Мұнайды бөгде заттардан тазарту
Мұнай өндіру тәсілдерін қысқаша талдау
жүктеу/скачать 0,79 Mb.
|
1.2 Мұнай өндіру тәсілдерін қысқаша талдау
Қазақстанда мұнайды өндіру газлифтілі және сорғышты агрегаттармен ығыстыру әдісі арқылы жүргізіледі. Мұнай өзін-өзі коллектордан итермейді. Керісінше ол өзін ұңғымаға кеуекті қабаттан қандай да бір агенттің көмегімен ығыстырылып шығарылуы тиіс. Әдетте агент ретінде газ, суды қолданады, көбінесе біреуі немесе екеуі де коллекторға жақын орналасады немесе ішінде болады.
Еріген газ режимінде мұнай мұнайдағы еріген газ бөліну әсерінен ығыстырылады. Бұл өндіру нәтижесіндегі қабаттағы қысым төмендеу әсерінен болады. Қазіргі түсінік бойынша мұндай әрекет тиімсіз, өйткені барлық коллекторларда азаю бір мезгілде жүреді. Газ арынды режимде ығыстыру кезінде әрекет ететін фактор – бастапқы кезден мұнайлы қабат ауданында болатын бос газ шапкасы. Осындай механизмде қысымның төмендеуі газ шапкасының ұлғаюына әкеледі. Газ шапкасының терең ұлғаюы және мұнайлы қабат зонасының төменгі құрылымына өтуі, мұнайды қысым төмендеген аймақтарға бағыттап, өндіретін ұңғыларға қарай ығыстырады. Суарынды режиммен ығыстыру кезінде су көршілес сулы қабаттардан мұнайлы коллектордың бөліміне өтеді. Қысымды төмендеткенде су қысым төмен жағына қарай ағады, мұнайлы қабатқа сіңіп, кеуекті жыныстан мұнайды ығыстырады және өзімен бірге ұңғымаға қарай итеріп шығарады. Еріген газға қарағанда газды шапканың және судың әрекеті тиімді, оның үстіне су көбінесе тиімдірек болып есептеледі. Бірақ та табиғи факторларды толықтырып отыру керек және максималды тиімді мұнай бергіштікті алу үшін жақсарту керек. Мұнай өндіру механизмдерінің әрқайсысында процесске қосымша ауырлық күші әсер етеді, және егер орын ауыстыру тік бағытта болса оны есепке алу керек. Нақты жағдайларда аурлық күші бастапқы әсер етуші фактор болып табылуы мүмкін. Сұйықтардың орын ауыстыруы текескен немесе тек кішкене қысым өзгерген жерлердегі ауырлық күшінің аралас әрекеті және қысым әртүрлі сұйықтарды салыстырмалы тығыздыққа тәуелді бөліп тастауы мүмкін. Өйткені мұнай судан жеңіл, ол ығыстырып жатқан сумен орын ауыстыра алады, ал ол мұнай бергіштікті артырады. Орын ауыстыру мүмкіндігін азайту үшін өндіру жылдамдығы жетерліктей төмен, бірнеше қисаю бұрышы және аз тұтқырлықты мұнайы бар жоғары өткізгіш қабаттар ауырлық күшінің негізгі рөлі көрінетін орта болып табылады. Механикаландырылған өндіру (механизированный лифт). Мұнай коллекторларында қысым ұңғыдан табиғи энергия есебінен тиімді эканомикалық іріктеуді қамтамасыз ете алмайтын жағдайға жетіп төмендеген кезде механикаландырылған өндіруді қолданылады. Механикаландырылған өндірудің келесі әдістері кең тараған: - газлифтілі; - плунжерлі лифт; - штангілі сораптармен өндіру; - пневматикалық және гидравликалық сорғыштармен шығару; - роторлы сорғыштармен шығару ; - гидравликалық тереңдік сорғыштармен шығару; - электрлі батырмалы сорғыштармен шығару. Мұнай өндіруде максималды эканомикалық тиімділіке жету үшін қандай болмасын уақыт өтуіне байланысты ақша құнының өзгеруін есепке алу керек.
