Технологический комплекс для эксплуатации скважины № 37 Шевченковского месторождения установкой скважиной штанговой насосной СШНУ с разработкой устьевого приспособления дозирования реагента в скважину-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки

Технологический комплекс для эксплуатации скважины No 37 Шевченковского месторождения установкой скважиной штанговой насосной СШНУ с разработкой устьевого приспособления дозирования реагента в скважину-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
Недостатками устройства дозирования реагентов являются низкие эксплуатационные возможности, большая трудоемкость при обслуживании устройства, например при замене реагента и изменении объема подачи реагента, связанная с необходимостью остановки работы оборудования, извлечения его из скважины, демонтаж устройства, его настройки и дальнейший спуск оборудования в скважину, что связано также с большими материально-финансовыми затратами.
Малогабаритный гирловий дозатор жидких химических реагентов с приводом от станка-качалки («Малогабаритный гирловий дозатор жидких химреагентов», ТУ 3666-001-97967252-2007. ООО «Нефтехимсервис»), содержащий поршневой насос, включающий цилиндр, в котором установлен поршень со штоком, взаимодействующий с пружиной, и регулятор дозировки реагента, которые установлены на устьевом фланце обсадной колонны. Шток дозатора установлен с возможностью взаимодействия с рычагом, закрепленным на канатной подвеске (траверсе). При опускании канатной подвески рычаг нажимает на шток дозатора, приводя в действие поршень в цилиндре дозатора, вследствие чего происходит попадание химического реагента в скважину. Под действием пружины поршень возвращается в исходное положение, всасывая химический реагент из емкости в рабочую полость цилиндра.
Недостатками этого устройства являются: сложность монтажа рычага на канатной подвеске (траверсе) и установки поршневого насоса дозатора относительно рычага из-за наличия осевого вращения сальникового штока штангового насоса при возвратно-поступательном движении штанги; сложность настройки количества подачи химического реагента, связанная с изменением рабочего хода поршня путем перемещения рычага относительно узла его крепления к канатной подвески (траверсе). Недвижимое крепления устройства на устьевом фланце обсадной колонны не позволяет производить обслуживание и ремонт элементов устьевого сальника обсадной колонны без снятия устройства с устьевого фланца. Недостатком также является необходимость установки емкости с химическим реагентом выше уровень поршневого насоса дозатора для предотвращения падения давления в рабочей полости гидроцилиндра ниже атмосферного и проникновения воздуха в гидроцилиндр через уплотнения поршня при всасывании химического реагента из емкости.
Задачи модернизации - создание компактного, мобильного, удобного в эксплуатации устройства дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки с повышенной надежностью работы, точностью и упрощенным процессом регулирования дозирования подачи реагента в скважину.
Решение технической задачи заключается в повышении надежности работы устройства, точности настройки дозирования реагента, ремонтопригодности, удобства эксплуатации и обслуживании устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве механизм изменения величины хода поршня выполнен в виде резьбового стержня, один конец которого жестко соединен с гидроцилиндром и блоком клапанов, а другой конец снабжен регулирующим и ограничивающим элементами и закреплен на опорном элементе с возможностью осевого перемещения и фиксации в различных положениях, что позволяет упростить процесс регулирования количества подачи химреагенты.
Выполнение регулирующего элемента механизма изменения величины рабочего хода поршня в виде резьбовой гайки позволяет осуществлять плавное точная настройка количества подачи хімреагенту.
Устройство снабжено механическим регулируемым уплотнением поршня, выполненным в виде кольца из упругого материала, например фторопласта, что предотвращает утечку реагента из рабочей полости гидроцилиндра.
В устройстве механизм регулирования механического уплотнения поршня выполнен в виде гайки, которая служит для упора пружины и ограничения движения поршня при нагнетании реагента в скважину, что позволяет оптимизировать (уменьшить) габариты насоса-дозатора.
Устройство снабжено гидравлическим уплотнением поршня, выполненным в виде емкости с жидкостью, например в виде стакана, в дне которого выполнено отверстие для прохода поршня, что предотвращает попадание воздуха в рабочую полость гидроцилиндра и таким образом позволяет размещать емкость с хімреагентом в любом месте в независимости от расположения насоса-дозатора.
В устройстве дозирования реагента в скважину ограничитель возвратно-поступательного перемещения поршня выполнен в виде трубы, один конец которой жестко закреплен на стержне, а второй снабжен крышкой с отверстием для прохода штока поршня, взаимодействующей с ограничительной шайбой, установленной на штоке поршня, что позволяет упростить конструкцию дозатора, обеспечить доступ к гидравлического уплотнения и гайки механизма регулировки механического уплотнения и защитить гидравлическое уплотнение, гайку и возвратную пружину от механических повреждений.
Выполнение рычага, закрепленного на сальниковому штоку, в виде пластины, имеющей форму сектора, например полукруга, позволяет повысить точность взаимодействия рычага со штоком поршня независимо от осевого вращения сальникового штока при возвратно-поступательном движении насосной штанги, что повышает надежность работы устройства.
Цель модернизации достигается тем, что в устройстве узел крепления устройства к устьевого фланца обсадной колонны выполнен в виде шарнирного соединения, что позволяет отклонять насос-дозатор от устьевого сальника на некоторый угол и таким образом повысить мобильность и удобство эксплуатации устройства. Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения.
На рисунке 7.1 представлена модернизированная конструкция устройства дозирования реагента в скважину. Устройство дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки содержит насос-дозатор, выполненный в виде гидроцилиндра 1 с поршнем 2, который вертикально установлен в корпусе, выполненном в виде, например, резьбового стержня 3, в котором установлено дозирующее устройство, выполненное в виде всасывающего и нагнетательного клапанов 4 и 5 соответственно, расположенных на оси, перпендикулярной оси поршня 2 гидроцилиндры 1. В стержне 3 выполнены каналы, соединяющие рабочую полость гидроцилиндра 1 с выходом клапана 4 и входом клапана 5 соответственно.

