Бұрғылау кемелері тағайындалуы және конструкция ерекшеліктері.

Жаға базаларынан бұрғылау жұмыс аудандарының алыстауы, сонымен қатар үлкен емес автономдылығы ЖББҚ – ның қолдану тиімділігін төмендетеді. Сондықтан, алыстаған аудандарда іздеу және барлау бұрғылау жұмыстары үшін бұрғылау кемелерін (БК) қолданады(сур.11). Конструкция ерекшелігі – оның палубасында жабдықталған бұрғылау мұнарасының орналасуы, ал судно ішінде және палубада – теңіз акват/нда мұнай газ скважиналарын бұрғылауды қамтамасыз ететін бұрғылау және басқа технологиялық қондырғылау мен жүйелер кешенімен қамтылуы.

Тәжірибеде көбінесе біртұлғалы және көптұлғалы өздігінен жүретін және өздігінен жүрмейтін кемелер қолданады.

Сур. 11- Якорленген бұрғылау кемесі

.

50 жылдың ортасында 70 – жылдың аяғына дейін тек ғана якорлі бекіту жүйесі бар кемелер қолданылады. Якорлі жүйемен тұрақтандыру кемелері 300м дейінгі теңіз тереңдігімен шектелген.

Теңіз кен орныдарын игеру жаңа перспективалар (жетістіктер) 1970ж. динамикалық позициялау (қалыпта ұстау) жүйесінің құрылуы арасында ашылды. Барлау акваторияларында осының арқасында терңдік бойынша бірқатар рекордтарды жасау мүмкіндігі болды.

Шетелдерде диаметриялық тұрақтандыру жүйелері бар келесі кемелерді айтуға болады: «Пеликан» (350м дейін), «Седко - 445» (1070м дейін және 3000м.д. кейінгілері) «Гломар Челенджер» (6000м дейін), «Седко - 471» (8235м дейін).

Бұрғылау кемелерімен бұрғылайтын қондырғыларды 3 топқа бөлуге болады:

1. алқа;

2. сағаны жабу блогы

3. түп – беткі баланыс

Алқа деп ұңғы сағасының жанындағы барлық ұстау құралдарын және отырғызылатын құбырлар алқасын түсінеміз.

Сағаны жабу блогы бірлік жүйе түбінде болады, оған саға жабдықтары және сыртқы құбырлар, саңылаусыздандыру құралдары (мұнай атқылап, кенет фонтандаған кезде) бақылау құралдары жатады.

Түп – үстіңгі байланыс үлкен рольді атқарады, әсіресе терңдік өскен сайын. Оған бағыттауыш құбыр (яғни суастындағы стояк), бұрғылау ерітіндісін айдауға арналған сыртқы құбырлар, ұңғы сағасын бақылау үшін арналған 2 құбыр; дистанциялы басқару механизмдері жатады.

Негізінде бұрғылау мұнарасын кеменің ортаңғы бөлігінде орнатып, скважинаны кемеде орнатылған шахта арқылы бұрғылайды. Шахта тіктөртбұрыш және төртбұрыш қималы болады.

Кейбір кемелерде скважина бұрғылауын аяқтаған кезде бұрғылау мұнараны арнайы құрылғылар арқылы көлденең жатқызады. Ол ауысу кезінде кеменің ауырлық центрін төмендетеді.

Кемелерде пайдаланудың негізгі режимінің 85 – 90% барлық уақытын скважинаны бұрғылау болып табылады. Сондықтан тұлға пішіні, түрлі және негізгі өлшемдері талаптарға сай анықталуы тиіс. Кеменің енгізгі өлшемдерін таңдау, скважинаның б/у тереңдігі мен кеме автономділігінен анықталатын – қажетті жүккөтергіштіктен тәуелді.

Қазіргі бұрғылау кемелерінің дедвейт 5000 – 7000 т дейін, оның ішінде: сұйық жанармай, сұйық бұрғылау ерітіндісі, химиялық реагенттер, цемент, тұрмыстық және техникалық су, бұрғылау және отырғызылатын құбырлар, т.б. қондырғылар, материалдар кіреді.

Мысалы, «Валентин Шашин» кемесінің дедвейті 6990т, «Пеликан» 6000т, «Сайпем ІІ»5800т.

Сур. 12- "Катамаран" бұрғылау кемесі.

Өздігінен жүретін бұрғылау кемелері бір тұлғалы және екітұлғалы (катамарандар) болады (сур.12). Өндірістік ұйымдарда көбінесе біртұлғалыны қолданылады. Бұл олардың дайындалуына аз шығынмен шартталған, өйткені олар балық аулайтын кемелердің дайын жобалау базасында құрылады.

Біртұлғалы кемелер түрлері «Диорит», «Диабаз», «Чароит», «Кимберлит» якорлі тұрақтандыру жүйесімен жабдықталған және инженерлі – геологиялық ізденіс жұмыстарын 15 – тен 100м дейін тереңдікте орындайды.

Олардың бірқатар кемшіліетері бар: скважинадағы тұрақтандыру жүйесінің сенімсіздігі, бұрғылау ауданының аз өлшемділігі, отыратын орынның шектелуі, түпке (забой) остік жүктеменің береалмау мүмкінсіздігі және скважиналы геотехникалық зерттеулер кешенін жүргізу мүмкінсіздігі.

30 – 300м тереңдікке арналған кемелер «Бавенит» және «Бакерит» (финдық), олар якорлі жүйемен 80м дейін және 80м жоғары диаметриялық тұрақтандыру жүйесімен қамтылған.

«Ридинг энд Бэтэс» американдық фирма тоғыз балкалы фермалармен қосылған екі баржадан тұратын «Катамаран» бұрғылау кемесін құрды.(сур.12). Кеменің ұзындығы 79,25 м, ені 38,1м. Теңіздің кез келген тереңдігінде және тереңдігі 6000 м –ге дейін ұңғыны бұрғылауға болады. Кемеде келесілер орнатылған: биіктігі 43,25 м, жүккөтергіштік күші 4500 кН бұрғылау мұнарасы; ротор; екі дизелден жетегі бар екібарабанды шоғыр; цементтеу агрегаты; топырақты ерітінділер үшін резервуарлар; қуаты 350 кВт сегіз якорлы шоғыр; 110 адамға арналған жататын бөлмелері бар.

Қазіргі уақытта Россида 300м аса тереңдікке арналған кемелер жоқ.

Жетістікті болып табылатын кемелердің бірі – катамарандар. Олардың бірқатар жетістіктері бар: жоғарғы тұрақтылығы (біртұлғалы кемелерге қарағанда бортты шайқалу амплитудасы 2-3 есе кіші). Ол теңіздің қатты толқу жағдайында жұмыс істеуге мүмкіндік береді. (жұмыс уақыт коэффициенті 25% жоғары);

Формасы бойынша жұмысқа ыңғайлылығы, үлкен аудандылығы: (үлкен, ауыр жабдықтарды қоюға мүмкіндік береді); жоғарғы маневрлігі (әрбір тұлға өзінің жүріс винтімен жабдықталған). «Катамаран» кемесінің ұзындығы 79,2 м, ені 38,1 м, 6000 м тереңдік скважинаны бұрғылауға арналған (судың барлық тереңдігінде).

Өздігінен жүрмейтін бұрғылау қондырғыларының негіздерін бұрғылауға арналған (баржалар, плашкоуттар, шаландылар) ағаш плоттары ретінде құрады.

БК –ның технологиялық жабдығы.

Бұрғылау кеме бұрғылау уақытында суасты саға жабдықтарына қатысты біршама орын ауыстырады. Бұрғылау тізбегінің вертикал орын ауыстыруын компенсациялау үшін тәл блок пен крюк (ілмек) арасында арнайы құрылғы – компенсатор орнатылады.

Кеменің горизонталь орын ауыстыруын компенсациялайтын арнайы құрылғыны – судан бөлетін тізбек немесе тұрық деп аталады, ол суасты жабдығы мен қондырғы палубасы арасында орналасады. Бұрғылау мұнарасы шайқалу, бұрғылау кездерінде қосымша динамикалық жүктемелерге сыналады.

Ұңғыны жуу, тазалау және бұрғылау ерітіндісі дайындау циркуляциялау жүйесін жабық түрде орындайды, өйткені ашық жағдайда жұмыс қиындайды. Кемеде технологиялық жабдықтардың орналасуы жалпы кемеге қойылатын талаптарды бұзбай орындауға есеппен жүргізіледі.

Нег.:2. [74-77], 3. [64-67].

Қос.: 6 [947-951].

Бақылау сұрақтары:

1. Не үшін және қандай тереңдікке бұрғылау кемелері арналған?

2. Бұрғылау кеменің конструкцися.

3. ЖББҚ-ның БК-ден айырмашылығы неде?

4. БК немен теңіз түбіне ұстатылады?

5. БК –нің жетістіктеріне не жатады?

Дәріс №7. Жүзбелі бұрғылау құрылғыларын (ЖБҚ) ұстау жүйелері.

Ұстау жүйелері берілген ауытқу шектерніде ЖБҚ – ны (БК және ЖББҚ) бұрғылау және падалану ұңғының өсіне горизонталды бағытты ұстау үшін арналған.

әдетте жүзбелі бұрғылау құрылғының горизонтал ауытқу теңіз терңдігінен 5 – 6% - дан аспайды. Максимал ауытқу радиусы R = 0,06 Н, мұнда 0,06 – су бөлгіш тізбегінің құбырларындағы кернеулермен шектелетін ең үлкен салыстырмалы ауытқу; Н – теңіз тереңдігі, м.

Теңіздің тереңдігіне байланысты барлық ЖБҚ келесі ұстау жүйелерімен бұрғылау нүктесінде жабдықталады:

• 200м теңіз тереңдігіне дейін – якорлы шынжырлар немесе тростар арқылы (кей жағдайда комбинацияланған);

• 200м теңіз тереңдігінен жоғары – динамикалық стабилизациялау жүйесі арқылы (динамикалық позициялау).

Якорлық ұстау жүйесі

Якорлау жүйесі якорлық шынжырлар, шоғыр, стопорлы құрылғы, роульстан (якорлық тростың орныауыстыру бағытын өзгерту құрылғысы). Жергілікті жағдайлар, бұрғылау жүзбелі құрылғының сипаттамалы және де басқа факторларға байланысты якорлы шынжырларды орналастырудың әртүрлі сұлбаларын қолданады.

Сурет 14-те әлем тәжірибесінде кеңінен таралған алты жолдары көрсетілген, мұнда n – якорлы арқандар саны.

Якорлы шынжырларды немесе тростарды оларға түсетін жүктемеге, теңіз тереңдігіне, жұмыс қондырғының сипаттамасына, құнына және т.б. факторларға байланысты таңдайды.

Сурет 14 – Якорлеу жүйесінің үлгі жолдары:

а, б, в – сәйкес, n – 9, 8, 10 болатын симметриялық жүйелері; г, д, е – 45⁰ – 90⁰ бұрышта бір – біріне сәйкес орналасқан (n = s); 30 – 70⁰ бұрышпен платформа осіне және 30 – 60⁰ бұрышпен кеменің көлбеу осіне орналасқан якорлы арқан жүйесі.

Якорлау үшін екі түрлі жазық звеналы шынжырларды қолданады: звенолары тура пісірілген жынжыр және құлыпты жынжыр. Көп жағдайда диаметрі 57 – 76 мм (кейде 90 мм) метал арқандарын қолданады.

Якорлы жүйелерді – тензометрлер және жазатын аппараттан тұратын якорлы арқандарды реттеу үшін қондырғылар кешені мен жабдықтайды. Олар якорлы арқанның тартылуын үздіксіз басқарып, толқынның биіктігі немесе жел бағыты туралы операторға білдіреді. Тростарда орнатылған датчиктерден информация пульт арқылы басқарылады.

Динамикалық стабилизациялау жүйесі.

Теңіз тереңдігі 200м – ден асқанда бұрғылау ұңғының осінен ЖБҚ – ның қажетті мүмкін ауытқуын якорлы жүйелер қамтамасыз етпейді. Осы себептерден 200м – ден астам динамикалық ұстау жүйелеріне қарағанда келесі жетістіктері бар:

• ЖБҚ – ның дәлдік позициялауын қамтамасыз етеді.

• Бортта және тік жайқалуды азайту мақсатында БК немесе ЖББҚ курсын тез өзгертеді.

• Бұрғылау нүктесінен тез арада кетуді қамтамасыз етеді.

Динамикалық стабилизациялау жүйесі автоматты басқарылатын тұйық шынжыр түрінде болды. Ол келесілерден тұрады:

1. Көлденең және жатық координаттарды анықтайтын датчикпен кері байланыста болатын шынжыр.

