Сораптың гидравликалық бөлігін жобалаудың негіздері

Сораптың гидравликалық бөлігінің сүлбесін таңдағанда оның түрін (поршеньді немесе плунжерлі), цилиндр санын анықтайды, поршеньді сорап үшін – жұмысшы қуыстардың санын анықтау.

Поршенді сораптарда берілген үлкен берілісі кезінде таңдайды (16-50 л/с). Бұл кезде сорапты әдетте екі цилиндирлі екі жақты (ГР сорабы, У8,БрН бұрғылау сораптары) немесе үш цилиндирлі бір жақты етіп жасайды.

Плунжерлі сораптар аздау беріліске арналған 1-20 дм³/с (ПТ, Т, 4Р).

Екі жақты сораптарды айдаудың аз қысымы кезінде қолданылады, 20-25 МПа-ға дейін. Оның үлкеюімен сорап штогінің диаметрі өсіп сораптың жұмысшы ауданы біршама азаяды. Бұл типті сораптарда біржақты сораптармен салыстарғанда жүрістің ұзындығы үлкен болады ал жүріс саны аз болады. Олардың массасы үлкен болады және де стационарлы фундаментте орналасады. Екі жақты сораптар берілісі біртекті болады және оларда екі цилиндр болады.

Қысым 20-25 МПа-дан асқан жағдайда біржақты сораптар тиімді. Олардың поршеньдерінің штоктарында сальник болмайды, бұл айдалатын сұйықтың ағып кетулерін азайтады және бұл түйіннің тозуын азайтады. Поршеннің немесе плунжердің жүріс саны клапандардың жұмыс істеу жағдайларына байланысты аңықталады.

Сораптың гидравликалық бөлігінің конструкциясын анықтау келесі ретпен жүргізуге болады: 1) сорап поршенінің диаметрін есептейді; 2) клапан өлшемдерін, клапан тарелкасының көтерілу биіктігін және поршень жүрісінің санын анықтайды; 3) поршень жүрісінің ұзындығын аңықтайды; 4) алынған мәліметтер бойынша есептеудің басында болған коэффициенттердің және де басқа өлшемдердің мәндерін салыстырады; 5) сораптың гидравликалық бөлігінің сызбасын жасайды, бөлшектер және жинақтаушы бөлшектердің конфигурациясын анықтайды, көрсеткіштерінің дұрыстығына және беріктікке есептейді. Сорап поршенінің диаметрі

D= . (1)

Бұл жерде z - сораптың цилиндр саны; a – сорапта жұмысшы камералардың орналасуына байланысты коэффициент; u_ор - поршеннің орташа жылдамдығы; α - беріліс коэффициенті.

Тәуелділікті келесі қатынастан табады

(2)

мынаны ескере отырып

n=u /2S; (3)

(4)

Бұл жерде n – поршеннің жүріс саны; F - көлденең қиманың ауданы.

(6.2)-де өлшемі бұл сораптың жұмысшы көлемі – поршеньді сораптарға тән көрсеткіш.

(5)

, (6)

бұл жерде V₀ және V– зиян кеңістіктің көлемі және поршень алатын кеңістік көлемі; - қысым көтерілуі кезінде сұйықтың сығылуын ескеретін коэффициент, β_р - сұйықтың көлемдік сығылуының меншікті коэффициенті.

Беріліс коэффициентінің құраушыларын әдебиетт бойынша немесе есептеу арқылы анықтайды.

Сонымен (6.1)-дегі көрсеткіштердің бәрін анықтап поршень диаметрін анықтауға болады.

Плунжер немесе поршень диаметрі МЕСТ 12052-77-мен анықталған диаметрлерге сәйкес болу керек. Бірінші қатардағы диаметрлерді таңдау дұрыс болады.

Плунжерлер және поршеньдердің диаметрлері төменде көрсетілген.

1қатар	6	10	12	16	20	22	25	28	32	36	40		45
2қатар	8	9	14	18	24	30	34	38	42	48	52		58
1қатар	50	55	60	65	70	80	90	100	110	125	140
2қатар	63	75	85	95	105	115	120	130	150	170	190
1қатар	160	180	200	220	250	280	320	360	400	450	500
2қатар	210	230	240	260	270	300	340	380	420	480

Сорап жетегінің қуатын келесі теңдеу бойынша анықтайды

Ұсынылған әдебиет 6[бет 100-103] .

Бақылау сұрақтары

1.Поршенді сораптың жобалау ретін баяндап беріңіз?