Рисунок 4.1 – Модернизированная конструкция устройства дозирования реагента в скважину.

1 – гидроцилиндр; 2 – поршень; 3 – резьбовой стержень; 4 – всасывающий клапан; 5 – нагнетательный клапан; 6 – труба; 7 – крышка; 8 – ограничительная шайба; 9 – шток; 10 – пружина; 11 – емкость; 12 – замыкающая жидкость; 13 – кольцо; 14 – гайка; 15 – рычаг; 16 – сальниковый шток; 17 – зажим; 18 – опора; 19 – регулируемая гайка; 20 – болтовое соединение.

На стержне 3 установлен ограничитель хода поршня 2, выполненный в виде трубы 6, с закрепленной на ней крышкой 7, взаимодействующей с ограничительной шайбой 8, установленной на штоке 9 поршня 2, которая прижимается к крышке 7 возвратной пружиной 10. Пружина 10 размещена на штоке 9 поршня 2 между ограничительной шайбой 8 и дном емкости, содержащий запирающую жидкость 12, используемую как гидравлическое уплотнение поршня 2, что предотвращает подсоса воздуха в рабочую полость гидроцилиндра 1. Как запирающая жидкость может быть использована любая неагрессивная жидкость (например, моторное масло), имеющего вязкость большую, чем вязкость химического реагента, дозируемого в скважину. В гидроцилиндре 1 установлен уплотняющий поршень 2 кольцо 13, выполненное из упругого материала, например фторопласта, и регулируемое с помощью гайки 14, на которой установлена емкость, выполненная, например, в виде стакана с запирающей жидкостью. В дне стакана выполнено отверстие для прохода поршня 2.
Механизм передачи движения привода станка-качалки к насосу-дозатора выполнен в виде рычага 15, закрепленного на сальниковому штоку 16 станка-качалки с помощью зажима 17 перпендикулярно оси штока с возможностью взаимодействия с штоком поршня 2. Рычаг 15 выполнен в виде пластины, имеющей форму, например, полукруга (рисунок 7.1). Сальниковый шток 16 соединен с траверсой подвески станка-качалки.
Стержень 3 установлен на опоре 18, выполненной в виде полой цилиндрической детали, с помощью регулировочной гайки 19 с внутренней и внешней резьбой и закреплен в сквозном продольном пазу опоры 18 с помощью болтового соединения с возможностью вертикального перемещения и фиксации в разных положениях. Болтовое соединение предотвращает вращению и ограничивает вертикальное перемещение стержня 3 относительно опоры 18.