2. бастапқы орнынан х₀, у₀, φ₀ ЖБҚ – ның онын Δх, Δу және Δφ ауытқуларынан анықтайтын салыстырмалы блок;

3. ЖБҚ – ны бастапқы орнына әкелу үшін қозғалтқыштар мен кері байланыста болатын басқару пульті.

4. Кемені Δх, Δу, Δφ шамасына ауытқуын қамтитын рол құрылғылары (қозғалтқышатр және қалаулар).

Автоматтандырылған басқару пунктінде ЭВМ кері байланыс шынжыры арқылы ЖБҚ – ң орны туралы мәліметтер алады. Бұрғылау бұрышын гидрокомпас, ал х, у координаттары акустикалық өлшегіш АМS жүйесімен есептеледі.

Нег: 2 [207 - 209]

Қос: 6 [987 - 993].

Бақылау сұрақтары:

1. Қандай ұстау жүйелерін білесіз ?

2. Якорлық жүйе неден тұрады ?

3. Динамикалық стабилизация жүйесі неден тұрады ?

4. Екі бекіту жүйелері немен ерекшеленеді ?

Дәріс №8. Теңіз ұңғылары бұрғылау ерекшеліктері. Суасты саға қондырғысы. Теңіз тұрағы.

Ұңғыларды теңізде бұғылау құрлыққа қарағанда қиын және қымбат. Бұрғылау қондырғысын орнату үшін арнайы теңіз негіздерін құруды

қажет ететін және оларда ұңғыныв жүргізумен, жұмыстардың күрделі гидроголиялық және метеорологиялық жағдайлармен байланысты кешенді жұмыстарды орындау, бұның бәрі ұңғы сағасының үстінде су кеңістігінің болуымен қиындатылады.

Су кеңістігінің ағымы, толқуы және жел, жүзбелі бұрғылау қондырғының шайқалуына әкеліп, оның палубасында жабдықтардың, инструменттерді жылжуы, жел және ағымның бағытына қондырғының дрейфі және орын ауыстыру болады. Сонымен қатар, шайқалу бұрғылау қондырғысында жұмыс істейтін адамдарға жағымсыз физиологиялық әсері бар.

Теңіз түбінің бос жыныстары қатты суланады. Осындай жыныстарда кернді және ұңғылардың қабырғасының беріктігін сақтау үшін арнайы техникалық құрылғыларды қолданып, қосымша материалдық шығындарды және қоршаған ортаны ластаудан сақтау үшін қатаң талаптарды қанағаттандыруды қажет ететін технологиялық шараларды жүзеге асыру қажет.

Теңіздің арнайы гидрологиялық және метеорологиялық жағдайлары құрлықта пайдаланатын бұрғылау технологиясын, әдістерді, техникалық құралдарды қолдану тиімділігін төмендетеді және мүмкіншілігін шектейді. Сондықтан, теңізде ұңғыларды бұрғылау мәселесінің тиімділігінің жоғарылауы су асты кен орныдарды меңгерудің негізгі үрдіс болып келеді.

Осындай ұңғыларды бұрғылау және ары қарай пайдалану үшін бұрғылау техникасы орнатуға қымбат массивті стационарлы, жартылай стационарлы және батпалы конструкцияларды пайдалану экономикалық тұрғыдан өтейтінін білдіреді.

Теңізде бұрғылау шарттары.

Теңізде ұңғыны бұрғылау үрдісіне табиғи, техникалық және технологиялық факторлар әсер етеді.(сурет15). Ең көп әсерін тигізетін табиғи факторлар, өйткені олар жұмыстарды ұйымдамтыру, техниканы конструктивті қолдану, оның құны, бұрғылаудың геологиялық мәліметтенуді және т.б. анықтайды. Осы факторға гидрометеорологиялық, геоморфологиялық және тау – геологиялық шарттар жатады.

Сурет 15-Теңізде ұңғыны бұрғылау тиімдігіне әсер ететін факторлар.

Гидрометеорологиялық шарттар теңіз толқуы, оның мұз және температуралық режимдары, су деңгейінің толқулары және ағымның жылдадылығымен көрінулікпен (туман, төмен бұлттану, жел) сипатталады.

Ресей жағалауын сулайтын көптеген теңіздер (Япондық, Охотский, Берингово, Белое, Баренцева, Татарлы ағын) үшін келесі толқын биіктерінің орташа қайталануымен сипатталады; %: 1,25м дейін (3 балл) – 5+ ; 1,25-2,0м (4 балл)- 16 ; 2,0-3,0м (5балл) – 12,7; 3,0-5,0 (6 балл)-10.

Бұрғылау үшін ауа температурасының төмедеуі өте қауіпті, өйткені бұрғылау негідің мұдлы болуы, жұмыстың тоқтаудан кейін айтару үлкен уақыт және еңбек шығындарына әкеледі. Теңізде көрінудің тиімділігі төмендеу себебінен бұрғылау уақыты да қысқарады. (шектеледі)

Геоморфологиялық шарттар жағалау құрылысымен, түптің топографиясы мен топырағымен, жағаны бұрғылау нүктесінің алыстаумен анықталады.

Түптің топырағы кішкентай аудандарда да біртекті емес болып келеді.

Барлық теңіздердің шельфтерінде түптері аз еңкіштігімен сипатталады. Жағалаудан 300-150м арақашықтықта изобаттар 5м – де болады, ал 20 – 60 км арақашықтықта 200м – де болады.

Теңізде барлау үшін ұңғыларды бұрғылау талаптары.

Теңізде кеңінен 0,12 – м диаметрлі бұрғылау құбырлары қолданылады. Ұңғының диаметрі 0,132м – ден кіші болмауы керек.

Әртүрлі акваторияларды барлаудың нәтижесінде келесі парамертлерді ұңғыларды бұрғылаудың геолого - әдістемелік және пайдалану – техникалық талаптар ретінде мақсат етеді:

Ең үлкен ұңғының тереңдігі м:

Суда/жыныста ......................... 300/300

Бос түсімдерде ұңғылардың диаметрі, м:

Ең үлкен .................................. 0,325/0,351

Ең аз ........................................ 0,146/0,166

Түпті жыныстарда ұңғының диаметрі, м:

Ең үлкен .................................. 0,131

Ең аз ........................................ 0,059

Мұзды жерден ұңғыны бұрғылау кезінде ұңғыны бұрғылау нүктесінен жағаға дейінгі арақашықтықтағы 5 км болады.

Тау – геологиялық шарттар негізінен ұңғымен жанасатын тау жыныстарның физико – механикалық қасиеттері мен және қуаты мен сипатталады. Шельфтің түзілімдеріне вамундары бар ұсақ жыныстар жатады.

Түптің түзілімдердің құраушысы болып негізіне құмдар, топырақтар, илалар және галька болып келеді. Алыс шығыс теңіз жыныстарының түп түзілімдері келесі түрлерімен келеді, %; ила-8, құмдар-40, топырақтар-18, галька-16, басқалары-18.

Теңізде барлау ұңғыларының бұрғылаудың рационалды тәсілдері

Ең аз еңбек және материалды шығымдарымен қосылған мәселені сапалы түрде орындауды қамтамасыз ететін ұңғыны бұрғылау тәсілін рационалды деп атайды. Осындай бұрғылау тәсілін таңдау көптеген факторлармен анықталатын, оның тиімділігін салыстырмалы түрде бағалауда негізделеді. Әр бір фактор бұрғылаудың геолого-әдістемелік талаптарына, тағайындалуына және шарттарына байланысты шешілетін мәнге ие болады. Рационалды бұрғылау тәсілін таңдау кезінде ең бастысы ұңғының тағайындалу мақсатын сипаттайтын фактор бойынша бағалау керек. Екі немесе одан көп бұрғылау тәсілдері болған жағдайда оларды басқа факторлар бойынша бағалауды жалғастырады. Егер салыстыратын тәсілдер бұрғылаудың геологиялық немесе техникалық мәселелерін тиімді шешуін қамтамасыз етпесе, онда оларды мысалы өнімділігі немесе экономикалық тиімділігі жағынан бағалаудың тәжірибелік мәні жоқ.

Теңізде ұңғыны бұрғылаудың тиімділігі мен үрдісінде әсер ететін факторлар арнайы болып келеді. Құрлықта қолданылатын кейбір тиімді бұрғылау тәсілдерінің қолдануын бұл факторлар шектейді немесе тоығымен қолдануға мүмкіндік бермейді. Осыдан теңізде барлау ұңғыларын бұрғылау тәсілдерінің тиімділігін келесі төрт көрсеткіштер бойынша бағалауды көздейд»:

• Геологиялық мәліметтену

• Пайдалану-техникалық мүмкіншілік

• Техникалық тиімділік

• Экономикалық тиімділік

Геологиялық мәліметтену барлау ұңғылардың бұрғылауының нақты есептерімен анықталады. Пайдалы қазбалар кен орындарын барлау кезінде бұрғылау тәсілдерінің геологиялық мәліметтенуін алынған кернның сапасы бойынша бағалайды. Керн геологиялық қиманы алуды және кен орнынның келесі н,ақты параметрлерін алуды қамту керек: бұрғыланған түзілімдердің метологиялық және грануиометриялық құрамы, олардың сулануы, өнімді қабат шекаралары, онда болатын металдың үлкендігі, пайдалы компоненттердің болуы, жұқа дисперсті материалдардың болуы және т.б. Осы параметрлерді дәл анықтау үшін әрбір сынау интервалында алынатын кернді көп алып немесе аз алуға болмайды.

Соңғы кезде геологиялық мәліметтенуді ашу үшін грунтар (монолиттер) сынамаларын бұрғылап алып олардың қасиеттерін ұңғы бағанасында анықтау өте тиімді болып келеді, өйткені зерттеу нәтижелерін жылдам және сапалы алуды қамтамасыз етеді.

Рис.16-Жынысқа шегендеу құбырларын батыру кезінде және керн ұрғыш снарядтың, ұрғыш керналғыштың жаңа конструкцияларымен алу кезінде орындалатын рейс үрдістерінің орындалу реті: а – шегендеу тізбекті жынысқа батыру; б – ұңғы түбіне кернқабылдағыш стаканды лақтыру; в – ұңғығы лақтыру штангасын лақтырып жынысқа станды батыру; г – ұңғыдан штанганы алу және стаканды ұстауға ұстағышты тұралау; д – соққылау штанганы ұстағышпен ұңғыға түсіру, стаканды ұстау және оны бетке шығару; 1 – шегендеу тізбек құбырлары; 2 – ұрғыш снаряд; 3 – кернқабылдағыш стакан; 4 - соққылау штангасы; 5 – бекітілген ұстағыш.

Техникалық тиімділікті бағалау критериялары: Бұрғылау жылдамдығының тез, орташа, рейсті, техникалық, циклді түрлері; бір ауысуға немесе сезонға өнімділік; жеке операцияларды орыедау уақыты, жеке интервалда немесе барлық ұңғының өтуі; инструменттің, шегендеу құбырларды, жабдықтардың төзуі; универсалдығы; металлсиымдылығы; энергия сиымдылығы; қуат: бұрғылау қондырғының тасымалдануы және т.б.

Теңіз жағдайында бұрғылау тәсілін таңдау үшін уақыт фактор негізгісі болып келеді. Экономикалық тиімділіктің негізгі критериясы- ол техникалық тиімділіктен тәуелді болатын бір интервалды немесе ұңғының барлық құрылымдар бағасы, 1м бұрғылаудың құны.

Бұрғылаудың соққылау тәсілі

Бұрғылаудың соққылау тәсілі кернді алу әдісіне байланысты келесілерге бөледі: тұтас түппен соққылау, сақиналы түппен алу және соққылап ұру немесе сақиналы түппен ұру. Теңізде тұтас түппен соққылап бұрғылауға өте қатты жыныстар, валундар кездескен жағдайда көшеді.

