1.Теориялық бөлім Ұңғымаларды штангалы ұңғымалық сораптармен пайдалану. Жер үсті және жер асты жабдықтар.
Ұңғымаларды штангалы ұңғымалық сораптармен (ШҰС) пайдалану әлемнің мұнай өндіретін кен орындардың көп бөлігінде кеңінен таралған.
Ұңғымаларды штангалы сораптармен пайдалану үшін қолданылатын құрал-жабдықтар:
- тереңдік плунжерлік насос;
- ұңғыма ішіндегі сорап ілінетін сораптық құбырлар және штангілер жүйесі;
- тербелмелі-станоктан және қозғалтқыштан тұратын, балансир типті жеке штангалы қондырғының қозғалтқыш бөлігі;
‑ сорап құбырларын ілдіру үшін және сағаны саңылаусыздандыру үшін арналған ұңғыманың сағалық құрал‑жабдықтары;
‑Тербелмелі‑станоктың балансир басына сорап штангілерін ілдіру үшін арналған құрылғылар.
Ұңғымаға сорапты‑компрессорлы құбырлар (СКҚ) бағанасымен сұйық деңгейіне сорап цилидрін түсіреді, оның төменгі бөлігінде, тек жоғары ашылатын қабылдау клапаны 1 орналасқан. Содан кейін, сорап штангілер 3 арқылы СКҚ ішіне плунжер аталатын поршеньді түсіреді, оны сорап цилиндрі ішіне орнатады.
Плунжердің жоғары ашылатын бір немесе екі клапаны 2 болады, олар шығарынды және айдау клапандары деп аталады.
Штанганың үстіңгі жағын тербелмелі-станок балансирдің алдыңғы иық басына бекітеді.
Сорапты-комрпессорлы құбырларымен сұйықты мұнай құбырға бағыттау үшін және оның ұңғыма сағасында төгілуін болдырмау үшін тройник 4 және оның жоғарғы жағында сальник 5 орнатады. Осылар арқылы сальникті (жылтылдатылған) штокты өткізеді.
Ұңғымалық сорап тербелмелі-станоктан қозғалысқа келеді, мұндағы қозғалтқыштан 9 алынатын айналмалы қозғалыс, кривошипті-шатунды механизм 7,8 редукторының және балансир 6 көмегімен қайтымды-үдемелі қозғалысқа түрлендіріледі.Плунжердің жоғары жүрісі кезінде, қысым құлайды, және сору клапаны құбыр сыртқы кеңістіктегі сұйық бағанасы қысымның әсерінен ашылады да, содан кейін, сұйық ұңғымадан сорап цилиндріне келіп түседі. Бұл уақытта, плунжердің айдау клапаны 2, оның үстінде орналасқан сұйық бағанасы қысымы әсерінен жабық тұрады.Плунжердің төменгі жүрісі кезінде, қабылдау клапан 1 сорапты құбырда сұйық бағанасы қысымы әсерінен жабылады, ал плунжерде орналасқан клапан 2 ашылады және сұйық сорапты-компрессорлы құбырға келіп түседі.Плунжердің үздіксіз жұмысы кезінде, сору және айдау кезектеседі, соның нәтижесінде әрбір жүріс кезінде сұйықтың біршама мөлшері сорапты құбырға еліп түседі. СКҚ-ғы сұйық деңгейі көбейеді және ұңғыманың сағасына жетеді де, сұйық сальникті жабдығы бар тройник 4 арқылы лақтырынды желіге құйылады.