2.Сораптың гидравликалық бөлімінің сүлбесін таңдауда қандай ерекшеліктері бар?

3.Поршеннің диаметрін есептеу кезінде бастапқы мәліметтер қандай?

4.Поршень жүрісінің санын ненің негізінде анықтайды?

5.Клапан тарелкасының көтерілу биіктігін есептеудің негізгі әдістерін баяндап беріңіз?

6.Қуыс айырылу коэффициентін анықтаудың әдістерін атап беріңіздер?

7.Клапан тарелкасын беріктікке қалай есептеуге болады?

8.Поршень штогін беріктікке және тұрақтылыққа қалай есептейді?

9.Компенсаторды есептеу әдісін баяндап беріңіз.

Дәріс 5.ҰҢҒЫЛАРДЫ ГАЗЛИФТТІ ӘДІСПЕН ҚОЛДАНУ ҮШІН ЖАБДЫҚТАРДЫ

ЕСЕПТЕУ ЖӘНЕ КОНСТРУКЦИЯЛАУ

Мұнай ұңғыларын газлифтті әдіспен қолданған кезінде сұйық беттен құбырлар тізбегіне қысыммен айдалатын газдың энергиясы арқылы көтеріледі.

Ұңғы жабдықтары және газлифтті клапандарды есептеу.

Ұңғыны газлифтті әдіспен қолдану үшін керекті жабдықтар мыналар: жұмысшы және іске қосу клапандары бар сорапты-компрессорлы құбырлар тізбегі, пакер, кесуі-клапан, ингибиторлы клапан, төтенше жағдайдағы бастыру (глушение) клапаны, айырғыш және қабат сипатымен және ұңғыны пайдаланудың технологиялық режим ерекшеліктерімен сипатталатын басқа да құрылғылар. Газлифтті ұңғының сағасы тізбек басымен және сағалық арматурамен жабдықталады, олар : құбыраралық қуысты герметизациялайды, бір немесе бірнеше сорапты-компрессорлы құбырлар тізбегі ілінеді, ұңғыға газ беріледі, қабат өнімін кәсіпшілік тармаққа жүруін қамтамасыз етеді.

Ұңғылық жабдықтарды жобалаушының міндетіне әдетте мыналар кіреді: ұңғы сағасының жабдықтарын және сорапты-компрессорлы құбырларын таңдау, газлифтті камераларды және жоғарыда айтылып кеткен жабдықтарды жобалау.

Сорапты-компрессорлы құбырлар (СКҚ) келесі ұсынулар бойынша таңдалады:

Дебит, тонна/тәулік	20-50	50-70	70-250	250-350	>350
СКҚ диаметрі, мм	48	60	37	89	102; 104

Көтеруші тізбектің максималды мүмкін түсіру тереңдігін сорапты-компрессорлы құбырлардың өз салмағынан болатын созу күші кезінде беріктік қорын сақтау жағдайына байланысты және пакерді шығару мен салу жағдайларына байланысты аңықтайды.

Ұңғылық камералар ұңғыларды газлифтті немесе фонтанды әдіспен қолдану кезінде газлифтті немесе ингибиторлы клапандарды, циркуляциялық тығындарды қондыру үшін арналған.

Ұңғылық камералар карман, наконечник, рубашкадан тұрады. Рубашканы арнайы дөңес құбырлардан жасайды. Клапандарды тығындау үшін карманда отырғызушы беттер жобаланған. Камера карманында газлифтті клапанға газды жеткізетін арнайы өткізуші тесіктер болады.

Кесте 1. Ұңғылық камералардың техникалық сипаттамасы

Параметр	К-60А-210	К-60Б-210	К-73А-210	К73Б-210	КН-73А-210	КН-60А-210	КТ-73Б-500
Өткізуші тесіктің диаметрі, мм	50		60		62	50	62
Отырғызушы тесіктің диаметрі, мм	38,5 40,0	26,0 26,0	38,5 40,0	26,0 26,0	38,5 40,0		25,0 25,0
Жұмысшы қысым, МПа Габариттік өлшемдер, мм: ұзындығы ені В биіктік Н	2600 97 118	1640 76 108	2500 116 138	1740 97 118	2500 116 136	3055 97 118	2760 116 138
Масса, кг	74,8	24,0	68,2	38,0	75,0	60,0	82,5

Ескертулер. Шартты белгілер: К – газбағыттаушы құрылғысы жоқ ұңғылық камера, КН- дәл сол газбағыттаушы камерамен, КТ – газбағыттаушысыз ауытқытқышқа бағыттаушысы бар.