Суасты саға қондырғысы Жүзбелі бұрғылау құрылымдарынан (БК, ЖББҚ) ұңғыларды бұрғылау тәжірибесінде теңіз түбіне қондырылатын суасты саға қондырғы (ССҚ) кешенін кеңінен қолданады. Осындай орналасу ұңғы ортасынан жүзбелі құрылымның көбірек орын ауыстыруға мүмкіндік береді, осы кезде теңіз түбінде орналасқан жабдық механикалық жұмыс ауытқуына аз ұшырайды. ССҚ кешенінің тағайындалуы: - толқындар мен ағымдар әсерінен орын ауыстыратын БК немесе ЖББҚ арасы мен теңіз саға арасында иілгіш тұйық технологиялық байланыспен ұңғыны бұрғылауға мүмкіндік береді. - бұрғылау аспабын ұңғыға бағыттау, бұрғылау ерітіндінің тұйық циркуляциясын қамтамасыз ету, бұрғылау кезінде ұңғыны басқару және т.б. - апаттық жағдайларда ұңғыдан мүмкін лақтырулар болуы немесе теңіздің үлкен толқу кезінде бұрғылау қондырғысын ажырату мақсатында бұрғылау ұңғыны сенімді жабу үшін. Ұңғыларды теңіздің әртүрлі тереңдігінде -50 ден 1800 м –ге дейін бұрғылауды қамтамасыз ету үшін ССҚ конструкциясының бірнеше түрлері болады. ССҚ-ны үлкен тереңдікке орнату оның қасиеттеріне үлкен талаптар қойяды: сыртқы қысымдарды ұстай алу үшін қондырғы берік, тербеліске тұрақты, саңылаусыз және үлкен Сурет17- Бірблокты суасты саға қашытықта басқаруға сенімді болуы қажет. кешені. . Кешендегі тармақтар конструкциясы бір-біріне жалғануы нақты (дәл) және ССҚ- ны басқаруда дұрыс жұмысты қамтамасыз ету қажет. БК немесе ЖББҚ- да орналасатын және толқын, ағым, жел әсерлеріне ұшырайтын сенімді құрылғыларға – яғни байланыс механизмдерінің орналасуына үлкен көңіл аударады. Теңіз түбіне ССҚ-ны орнату кемшілігі- Басқарудың, пайдаланудың және жөндеудің қиындығы. Жүзбелі бұрғылау қондырғыларынан бұрғылаудың көпжылдық тәжірибесі негізінен осы ұңғылардың суасты саға конструкциясының екі түрін анықтады. Бірінші конструкцияда ( 5000-6500 м ұңғы тереңдігі үшін) диаметрі 762 мм фундаменталды тізбект, 508 мм –кондукторды, 340 мм- бірінші аралық тізбекті, 178 мм- екінші аралық тізбекті қолданады. Қабаттарды бірмезгілде – бөлек пайдалануда екітізбекті СКҚ-ды түсіріп, колдануды пайдалану тізбектің диаметрі қамтамасыз етеді. Екінші конструкцияны ұңғылардың қарапайым конструкциясында азтереңдікте бұрғылау кезінде қолданады. Осы конструкцияда диаметрі 762 мм фундаменталды тізбек, 406 мм- кондукторды, 273 мм- аралық тізбекті, 178 мм- пайдалану тізбекті қолданады. Теңізде БК және ЖББҚ-да бұрғылау жұмысын жүргізу үшін бір немесе екіблокты ССҚ-ны қолданады.Суретте көрсетілген бірблокты суасты саға қондырғысы келесі тармақтардан тұрады: 1-бұрғылаушы пульті; 2- штуцерлі манифолбдпен басқару пульты; 3- аккумулятордық қондырғы; 4- гидравликалық күш қондырғысы; 5- дистанциялы басқару пульты; 6- штангілі барабандар; 7- гидравликалық спайдер, 8- теңіз тұрақтың жоғарғы жалғануы; 9- телескопиялық компенсатор; 10- қосылғыш; 11- бұрыш компенсаторы, 12- теңіз тұрағының төменгі бөлігі; 13- бағыттауыштар; 14- суасты ысырмалар; 15-цангілі муфта; 16- тіректі плита; 17- акустикалық бергіш; 18- лпаштілі превенторлар; 19*- штуцерлі манифольд; 20- теңіз тұрақ.. Бірблокты ССҚ конструкциясының жетістігі- кешенді қондыруға және монтажға аз уақыт кетуі, және осы бірблокты саға қондырғы барлық бұрғылау уақыты аяғына дейін болуы. Сурет 17-де терең көптізбекті ұңғыларды бұрғылауды қамтмасыз ететін бірблокты ССҚ конструкциясы келтірілген. Сурет.18- Теңіз тұрағы 1-дөңгелек компенсаторры және арын бұрғышы бар жоғарғы секция; 2- телескопиялық компенсатор; 3-тарту арқандары; 4- аралық секция; 5-дөңгелек және гидравликалық қосқышы бар төменгі секция. Теңіз тұрағы (сурет 19). Теңіз тұрағы жалпы суасты саға қондырғысының негізгі және жауапты бөлшегінің бірі болып саналады. Бұрғылау жұмыстары кезінде теңіз тұрағы өте күрделі жағдайларда пайдаланылады. Тәжіребиде белгілі, мұндай жұмыс жағдайында пайдалану бірнеше жеке тармақтардың бұзылуына әкеледі. Теңіз тұрағының бұзылу себептері, ол – күрделі теңіз жағдайлары ұзақ уақыт әсер етуі, үлкен тығыздықты бұрғылау ерітінділерін қолдану, қосылулардың сенімді емес тармақтарын қолдану дұрыс жұмысын бақыламау т.с.с.

Нег.: 3. [ 58-60], 2. [422-434]

Қос.: 7. [964-970 ], [985-987 ]

Бақылау сұрақтары:

1. Теңізде бұрғылау ерекшеліктері неде ?

2. Теңізде қандай бұрғылау түрлері кездеседі?

3. ССҚ не үшін тағайындалған?

4. ССҚ-ның қандай түрлерін білесіз?

5. Бірблокты ССҚ-ның ерекшелігі неде?

6. Бірблокты ССҚ-ны қандай тереңдікте қолданады?

7. Теңіз тұрағы деген не?

Дәріс № 9. Теңіз стационарлы платформалар (ТСП). Гравитациялық платформалар.

Теңіз стационарлы платформа – мұнай газды өндіруге, оларды дайындауға, ұңғылардың бұрғылауын қамтамасыз етуге арналған бұрғылау және мұнай өндірістік қосымша қондырғыларды орнатуға, сонымен қатар өндірістегі басқа жұмыстарды (суды қабаттарға айдау қондырғысы, ұңғыларды күрделі жөндеумен болатын қондырғылар, теңіз кәсіпшілігінде автоматтандыру құрылымдары, мұнай газды тасымалдаумен байланысты автоматтандыру жабдықтары, байланыс жүйелері) жүргізуге арналған гидротехникалық құрылым.

ТСП конструкциялары мен түрлері келесі белгілерімен бөлінеді: теңіз түбіне бекітілуі және тірелу тәсілдері бойынша; дайындалатын материалдары бойынша және т.б.

Сур. 18- Тереңсулы ТСП-ның классификациясы

Сурет 18-де тереңсулы теңіз стационарлы платформалардың классификациясы келтірілген. Классификацияның бірінші деңгейінде ТСП-ның қатты және серпімдіге бөлінгені байқалады. Авторлардың ойы бойынша бұндай бөлу өте дұрыс деп саналады, өйткені ол платформаның конструкциясын белгілейді (өлшемдері, конфигурациясы) және өздерінің тербеліс периодын көрсетеді. Қатты ТСП-ларда ол 4-6 сқұраса, ал серпімді ТСП-ларда 20 с асады, кей жағдайларда 138 с дейін жетеді.

Классификацияның екінші деңгейінде: олардың тұрақтылығын қамтамасыз ету тәсілі бойынша сыртқы жүктемелер әсерінен: гравитациялық, свайлық және гравитициялы – свайлық болып бөлінеді.

Гравитациялық болған жағдайда құрылым өзінің салмағының әсерінен теңіз түбінен қозғлмайды және екінші, яғни свайлық болған жағдайда -ол свайлармен бекітілгендіктен орнын ауыстыра алады. Ал гравитациялы-свайлы құрылымдар өзінің салмағы және свайлар жүйесінен қозғалмай бекітіледі.

Топталудың үшінші деңгейі конструкция материалдарын сипаттайды : бетон, болат немесе бетонболат.

Серпімді конструкциялар екінші деңгейде бекітілу тәсілі бойынша қыспалары бар мұнаралар, жүзбелі мұнаралар және серпімді мұнаралар болып бөлінеді.

Қыспалары бар мұнаралар өзінің тұрақтылығын: қыспалар жүйелерімен, жүзбелілікпантондар және керісалмақтары арқылы ұстайды (сақтайды). Жүзбелі мұнаралар тербелмелі маятникке ұқсас. Олар өзінің тепетеңдік күйіне жүзбелілік пантондар (жоғары жағынан орналасқан) арқылы келеді. Серпімді мұнара вертикалдан толқындар әсерінен ауытқиды, бірақ серпіле сияқты орнына келеді. Қарастырылған топталуда 76% - қатты платформалар құрайды.

Жалпы теңіз түбіне бекітілуі және тірелуі тәсілі бойынша қатты ТСП-лар келесілерге топталады: свайлық, гравитациялық, свайлы – гравитациялық, маятникті және керілмелі, сонымен қатар қалқымалы түрде болады.

Ал конструкция түрі бойынша – тұтас (сплошные), комбинацияланған, (сквозные) тесіп өткен болады. Конструкцияның материалы бойынша - металлды, темірбетонды, комбинацияланған болады.

Сур.20- Каспий теңізінде қолданылатын ТСП сұлбалары: а — төрт блокты ТСП; 1 — тіректі блок; 2 –жоғарғы құрылым; 3 — мұнара асты конструкциясы; 4 — бұрғылау мұнарасы; 5 — причалды-қону құрылымы; 6 — суайырғыш тізбек (шегендеу); 7 — свайлы фундамент; б" — екі блокты ТСП; 1— тіректі блок; 2 — жоғарғы құрылым; 3 — при­чалды-қону құрылымы; 4 — бұрғылау мұнарасы; 5 — суайырғыш тізбек; 6 — свайлы фунда­мент; в — моноблокты ТСП; 1 — тіректі блок; 2 — жоғарғы құрылым, модулдері; 3 — бұрғылау мұнарасы; 4 — суайырғыш тізбек; 5 — свайлы фунда­мент; 6 — причалды-қону құрылымы.

Тесіп өткен (сквозные) конструкциялар решетка тәріздес болып орындалады.

Классификацияның негізгі белгілері болып келесілер шешілген: қондырғының орналасуы (су үстінде, су астында, аралас), монтаждау тәсілі, тіректердің деформациялану сипаты, конструкция түрлері, сыртқы әсерлерге қарсыласу, статикалық және динамикалық қаттылықтар (қатаңдықтар), бекітілу сипаты, материалы, тасымалдау тәсілі және тіректі бөлікті монтаждау.

«Баллункл» атты мұнарасы бар ТСП 411 м тереңдікке қойылынуын ұсынады. Платформаның жалпы массасы – 78 мың. тонна, 60 ұңғыға арналған, бағасы 500 млн.$.

Жұмыста қарастырылған тереңсулы ТСП-ның 40 конструкциясы (теңіз тереңдігі 300 м жоғары)76 % қатты, оның ішінде 45 % cвайлы бекілетін болатты ферменділер, 26% гравитациялы және 5% гравитациялы-свайлы. Серпімді ТСП-лардан 13% жүзбелі мұнаралар, 8% қыспалары бар мұнаралар және 3 % серпімді мұнаралар болып келеді. Қазіргі кезде теңіз тереңдігі өскен сайын болатты конструкциялар жобалары өсуде екені байқалады. 305-365 м теңіз тереңдігінде болатты тіректер 13 %, 365-520 м тереңдігінде -50% құрайды.орындалған жобалардан 79% - болатты тіректер, 15% – бетонды және 6%- болатбетон.

Сур. 20- Шельфті мұнайгаз кен орындарын игеру үшін қолданатын қазіргі терңсулы

платформалар.

Қатты ТСП – лар

Свайлармен бекітілген ТСП – свайлар арқылы теңіз түбіне бекітілген тіректі бөліктен және технологиялық қондырғылармен қамтылған жоғарғы жабдықтардан тұратын гидротехнологиялық құрылым.

Тіректі бөлік немесе бірнеше блоктардан пирамида түрінде немесе тікбұрышты паралелепипед сияқты болып орындалады. Решеткалардың стержендері (сырықтары) металл құбырлы элементтерден жасалады. Тіректер блоктарының саны белгілі ауданда жұмыстың сенімділігі және қауіпсіздігімен, технико-экономикалық негіздермен және зауыттағы жүккөтергіш, транспортты құрылғылармен (ТСП-ның тіректі бөлігін дайындағыш)болуымен анықталады. Свайларды платформа тіректерін бекіту бетондау аппаратымен орындалады.

Сурет 19 а,б,в –да Каспий теңізінде қолданатын ТСП сұлбалары келтірілген.Төменде теңіз стационарлы платформаның қысқаша техникалық берілгендері көрсетілген. Мұнда платформа бір-бірінен 31 м арақашықтықта орналасатын екі тіректі блоктардан, үшпалубты жоғарғы құрылымдардан, оның ішіне кіретін 14 модулдардан: екі мұнара астындағы, әрқайсысы 450 т болатын пайдалану қондырғысы бар алты төменгі палубаларәрқайсысы 600 т бұрғылау қондырғысы бар жоғарғы палубаның алты модулі.

