Пусковой клапан

В процессе подъема жидкости газом не требуется такого большого давления, которое было необходимо при пуске. Поэтому для облегчения пуска скважины в эксплуатацию на колонне НКТ монтируют несколько пусковых клапанов, уменьшающих пусковое давление. Столб жидкости в НКТ в этом случае постепенно газируется начиная от первого от устья клапана, вес столба уменьшается. Управление клапаном автоматическое и осуществляется перепадом давления в НКТ и в затрубном пространстве. Запорным устройством может служить тарельчатый или конусный клапан, управляемый сильфонным или пружинным приводом. Управляющая система настраивается на поверхности на определенный режим работы в скважине. При настройке учитываются расстояния между клапанами, характеристика поднимаемой жидкости, температура в скважине, от которой зависит сила сжатия сильфона и газа, заполняющего сильфон.

. Максимальное давление будет в начальный период закачки, когда заканчивается вытеснение нефти в насосно-компрессорные трубы – это давление продавочное или пусковое. После образования в трубах нефтегазовой смеси давление закачиваемого газа значительно понижается(рабочее давление).

1 – отверстие в НКТ

2 – сильфон,

3 – шток

4 – отверстие в межтрубном пространстве

5 – клапан управляющий

6 – обратный клапан

Клапан крепится к НКТ. В сильфоне 2 газ имеет определенное повышенное давление. Камера сильфона сообщена с затрубным отверстием 4. Сильфон штоком 3 соединен с клапаном 5. Давление в сильфоне подбирается таким образом, что при отжатии жидкости в затрубье до клапана и соответствующем повышения давления газа сильфон сжимается и открывает клапан. Газ поступает в НКТ через открытый клапан и продолжает отжимать жидкость к следующему нижнему клапану. Процесс рассчитывается таким образом, что при достижении уровнем газа нижнего клапана он открывается для доступа газа в НКТ, а у верхнего клапана давление в затрубье падает, сильфон разжимается и закрывает клапан. Для предотвращения обратного потока из НКТ имеется клапан 6.

Кроме сильфонного клапана шифра Г, применяется клапаны типов У/М, КПА-2, КПГ с пружинной управляющей системой. Клапаны типа Г выпускают с диаметрами 20, 25 и 38мм. Рабочее давление до 21МПа.

Сильфонные клапаны могут устанавливаться НКТ снаружи. Для этого на патрубках НКТ привариваются сёдла, в которых размещаются клапаны. Но в этом случае для смены клапанов необходимо поднимать колонны НКТ. Новый метод установки клапанов предусматривает спуск клапана 3 внутрь колонны НКТ, доведение его до газлифтной камеры 1, затем до посадочного гнезда 2 и установку в нем. Клапаны могут спускаться на проволоке или штангах, со спецустановочным приспособлением (рис). Подъем таких клапанов возможен без подъема НКТ, с помощью специальных съемников. После образования в трубах нефтегазовой смеси давление закачиваемого газа значительно понижается(рабочее давление).

Схема работы компрессорных установок в замкнутом газлифтовом цикле изображается на рисунке. (Газлифт применяется чаще, т.к. при эрлифте происходит окисление нефти кислородом воздуха). Газ, сжатый компрессором 1 с целью выделения из него, влаги охлаждается в концевом холодильнике 2, затем проходит через масловлагоотделитель 3, газораспределительную батарею станции 4, позволяющую производить нужные переключения компрессоров, и по магистральной линии поступает в промысловую газораспределительную будку 5, а оттуда – на отдельные скважины 6.

9 – градирня

Из скважины газ вместе с поднятой нефтью поступает в промысловый сепаратор 7, где он отделяется от нефти и затем через головной сепаратор компрессорной станции 8 вновь поступает на прием компрессоров.

Для работы в газлифтовом цикле на нефтяных промыслах преимущественно используются электроприводные и газомоторные компрессоры с рабочим P=5-10МПа и объемной производительностью 12-200 .

Для поддержания пластового давления (ППД) применяют метод непрерывной закачки в пласт газа или воды. Это так называемые вторичные методы эксплуатации нефтяных месторождений. Для закачки газа в пласт используют компрессоры среднего (до 10 МПа), либо высокого (>10 МПа) давления. Широко применяются для этой цели так называемые дожимные компрессоры, повышающие давление газа, предварительно сжатого обычными компрессорами. Схема работы дожимных компрессоров показана на рисунке

Газ, сжатый компр. сред. давлен. 1, через концевые холодильники 2 и масловлагоотделитель 3, через газораспределительную батарею 4 и дополнительный сепаратор 5 поступает на прием дожимного компрессора 6, сжимающего газ до нужного давления. Газ высокого давления, прошедший концевой холодильник 7 и сепаратор 8, через скважину 9 нагнетается в пласт. Наибольшее распространение на нефтяных промыслах получили дожимные компрессоры, сжимающие газ от 4-5МПа до 25 и более, при мощности>300-1500л.с.(>220-1104КВт) при .

В закрытой системе эксплуатации нефтепромыслов иногда применяют индивидуальные подвесные компрессоры, устанавливаемые на станках- качалках, а также групповые компрессоры(на 10-20 скважин)Рабочее давление этих компрессоров до 5 атм. (0,5 МПа), производительность подвесных – до 350 , групповых – до .

Для перекачки газа на небольшие расстояния применяют компрессоры с рабочим давлением P=4-8атм с . Для перекачки газа по магистралям на большие расстояния широко применяют газомоторные компрессоры ( и в последнее время центробежные компрессоры с газотурбинным приводом с рабочим давлением до 10-12 МПа, N=6-9тыс.КВт. Центробежный компрессор менее трудоемок при ремонте и обладает большим межремонтным периодом. Процесс его работы можно автоматизировать. с электроприводом синхронным э/двигателем СТДП-6300-2УХЛ-4 N=6300КВт с n=50 . Мультипликатор увеличивает частоты до n=150-180 .

ГМК типа 10ГК з-да. «Двигатель революции» двухтактный, V-образный газовый двигатель с 10-ю цилиндрами. Компрессорная часть агрегата может быть скомпонована из 3-5 горизонтальных компрессорных цилиндров двойного действия. Областью применения 10ГК является перекачка горючих газов по крупным магистральным газопроводам. Воздух в продувочные насосы поступает по каналу, расположенному в нижней части станины. Сжатый насосом, он поступает по каналам для продувки цилиндров. Система подачи газа в цилиндр двигателя состоит из регулятора подачи, газовыпускных клапанов, коромысел и толкателей, приводимых в движение кулачками, установленными на валу двигателя. Система зажигания с двумя магнето, каждые из которых обслуживает один ряд цилиндров. пуск – сжатым воздухом, распредел. на пять цилиндров.

10ГК1 10ГКМ 10ГКНА

Давление на приеме, кгс/ 25-30 55 55

Рабочее давление, кгс/ 55 250 250

Производительность, 370 370 566

Число ступ. сжатия 1 - -

Число цилиндров компрессора 3 5

Число цилиндров двигателя 10 10 10

Диаметр цилиндров компр. 197

Длина хода поршня компрессора 356

Число оборотов, об/мин 300 300 300

Мощность двигателя, л.с. 1000 1000 1500

Вес, т.с. 63

С 1971г. начат выпуск газомоторных компрессоров МК-8,N=2060КВт. Имеет более высокий к.п.д. как силовой так и компрессорной части. Он полностью автоматизирован.

Лекция 3