Кесте 2. Газлифтті клапандардың техникалық сипаттамасы

Параметр	Г-20	Г-20Р	Г-25	Г-25Р	1Г-25	1Г-25Р	Г-38	Г-38Р
Шартты сыртқы диаметр, мм	20		25				38
Өткізуші тесіктің диаметрі, мм	5,0	5,0; 6,5	5,0; 6,5; 8,0	5,0; 6,5	5,0; 6,5; 8,0	5,0; 6,5	5,0; 6,5; 8,0; 9,5; 12,5	5,0; 6,5; 8,0
Сильфонның сығылуы кезіндегі жұмысшы жүрісі, мм	4						6	6
Габариттік өлшемдер диаметр ұзындық	32,0 610		29 485		32,0 485		40,5 540	40,5 550
Масса, кг	1,6		1,2				3,0	3,2

Клапан габариттерін және оның бөліктерін, ершіктің өткізуші қимасының диаметрін конструктивті графикалық жобалау кезінде аңықтайды. Ершіктің өткізуші диаметрін одан өткізілетін газдың көлеміне және ершіктегі газдың өзгеруіне байланысты қарастырады.

Клапанның ашылуы кезінде оның ашылу биіктігі ∆L ершік тесігінің аудан қимасынан сәл ғана үлкен болу керек.

Іске қосу клапанның жұмыс істейтін қысымдар келесі:

Ашылу кезінде

Р , (1)

бұл жерде р_с -сильфонды камерадағы айдалатын газдың абсолютті қысымы; R=S₀/S_эф - газлифтті клапанның теңгерілмеген деңгейі; S_Па - сильфонның пайдалы ауданы;

клапан ашылғаннан кейін

(2)

бұл жерде – газлифтті клапанның орналасу тереңдігінде айдалатын газдың абсолюттік қысымы;

клапанның жабылуы кезінде

р =р -R(р -р ). (3)

Ашылу жабылу циклі кезінде сильфондағы қысым келесі шектерде өзгереді:

(4)

Бұл кезде сильфондағы қысымды тұрақты деп алуға болады, өйткені клапан көтерілуі және сильфон деформациясы ∆L (2,5-6 мм) газ камерасының көлемімен салыстырғанда азғана.

Сильфон ішіндегі және сильфон сыртындағы қысымдардың өзгеруінің айырмасы бұл сыртқы жағдайларды сильфон сипаттамасымен салыстыруға мүмкіндік берелі:

, (5)

бұл жерде μ – Пуассон коэффициенті; Е -серпімділк модулі; h - сильфон жарының қалыңдығы; n - сильфон гофрировкасының жұмысшы толқындарының саны; α - гофрдың жалпақ бөлігінің көлденең ауытқу бұрышы; A₀; A₁; A₂; B₀ - k=R_с/R₁-ден тәуелді коэффициенттер; m=R_c/R_і - гофрдың дөңгелектеу радиусы; R_с, R_i - сильфонның сыртқы және ішкі радиустары.

α бұрышы әдетте 0 және 0,15 радиан арасында болады.

Статикалық күш әсері кезінде беріктік қоры 2-3 арасында алынады.

Клапанның жұмыс циклінің саны көп болған жағдайда сильфон циклдардың N мүмкін санына тексеріледі:

бұл жерде n=1,3-1,5 – циклдік жүктеме кезінде беріктік қоры.

Клапанның басқа бөлшектерін цилиндрлік ыдыс ретінде артықшылық қысымға есептейді.

Ұсынылған әдебиеттер1 [бет 114-117]

2 [бет 58-103]

Бақылау сұрақтары

1.Тұйық газлифтті циклінің сүлбесі туралы айтып беріңдер?

2.Іске қосу және жұмысшы клапандардың жұмыс істеу принципін түсіндіріп беріңіз?

3.Газлифтті клапандардың және ұңғылық камералардың конструкциясы жайлы айтып беріңіздер?

4.Газлифтті клапан сильфонының пайдалы ауданың қандай формула бойынша анықтайды?

5.Іске қосу газлифтті клапанның ашылуы алдында күштердің әсер етуін сипаттайтын формуланың мағынасын түсіндіріңіз?

6.Газлифт кезінде ұңғылық жұмыстарды жүргізу үшін арналған қондырғының құрылысы туралы айтып беріңіздер?

Дәріс 6 .ШТАНГАСЫЗ СОРАПТАР ҚОНДЫРҒЫЛАРЫ