Осы платформа ұңғыларды екі бұрғылау қондырғыларымен бұрғылауды қамтамасызететін технологиялық және қосымша жабдықтар, жүйелер, инструменттер және материалдардан тұрады. Сонымен қатар, платформа блоктын тұрғын орындарымен, тікұшақ алаңымен, арнайы крандармен қамтылған.

Платформадан 12 ұңғыларды бұрғылау қарастырылған.

Жобадағы өлшем, мм:

өндірістік алаңның.......................................71х50

тіректі блоктың............................................16х49

Салмағы, мың.т:

платформаның ..............................................12,1

тіректі блоктың..............................................2,04

Тіректі блоктар теңіз түбіне свайлармен бекітіледі. Тіректі блоктарда модулдары сәйкес технологиялық, қосымша жабдықтармен және жүйелермен қамтылған үшпалубты құрылым орнатылады.

Теңіз мұнайгаз кен орындарын құрылымдармен қамтуға кететін шығын жалпы барлық күрделі қаржының 50% құрайтыны белгілі. Сонда жеке мұнайгазкәсіптік платформалардың құны 1-2 млрд долларды құрайды деп санауға болады.

Мысалы, қазіргі кезде Солтүстік теңіздің Троллькен орнында пайдаланатын тереңсулы гравитациялық платформа 1 млрд доллармен бағаланады. Ал тереңсулы магистралды құбырды орналастыруға кететін шығын бір километрға 2-3 млн долларды құрайды.

Шельфті меңгеруде әрбір жаңа кезең пайда болатын жаңа проблемеларды шешуге өмірге жаңа шешімдерді қабылдауды талап етеді.Шельфті меңгерудің тұтас техникалық құралдар спектрі өңделген, оны таңдау технологиялық, геологиялық, гидрометеоррологиялық, экономикалық , саясат жағдайларының жиынтыгымен анықталады.

Сурет 20-да ұңғыларды бұрғылау, барлау және мұнай газды өндіруге қажетті әртүрлі техникалық құрылымдыр көрсетілген.

Жаңа техниканы және теңіз мұнай газ құрылымдарды құру аумағында жұмыс істейтін инженерлік компаниялардан «Браун энд Рут», «Мак-Дермот», «Кверенр», «Аккер» және т.б. жоғарғы орындарды алуда.

Гравитациялық теңіз станциялы платформалар (ГТСП).

Гравитациялық ТСП – лар металды свайлы ТСП – дан конструкция, материалы, дайындалу технологиясы, теңізде орнатылуымен ерекшеленеді.

Толқындар мен желдердің сыртқы жүктемелер әсерінен болатын жалпы ГТСП-ның тұрақтылығ, беріктігі өздерінің салмағымен және балласт массасымен қамтылады, сондықтан оларды теңіз түбіне ьекіту қажеттілігі жоқ. Олар теңіз грунты берік негіздерде пайдаланылады.

ГТСП- өте массивті объектілер, және олар екі бөліктен тұрады: тіректі және жоғарғы бөліктер.Тіректі бөлігі бір немесе бірнеше тізбектерден (темір бетондардан жасалатын) тұрады. Тіректерінің ұзындығы 180м, ені 135 м жетеді. Ұзақ мерзімділігі 160 жыл. Цилиндрлі және конуспішінді тізбектер көпұялы монолитті базаға тіреледі (сурет 21).

Өте биік емес база тіректерімен салыстырғанда бір-бірімен қатаң байланысқан ұялы-понтондардан тұрып, төменгі жағы теңіз түбіне орналасатын кең ауданымен бітеді. Тіректі көпблокты плиталар өлшемдері ұзындығы бойынша 180 м және ені бойынша 135 м-ге дейін жетеді.

Сурет 22- «Кондип» платформасының сұлбасы: 1 — жанармайы бар ыдыс; 2 – ұяшық қабырғалары; 3 — жоғарғы қақпақ; 4 — шаруа қондырғысының тірегі; 5 — жоғарғы құрылым; 6 — бұрғылау тіректі тізбектер; 7 — мұнайды сақтау орны; 8 — төменгі қақпақ; 9 — балласт; 10 — болат «юбкасы»; 11 — штифт.

ГТСП – ң жетістіктері- ол аз уақыт ішінде теңізде металл свайлы платформаларды свайлармен бекітіп, қондыру. (яғни, 12 айда орындалатын жұмыс 24 сағатта орындалады).

Өзінің жүзбелігі және балластировка жүйесінің болуы ГТСП-ны үлкен қашықтыққа апаруға және қымбат жүккөтергіш, көлік құралдарын қолдануынсыз теңізде пайдалану орнына орнатуы. Оның тағы бір артықшылықтары- жаңа кен орнында қайта қолдануы, өртке ұстамдылығы, қозғалуға беріктігі, теңіз коррозиясына жоғары қарсыласуы, жүктемелер әсеріне аз дефформациялануы және теңіз ластануынан жақсы қорғалуы.

ГТСП-на әлем теңізінің әртүрлі акваторияларында қолданады. Көбінесе ол Солтүстік теңізде қолданылады.

ГТСП-ның кемшіліктері, ол – оны қондыратын орынды мұхият дайындауы. Грунтты тазалау кезінде болатын аппаттарға, беттік және ішкі эрозияларға үлкен көңіл бөлу қажет.

Нег.: 2. [78-87], 5. [ 443-446]

Қос.:7. [964-970 ], [985-987 ]

Бақылау сұрақтары:

1. Платформалар не үшін қажет?

2. Қандай платформалар түрлерін білесіз?

3. ГТСП жетістіктерін атаңыз.

4. ГТСП-ны қандай жағдайларда қолданады?

5. ГТСП-ның қандай кемшіліктері бар?

Дәріс № 10. Гравитациялы-свайлы теңіз стационарлы платформалар. Серпімді мұнаралар.

Серпімді ТСП.

Әдетте ТСП-ны жобалау кезінде конструкцияның статикалық беріктігін 100 жылда бір рет қайталанатын ең үлкен жүктеменің әсеріне есептейді және қосымша динамикалық, циклдік жүктемелерге тексереді.

Серпімді мұнаралар деп горизонтал белбеулерінің арасында арақашықтығы бірдей болатын сырықтар арқылы құрастырылған жұқа болат ферманы айтады.

Серпімді мұнара класына Мексика ағанында пайдаланатын 305 м тереңдіктегі «Лена» ТСП-ны жатқызады. Оның конструкциясы төртбурышты қималы ферма болып келеді. Төртбұрыштың қабырғасы36,6*36,6 м, биіктігі 320 м, салмағы 21 мың.т. Ферманың жоғарғы жағында жоғарғы құрылысы орнатылып, диаметрі 1220 мм болатын 16 тіректерден тұрады. Мұнараның төменгі жағында осындай 12 тіректер болады. Мұнараның ортасында диаметрі 6,1 м, ұзындығы 36,6 м 12 понтондар орналасы, олар 9100т жүзбелікті қамтиды. Понтондар платформаны стабилизациялайды, фундаментке қысымды азайтып, платформаның және тартылулардың монтажын жеңілдетеді.

«Эксон» фирмасы «Лена» теңіз стационарлы платформаны пайдалану тәжірибесін қолданып, тереңсулы ТСП-ның алты жобасын зерттеді. Қоршаған ортадан келетін жүктемелер және гравитациялық куштер свайлар, тартылулар,понторндарға, конструкция инерттілігіне таратылады. Конструкцияның дұрыс шешімін, осы жүктемелерді аталған бөлшектерге таратып алуға болады.

Понтондар көлденең күштерді компенсациялап, платформаның беріктігін қамтиды, тартылуларға түсетін жүктемелерді азайтып немесе толығсмен алып тастайды.

Негіздің инерциясы тербелістердің периодын көбейтіп, амплитудасын азайтып, свайлармен тартылуларға динамикалық жүктемелерді сәйкес төмендетеді.

Сурет 22- Серпімді мұнаралардың конструкция элементтеріне жүктемелерді тарату сұлбасы.

Серпімді мұнаралардың жобаларының варианттарында айырмашылық, ол берілген тербеліс периодымен және толқынды жүктемелермен анықталатын тәсілдерінде.(сур.23).

Сурет 23- Серпімді мұнаралар сұбалары.

1-тартылулары бар мұнара; 2- жүзбелі мұнара; 3- қатаң негізі және тартылулары бар мұнара; 4-иілгіш мұнара; 5-иілгіш свайлы мұнара; 6-қатаң негізі бар иілгіш свайлы мұнара.

Иілгіш мұнара кәдімгі свайлы ферменді конструкция ретінде қарастырылады. Оның негізі бекітілген, ал ферманың қатаңдығы иілгіш сырықтың негізгі тербелуінің үлкен кезеңі жеткенде дейін азайған. Иілгіш сырықтың негізгі тербелістерінің периоды деп көлденең тербелістердің периодын түсінеміз, ал екіреттік тербелістің периоды деп- иілгіш тербелістердің периодын түсінеді.

Сурет 24-Платформа тіректеріне свайларды бекіту.

1-бағыттау төлкесіне пісірілген свай; 2- свай бағыттау төлкесінен еркін өтеді; 3-негізгі тіректе бағыттау төлкесінің бекіту тармағы; 4- төменгі ұзартылған бағыттау төлкесі.

Көлденең тербелістің периоды 25 с. Иілу тербелістердің ең үлкен периоды 7 с шамасында.

Биікткігі 372 м мұнара (сур. 25) қимасы төртбұрышты 58*44 м айнымалы қималы, төменгі жағынан 2012 мм, ал жоғарғы жағынан 1524 мм-ге дейін 20 тіректерден тұрады. Мұнара екі секциядан тұрады. Жоғарғы секция ұзындығы 155 м өлшемдері 14,6*80 м 10 понтондардан тұрады, ал төменгі и секция ұзындығы 217 м өлшемдері 14,6*20 м 6 понтондардан тұрады. Жоғары понтондар теңіз деңгейінен 30 м төиен орналасады. Олард переиоды 6 с мұнара тербелісін болдырмайды.

Диаметрі 2134 мм 26 перифириялық свайлар горизонтал жүктемелерді қабылдайды, және олар теңіз түбіне 50 м-ге терңдетіліп түсіріледі. Х осі бойынша мұнараның өзінің тербелісінің есепті периоды 65,2 с және Y осі бойынша -52,2 с ( бұл мән мүмкін болатын үлкен толқын периодынан бірнеше үлкен).

Ең үлкен штормалық жүктемеде толқын биіктігі 30 м-ге жетеді, толқын периоды 15 с, түпте ағыс жылдамдығы 1,2 ден 0,6 м/с. Жел мен ағыстың аз жылдамдығында мұнара вертикалдан 1,12⁰ – градусқа , ал үлкен толқуда – 2,52⁰ градусқа өзгереді.

Сур. 25- РВР платформа сұлбасы 1 — палуба массасы 30 мың. т; 2 —ості свайды+ 10 м белгіде бекіту; 3 — жоғарғы және төменгі секцияларды жалғау: 4 — балластты камералар; 5 — төменгі понтондар; 6 — жоғарғы понтондар; 7 — 26 периферийлік свайлар; 8 — жеті остік свайлар; 9 — 20 айнымалы қима тіректері.

Мұнара фундаментінің ең үлкен орын ауыстыруы 680мм. Осыны ескере отырып, мұнараны дайындау үшін аққыштық шегі 346 МПа болатты қолданады. Түп деңгейдегі свайларда ең үлкен кернеулер болады, сондықтан олар үшін аққыштығы 438 МПа болатты қабылдайды. Мұнара секциялары қондыру орнына тасымалданып, жатық күйінде жиналады.

Гравитациялы- свалы ТСП тек ғана конструкция салмағынан емес, сонымен қатар қосымша свайлар арқылы тіреуіш бөлігінің теңіз түбіне бекітілудің арқасында орнынан қозғалмайды. Осы түрдегі ТСП конструкциясы әртүрлі болады. (құрылымы бойынша және қолданылатын материалдар бойынша).

Тереңдігі 300м- ден жоғары гравитациялы-свайлы негіздер үшаяқ пішінді болады. Тіректі бөлігінің конструкциясы диаметрі үлкен орталық тізбектен және оны тірейтін көлбеу тіректерден тұрады№ тізбектер диаметрі үлкен тұтас металл цилиндірден немесе конструкциясы ферменді элементтерден тұрады. Мысалы, «Трипод тауэр платформ» жобасының конструкциясы диаметрі 15м орталық тізбектен және ол диаметрі 8м көлбеу тізбектермен ұсталады. ТСП конструкциясы төрт фундаментке қондырылады. «Хайлант» жобасында ортанғы тірек – фермасы үш көлбеу фермалармен бекітілген. Барлық фермалардың қимасы үшбұрышты. әрбір күшті элемент жеке блоктармен дайындалады. Орталық ферманың массасы 10 мың т., тіректердің-4,5-5 мың.т. Палубада массасы 24 мың т. технологиялық жабдықты және диаметрі 712 мм 16 бағыттауыш тізбектер қарастырылады. Негізгі конструкцияның салмағы 31 мың т, свайлар - 20 мың т, негізгі ортанғы фермадан тірекре негізіне дейін арақашықтық 110м.