Газлифтілі әдіс. Коллекторларындағы қысымы төмен немесе фонтандауды тудыратын еріген газ қысымы өте аз ұңғыларда сұйық ағыны жасанды әдіспен, яғни газливтілі әдіспен ұсталуы мүмкін. Газлифтілі әдістің көптеген нұсқаулары бар, бірақ негізгі принцип сыртқы көзінен газды алудан және оны сорапты копрессорлы коллонадан өтетін, өндірілетін сұйықтыққа қосудан тұрады. Бұл сұйық бағанасының салмағын төмендетеді және ұңғымадан мұнайды ағып шығуын қамтамасыз етеді. Пайдалану үрдісінде газ қысыммен шегендеу және сорапты компрессорлы құбырлар арасындағы кеңістікке толтырылады және соңғысына ашық газлифтілі клапан арқылы түседі. Сорапты компресорлы құбырлардағы клапаннан жоғарғы сұйықтық ығыстырылады немесе газбен араласқанда жеңілдейді және сыртқы ортаға ұлғайған газбен көтеріле алады. Газ бен сұйықтық сыртқы бетке жеткенде газ мұнайдан бөлінеді.бұл жерде оны тағы жоғарғы қысымға жеткенше сығады және тағы да шегендеу және сорапты копрессорлы құбырлар аралығындағы кеңістікке циклді қайтадан қайталау үшін айдайды. Сұйықтың көп емес көлемін өндіретін ұңғылар үшін плунжерлі көтергіш газлифтілі әдістің өзгеше типі болып табылады. Сорапты компрессорлы құбырдың төменгі бөлігінде жинақтаушы камера орналасады. Сұйықтардың жеткілікті мөлшері жиналғанда плунжер оны жоғарғы бетке ығыстырып шығарады. Газлифтілі әдіс шелфті әдіспен өндіруді игерудің механикаландырылған әдісінде кең қолданыс тапқан. Сурет 1.1 - Газливтілі қондырғы Газ ұңғыма сорғышты компрессорлы құбыр мен шегендеу құбыр арасындағы кеңістікке айдалып, сорапты компрессорлы құбырға жұмысшы газ клапан арқылы өтеді, онда мұнаймен араласып оны жоғарғы бетке ығыстырады. Плунжерлі лифт. Өндірудің механикаландырылған тәсілдердің ішінде жиі қолданылатын плунжерлі лифт әдісі. Ол механикалық тәсілмен өндіретін барлық скважиналардың бір процентіндей бөлігінде ғана қолданылады. Оны көбінесе аздаған табиғи ағын бар болған жағдайларда пайдаланады. Бірақ та кейбір ұңғымаларда, көбінесе газ факторы жоғары ұңғымаларда немесе түпкі қысымы және өнімділігі төмен газ ұңғымаларында бұл әдіс негізінен ыңғайлы. Сонымен қоса плунжерлі көтергіш өндіруге парафин, тұз шөгінділері немесе сорапты компрессорлы құбырлардың қабырғасындағы түзілістер кедергі болатын ұңғымаларда қолданылады. Плунжердің жұмысы сорапты компрессорлы құбырдағы осы түзілістерді өндіруде кедергі келтіретіндей дәрежеге жетпестен бұрын алып тастауға көмектеседі. Газливтілі және плунжерлі әдістің артықшылықтары мен кемшіліктері. Егер газлифтілі әдісті қолданылатын болса, ол көптеген артықшылықтарға ие. Әдістің жұмыс істеу принціпі қарапайым, қажетті жабдықтары салыстырмалы түрде қымбат емес және бірінің орнын бірімен ауысыруға мүмкіндік бар. Әдіс ұңғылардағы әр түрлі қиыншылықтар кезінде тиімді болып шықты, құмнан және басқа да қатты заттардан оңай құтылуға болады. Жасанда әдістерінің басқаларына қарағанда коррозия қиыншылықтары және газ мөлшері жоғары мұнайды өндіру оңайлықпен шешіледі, ол қисайған ұңғыларда тиімді қолданылады. Газливтің басқа артықшылықтарының ішінде пайдаланудың төмен шығыны және кейбір жағдайларда, басқа жүйелермен салыстырғандағы істен шығуының аздығы. Газливтілі жүйені орнатар алдында оның кейбір қиындықтарын ескеруіміз керек. Сығылған газдың көзі қажет, ал ол бастапқы жұмсалған шығынды арттырады. Қысымы жоғары тұйық жұйеде газдың жоғалуын қалпына келтіру рынокты бағалармен салыстырғанда қымбатқа түсуі мүмкін. Негізінен бір ұңғымалы аудандарда немесе кішігірім кен орындарда газливтілі әдісті пайдалану шығынды ақтамайды. Газливтілі әдісті қысым төмендеуі жоғары немесе түптік қысымдары төмен терең өндірілетін ұңғыларда қолданбаған жөн. Әсіресе бұл жағдайда үздіксіз әрекет ететін жүйенің тиімділігі аз. Плунжерлі лифтің маңызды артықшылығы - өзіндік құнының