездегі ұңғыманың кіші дебитін өлшеу үшін өлшеуіш трап қолданылуы мүмкін. Оның өлшеу шынысы рейкамен жабдықталған. Шыны түтіктегі мұнайдың деңгейі бойынша ұңғыманың дебитін анықтайды.

Мұнай өндіретін ұңғымалардың өнімі «Спутник» өлшеуіш құралына жіберіледі. Онда ұңғының беретін өнімі мерзімді түрде өлшеуден өтеді – сұйықтағы судың пайыздық құрамы мен еркін газдардың көлемі өлшенеді. «Спутник-А», «Спутник-В», «Спутник Б40» және «Спутник –Б40-24» типті қондырғылар жобаланып, жасалып шығарылған. Солардың ішінде ең көп таралған түрі «Спутник Б40» қондырғысын қарастырайық (7.2- сурет).

Ол берілген бағдарлама бойынша ұңғыманы өлшеуге автоматты түрде іске қосылады да, ұңғыма дебитін өлшейді. «Спутник-Б40» қондырғысында мұнайдың ылғалдылығын және ондағы су мөлшерін автоматты түрде үздіксіз өлшеп отырады және  автоматты түрде турбиналақ шығын өлшегіштің (15) көмегімен мұнайдан гидроциклонда бөлініп шығатын еркін газдардың көлемі анықталады. Бұл қондырғыда сұйықтық турбиналық шығын өлшегіш СТШ 1-50 гидроциклонды сепаратордың технологиялық ыдысындағы сұйық деңгейінен төмен орналастырылған.

«Спутник-Б-40»-пен, сонымен қатар «Спутник-Б» және «Спутник-А» өлшеуіштері  арқылы ұңғыманың суланған және суланбаған дебиттерін бөлек өлшеуге болады. Ол үшін былай жасалынады: егер, мысалы, (2) ұңғыма суланған, ал қалған (12) «Спутник-Б»-ға қосылған ұңғымалар таза мұнай берсе, онда қолмен кері клапандар (1) жабылады да, суланған ұңғымалардың өнімі сыртқы құбырмен ысырма (12) арқылы жинау коллекторына (8) келіп түседі. Таза мұнай беретін ұңғымалардың өнімдері көпжолды ауыстырып қосқыштың (КАҚ) ыдысына келіп түседі де, одан ары жинау коллекторы (6) мен сусызданған мұнай коллекторына (23) барады.

 

7.2-сурет. Өлшеуіш «Спутник-Б40» қондырғысының сұлбасы

1-кері клапандар; 2-ысырмалар; 3-КАҚ көп жолды ұңғымалық ауыстырып-қосқыш; 4-ұңғыманың роторлы қосқышы; 5-өлшеу сызығы; 6-ортақ сызык; 7-бөлгіш; 8-суланған мұнай коллекторы; 9 және 12-ысырмалар (жабық); 10 және 11- ысырмалар (ашық); 13- гидроциклонды сепаратор; 14-қысым төмендеуін реттегіш; 15-газдың шығымын өлшеуіш; 16 және 16а-золотниктер; 17-қалтқы; 18-турбиналы сұйык мөлшерін өлшеуіш; 19-поршеньді клапан; 20-ылғалөлшеуіш; 21-гидрожетек; 22-электрлі қозғалтқыш; 23- сусызданған мұнай коллекторы; m-ұңғымадан шығарып жіберу сызықтары

 

Өлшеуішке қойылған кез келген ұңғыманың сұйығы роторлы қосқыш (4) арқылы гидроциклонды сепараторға (13) жібереді. Сепаратордың газ шығатын жерінде қысым төмендеуін реттегіш (14) орнатылған, ол сепаратор мен газөлшеуіштің арасындағы қысым құламасын тұрақты деңгейде ұстап тұрады. Тұрақты қысым құламасы (16) және (16 а) золотникті механизмдерге беріліп, одан ары поршеньді клапанға (19) беріледі.

Ұңғымалар бойынша сұйық көлемдері келесі түрде өлшенеді. Егер деңгей өлшеуіштің қалтқысы (17) ең төменгі жағдайда тұрса, онда қалтқылы механизмнің үстіңгі вилкасы золотниктің үстіңгі қылтимасын басады, соның нәтижесінде реттегіштен (14) жоғарыланған қысым поршеньді клапанның (19) оң жағына беріліп оны жартылай жабады; сұйық беру тоқтатылады да, турбиналық шығымөлшеуіш (18) жұмысын тоқтатады. Сол уақыттан бастап сепаратордағы сұйық деңгейі көтеріле бастайды. Оның деңгейі ең жоғарғы нүктеге жеткенде қалтқылы механизмнің астыңғы вилкасы золотниктің (16а) қылтимасын басып, реттегіштегі (14) жоғарылатылған қысым поршеньді клапанның (19) сол жағына әсер етіп оны ашады; жүйеде сұйықтың ағуы басталып, турбиналы шығын өлшегіш өтіп жатқан сұйық мөлшерін анықтайды.  

Мұнайдың сулану пайызын анықтау үшін «Спутник»-те ылғал өлшеуіш 20 орнатылған, ол арқылы ұңғыманың барлық өнімдері өткізіліп отырады.

Сонымен қатар «Спутник-Б40-24» өлшеуіші де бар, ол «Спутник Б-40»тан тек қосылатын ұңғыма санымен ғана ерекшелінеді, яғни «14 ұңғыманың орнына мұнда 24 ұңғыманы іске қосуға болады. Ал қалған мәліметтері тура «Спутник – Б40» сияқты.