Тіректер ортанғы фермаға теңіз деңгейінен 40 79м төмен бекітіледі.

Нег: 2[78-87], 5[443-446]

Қос: : 6[964-970], [985-987]

Бақылау сұрақтары:

1. Платформалардың тағайындалуы неде?

2. Гравитациялы – свайлы платформалардеген не?

3. Гравитациялы – свайлы платформалар неден тұрады?

4. Гравитациялы және гравитациялы – свайлы платформалардың айырмашылығы қандай?

5. Негізгі тізбектердің периоды деген не?

6. Серпімді мұнара деп нені атайды?

Дәріс №11 Жартылай батпалы платформалар. Эстакадалар. Таязсулы негіздер.

Теңіз кен орындарын игеру, әдетте барланған акваторияларда жүргізіледі.

Каспии теңізінде кен орындарды игеру үрдісінде теңіз стационарлы негіздерде орналасқан жеке объекттер арасында сенімді байланыс болуын қажет етті. Жүктерді кемелерде теңі толқуының 4 балы және желдің 5 бал болуында қиындай түсті. Содықтан, игеру орындарында кәсіпшілік объекттерінің арасында байланыс болуы үшін эстакадаларды құру қажет болады.

Осы тәсілдің маңызы – кен орынды игеру жобасының негізінде тармақталған магистралды эстакадалар желісін құру. Эстакадаларды құрумен қатар ұңғыларды бұрғылау және пайдалану үшін, эстакаданың жанына алаңдар, мұнай жинау пунктері, суларды жинау үшін сорапты, тазалау құрылымдары, тауарлы резервуарлар паркі, тұрғын үйлер салынады.

Эстакадалар деп бұрғылау платформалардың автокөлік арқылы су үстінде үздіксіз байланысын қамтамасыз ететін созылыңқы құрылымды айтады.

Теңіз эстакада теңіз толқынының жағдайына қарамай объектар арасында құрлықты байланыс үшін қажет, және онда келесілер орындалады:

1. Теміржол транспортының, автокөлігінің қозғалысы;

2. Тағайындалуы әртүрлі (су, мұнай, газ, бу, топырақ ерітінділері үшін) қажетті құбырлар санын құру (орнату).

Жалпы айтқанда теңіз эстакадасы құбыршалы тіректерге тірелген, кеңістік фермалардан құрастырылған сызықты құрылым.

Терең емес акваторияларда жоғарғы жағынан ригельмен байланысатын екі көлбеу сывайлардан тұратын жазық тіректер қолданылады.

Эстакаданың алаңдары олардың тағайындалуына қарамастан сывайлы құбырлы тіректерге тірелетін көп қатарлы фермалар жүйесі болып келеді. Свайлы тіректері көлденең және тік қаттылығын қамтамасыз ететін ригелдер байланысқан.

Сур. 26- Металды эстакада. 1-свая, 2- ригель, 3- көлденең су үсті байланыс, 4- ферма, 5- Гипроморнефттің эстакадалы құрлыс краны.

Бір пролетті құрудың үрдістер циклы келесі негізгі жұмыстар түрінен тұрады, рамалы түрдегі свайлы тіректерді құрастыру, грунтқа свайларды кіргізіп, олардың жоғарғы жағын ригендермен байлау, пролетті құрылымдардымонтаждау, уақытша рельсті жолды құру.

Су бассейнінің түбінен ұңғыны бұрғылау мүмкіндігін алу, одан кейін мұнай және газды өндіру үшін, бұрғылау және пайдалану жабдықты орналастыруға арнайы негіздерді құру керек. Стационарлы негіздер келесілерге бөлінеді: құйылған шығанақ свайлы түрдегі металлконструкциялы негіздер, іріблокты түрлері, гравитациялы типті үлкен салмақты негіздер.

Шет елде ұңғыларды бұрғылау және мұнайды өндіру үшін металл стационарлы теңіз негіздері 6м тереңдіктен қарапайым конструкциялы 305м тереңдікте күрделі конструкциялыға дейін өз дамуын алды.

Свайлы және ірі блокты типті металлконструкциялы негіздер бұрғылау тәжірибесінде өте жиі қолданылады.

Свайлы типті негіздерді әртүрлі тереңдікте, снымен қатар су түбі релефтінің күрт өзгеру жағдайында қолданады. Свайлар астында теңіз түбінде ұңғыларды арнайы кемелерден бұрғылайды. әрбір осындай ұңғыларға құбыр түсіріп оны цементтейді. Осыдан кейін свайларды, олардың аяқтары су бетінің үстінде бірдей деңгейде болатындай кеседі. Құбырлар аяқтарын жазық металды фермалармен байланыстыратын, оған еден төсеп мұнара және бұрғылау қондырғысын орнатады. Свайлардың су деңгейінен биіктігі ең үлкен толқындар биіктігінен асуы керек.

Ірі блокты негіздер

Қазіргі кезде теңіз негіздерін құру үшін ірі блоктарды қолданады (МОС-1,2).

Межлумов, Оруджев және Саттаров конструкциялары су тереңдігі 8м, 14м, 22м-де қолдануға есептелген.

Теңіз түбіне блокты қондырғаннан кейін, оның ішкі қуысы арқылы теңіз түбінде ұңғыны бұрғылайды, одан кейін оған блоктарды түппен байланыстыратын темірбетонды свайларды хібереді.

Блоктың су үстіндегі блогы биіктігі бойынша реттелетін фермаларменқамтылған. Олар түп рельефтің 1м-ға дейін өзгеруінде қолдануға мүмкіндік береді.

Нег: 1[248-252]

Қос: 7[81-87]

Бақылау сұрақтары:

1. Эстакада деп нені атайды?

2. Стационарлы негіздерді қандай түрлерге бөледі?

3. Свайлы типті негіздерді қандай түрлерге бөледі?

4. Эстакада алаңы деген не?

5. Іріблокты негіздердің су үсті бөлігі немен қамтылған?

Дәріс № 12. Суүсті және суасты пайдалану.

Теңіз мұнай газ кәсіпшілігі (ТМК)- теңіз кен орындарын мұнай, газ, конденсатты өндіру және жинауға, өнімді дайындау , тасымалдауға арналған технологиялық кешендер.

Өнімді өндірі фонтанды тәсілмен (ҚҚҰәдісімен), одан кейін газлифтілі немесе өндірудің механикаландырылған тәсілдеріне көшіріледі. Өндірілген мұнай және газ газлифтілі циклда энергия тұтынудың ішкі қажеттілігі үшін қолданады.

ТМК-ның құрлықтағы кәсіпшілігінен айырмашылығы негізгі және қосалқы жабдықтарды теңіз мұнайгаз кәсіпшілікті гидротехникалық құрылымдыарда орналастыру қажеттілігі.

ТМК-нің технологиялық сұлбалары тереңдік, толқын биіктігі, жел жылдамдығы, мұдардың пайда болуы және т.б. табиғи-климатты жағдайлардан тәуелді.Мұз қатпайтынакваторияларда пайдалану 300 м тереңдікке дейі жүзеге асырылады.

25-30 м тереңдіктерде ТМК көбінесе табиғи түбек, дамбалар (5-10м), эстакадаларда және басқа свайлы құрылымдарда орналастырады.

Суүсті пайдалану- стационарлы платформалар, негіздер және эстакада алаңдарынан мұнай және газды алудың , тасымалдаудың шаралар кешені.

25-30 м тереңдікте металл немесе темірбетонды тіректі бөліктерден тұратын стационарлы платформалар қолданып, оған кәсіптік жабдықтарды орналастырады. 60-80 м тереңдікке дейін негізінен өндіру ұңғылары немесе технологиялық жабдықтары (өнімді жинау, дайындау үшін), энергетикалық объектері бар бірфункциялы платформалар қолданады.

80 м-ден жоғарры тереңдік – көпфункциялы болып, әрбір платформа жеке мұнай газ кәсіпшілігі болып есептеледі. Платформалардың саны дренирлеу объектісімен анықталып, әдетте 2ден 4 ке дейін болады. Шельфті пайдаланудың ерекшелігі көп шығындар және жабдықтарды орналастыру үшін орынның жетіспеушілігі. Осы шектеулер мұнай қабатының дренирлеу ауданынұлғайту үшін көлбеу үңгыларды бұрғылауға апарады.

Әрбір ұңғыны неғұрлым көп қоршап алуға жетуді бағытталған бұрғылау технологиясын көптеген мұнай компаниялары өңдеді.Мысалы, Статойл 7 километрлі ұңғыны бұрғылауды және ол платформадан қабаттың түбіне 5 км жайылған.

Сағасы суастында орналасқан ең алғашқы рет 1943 ж Эрн өзенінде (АҚШ) 11,5 м тереңдікте бұрғыланған. Осы кезден бастан осы әдіспен әртүрлі теңіз кен орындарында: Мексикалық ағысы, АҚШ-тың Тұнық мұхит жағасында, Онтүстік- Шығыс Азия жетегінде , Солтүстік теңізде жұықтап 300 ұңғы бұрғыланған. 1976-1980 жж аралығында сағасы суастында орналастқан ұңғылар саны217 ден 283 ке дейін барды. 1980 жылдың басында тағы 66 ұңғыны бұрғылау жоспарланған.

  Сур. 28 – Суасты ұңғыларды пайдалану кешені.

Теңіз кен орындарында ұңғы сағасы су астында орналасқан кезінде игеру өте күрделі болғанмен, бірқатар жетістіктерге ие болады.

Осы әдістің негізгі жетістігі, ол-мұнай кен орнын пайдалануға кезекпен жіберу мүмкіндігі. Әдетте ол тәжірибеде алғашқы мұнайды алуды жылдамдатады.Бұрғылау кемесінен бірнеше ұңғыларды бұрғылап, олардың саға үстіне сәйкес суасты арматураларын қондырып, пайдалануға еңгізу, қымбат стационарлы платформаларды орнату және одан көлбеу бағытталған ұңғыларды бұрғылап, тек содан кейін кен орынды пайдалануға жіберуге қарағанда жылдам орындалад. Осымен қатар, бұл әдіс кен орынның бірнеше геолого- физткалық сипаттамаларын игерудің алғашқы кезеңдерінде пайдалану параметрлерін алуға мүмкіндік береді.

Құрделі қаражат, қаржы салыстырмалы түрде аз болғандықта, осы әдіс мұнай қоры көп емес кен орындарын игеру үшін қолдануға болады, өйткені стационарлы қымбат платформаларды пайдалану тиімсіз болады.

Сағасы су астында орналасқан жүйелердің тағы бір жетістігі, ол- тупте орналасқан қондырғының сыртқы климаттық жағдайлардан сақталатыны. Су үсті стационарлы платформалар үлкен қауіп төндіреді, ал осы кезде су астында қондырғыны орналастырудың бұндай қауіптігі жоқ, және өрт қауіптігі де болмайды.

Осындай жүйелердің кемшілігі үлкен тереңдікте болған жағдайдасаға қондырғысына жету қиыншылығы және ұңғыларды жөндеу қиыншылығы болып саналады. Осыдан басқа, бұндай мәселені шешу үшін тәжірибелі водолаздардың еңбегінің қажеттілігі.

Бірақ, көптеген шет ел мұнай фирмалары теңіз кен орнын сағасы су астында орналасқан ұңғылармен игері әдісінде үлкенабайлықпен қарайды, өйткені осы әдіс тәжірибелі кезеңдерден шыққан жоқ және ол тек ғана жекеболінген ұңғылар үшін қолданады деп есептейді.

Су астында саға қондырғысын жеке тік бұрғыланған ұңғы сағасына немесе шектеулі тармақ ауданында бұрғыланған бағыттаушы ұңғылар сағасына орнатады. Су асты саға қондырғысын және манифольдті каераны басқару үшін гидравликалық немесе электрогидравликалық жүйіелерді қолданады. Әрбір ысырмаларды басқару кемеден келетін жеке желілер арқылы немесе бір тармақтау блогы арқылыжүзеге асырылады.

Су асты қондырғыны орнатудыңекі жүйесін бөледі:

• Су астында саға қондырғысының ашық орналасуы;

• Су астында саға қондырғысының жабық орналасуы-«құрғақ» (атмосфералы).