Жер үсті жабдықтары
Штангалы ұңғымалық сораптың жеке механикалық қозғалысы тербелмелі-станок арқылы іске асады.Тербелмелі-станоктың негізгі түйіндері: рама, қиылған төртқырлы пирамида түріндегі тіреуіш, бұрылатын басы бар балансир, шатундары бар траверса, балансирге ілінген шарнир, кривошипі және қарсы салмағы бар редуктор.Комплектке тербеліс санын өзгертуге арналған ауыспалы шкивтер жиынтығы кіреді. Қайысты (ремень) тез ауыстырып, созу үшін электрқозғалтқышты бұрылу жылжымасына (салазки) орнатады.Тербелмелі-станок әр түрлі өлшемдегі типте шығарылады, бұл әр түрлі тереңдікке түсірілетін әр түрлі диаметрдегі штангалы ұңғымалық сорап жұмысына жасауына мүмкіншілік етеді, сағалық штоктың қажетті жүріс ұзындығын алу үшін және редуктодың жетектегі валдың қажетті айналу моментін алу үшін. Редуктор электроқозғалтқыштан тербелмелі-станок кривошипіне берілетін айналым санын төмендетуге арналған.Мұнай өндірісінде әр түрлі өлшемді және конструкциялы ТС пайдалануда. Механикалық және кинематикалық жағынан олар айтарлықтай жетілген (2-сурет). ТС шифрында, оның жүк көтерімділігі, жүрісі және редуктор валының мүмкін моменті көрсетіледі.
Мысалы, СК3-1,2-630 шифрында тербелмелі-станоктың жүк көтерімділігі – 3т, максималды жүрісі – 1.2 м, редуктор валының ең үлкен айналу моменті - 630 кгс·м. Яғни, шифрдың өзінде ТС ең негізгі сипаттамасы көрсетіледі.
Кривошипті қарсысалмақтардың механикалық бірқалыпты орын ауыстыруы қарастырылатын, бұл кезде ТС ең жақсы тепе-теңдігіне жетеді.
Тербелмелер екі колодкалы қол тартпасы (привод) бар тежегішпен бекітілген. Тежегіштің көмегімен тербелменің балансиры және қарсы салмақтары қайсыбір жағдайда орнатылуға мүмкіндігі бар. Қозғалтқыш жылжымаға орналастырылады, жылжыманың көлбеулігі трансмиссиялық берілістің тиксотропты қайысының керекті керілуін жеткізу үшін реттеледі. Балансирдің жүріс ұзындығының өзгеруі, кривошиптегі шатун тісінің ауыстыру арқылы іске асады, ал тербелістің санын өзгерту электқозғалтқыш валындағы шкивтерді басқа өлшемге ауыстыру арқылы іске асырылады. Сипатталған балансирлі тербелмелі-станоктан басқа, штангалы сорапты қондырғыға арналған көптеген жеке тартпалар бар, бірақ олар кеңінен қолданыс таппады. Осындай тартпалар санына, балансиры жоқ тербелмелі-станокты жатқызуға болады, мұнда штанганың қайтымды-үдемелі қозғалысы - шынжыр мен арқан көмегімен іске асады. Олар ұңғыманың пирамида-тіреуішіне, сағаға көлбеу бекітілген шкив-жұлдызша арқылы асылған. Арқанды алқа (немесе шынжыр) штангаға бекітіледі, ал басқа ұшымен редуктор кривошипіне бекітіледі.
Ұңғыма сағасын жабдықтау
.
3-сурет. Штангалы сорапты қондырғы үшін ұңғы сағасының типтік жабдықталуы:
1- бағаналы фланец, 2 – планшайба, 3 – СКҚ, 4 – тіреу муфтасы, 5 – тройник, 6 – сальник корпусы, 7 – жылтылдатылған шток, 8 – сальник басы, 9 – сальникті тығын
Штангалы сорапты ұңғыманың сағалық жабдықтануы құбырсыртқы кеңістікті саңылаусыздандыру және ұңғы өнімін бұрып жіберу үшін арналған.