төмендігі. Плунжерлі жүйені орнату өте қымбат емес және пайдалану шығындары басқа жүйелермен салыстырғанда аз. Сонымен қоса плунжерлі жүйелер тальдық жүйелерде орналаса алады және шельфті ұңғылар жағдайында платформадан қосымша орынды қажет етпейді. Плунжерлі көтергіштердің ең басты кемшіліктері жоғары дәрежеде іріктелетін ұңғымаларға жарамсыздығы. Тағы бір кемшілігі плунжерді сыналау және құмды шығару кезіндегі қиындықтар өндіруді тоқтатуға әкеліп соғуы мүмкін пульсациясының жер асты жабдығының тиімділігіне кері әсерін тигізуі мүмкін. Штангілі сораптармен өндіру Штангілі сорғыштармен өндіру – сөзсіз, мұнайды жасанды жолмен көтеретін әдістердің кең тараған түрі. Мұнай өндіру дамыған күннен бастап, олар 1500 жыл бұрын Қытайда, Египетте және Римде қолданыла бастаған су сораптарының жұмыс істеу принціпімен жұмыс атқарып келеді. Штангілі сораптардың негізгі бөлшектері келесідей: тереңдік сорап, күшті жер бетінен сорапқа беретін штангілер және штангілерді кері жүрісті қозғаалысқа келтіретін жер бетіндегі сорапты түйін. Штангілі сораптардың артықшылықтары мен кемшіліктері. Штангілі сораптар көбінесе жиі қолданылады және пайдалану мен техникалық қызметкерлерге жақсы танымал. Берілген әдіс жоғары температуралы және жоғары тұтқырлықты мұнайларды өндіруге мүмкіндік береді, ал коррозия мен шөгінділер түзілуі оңай шешіледі. Штангілі сораптар қозғалысқа электрлі немесе отынды газбен келтіріледі, әрі электржетегіші газ беріліс графигіне немесе мерізімді жұмысқа тез үйретіледі. Кемшіліктері. Штангілі сораптардың кемшіліктерінің ішінен олардың қисайған ұңғымаларға қолданылмайтындығын атап өткеніміз жөн. Олар қолданылатын ұңғымалардың тереңдігі мен көлемі штангі салмағы мен беріктік қорларымен шектелген, ал ұңғыманың жоғары газды факторы немесе құм мен парафиннің ұңғыма флюидіне түсуі олардың тиімділігін нашарлатады. Штангілі сораптардың көлемінің үлкендігі қалалық құрылысты ыбырсытады және ауылды аймақта айналатын жаңбырлатқыш машинаның жұмысына кедергі келтіреді.
Теңселмелер (балансирлі сорғышты қондырғы) күшті кері қайтатын қозғалыс түрінде штангі жүйесінің жоғарғы бөлігіне береді. Жұмысшы жүрістің ұзындығы 30 см ден 24 м-ге дейін түрленуі мүмкін. Ең бірінші теңселмелер үшін бұрғылауды аяқтауда соқпалы-арқанды бұрғылау үшін мұнараларды қолданған. Оның үстіне тереңдік сорғышты жұмысқа келтіру үшін бұрғылау станогының балансирін қолданған. Осы қондырғылардағы көтеру элементтерін металлды подшипниктері және жарақтары бар етіп ағаштан жасаған. Жетегі болып бу машиналары немесе белдікті беріліспен қамтылған бірцилиндрлі төмен айналымды іштен жанатын двигателдер қызмет еткен. Кейде соңынан электрқозғалтқыштан жетек қосқан. Осы қондырғыларда мұнара ұңғы үстінде орналасқан және күш қондырғылары мен басты мохавик ұңғылардың қызметіне арналған. Бір ғана жабдық бұрғылауға да, өндіруге де, қызметте де қолданылған. Осы жабдықтар бірнеше модификацияларымен, жуықтап алғанда 1930 жылға дейін қолданылған. Бұл уақытқа дейін тым терең ұңғылар бұрғыланып үлгерді, сонымен қоса сораптарға ауырлық артып және арқанды бұрғылау қондырғылары сораптар ретінде қолдануын тоқтатты. Сәйкесінше бірінші қозғалтқыштың жоғары жылдамдығы алдымен
берілісті белдікпен, ал одан кейін минутына қисықкертік жұмысшы жүрісінің кері санымен айналуы үшін шестерниялы редуктормен төмендетіледі. Қисық кертіктің айналуы қисық кертік иығымен, кривошип саусағының сүйенішімен, шатунмен және балансирмен іске асады, ал тұрақтандырғыштың қозғалысы сальникті штоктың ұзындық қозғалысына, балансир басы мен штангтің повескасына арналған сырғалар көмегімен ауысады. Қондырғының дұрыс орналасуында бұл қозғалыс сағалық салникті штоктың майысуына ешқандай ауырлық түсірмеуі қажет. Сальник және сальникті шток қотару сұйығын лақтыру