Ашықтүрлі жүйелерде барлық саға жабдығы теңіз тереңдігіне сәйкес гидростатикалық қысым әсерінде болады. Жабық түрлі жүйелерде саға жабдығы арнайы батпалы камераларда орнатылып, оның ішінде атмосфералық не болмаса кішкене жоғарлатылған қысым сақталады. Осылардың ішінен ащық түрлі жүйелер «құрғаққа» қарағанда кеңінен қолдануда.Жабдықты жөндеу,монтаж және техникалық қызмет көрсету ашық жүйелерде манипулятор немесе водолаздар арқылы жасалынады, ал жабық жүйелерде – операторлар кәдімдігі киімдерімен атмосфералық камерада жүргізеді. Су асты сағаға арматураны орнату өлшемдермен , когнструктивті шешімдермен, конструктивті шешімдермен айырықшаланады.

Суасты технологиялық сенімділігі

Сенімділікті қамтамасыз ету мәселесі- суасты технологиясын қолдануда ең маңыздысы болады, өйткені суасты жабдықты инспекциялау қиындатылған, ол оған қызмет көрсету немесе алмастыру үлкен шығындарға әкеледі. Осымен қатар, суасты жабдықтардан бас тарту қоршаған ортаның күйіне әсер етеді. Суасты қаржыны қайтаруды қамту керек.

Суачты үрдістерін минимумға келтіру үшін инспекция жөндеуге немесе алмастыруға суасты жабдықтар компоненттері алуды қамтамасыз ету маңызды болады. Осыған байланысты өнімнің үздіксіздігіне кепілдік бола алатын, суасты жүйелерге дубілдеу принципін енгізу қажет. Сондықтан модульді жүйелер стандартты компоненттерді қосумен жобалану арнайы сынамалар өткізу және сапасын қатаң бақылаумен дайындалу қажет.

Бір сөзбен айтқанда, суасты жүйелердің сенімділігін қамтамасыз ету үшін творчествалық ізденулерді жаңа ойлармен абайлап біріктіру, қолдану қажет. Ұран болып қарапайымшылдық, ал мақсат- сенімділік болған жөн.

Суасты жабдыққа қызмет ету

Жоғарыда айтылғандай суасты жабдықта қызмет көрсету мәселесі оның сенімділігін қамтамасыз етумен тығыз байланысты. Састы не болмаса басқа да жүйелерге қызмет көрсету бір принциптерге негізделеді. Модульді жүйелерді қолдану сыналған компоненттрді қолдануды ұсынады, өйткені оларды алуға және жаңалармен ауыстыруға мүмкіншілік береді. Бірақ, кезкелген жүйеде тек бір кен орынға тағайындалған компоненттер болады. Олар алынбайды және кен орынды игерудің барлық кезінде қызмет көрсетеді. Басқа жүйелер бұзылуы мүмкін. Осындай жағдайда екі жол бар. Бірінші жол- суасты жүйесінде осы компоненттердің жоғарғы сенімділігін қамтамасыз ету. Екінші жол – жүйені жобалау кезінде бір компонент істен шыққанда оның функциясын басқа компоненттер орындай алатындай жасау. Олардың рентабельдігін талдау нәтижелерімен қатар қолдану мәселелерін шешу кезінде ескерілу керек.

«Закум» суасты өндіру жобасы

«Закум» суасты өндіру жобасын жасау 1969ж. тамызында ұңғы бұрғыланып 1972ж. сәуіріне дейін жалғасқан кезде, және мұнай суасты сағалы арматурасы бар ұңғыдан жақын орналасқан платформаға дейін жеткен жағдайда болды. Осы мерзім ішінде әртүрлі суасты пайдалану қондырғылар және әртүрлі суасты үрдістер сынайды. Жобаны жүзеге асыру келесі мақсаттарды көздеді:

1. Суасты әдістер арқылы мсұнай өндіруді қамту.

2. Суасты жабдықтарды және суасты әдістерді тәжірибе жинау және оны мұнай кен орындарын игерде қолдану.

Жобада суастында мұнай өндіру аспектілердің барлығын алатын жабдықтар мен үрдістер сыналды. Негізгі пайдалану жабдықтарымен (саға арматурасы, қақпақтар, лақтыру желілер т.б.) қатар келесі жабдықтар түрлері болады:

• саға қондырғысы

• мұнай және газ сепараторлары

• газды лақтыру жүйелері

• қақпақтар жұмысын реттеу құрылғысы

• бақылау-өлшегіш аспаптар және байланыс жүйесі

• электрэнергия көздері және оларды тарату жүйелері

• құбырлар және манифольдар;

• арқан жұмыстары;

• водолаз жұмыстары;

• қосымша кеме.

Сур. 28- «Закум» бойынша суасты мұнай өндіру сұлбасы. қақпақтарды іске қосу үшін екі құрылғы және қоректену блогы бар суасты ұңғы; негізгі қоректену блогы; 3-трансформаторлар; 4-радиосигналдар; 5-радиобайланыс; 6,9- құбырлар; 8- кабель;10- сепаратор.

«Закум» суасты жүйені пайдалану жағдайлары жағымды болды. Судың тереңдігі 20м- ден аспай, қондырғыны орнату және оған қызмет көрсетуі бойынша үрдістерді арнайы водолаздармен орындауға мүмкіндік берді. Осымен қатар пайдалануды жеңілдеткен, жұмыстар орындалған жерден жаға базасының алыс болмағандығы. «Закум» жобасының арқасында суасты үрдістерін жүргізудің үлкен тәжірибесі үлкен тереңдіктерде алынды.

Мұнай ұңғыларын меңгеру әдістері

Ұңғыны меңгеру-ағымды шақыру және ондағы өнімді арттыру үрдістерінің технологиялық кешені. Ол қабаттың мүмкіндктеріне сәйкес таңдалады. Ұңғыны қабатқа өткізгеннен кейін қабатты ашу және шегендеу ұңғысын перфорациялау, кейде оны қабатты екінші қайтара ашу деп те атайды, ұңғыны түп аймағы әсіресе ашылған қабат үсті жақа сазды известтен немесе сазды қабықшамен ластанған болады.

Менгеру мақсаты-коллекторлардың табиғи өткізгіштігі ұзындығы бойынша, қабаттағы перфорацияланған арынның ашық бетіне дейін қалпына келтіру және ұңғы өнімін оның сәйкес потенциялды мүмкіндігінше алу.

Қабатты менгеру әдістері қысым өте жоғары болғанда, яғни фонтандауды күткен жағдайда және қысымы аз, яғни ашық фонтандау қаупі жоқ және механикаландырылған әдіс қолданылатын болып екіге бөлінеді. Мұнай өндіру тәжірибесінде көптеген ашық фонтанды ұңғыларының ұзақ уақыт жануы, оның себебі қабатты ашу жєне ұңғыны меңгеру технологиясын бұзылу салдарынан болады. Мұндай құбылыстар ұңғының істен шығуымен қоймай, кен орынның өзінің өнімінң азаюына әкеліп соқтырады.

Ағым шақырудың негізгі алты әдісін атап айтуға болады:

• тартание

• поршендеу

• ұңғы сұйығын алмастыру (тғыздығы жеңіліне)

• компрессорлы әдіс

• газды сұйық қоспаны айдау

• терең сораппен сору

Тартание-бұл ұңғыда сұйықты 16мм жұқа арқанды лебедка көмегімен желонка түсіру арқылы алу. Желонка 8м ұзындықты құбырдан дайындалады, оның төменінде штокты клапан бар, яғни шток белгілі бір жерге тірелгенде клапан ашылады. Желонка диаметрі көбінесе шегендеу құбырының 0,7 диаметірінен аспайды. Желонканың жоғарысында арқанға бекітілген қысқыштар қарастырылған желонканы бір түсіргенде сұйық көлемі 0,06м³ тен аспайды.

Поршендеуде поршен немесе сваб диаметрі (25-37,5мм) клапанды құбыр күйінде болады. Құбырдың сыртқы бетінде серпімді резиналы менжеттер (3-4мт) сымды қор арқылы ұсталған. Поршень сұйыќ бағанасына түсірілгенде сұйық поршень арқылы поршень үсті кеңістігіне өтеді. Көтерілгенде клапан жабылады, ал манжеттер сұйық бағанасын қысып тұрған қысым арқылы, НКТ қабырғаларына қысылып, тығыздалады. Поршенді әдісте де саға ашық қалады, ол әрі қарай күтпеген қауіптердің болуымен байланысты.

Қабат сұйығын ауыстыру. Ауыстыру ұңғыға түсірілген СКҚ және саңылаусыздандырылғанн сағада жүргізіледі, бұл лақтырылуларды жәєне фонтанды құбылыстан қорғѓайды. Бұрғылаудан шыққан ұңғы әдетте сазды қоспамен толтырылған болады. Ұңғыны жуу сұйығымен немесе газдандырылған мұнаймен болсын жуғанда, оның түп қысымын мына көлемге азайтуға болады:

(1)

мұндағы сазды қоспа тығыздығы; жуу сұйығының тығыздығы; СКҚ түсірілген тереңдік; ұңғы қисықтарының орташа бұрышы.

Осындай әдіспен қабат қысымы үлкен жєне меңгеруге жақсы берілетін коллекторлары бар ұңғылар меңгеріледі. (1) формуладан көріп отырғандай сазды сұйығын мұнайға ауыстырғанда, максималды қысымның түсуі тек барлық қысымнан 25% ғана азаяды.

Осыдан да әдістің қќолданылуы шектеледі. Ұңғыда сұйықтың ауыстырылуы сорапты агрегат көмегімен жүреді, ал кейде бұрғылау сораптарымен де іске асады. Кей жағдайларда берілген кенорында игеру кезіндегі қауіпсіздік жєне сенімділік біршама бар болса, онда қосымша поршенді әдісте қолданылады.

Меңгерудің компрессорлы әдісі фонтанды ұңғыны меңгеруде, жартылай фонтанды жєне біршама механизацияланған ұңғыларда қолдануда кең өріс алды. Ұңғыға СКҚ тізбегі түсіріліп ал сағасында фонтанды арматура қондырылады. Құбыраралық кеңістікке қозғалмалы компрессордан айдау құбыры қосылады.

Газды айдағанда құбыраралық кеңістіктегі сұйық СКҚ башмагына дейін ығыстырылады немесе СКҚ-ның түсірілу тесігіне дейін ол сәйкес терењдікте алдын ала жасалады. Газ СКҚ-ға келіп, ондағы сұйықты газдайды. Нәтижесінде түп қысым біршама төмендейді. Газдың шығымын бақылап, мөлшерлей отырып (ауа): құбырдағы газды –сұйық қоспаныњ тығыздығын, сонымен бірге түп қысымын да Р₃ –да мөлшерлеуге болады. болғанда ағым басталады, осыдан ұңғы фонтанды немесе газлифті режимге өтеді. Тәжірибе және тұрақты ағым алғаннанкейін ұңғы ағымы стационарлы режим жұмысына ауыстырылып, жұмысын жалғастыра береді.

Меңгеру герматизацияланған ұңғыларда процесстің параметрлерін үздіксіз бақылаумен жүреді. Сондыќтан әдіс біршама қауіпсіз және қабатқа депрессияны әсер еткізуде біршама тиімділіктерге жетеді. Бірақ компрессорлы мењгеру әдісі бұзылғыш, тұрақсыз компрессорларда қолдану жұмысы шектеулі кей аудандарда ұңғы тереңдігі 4500-5500 метрде меңгеру қасиеттілігі туады, ал терењдіктіњ өсуі ол да компрессорлы меңгеру әдісін қолдануда оның жұмысын шектейді.

Қабат энергиясын сұйық шығаруда жєне әртүрлі жууларда барынша пайдалану үшін НКТ башмагы перфорацияныњ жоғарғы тесігіне дейін түсіріледі. Сұйық бағанасын СКҚ башмагына дейін ыѓыстыру үшін, єсіресе өте үлкен терењдіктерде бірнеше мегапаскальға дейін кµтеретін қуатты компрессорлар керек. Бұл мењгеруді ќиындатады, сондыќтан құбыр тізбегінде алдын ала анықталған терењдіктерде түсірілетін тесіктер деп аталатындар жасалады. Құбыр аралық өтіп жатқан сұйыќ бағанасы осы тесікке келгенде, айдау газы НКТ арќылы сұйыққа қосылып тесіктен жоғары сұйық бағанасын газдайды. Егер СКҚ-дағы сұйық баѓанасыныњ тесіктен кейінгі газдалѓан ќысымы Р₁ болса, онда түп қысым Р_с мынаған тең

(2)

Мұндағы түп тереңдігі (жоѓарѓы перфорацияѓа дейін); түсіру тесігі тереңдігі; ұңғы сұйығының тығыздыѓы; ұңғы қисығының орташа бұрышы.

Айдалѓан газѓа дейінгі т‰п ќысым

(3)

(2) (3) тен есептеп қабат депрессиясын аныќтаймыз.

