Комплекс для освоения скважин с разработкой основного технологического оборудования-Кабель-канатная установка с пакером-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Комплекс для освоения скважин с разработкой основного технологического оборудования-Кабель-канатная установка с пакером-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода

3 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ

В данном дипломном проекте предлагается использовать кабель-канатную установку (рисунок 3.1). В состав установки входит: оборудование устья (1), кабель-канат (2), муфта кабеля (3), электродвигатель (4), гидрозащиту двигателя (5), пакер (6) насос (7), входной модуль (8).
Насос имеет прием у нижнего конца и выброс жидкости в обсадную колонну вверху в соединения насоса с гідрозахистом; для разобщения полостей приема и нагнетания насоса служит пакер. Погружной агрегат спускается на расчетную глубину на кабеле, как на канате. Данный агрегат в сравнении с классической схемой (спуск на НКТ) дает возможность примерно в два раза увеличить мощность и подачу погружного насоса за счет того, что двигатель, насос и гидрозащита по діаметральному габарита могут быть больше, чем при классической схеме. Спуск и подъем агрегата ускоряется примерно в 10-20 раз, ликвидируются трудоемкие работы с насосно-компрессорными трубами.

Рисунок 3.1 – Кабель-канатная установка
3.1 Кабель-канат
ООО "Лада" - ведущий производитель геофизического кабеля на Украине, что 10 лет выпускает высококачественную продукцию. Выпускаемая продукция отвечает всем требованиям, как государственных стандартов, так и ЕАГО. При производстве вантажонесучого кабеля используется уникальная технология разработанная на ООО "Лада", которая позволяет уменьшить величину допуска возможных отклонений проектных размеров, вследствие чего возникает возможность добиться значительного увеличения эксплуатационной надежности и долговечности, при сохранении стандартных метрических характеристик. (рисунок 3.2) Относительно недорогой - 1 метр стоит 65 центов.

Рисунок 3.2 – Кабель-канат

3.1. Описание конструкции установки для освоения скважин

Агрегат состоит из (см. рисунок 3.3):
1 – кабель-канат;
2 – ПЕД;
3 – гидрозащита;
4 – насос;
5 – пакер;
6 – эксплуатационная колонна.

Рисунок 3.3
После проведения подготовительных операций (промывка скважины, очистка стенок эксплуатационной колонны и так далее) в скважину на кабель-канате спускается установка на расчетную глубину. Далее запускается электродвигатель, начинает вращаться вал, проходящий через пакер, и что имеет 2 основных функции: передавать крутящий момент насоса в процессе откачки жидкости и отбирать часть крутящего момента для установки и розпакеровки пакера в нужный момент. Происходит установка пакера, о которой можно судить по скачкообразном снижению тока в цепи «электродвигатель – кабель-канат – трансформатор» (что является следствием снижения момента проворачивания вала); двигатель выключается. С целью проверки герметичной посадки пакера производится его опрессовка.
Далее запускается электродвигатель, в работу вступает насос, відкачуючий с забоя жидкость пласта. После окончания работы насоса двигатель останавливается, а затем начинает вращать вал в обратную сторону, вследствие чего происходит розпакеровка устройства. Оборудование извлекают на поверхность через лубрікатор.

3.2 Описание принципа работы пакера

Пакер состоит из верхней (рисунок 3.4) и нижней (рисунок 3.5) частей.
На нижней части закреплена самоущільнююча манжета, что удерживается в транспортном положении цангой.
Верхняя часть с помощью сухарей соединена с упором.

Рисунок 3.4

Рисунок 3.5

Рисунок 3.6
Нижняя часть имеет возможность осевого перемещения относительно верхней части в пределах «окон» (см. рисунок 3.7), причем при их сближении происходит «раскрытие» манжеты и прижатия ее к стенкам скважины.

Рисунок 3.7

Через весь пакер проходит вал, в верхней своей части имеет телескопическое шлицевое соединение с валом гидрозащиты двигателя, в нижней – осевую и радиальную опоры с нижней частью корпуса (рисунок 3.7).
В нижнюю часть корпуса укручена гайка удерживает в сжатом состоянии пружину, и имеющий в своем составе обгінну муфту, которая передает крутящий момент от вала к гайке только в одном направлении (в момент розпакеровки гайка выкручивается из корпуса, пока не достигнет упора на валу (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8

Пакер работает следующим образом: при вращении вала упор перемещается вниз относительно нижней части корпуса, увлекая за собой верхнюю часть корпуса (толкатель), и выходит из зацепления с валом; освобождается пружина, которая выдавливает упор в крайнее нижнее положение, происходит раскрытие манжеты, которая прижимается рабочей кромкой к стенкам скважины (см. рисунок 3.9). Вал получает возможность относительно свободного вращения пакера. Далее происходит откачка жидкости.
При необходимости извлечения пакера вал вращают в обратном направлении. Срабатывает обгінна муфта, которая начинает передавать крутящий момент от вала к гайке. Гайка выкручивается из корпуса, пока не достигнет упора на валу, разгружая тем самым пружину. Упор поднимается вверх, разгружая манжету, которая принимает транспортное положение. Далее пакер извлекается на поверхность.
В данном дипломном проекте выполнен анализ методов освоения скважин и предложено техническое решение относительно модернизации основного технологического оборудования, а именно вместо насосно-компрессорных труб использовать кабель-канат и предложена новая конструкция пакера.
Проведен выбор комплекса оборудования и расчеты работоспособности нового оборудования.
Разработан план операций на технологический процесс изготовления гайки пакера, проведены расчеты режимов резания и допусков на обработку поверхности детали.
Затронуты вопросы относительно организации работ, охраны труда, и охраны окружающей среды.
Проведены расчеты освещения в бытовом помещении, тепловой мощности системы обогрева и расчет защиты от атмосферного электричества.
Целесообразность проведения модернизации подтверждена экономическими расчетами и вычисленным коэффициентом технического уровня предложения.

