1.2. Главные направления развития техники для добычи и подготовки нефти и газа

Прогрессирующее старение основных фондов нефтяной и газовой промышленности приводит к значительному снижению производительности и росту числа аварий. Часто оборудование нуждается в замене не только из-за физического износа, но и вследствие морального старения. Все большая часть газопроводов приближается к исчерпанию нормативного срока службы - 33 годам (после 2025 г. - практически все газопроводы).

В связи с этим в нефтяной и газовой промышленности намечается реконструкция эксплуатируемого оборудования, в том числе и энергохозяйства. Основные направления и цели реконструкции заключаются в следующем:

• материало - и энергосбережение в транспорте, хранении и добыче углеводородного сырья;

• обеспечение экологических требований по ликвидации выбросов вредных веществ в окружающую среду; увеличение глубины довыработки месторождений углеводородного сырья и полноты извлечения сопутствующих компонентов;

• расширение ареала добычи углеводородного сырья с вовлечением в разработку месторождений морского шельфа и малых месторождений:

• стабилизация работы транспортных систем путем всемерного развития сети подземных хранилищ газа;

• повышение надежности оборудования и вследствие этого увеличение межремонтных периодов в 2-3 раза.

Таким образом, основой научно-технической политики в период реконструкции является переоснащение технологических установок нефтяной и газовой промышленности оборудованием нового поколения, характеризующимся высоким уровнем надежности, энергосбережения, автоматизации, технологического ресурca и экологической безопасности.

2.2. Классификация основных видов машин, оборудования, инструмента для добычи нефти, воды и газа

2.2.1. Оборудование фонтанных скважин. Технологические требования.

Под фонтанной эксплуатацией понимается такой способ подъема продукции скважины от забоя на дневную поверхность, при котором располагаемая энергия на забое W_заб больше или равна энергии, расходуемой на преодоление различных сопротивлений W_с на всей длине скважины в процессе подъема, т.е. W_заб ≥ W_с.

Многообразие условий разработки нефтяных месторождений и эксплуатации скважин предопределяет определенные, достаточно жесткие требования к оборудованию фонтанных скважин. Не менее жесткие требования к оборудованию диктуются законами охраны недр, окружающей среды, техники безопасности и обеспечения условий жизнедеятельности работающего персонала.

Принципиально оборудование фонтанных скважин состоит из следующих элементов: колонная головка, фонтанная арматура и манифольды.

Колонная головка предназначена для обвязки устья скважины с целью герметизации межтрубных пространств, обвязки обсадных колонн и установки фонтанной арматуры. В зависимости от количества обсадных колонн, спущенных в скважину, выпускаются одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиколонные головки, но все они должны удовлетворять следующим требованиям:

• надежная герметизация межтрубных пространств;

• возможность контроля за давлением во всех межтрубных пространствах;

• быстрое и надежное крепление подвески обсадных колонн;

• универсальность (возможность использования различных обсадных колонн);

• быстрый и удобный монтаж;

• минимально возможная высота;

• высокая надежность (в процессе эксплуатации скважины колонная головка не подлежит ремонту).

Колонные головки выпускаются на различное давление от п единиц МПа до п десятков МПа. В процессе бурения на колонной головке монтируются превенторы. Перед эксплуатацией скважины превенторы демонтируют и на них устанавливают фонтанную арматуру.

Фонтанная арматура предназначена для:

• подвески одной или двух колонн НКТ;

• герметизации и контроля пространства между колоннами НКТ и затрубного пространства;

• проведения различных технологических операций при вызове притока, освоении, эксплуатации, исследовании и ремонте;

• направления продукции скважины на замерную установку;

• регулирования режима работы скважины и проведения глубинных исследований путем спуска приборов в подъемник;

• закрытия скважины (при необходимости).

Фонтанные арматуры выпускаются для самых разнообразных условий эксплуатации и различаются как по конструкции, так и по прочностным признакам:

• по рабочему давлению;

• по размерам проходного ствола;

• по конструкции фонтанной елки: крестовые (АФК) и тройниковые (АФТ);

• по числу спускаемых в скважину рядов НКТ: однорядные и двухрядные;

—по типу запорных устройств: с задвижками или кранами;

—по типу соединения элементов арматуры: фланцевые и резьбовые.

Манифольды предназначены для обвязки выкидов фонтанных скважин (арматуры фонтанных скважин) со сборными коллекторами, транспортирующими продукцию скважин на пункт сбора и подготовки. Манифольды предусматривают установку на них штуцеров, вентилей для отбора проб продукции скважин, запорных устройств и предохранительных клапанов. Основные узлы манифольдов унифицированы с узлами и деталями фонтанной арматуры и на концах имеют фланцы под трубы диаметром 80 мм.