«Спутник – А» және «Спутник В» қондырғылары аса жетілдірілмеген. Бірақ «Спутник В»-да ұңғымаға берілген сұйықтың көлемдік өлшеуіші бар. Ол, егер мұнайдың құрамында парафин көп болмаса турбиналық шығым өлшегішке қарағанда дәл нәтиже береді. Егер парафин көп болса, ол өлшеуіш қондырғының ыдысына тұрып қалып, өлшеу дәлдігін кемітеді.

 

7.3-сурет. Көпжүрісті ауыстырып қосқыштың сұлбасы

а-ауыстырып қосқыштың құрылымы; б-қозғалмалы каретканың бөлшегі

 

«Спутник-Б40» қондырғысының көпжүрісті ауыстырып қосқышының құрылымын қарастырайық (7.3-сурет). Ауыстырып қосқыш ұңғыманың өнімін өлшеу сепараторына автоматты немесе қолмен басқарып ауыстыру үшін қажет.

ПСМ-1М ауыстырып қосқышының техникалық сипаттамалары төменде келтірілген:

Жұмыстық қысым, МПа............................................................4

Патрубок диаметрі, мм:

                        Кіру жағы....................................................70

                        Шығу жағы................................................150

                        Өлшеу жағы.................................................70

Кіру патрубогының саны.........................................................14

Максималды қысым құламасы, МПа......................................0,5

Кернеу мәні, В.........................................................................220

Датчиктің жасалу түрі............................................................ВЗГ

Ауыстырып қосқыш (7.3а-сурет) құрыштан жасалған корпустан (1), шығу патрубоктарынан (2), қақпақ (3), өлшеу патрубогы (4), бұрылу патрубогы (13), қозғалмалы кареткадан (15), білік (7) және поршеньді жетектен тұрады. Қозғалмалы каретка (7.3 б-сурет) корпустан (21), каретка (18), арнайы осьтерге (22) отырғызылған роликтерден (17) және резиналы нығыздағыштан (19) құралған. Қозғалмалы каретка бұрылу патрубогында орналасады. Серіппенің (20) көмегімен каретка корпусқа қысылады. Корпустың ішкі цилиндрлі бетінде екі сақиналы арындар бар. Осы арындармен қозғалмалы каретканың роликтері жылжиды. Поршеньді жетек (10) ұңғыманы автоматты өлшеу түріне қосуға арналған.

ПСМ-1М ауыстырып қосқышы былай жұмыс істейді: уақыт релесінің дабылы бойынша гидрожетек іске қосылып, күштік цилиндрге қысыммен сұйық беріледі. Ол рейкасы бар поршеньді жылжытып, қозғалмалы кареткасы бар бұрылу патрубогын бұрып, корпустағы тесіктің тұсына алып келеді. Ұңғымадан шыққан сұйық беру патрубогы арқылы ауыстырып қосқыштың камерасына беріледі де, өлшеу линиясына келіп түседі.

Ұңғыманың сұйығын қолмен өлшеуге де қосуға болады. Ол үшін арнайы ұстағышпен бұрылу патрубогын қажетті ұңғымаға қосады. Оның бұрылу бұрышын көрсететін жебесі бар. Бұрылу жылдамдығы шамалы болғандықтан, қозғалмалы бөлшектерге түсетін күш аса үлкен емес, сондықтан қажалу дәрежесі аз болады.

Соңғы жылдары көптеген фирмалар, соның ішінде конверсиялы түрлері, ұңғыманың дебитін өлшейтін қондырғыларды жобалау және жасап шығару төңірегінде көптеген жұмыстар жүргізіп жатыр. Мысалы, мобильді өлшейтін қондырғы МӨҚ, ол мұнай ұңғымаларындағы өндірілген мұнай, газ және басқа сұйықтарды автоматты немесе қолмен басқару режимінде өлшеуге арналған.

Мобильді кондырғыдан басқа стационарлы қондырғылар да шығарылып жатыр. Олардың техникалық сипаттамалары ұқсас және ұңғыма торабында жұмыс істей алады, сол себепті мұндай қондырғылар ұңғыма манифольдтарын ауыстырып қосатын құрылымдармен қосымша жабдықталған.

Мұнай кәсіпшілігінде Татарстандағы «ИТЭС» ИПО фирмасы шығарған ұңғыма дебитін өлшейтін СКЖ санақ құрылымдары кеңінен қолданылады.

Қазіргі кезде мұнай-газ өндіретін аймақтарда жылжымалы АСМА қондырғылары пайдаланылады. АСМА-ТП қондырғысы мұнай ұңғымаларының өнімділігін өлшейтін құралдарды метрологиялық бақылау үшін және сұйықтың, мұнай мен судың тәуліктік дебитін жоғары сапалы тікелей өлшеуге қол жеткізеді. Қондырғы технологиялық және аппараттық бөлімдері бар блоктан тұрады және екі осьті автокөлік тіркемесіне орнатылған.

Жоғары газ факторы бар ұңғыманың дебитін өлшеу үшін жылжымалы сепаратор қолданылады, мұнда алдын ала бөлінген газ өлшенеді. Қалған газы бар сұйық ЗУ АСМА-ТЛ (Т) қондырғысындағы қалыпты өлшеу жүйесіне келіп түседі.

АСМА қондырғысы ұңғыманың сұйық мөлшерін масса бірліктері көрсетілген тікелей өлшеумен және ары қарай ұңғыманың тәуліктік дебитін бақылаушының есептеп шығаруына негізделген. Мұнайдағы су қоспасы ВСН-БОЗНА ылғал өлшеуішімен өлшенеді, ал ілеспе газдың тәуліктік көлемі АГАТ-1М газ санағышымен есепке алынып және қалыпты жағдайға келтіріліп отырады.