Ұңғы өнімін жинаудың бір құбырлы жүйесі кеңінен таралуына байланысты, газды сепарациялау және шығымды өлшеу үшін орталықтандырылған қондырғы тұсында, қондырғылардың шығару желілірінде қысым артты. Кейбір жағдайда, ұңғы сағасында (алыс ұңғымалар, тұтқырлығы жоғары сұйық кезінде) 4 МПа дейін жететін қысым қажет болады. Бұл саға жабдықтарының конструкциясын күрделетіп, және технологиялық талаптарды жоғарылатты. ШҰСҚ жабдықталған ұңғы сағасы 3- суретте көрсетілген
Сағалық сальник жылтылдатылған штоктың шығуын саңылаусыздандырады. Сальник қуысына резиналанған мата қайысынан немесе арнайы мұнай шыдамды резинадан кесілген сақиналар толтырылады, бұлар үстіңгі басылу муфтаны орау кезінде тығыздатылады. Сағалық сальниктің саңылаусыздығының жиі бұзылуының себептеріне, сальник центрі және штанганың арқанды алқа центрімен тура келмеуі немесе оның балансир қозғалысы кезінде тік бағыттан ауытқуы себеп болады. Мұндай ауытқулар тербелмелі-станок балансирді орнату кезінде дәлдіктің жеткіліксіздігі (кемшіліктері) немесе олардың ұзақ жұмыс процесінде бұзылуы кезінде орын табады.
Бұл шарлы шарнирлі қосылысы бар, өздігінен құрылатын басы бар, сағалық сальниктің пайда болуына себепші болды. Мұндай, сальникті Азинмаш өндіріп жасаған және ол 4 МПа дейінгі қысымға есептелген. Сальниктің шарлы басы, оның осі вертикаль бағыттан қай жаққа болмасын 30 дейін ауытқуына мүмкіндік береді. Шарлы қосылыстың саңылаусыздығын мұнай шыдамды резинадан жасалған тығыздатқыш сақина қамтамасыз етеді. Шарлы қосылыс сальникті тығынның және жылтылдатылған штоктың қызмет ету мерзімін арттырады. Қажет кезінде, периодты бас қақпағын бұрау арқылы сальникті тығынды тарта түседі.
Жер асты жабдықтары
Сорапты тәсілмен пайдаланатын ұңғыманы, құбырмен түсірілетін, штангалы ұңғымалық сораппен жабдықтайды, оның плунжері штанга бағанасы арқылы қозғалысқа келеді.
Әр түрлі категориялы (қалыпты, күрделі жағдайдағы) ұңғымаларды пайдалану кезінде, салынатын және салынбайтын ұңғымалық сораптар қатары бөлінеді.
Салынбайтын сораптар
Цилиндр ұңғымаға сорап құбырларымен плунжерсіз түсіріледі. Плунжер бөлек сорапты штангалармен түсіріледі. Плунжер цидиндрге плунжерге ілінген сору клапанымен бірге енгізіледі. Плунжерді цилиндр сорабына құбырлар арқылы еш зақымсыз жеткізу үшін, құбырдың ішкі диаметрі плунжердің сыртқы диаметрінен (6 мм шамасында) үлкен болу керек. Салынбайтын сорапты алмастыру немесе жөндеу кезінде шығару үшін, алдымен аяғында плунжер ілінген штангаларды, содан кейін аяғында сорап цилиндрі ілінген сорап құбырларын шығару қажет.
Салынатын сораптар
Цилиндр плунжер және клапанмен бірге, штанга арқылы түсіріледі. Бұл кезде сорапты құбырлардың аяғында алдын-ала арнайы отырғызылатын қондырғы – құлыптық тіреу орнатылады, мұнда сорапты отырғызу және тығыздатылу жүреді. Жөндеу кезінде салынатын сорапты шығару үшін, тек штангаларды шығару жеткілікті, сол арқылы барлық сорап шығарылады.
Салынатын сорапта берілген диаметрлі құбырлар арқылы тек плунжер ғана емес, сонымен қатар қапталмен (кожух) цилиндр жіберіледі, сондықтан салынатын сораптың плунжер диаметрі құбыр диаметрінен бірнеше есе аз болу керек. Сол ұшін берілген диаметрдегі құбырда салынатын сорапты жіберу әрқашан салынбайтын сорапқа қарағанда аз.