Рисунок 4.2 – Вид со стороны устройства с вариантом отбрасывания устройства на угол α от устьевого сальника.

1 – шарнирное соединение; 2 – болтовое соединение; 3 – фланец; 4 – обсадная колонна; 5 – сальник гирловий
На рисунке 7.2 показан вид со стороны устройства с вариантом отбрасывания устройства на угол α от устьевого сальника. Опора установлена с помощью шарнирного соединения 1 на основе, которое жестко закрепляют, например, с помощью болтового соединения 2 на фланце 3 обсадной колонны 4, на которой также установлен гирловий сальник 5.
Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливают на фланец обсадной колонны. Подачу химического реагента осуществляют за счет перемещения поршня 2 в гидроцилиндре 1 посредством воздействия на шток 9 поршня 2 рычага 15, закрепленного на сальниковому штоку 16. При опускании траверсы подвески насосных штанг на некотором расстоянии до крайнего нижнего положения рычаг 15 упирается в шток 16, приводя его таким образом в движение вместе с поршнем 2, в результате чего в рабочей полости гидроцилиндра 1 поднимается давление и химический реагент поступает через нагнетательный клапан 5 в нефтяную скважину до момента, когда траверса подвески опустится до нижней мертвой точки. Когда траверса подвески насосных штанг начинает подниматься вверх из нижней мертвой точки, шток 9 вместе с поршнем 2 под действием пружины 10 также поднимается вверх до того момента, когда шайба 8 упрется в крышку 7 ограничителя, в результате происходит всасывание химического реагента в рабочую полость гидроцилиндра 1 через всасывающий клапан 4. Далее процесс периодически повторяется в зависимости от темпа работы станка-качалки.

"Технологический комплекс для эксплуатации скважины № 37 Шевченковского месторождения установкой СШНУ с разработкой устєвого устройства дозирования реагента в скважину"

На (чертеже №1) изображен балансирний станок – качалка СКДТ8-3-4000, подбор именно такого станка обусловлен расчетами приведенными в расчетно – пояснительной записке (согласно исходных данных). На чертеже также изображен устройство дозирования реагента в скважину.

Недостатками устройства (аналога) дозировки реагентов являются низкие эксплуатационные возможности, большая трудоемкость при обслуживании устройства, например при замене реагента и изменении объема подачи реагента, связанная с необходимостью остановки работы оборудования, извлечения его из скважины, демонтаж устройства, его настройки и дальнейший спуск оборудования в скважину, что связано также с большими материально-финансовыми затратами. Недвижимое крепления устройства на устьевом фланце обсадной колонны не позволяет производить обслуживание и ремонт элементов устьевого сальника обсадной колонны без снятия устройства с устьевого фланца. Недостатком также является необходимость установки емкости с химическим реагентом выше уровень поршневого насоса дозатора для предотвращения падения давления в рабочей полости гидроцилиндра ниже атмосферного и проникновения воздуха в гидроцилиндр через уплотнения поршня при всасывании химического реагента из емкости.

На сборочном (чертеже №2) изображен модернизированный устройство дозирования реагента в скважину.
Задачи модернизации - создание компактного, мобильного, удобного в эксплуатации устройства дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки с повышенной надежностью работы, точностью и упрощенным процессом регулирования дозирования подачи реагента в скважину.
Цель модернизации достигается тем, что в устройстве узел крепления устройства к устьевого фланца обсадной колонны выполнен в виде шарнирного соединения, что позволяет отклонять насос-дозатор от устьевого сальника на некоторый угол и таким образом повысить мобильность и удобство эксплуатации устройства. Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения.
В устройстве механизм регулирования механического уплотнения поршня выполнен в виде гайки, которая служит для упора пружины и ограничения движения поршня при нагнетании реагента в скважину, что позволяет оптимизировать (уменьшить) габариты насоса-дозатора.
Устройство снабжено гидравлическим уплотнением поршня, выполненным в виде емкости с жидкостью, например в виде стакана, в дне которого выполнено отверстие для прохода поршня, что предотвращает попадание воздуха в рабочую полость гидроцилиндра и таким образом позволяет размещать емкость с хімреагентом в любом месте в независимости от расположения насоса-дозатора.