“Комплекс для освоения скважин с разработкой основного технологического оборудования”.
Вызов притока — технологический процесс снижения противодавления на забое скважины, ликвидации репрессии на пласт и создания депрессии, под действием которой начинается истечение флюида из пласта в скважину.
Освоение скважины — комплекс технологических и организационных мер, направленных на перевод скважины, простаивает по той или иной причине, в разряд тех, что действуют.
Поскольку возможности и техническая реализация известных методов вызова притока и освоения существенно различаются, выбор наилучшего для конкретных условий зависит от следующих критериев:
• величины пластового давления;
• коэффициента проницаемости призабойной зоны скважины, насыщенной различными флюидами;
• механической прочности коллектора;
• фильтрационных характеристик призабойной зоны (коэффициенты подвижности и гідропровідності);
• имеющиеся в распоряжении технические средства снижения забойного давления.
При освоении скважин применяют самоходные подъемные агрегаты (чертеж №1). Агрегат А-50М состоит из двух блоков: башне-лебідкового и насосного, размещена на двух автомобилях КрАЗ-65101.
В данном дипломном проекте более подробно рассмотрен процесс освоения скважин насосами, который проводят только в том случае, когда не ожидается естественное фонтанирование скважины, а она в дальнейшем будет эксплуатироваться этими же насосами. Скважинный електровідцентровий насос спускается на проектную глубину на насосно компрессорных трубах согласно предполагаемого режима эксплуатации скважины. По мере очистки жидкости ее уровень в скважине плавно снижается. После получения устойчивого притока из пласта скважина переходит в эксплуатационный режим работы.
Подземное оборудование при освоении скважин (чертеж №2) включает в себя: трансформатор 1, станцию управления 2, клемм энный шкаф 3, входной модуль 4, центробежный насос 5, пакер 6, гидрозащита 7, электродвигатель 8 и устьевую арматуру 9.
Предлагается использовать кабель-канатную установку. Насос имеет прием у нижнего конца и выброс жидкости в обсадную колонну вверху в соединения насоса с гідрозахистом; для разъединения полостей приема и нагнетания насоса служит пакер. Погружной агрегат спускается на расчетную глубину на кабеле, как на канате. Данный агрегат в сравнении с классической схемой (спуск на НКТ) дает возможность примерно в два раза увеличить мощность и подачу погружного насоса за счет того, что двигатель, насос и гидрозащита по діаметральному габарита могут быть больше, чем при классической схеме. Спуск и подъем агрегата ускоряется примерно в 10-20 раз, ликвидируются трудоемкие работы с насосно-компрессорными трубами.
При использовании кабель-канатной установки возникает необходимость создания нового пакеру поскольку механический пакер, который использовался в классические схеме (чертеж №3), при данных условиях не будет работать.
Предлагается пакер (чертеж №4), состоящий из верхней и нижней частей. На нижней части закреплена самоущільнююча манжета, что удерживается в транспортном положении цангой.
Верхняя часть с помощью сухарей соединена с упором. Нижняя часть имеет возможность осевого перемещения относительно верхней части в пределах «окон», причем при их сближении происходит «раскрытие» манжеты и прижатия ее к стенкам скважины. Через весь пакер проходит вал, в верхней своей части имеет телескопическое шлицевое соединение с валом гидрозащиты двигателя, в нижней – осевую и радиальную опоры.
В верхнюю часть корпуса укручена гайка удерживает в сжатом состоянии пружину, и имеющий в своем составе обгінну муфту (чертеж №5, верх), что передает крутящий момент от вала к гайке только в одном направлении (в момент розпакеровки гайка выкручивается из корпуса, пока не достигнет упора на валу).
Пакер работает следующим образом: при вращении вала упор перемещается вниз относительно нижней части корпуса, увлекая за собой верхнюю часть корпуса (толкатель), и выходит из зацепления с валом; освобождается пружина, которая выдавливает упор в крайнее нижнее положение, происходит раскрытие манжеты, которая прижимается рабочей кромкой к стенкам скважины. Вал получает возможность свободного вращения относительно пакера. Далее происходит откачка жидкости.
При необходимости извлечения пакера вал вращают в обратном направлении. Срабатывает обгінна муфта, которая начинает передавать крутящий момент от вала к гайке. Гайка выкручивается из корпуса, пока не достигнет упора на валу, разгружая тем самым пружину. Упор поднимается вверх, разгружая манжету, которая принимает транспортное положение. Далее пакер извлекается на поверхность.
Также, графическая часть дипломного проекта включает рабочие чертежи деталей пакера новой конструкции и обгонной муфты (чертеж №5, низ и чертеж №6).
В разделе “Ремонт” разработан план операций изготовления гайки пакера (чертеж №7) и проведены расчеты припусков на обработку и режимов резания.
Также в дипломном проекте рассмотрены вопросы по охране труда и защите окружающей среды при эксплуатации эксплуатации оборудования.
Экономические расчеты подтверждают целесообразность внедрения новой техники на производстве, ведь рассчитанный экономический эффект от проведенных технических мероприятий составляет 53700 грн. в расчете на одну скважину глубиной 4950 м.