құбырына бағыттау үшін, сыртқы беттегі штангілер мен сорапты компрессорлы колона аралықтарының тығыздалуын қамтамасыз етеді. Теңселмелер, штангілі сораптармен жабдықталған, барлық ұңғылардың 99%-нан астамында жұмыс жасайды. Пневматикалық сораптар. Пневматикалық қондырғылар жағдайында бір немесе бірнеше цилиндрлерді ұңғыма сағасында орналастырады және сығылған ауа немесе газ қолданылатын балансирлі жүйені құрастырады. Мұндай жүйеде сығылған газ жоғары көтерілген ішкі жұмыстық цилиндрлердің поршендерінің төменгі бөліктеріне әсер етеді. Поршендер үстіндегі төменгі қысымды газ тауарлы газ құбырына лақтырылады. Сығылған төмен қозғалғанда поршендердің жоғарғы бөліміне әсер етеді, ал поршендер астындағы төмен қысымды газ тауарлы газ газқұбырына
ығыстырылады. Балансирдің буферлі ыдысынан сығылған газ теңселмедегідей (качалка) тізбекті сорапты штангілердің және ұңғымалық флюидтердің жартылай салмағын компенсациялайтын екі пневматикалық балансирға келіп түседі. Пневматикалық балансирдің жоғарғы бөлігі атмосфераға ашылған. Жұмысшы жүрістің жоғарғы және төменгі нүктелеріндегі қысым жұмысшы поршенге реверсивті штокпен басқарылатын золотниктің көмегімен ауысады. Мұндай қондырғылар газ ұңғымаларынан суды ығыстырып шығару үшін ойдағыдай тиімді қолданылады, онда ұңғыма сағасындағы қысым, тауарлы газ құбырындағы қысымды ілгері асып түсуімен, қондырғыны энергиямен қамтамасыз етеді. Ендеше мұндай қондырғылар энергия шығынынсыз жұмыс істейді, өйткені шегендеу құбыр басы мен тауарлы газдың газ құбыры аралығындағы қысымның төмендеуін энергия көзі ретінде пайдаланылады. Гидравликалық сорғыштар. Штангілі сорғыштармен салыстырғанда жеткілікті дамыған жаңа әдіс. Гидравликалық сорғыштарды пайдалануды өндіріске 1930 жылдардың басында С. Дж. Коверли (С.J.Coverly, Cobe Inc.) енгізген. Бұл жүйедегі қолданылатын тереңдік сорғыш штангілі сорғышқа ұқсас, бірақ сыртқы беттен келетін, жұмысшы сұйықтықпен (қысым 5000 psi- ге дейін,36МПа) қозғалысқа келтірілетін гидравликалық қозғалтқышқа жалғанған. Гидравликалық сорғыш пайдаланылатын сорғышты компрессорлы колонаға жұмысшы сұйық жоғарғы қысыммен берілетін труба арқылы түсіріледі. Роторлы сорғыштар. Қуысы ілгерлемелі қозғалатын сорғыш мұнай өндірісі үшін сорғышты жүйенің салыстырмалы жаңа түрі болып табылады. Бұндай сорғыш сыртқы спираль түрінде жасалған хромды болатты ротордан тұрады. Роторы айналатын статор, қос ішкі спираль формалы түрде синтетикалық элостомерден жасалған және дыбыс өткізбейтіндей болатты футлярға бекітілген. Тік шпинделді электроқозғалтқыш арқылы сыртқы беттегі біліктің айналуы, ұңғымалық флюидті жынысты жоғары көтеретіндей кернеу тудыра отырып, берілген шамаға дейін білікті созады. Сурет 1.2 - Куысты сорап Гидравликалық және роторлы сорғыштың артықшылығы мен кемшілігі. Өндірудің гидравликалық артықшылығына оның ұңғының майысу жағдайына тез икемділігі және ұңғылар тобында жұмыс істеу тиімділігі жатады. Гидравликалық сорғыш штангілі сорап сиякты өндірілетін өнім көлеміне және тереңдігіне байланысты емес. Кемшіліктері. Гидравликалық сорғышты қолдану кезінде кемшіліктер де кездеседі.Шығарылған сұйықтың құрамында көп көлемде құмның және басқа да абразивті материалдардың болуы қиындық туғызады.Сонымен қатар коррозия кезінде жұмыс сұйығының тұйық жүйесін қолданады,ал бұл шығынды көбейтеді.Жанатын жұмыс сұйығы жоғары қысым кезінде техникалық қауіпсіздікке проблема тудырады,ал жоғарғы газ және сұйық қатынасында флюидті өндіру қосымша магистральды қажет етеді. Гидравликалық сорғыш қондырғысына бастапқы капиталды салым жоғары.Сонымен қатар пайдаланатын және қызмет көрсететін қызметкер арнайы оқытылуы тиіс.Бұл шығындар штангалы сорап шығынына қарағанда екі есе көп.Сондықтан да гидравликалық сорғыштар жақсы балама бола бермейді.