(4)

Бірақ L дің көбеюімен Р₁ де кµбейеді, ол негізінен айтќанда газ шығымына тєуелді, бірақ (4) формулада анықталған гидростатикалық қысымнан 7-10% тыќ артық түсірілмейді. Сондықтан терењ ұңғыларда меңгеру үшін жоғары қысымды беретін компрессорлар ќолданылуы керек.

Ұңғыны газды сұйық айдау арқылы мењгњру. Ұңғыға газды сұйық айдау арқылы мењгеруде таза газдың орнына құбыраралық кеңістікке газ қоспасын айдайды. Бұндай газды сұйық қоспаныњ тығыздыѓы айдалатын газ жєне сұйық шыѓыныныњ қатынасына байланысты. Бұл процесс параметрлерін қадағалап отыруѓа мүмкіндік береді. Газды сұйық ќоспаныњ тығыздығы таза газ тыѓыздыѓынан көп болғандықтан, ол біршама терењ ұңғыларды қысымы аз компрессорлар көмкгімен менгеруге кµмегін тигізеді. Бұл процесс ќиын.

Газды сұйық қоспа айдағанда ауа көпіршіктеріне Архимед күші әсерінен олар ағымда бетке шығады. Бетке шығу жылдамдығы газды көпіршіктердің µлшеміне байланысты, сұйық тұтқырлығына жєне оның тығыздығына байланысты: көпіршік қаншалықты кіші, оныњ бетке шығу жылдамдыѓы соншалықты аз. Одан басқа газ НКТ башмагына жетпей, түп ќысымы азайады. Біршама қажетті жылдамдық болу үшін үлкен шыѓымдар болуы қажет. Процесстің қажетті жылдамдығын 0,8-1 м/с болса процесс қуанарлықтай нәтижеге жетеді.

Түптен ауыр тұнбаларды ашып шығу үшін әдетте керу, жуу қолданылады. Сондықтан ГСҚ айдау, ол жуудан кейін іске асады, олда керу, жуу жүйесіндей жолмен жүргізіледі.

ГСҚ айдау кезіндегі балансты қысымды сақйналы кењістіктегі сораптыњ қысымы максималды болған кездегі мєнді жазып аламыз. СКҚ башмагқа дейін сұйыққа толтырылып; ол құбыр сырты кеңістік ГСҚ толтырылсын; сонымен бірге екі жүйенің қозғалу жылдамдығы ГСҚ айдау жылдамдығына тең болған жағдайды қарастырып көреміз.

а_т-сұйықтыњ СКҚ- да үйкелу жерінен қозғалыс жылдамдыѓғын жоғалту; а_к-сұйықтың сақиналы кеңістікте үйкелу әсерінен қозғалыс жылдамдығын жоғалту;

Кері жуудаѓы СКҚ башмак қысымы сақиналы кеңістік жағынан мынаған тең:

(5)

башмак қысымы НКТ жағынан теқ:

(6)

Мұндаѓы -саќиналы кењістікте ГСҚ тығыздығының орта айдау мәні; -қйсаю бұрышы; -сақиналы кеңістіктің сағасындағы айдау қысымы; -жылдамдатылған еркін құлау.

Осыдан Р_т=Р_см; сондыќтан (5) жєне (6) ны тењестіре отырып L-ді шешкенде мынаны аламыз;

; (7)

(7)формула СКҚ башмагының берілген мәндерде шектеулі терењдігін аныќтайды.

(7) формуладан саѓалыќ ќысымды аламыз, ол ГСЌ-ныњ айдау ‰шін берілген L терењдікке СКҚ-і т‰сіруге ќажет:

(8)

Р_у; L; -мәндері әдетте белгілі болады. жєне олар -әдеттегідей құбыр гидравликасы формуласымен анықталады; ал жєне -ЭВМ қодану арқылы қиын теңдеулермен аныќталады.

Сұйықтың орналасу мµлшеріне байланысты, ГСҚ айдау қысымы үлкейе береді, ГСҚ СКҚ башмагына жақындағанда қысым максимумға жетеді. ГСҚ СКҚ –ға түскенде айдау қысымы азайа бастайды.

Нег:[78-87]

Бақылау сұрақтары:

1. Суүсті пайдалану деп нені атайды?

2. Суасты пайдаланудың негізгі жетістіктері?

3. Суасты жабдықтың сенімділігі неде?

4. «Закум» суасты өндіру жобасын жүзеге асырудың маңызы неде?

5. Суасты жабдықтарға қызмет көрсетудуң мәселелері.

6. Мұнай ұңғыларын меңгерідің қандай әдістерін білесіз?

7. осы әдістердің бір-бірінен айырмашылығы қандай?

Дәріс№13 Теңіз кен орындарын игеру әдістері. Ұңғыларды орналастыру жүйелері. Қабаттың жұмыс режимдері.

Теңіз кен орындарды игеру құрлықтағы кен орындарын игеруге қарағанда стратегияларды қолдануды қажет етеді. Негізгі айырмашылық ұңғылар саны және модельдерде.

Құрлықта қарапайым тор модельін қолданса, теңіз жағдайындағы ұңғыларды бірнеше «қатайған» орындардан (платформалар, суасты тіректі плиталар) бұрғылауға тура келеді. Сонымен қатар, теңізде дренерлеу орнын анықтау құрлыққа қарағанда өте маңызды болып келеді. Бірақ, көптеген мұнай компаниялары ұңғыны ең көп қоршап алуды қамту үшін бағытталу бұрғылау технологиясын өндірген.

Жобаны жүзеге асыру мүмкідігін бағалау фазасында әртүрлі игеру сценариларын қарастырады. Кен орынды игерудің технологиялық сұлбалар сценарилары келесілерден тұрады:

1. Саға платформалары + өндіру платформалары + тұрғылықты платформалау

2. Итегралданған пайдалану платформалар;

3. Жүзбелі пайдалану жүйелер;

4. Суасты пайдалану жүйелер;

Сур. 29-Теңіз платформасы қимада (OLF-1990)

Осылармен қатар, тасымалдау жүйелер келесілерді қоса қарастырады:

• газоконденсатты экспорт құбырлары;

• экспорт мұнай құбырлары

• мұнайды сақтау жүйесі

Теңіз қондырғының капактілі сипатына байланысты персонал үшін жағдайлар жасау және қауіпсіздігіне үлкен стандарттармен қамтамасыз етуге қосымша шығымдарды талап етеді. (тұратын орын, қорғау шлюпкалар және т.б.)

Сурет 29- да типті теңіз платформасы кескінде көрсетілген. Ал сур. 30-да Солтүстік теңізде қолданылатын кемеде орналасқан пайдалану қондырғылар қимада көрсетілген.

Екеселенген және үшеселенген әдістерді енгізуге дейін мұнайды өндіру қабаттың және оны қанықтыратын флюидтердің энергиясынан жүзеге асырылған.

Табиғи (немесе бірінші реттік) ұңғыға сұйықтармен газ ағындарының келу режимдары келесілер арқылы жүзеге асады:

• серпімділік күштер әсері (серпімді немесе серпімді – суарынды фильтрация режимі);

• мұнайда газдың еруімен бөлінуінен (еріген газ режимі);

• қабаттың газға қаныққан бөлігінде газдың кеңейюі (газ төбесінің режимі);

• ауырлық күш әсері (гравитациялық режим);

• коллектор- жынысына үлкен тиімді кернеулер әсерінен жыныс скелетінің беріктігін аз жоғалтуында коллекторлардың тығыздалуы.

Серпімді режим кен орынды бастапқы стадияларында пайдалану кезінде болады. Серпімді режимде қабаттың ұңғыға мұнай мен газдың фильтрацияланып қозғалуы мұнай мен газдың сығылуынан болады. Жыныстың серпімді деформациясы мен қабат қысымының төмендеу кезінде сұйықтардың көлемінің ұлғаюына әкеледі. Қабаттың таза серпімді режимі кезінде қабаттың мұнайбергіштігі 1-2% аспайды.

Мұнай қабаттың айналасында суға қаныққан зонаның созылуы көп болуы серпімді режимнің серпімді-суарынды режимге ауысып, осы кезде нұсқа сыртындағы судың серпімді қасиеттері пайдаланады (яғни мұналылық нұсқасының сыртында орналасқан су). Осы режим қатаң-суарынды режимге ауысуы мүмкін, яғни бұл кезде ұңғылардан алынатын өнімнің көлемі (мұнай, газ, су) қабаттың аймағындағы нұсқа сыртындағы сумен компенсацияланады. Осы кезде кеніште қабат қысымы бір деңгейде ұсталынып, мұнай өндірудің тиімділігін қамтамасыз етеді. Серпімді және қатаң-суарынды фильтрация режиміндегі алғашқысында қабатта болатын 35 тен 75% дейін мұнайды алуға мүмкішілік береді.

Қабат қысымы қанығу қысымынан төмендей бастағанда мұнайдан, газ бөліну үрдісі басталады. Қысым одан әрі төмендегенде газ көпіршіктері кеңейіп, мұнайды кезекті кеңістіктен ығыстыра бастайды. Бұл үрдістік еріген газ режимі деп атайд, өйткені мұнайды ұңғыларға көбінесе ығыстыратын алғақысында мұнайды еріген газ. Еріген газ режимі вертикал бағытта өткізгіштігі төмен болатын қабаттарда ұзақ тиімді болады. Кей жағдайларда қосымша бірнеше газдың бөлінуі екінші газ телпегін болдыруға әкеледі.

Сур. 30- Солтүстік теңізде өндіру үшін қазіргі кемелі пайдалану қондырғысы («Норте» кемесі, Статойл).

Еріген газ режимі қабаттардан 5 тен 25% ға дейін мұнайды өндіруге мүмкіндік береді.

Кеніште газ телпегінің болуында (яғни,қабаттың мұнайға қаныққан бөлігінде газдың жиналуы) мұнайды өндіру газ телпегінің режимі немесе газарынды режим арқасында жүзеге асады. Газдың үлкен сығымдылығы және қабаттың газға қаныққан көлемінің үлкендігі ұзақ тиімді өндіруді қамтиды: қабатты болатын мұнайдың 40% өндіріледі.

Үлкен қуатты және күрт құлайтын мұнай қабаттарында мұнайдың көп бөлігі гравитациялық күштер әсерінен өндіріледі. Кей жағдайларда фильтрацияның гравитациялық режимі үлкен тхнологиялық көрсеткіштерді алуға мүмкіндік береді.

Сурет 31- Әртүрлі режим фильтрацияларында қабат қысымы (Р) және газ факторының (ГФ) динамикасы.

Табиғи көмірсутекті кен орындарды игеру көбінесе фильтрацияның бірнеше режимдерін бірмезгілде болуы арқылы болады. Өндіру үрдісін және игеру көрсеткіштерін дұрыс бағалау үшін бір немесе бірнеше негізгі фильтрация режимдерін бөлу қажет.

Сурет 31-де фильтрацияның әртүрлі режимі болғанда қабат қысымы Р және газ факторы (ГФ) қалай өзгеретіні көрсетілген.

Игерудің жоғары көрсеткіштерін (үлкен экономикалық тиімділік, үлкен мұнай бергіштік және т.б) алу мақсатында екі реттік және үш реттік мұнай өндіру әдістері қолданылады. Кей жағдайда бұл әдістерді мұнай бергіштікті арттыру әдістері (МАӘ) деп атайды. Бұл әдісте қабатқа жұмыс агенттерін айдайды. Жұмыс агенттер ретінде жоғарғы әрекетті қоспалары бар су, мысалы, суды қоюландырғыш (поимерлер), жоғарғы әрекетті қоспалар (ЖӘҚ), ауа, көмірсутек еріткіштері, қабат газы және үшреттік әдістер арасындағы айырмашылық, ол оларды қолдану уақытында. Екіреттік әдістерді игерудің басынан бастап, аз уақыт аралығы өткенге дейін, ал үшреттік әдістерді көбінесе мұнай қорының көп бөлігі өндірілгеннен кейін қолданылады.

Екіреттік және үшреттік өндіру әдістері келесі мақсаттарға жетуді көздейд:

• Қабат қысымын ұстау. Қабатқа қажетті мөлшерде газ немесе суды айдағанда қабат қысымы бір деңгейде ұсталанып, игерудің жоғарғы көрсеткіштерін алады (мысалы, газбен мұнайдың қаныққан қысымынан бірнеше есе үлкен деңгейде ұстау)

• Мұнайды ығыстырудың жоғарғы дәрежесін алу.

Қабатқа айдалатын кейбір агенттер (еріткіштер, ЖӘҚ және т.б) қалдық мұнайға қанығушылықты азайтып, мұнайды ығыстырудың жоғарғы дәрежесін көтеруге мүмкіндік береді.