На (чертеже №3) изображен деталировка модернизированного устройства дозирования реагента в скважину.

На (чертеже №4) изображено устьове оборудования.
Данное оборудование предназначено для герметизации устья скважины и регулирования отбора нефти в период фонтанирование при эксплуатации скважинными штанговыми насосами, а также для проведения технологических операций, ремонтных и исследовательских работ в скважинах, расположенных в умеренном и холодном макроклиматических районах.
В оборудовании устья типа ОУ колонна насосно-компрессорных труб размещена эксцентрично относительно оси скважины, что позволяет проводить изыскательские работы через межтрубное пространство.
Запорное устройство оборудования – проходной кран с обратным пробкой. Скважинные приборы спускаются по межтрубного пространства через специальный патрубок.
Подъемные трубы подвешены на конусе. Насосно - компрессорные трубы и патрубок для спуска приборов уплотнены разрезными резиновыми прокладками и нажимным фланцем. Конус и все закладные детали уплотнительного узла выполнены разъемными.
Для перепуска газа в систему нефтяного сбора и для предотвращения излива нефти в случае обрыва полированного штока предусмотрены обратные клапаны.
Данный тип оборудования устья скважин разработан и изготавливается в следующих исполнениях:
ОУ140-146/168-65А – оборудование устья насосных скважин, периодически фонтанируют, с концентрической подвеской колонны НКТ относительно оси скважины;
ОУ140-146/168-65БХЛ – то же, для скважин с эксцентричной подвеской труб.
В оборудовании использован устройство дозирования реагента в скважину модернизированной конструкции.

На (чертеже №5) изображена транспортная комплектация станка качалки.

На (чертеже №5) изображен фундамент под станок – качалку.
Фундамент — опора, предназначенная для восприятия, амортизации и передачи на грунт статических и динамических нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации машины. Фундамент должен удовлетворять следующим основным требованиям:
1) удельная нагрузка от машины на поверхность фундамента – не выше допустимых пределов;
2) удельная нагрузка на грунт системы машина-фундамент – не больше допустимого;
3) деформация фундамента под действием нагрузок – допустимая;
4) фундамент должен воспринимать и амортизировать все динамические нагрузки от действия машины, сохраняя свою жесткость, устойчивость и прочность; вибрация машины и фундамента – в пределах допустимой.
Подошва фундамента должна быть ниже расчетной глубины промерзания.
Конфигурация фундамента связана с формой рамы станка-качалки, расположением дополнительных устройств и коммуникаций, а также способом крепления фундаментных болтов.
Высокая прочность фундамента обеспечивается стальной арматурой, что закладывается при его сооружении.
В массивных бетонных или бутобетонных фундаментах анкерные болты заделывают в бетон наглухо.

Технологический процесс изготовления регулируемой гайки модернизированного устройства дозирования реагента в скважину (чертеж №6) включает перечень операций, и инструмент который необходим для изготовления детали.

Дипломный проект включает разделы “Охрана труда” и “Охрана окружающей среды”, где отражены вопросы создания безопасных условий труда и предотвращения загрязнения окружающей среды.

Целесообразность внедрения предлагаемой модернизации подтверждено экономическими расчетами. Экономический эффект достигается за счет увеличения межремонтного цикла оборудования, и составляет более чем 229 000.
При расчете экономического эффекта не учтены дополнительные преимущества внедрения модернизированного оборудования, а именно:
- установление предложенного оборудования позволит повысить надежность работы устройства, улучшит точность настройки дозирования реагента, упростит процесс регулирования дозирования подачи реагента в скважину;
- за счет модернизированного оборудования уменьшатся материальные затраты на капитальный ремонт скважин.