Роторлы сораптың артықшылығы: энергиялық шығындарды үнемдейді,тұтқырлығы жоғары. Сұйықтарды жақсы айдайды, құрамында құмы бар сұйықтармен оңай жұмыс істейді,ал оны ауылды және қалалы мекендерде орналастыруда оның сыртқы тұтасты көлемі тартымды көрінеді. Роторлы жүйенің кемшілігі болып эластомердің термоберіктігінің жетіспеушілігінен қолдану тереңдігі 1200м ден аспайды,оның өнімділігі жуықтап 400 бар./тәу.шектелген және оны мұнайшылардың біле бермейді. Батырмалы ортадан тепкіш электрсорғыш (БОЭС) – бұл көп сатылы ортадан тепкіш сорғыш, оның бір блогында 120 дейін сатылар саны бар, ол арнайы конструкциялы батырмалы электроқозғалтқыш көмегімен айналысқа келеді. Электроқозғалтқыш жер бетінен көтеретін автотранспорт немесе барлық бақылау – өлшегіш және автоматика орналасқан басқару станциясы арқылы трансформатордан кабель бойынша электрэнергиясымен қоректенеді. БОЭС ұңғымаға есептелген динамикалық деңгейге әдетте 150-300м төмен түсіріледі. Сұйық СКҚ (НКТ) бойынша беріледі, оның сырт жағына арнайы белбеумен электрокабель бекітіледі.Сорғышты агрегатта сорғыштың өзі мен электроқозғалтқыш арасында аралық буын болады, ол протектор немесе гидроқорғаныс деп аталады. БОЭС қондырғысы (1.3 сурет) маймен толтырылған электроқозғалтқыш БЭҚ 1; гидроқорғаныс буыны немесе протектор 2; сұйықты алу үшін сорғыштық қабылдау тор 3;көп сатылы ортадан тепкіш сорғыш БОЭС 4;СКҚ 5;блокталған үш желілі электрокабель 6;кабельді СКҚ бекіту үшін белдік 7; сағалық арматура 8; түсіру көтеру жұмысы кезінде және кабельдің кейбір қорын сақтау үшін кабельді орауға
арналған барабан 9; трансформатор немесе автотрансформатор 10; автоматикасы бар басқару станциясы 11 және компенсатор 12. Сорғыш, протектор және электроқозғалтқыш бұрандалы шпилкамен байланысатын бөлек түйін болып табылады, ол барлық қондырғы жиналған кезде жапсырылады. Сұйықты үлкен тереңдіктен көтеру қажеттігі туғанда БОЭС секциялары бір - бірімен байланысып, сатылардың саны 400-ге дейін жетеді. Сораппен айдалған сұйық барлық дәрежеден өтіп, сораптан сыртқы гидравликалық қарсыласуға тең тегеурінмен шығады. Сурет 1.3 - Батырмалы ортадан тепкіш сорғышты ұңғыма қондырғысының жалпы сұлбасы Батырмалы ортадан тепкіш электр сорғыш қондырғысы (БОЭСҚ) бойынша және шығыны бойынша жұмыс сипаттамасы кең, П.Ә.К. жоғары, сұйықтың үлкен мөлшерін айдап шығару мүмкіндігі және жөндеу аралық кезеңі үлкен. Айта кететін жағдай, Ресейде бір БОЭС қондырғысында сұйық берілісі 114,7т/тәу, ал ШСҚ бойынша 14,1т/тәу. Барлық сорғыштар негізгі екі топқа бөлнеді: қарапайым және тозбайтын болып. Жұмыс істеп тұрған сорғыштардың көбісі(95%-ке жуық) қарапайым жасалған. Тозбайтын сорғыштар өнімінде құм және басқа механикалық қоспаның кейбір мөлшері бар ұңғымаларға арналған. Көлденең өлшемі бойынша барлық сорғыштар 3 шартты топқа бөлінеді: 5;5A және 6,бұл шегендеу құбырының дюймдағы номиналды диаметрін білдіреді. жүктеу/скачать 0,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|