• Мұнайды ығыстыру үрдісі арқылы қабатты қоршау дәрежесін ұлғайту. Келесі технологиялар ығыстыру үрдістері арқылы қабатты қоршау дәрежесін ұлғайтады: полимерлі ерітінділерді айдау, қабатқа жылуды беру (ыстық су немесе бу айдау) немесе қабат ішінде жылуды генерациялау (қабат ішін қыздыру).

Негізінен мұнай бергіштікті арттыру әдістерін қолданудың мақсаты жалпы өндірілетін қордың көлемін арттыру болып табылады.

Мұнай бергіштікті арттыру әдістері мұнай алудың келесі технологияларынан тұрады.

• алмакезек немесе кезекпен су немесе газды айдау

• физико-химиялық әдістер (полимерлер, жоғарғы әрекетті қоспалар, гелдер, көбіктер айдау);

• көмірсутекті газдан айрықша газдарды айдау (мысалы, көмірқышқыл газ, азот,түтін газды т.б);

• мұнай бергіштікті арттырудың микробиологиялық әдістері;

• термиялық әдістер

Соңғы жылдары осы мұнайбергіштікті арттыру әдісімен қатар мұнайбергіштікті жетілдіру әдістері қолданылуда.

Бұл әдіс келесі технологиялардан тұрады, бірақ оны шектемейді.

• су немесе газ айдау

• кенішті қосымша бұрғылау

• жұқа қабатшалардан мұнайды өндіру үшін көлбеу ұңғымаларды бұрғылау;

• қабаттың алыстаған бөліктерінен

Мұнайды өндіру үшін созылыңғы ұңғыларды бұрғылау (бұл технологияны көбінесе шельфті кен орындарын игеруде қолданылады немесе жаңа бұрғылау алаңын құрастыру көп уақыт және қаражат шығындарына әкелетін жағдайларда);

• мұнай, газ және суды жинау, дайындау жүйелерін жетілдіру;

• өндіру ұңғымаларында саға қысымын төмендету;

• ұңғыны біргірудің ең жақсы стратегиясын қолдану.

Мұнай бергіштікті арттыру әдістердің объектілері болып, бірреттік және екіреттік өндіру әдістерін қолданғаннан кейін қабатта қалған мұнай қоры есептеледі. Мұндай мұнайларды қиындықпен алынатын қор деп атайды (ауыр және тұтқырлығы мұнай, өткізгіштігі төмен қабаттар,геологиялық құрылымдары күрделі болатын кеніштер және т.б).

Мұнай кен орындарын игерудің ең тиімді варианты,ол-аз уақыт ішінде аз ұңғылар санымен қабаттан мұнайды ең үлкен көлемде алуды қамтамасыз ететін вариант.

Жақсы игерудің көрсеткіштерін қамтамасыз ету үшін кеніш ауданында ұңғыларды тиімді орналастыру негізгі мәселе болып табылады.

Осы мәселені шешу, қиындатылады, өйткені ұңғылардың тиімді санын, олардың өзара орналасуын және біргіру сипаттамалары әртүрлі болып, келесілерден тәуелді болады:

• кеніш түрінен (мүнай, газ, газ төлкесі бар мұнай)

• қабаттағы мұнай және газдың қорынан;

• қабат қасиетінен және оны қанықтыратын сұйықтар мен газ қасиетінен;

• кеніштің орналасуынан (құрлық, шельф, терең сулы шельф);

• политикалық және экономикалық ситуациялардан.

Осы мәселені шешу жалпы ұңғылар санынан ғана емес, (сонымен қатар олардың түрлерінен өндіру, айдау, бақылау және т.б), олардың ауданда өзара орналасуынан, қолданылатын мұнай өндіру әдісінен тәуелді.

Төменде мамандармен жиналған тәжірибелерінен бірнеше стандартты ережелері және ұсыныстары келтірілген.

Газды кеніш

Белгіленген (яғни, басқа коллектор-жыныстардан оқшауланған) газ кенішінде ұңғыларды әртүрлі орналастыру жүйесін қолданып, ауданда біркелкі орналастыру керек. Перфорациялау интервалы осы кезде игеру көрсеткіштеріне әскезде игеру көрсеткіштеріне әсер етпейді (сурет 33,а). Егер газ кеніші табан сулардын үстіне келетін болса, онда перфорациялау интервалын бастапқы су мұнай шекакрасынан алыс орналастыру керек, яғни қиманың жоғарғы жағына (сур.33,б).

Сурет 33-Газ кенішін игеру кезінде ауданда ұңғыларды орналастыру; А-белгіленген газ кеніші. Игеру әдісі- газ төлкесінің режимі, б- табан су үстіне келетін газ кеніші, игеру әдісі- газ төлкесінің және суарынды режимді біріктіру.

 

Мұнай кеніші

Табан суы бар мұнай кенішінде ұңғыларды орналастыру үшін кеніштің және су мұнайлы шекараның формасын, пішінін ескеру керек. Бұндай ұңғылардың орналасуын батериялы деп атайды. Батерия саны және оның ішіндегі ұңғының саны кен орынның қор мөлшеріне байланысты болады. Осы кезде кеніштің ортанғы бөлігінде кесетін өндіру (немесе айдау) қатарды орналастыру керек. (сурет 3,4, а).

Сурет 34- Мұнай кенішін игеру кезінде ұңғыларды аудан бойынша орналастыру а- табан судың үстіндегі мұнай кеніші.Игеру әдісі- табиғи суарынды режим; б-мөршерленген мұнай кеніші. Игеру әдісі-еріген газ режимі жіне гравитациясы режимді біріктіру.

Қабаттың құлау бұрышы жоғары болатын “мөлшерленген” мұнай кенішінде өндіру ұңғыларды төмен перфорациялы интервалмен біртекті үш немесе төрт нүктелі тор бойынша орналастырады. (сурет 34,б).

Ұңғыларды осылай орналастыру келесі себептер бойынша дұрыс пайдалану мүмкіндігін береді:

1. Қанығу қысымынан қабат қысымының төмендеуінде алғашқысында мұнайда еріген газ, одан түп аймағында және кеніштің жоғары орналасқан бөліктерінде бөлініп, еріген газ режмиінде өндірудің жақсы шарттарын құрайды.

2. Осындай ұңғылардың орналасуында гравитациялық күштер тұтқырлы күштерге көмектесіп, ұңғыға мұнай ағынын арттырады, ал газ сол тұтқырлы күштердің пайда болуынан жоғары жылжиды. Кей жағдайларда өндірудің осындай үрдісі екіншіретті газ төлкесінің пайда болуына әкеледі.

Газ төлкесі бар мұнай кеніші

Газ төлкесі бар оқшауланған мұнай кенішінде ұңғыларды орналастыру үшін бастапқы газ мұнайлы шекараның орналасуын ескеру қажет.(сурет 35,а). Табан сулардың үстінде орналасатын мұнай кенішінде оның ұзын осі бойымен өндіру ұңғылардың ортанғы қатарын бұрғылау керек. Перфорация интервалы өнімді қалыңдықтың төменгі жағында болу керек.

Осылай сияқты газ төлкесі немесе табан суы бар мұнай кеніштерінде ұңғыларды орналастыруға болады, бірақ тек бір айырмашылығымен: перфорация интервалы құрылымның төменгі жағында және ГМШ-ға қарағанда СМШ-ға жақын болу керек (сурет.35,б)

Сурет 35-Газ төлкесі бар мұнай кенішін игеруде алаң бойынша ұңғыларды орналастыру:а- газ төлкесі бар “мөлшерленген” мұнай кеніші; Игеру әдісі- газ төлкесінің режимі. Перфорация интервалы-кескіннің төменгі бөлігінде; б- газ төлкесі және табан суы бар мұнай кеніші. Игеру әдісі- газ төлкесі режимін және табиғи суарынды режимін біріктіру. Перфорация интервалы- кезкіннің төменгі бөлігінде СМК-ға жақын.

Өндірудің екіреттік және үшреттік әдістерінде ұңғылардың орналасуы

Табиғи режимде мұнай өндіру әдістерінің негізгі кемшілігі, ол- еріген газ режимінің дамуына әкелетін, өндіру ұңғылардың дебиттерінің төмендеуіне, мұнай бергіштің төмендеуіне әкелетін қабат қысымының құлауы. Табиғи режимдердің ең тиімдісі болып келетін суарынды режим алынған мұнайдың 100% компенсациясын қамтамасыз етпейді. Сондықтан осы кезде қабат қысымын қажетті деңгейінде ұстау үшін су айдау әдісін қолданады.

Шельфті кен орындарды игеруде қабат қысымын ұстау мақсатында теңіз суын өңдеп айдау жиі қолданылатын өндіру әдістерінің ең тиімдісі болып саналады. Осымен қатар, еріткіштерді айдау, әртүрлі агенттерді қосу арқылы газ немесе суды айдау. Екіеселенген әдістер арқылы теңіз мұнай кен орындарын игеру жақсы технология болып келеді.

Екіреттік өндіру әдісі арқылы қоры аз кен орындарды игеру кезінде кеніш немесе су мұнайлы шекара пішінін қайталайтын ұңғыларды орналастыру жүйесімен нұсқа сыртынан немесе нұсқа бойымен су айдау әдісін қолданады. (сурет 36,а).

Мұнай қоры орташа болатын кеніштерде ұңғыларды орналастыру үнемі және үнемі емес аудан жүйелерін, мысалы, бес-немесе жеті нүктелі жүйе, игерудің жақсы көрсеткіштерін алуға мүмкіндік берееді.ірі және гигантты кен орындарын игеруде кеніштер айдау ұғңыларының қатарларымен бірнеше бөліктерге “бөлініп”, ең ыңғайлы келетін ұңғыларды орналастыру торымен игеріледі.

Күрт құлайтын мұнай немесе газ кеніштерін су айдау арқылы игеруде айдау ұңғыларын құрылымның төменгі жағында орналастырып, өнімді алу оның жоғарғы жағында жүргізіледі (сурет 36,б). Қабат қысымын ұстау үшін агент ретінде газ айдалатын болса, айдау ұңғыларын құрылымның жоғарғы жағында, ал өндіру ұңғыларды-перфорация интервалын өнімді қалыңдықтың төменгі жағында қылып, жалпы құрылымның төменгі жағында орналастырады. (сурет 36,в).

Сурет 36- Өндірудің екіреттік әдістерін қолданумен мұнай кенішін игеру кезінде аудан бофынша ұңғыларды орналастыру: а- мұнай немесе газ кенішін су айдау режимінде игеру; б- күрт құлайтын мұнай кенішін су айдау режимінде игеру; в- күрт құлайтын мұнай кенішін газ айдау арқылы игеру.

Ұңғыларды осылай орналастыру тәртібі қабатқа көмірсутекті ерітінділерді айдаумен игерілетін кен орындарда қолданылады.

Сонымен қатар, ұңғыларды осылай орналастыру кеніштен мұнайды ығыстырудың жақсы жағдайын және өндіру ұңғыларына суды (газ, көмірсутекті еріткіштер) өтуін тез болдыртпайды және мұнай өндірудің кезеңін арттырады. Құрылымның төменгі жағына мұнай тығыздығынан жоғары агентті (мысалы, су) айдау қабаттың төменгі жағынан оның тез өтуінен сақтап, барлық өнімді қалыңдығынан біртекті ығыстыруға жағдай жасайды. Құрылымның жоғарғы жағына газ немесе көмірсутекті ерітінділерді айдау қабаттың жоғарғы жотасы бойымен қозғалуынан сақтап, мұнайды біртекті ығыстырудан қамтамасыз етеді. Фильтрация теориясынан қабатта осындай фильтрациялық ағындарды құру мұнай ығыстырудың толық дәрежесін, игеру үрдісінің тиімділігін арттырып, өндіру ұңғыларына ығыстырушы агенттің тез өтуін болдырмайды.

Игерудің негізгі және маңызды сипаттамалары болып ығыстыру үрдісімен қабатты қоршау коэффициенті болып табылады. Ол қысқаша қоршау коэффициенті болып табылады. Ол қысқаша қоршау коэффициенті деп атайды, және белсенді игеруге үлестірілген кеніш көлемін анықтайды.

Қоршау коэффициенті тұрақты мөлшер еместігі атап кету керек, өйткені ол уақыт өзеруі бойынша өзгеріп, ұңғыларды орналастыру жүйесінен тәуелді. Оның мәні пайдаланудың алғашқысында ұңғылардың орналасу жүйесінің сапасын көрсетеді.

Мұнайды алу үрдістерін модельдеу нәтижесі бойынша қоршау коэффициенті ұңғылар арасындағы арақашықтықтан L тәуелді:

, (1)

Мұнда фрактальды өлшемділік;

сызықты, екі және үщтекті сұйық ағысы;

ұңғылардың орналасуынан, қабат қысымынан және оны қанықтыратын флюндерден тәуелді константа (тұрақты сан). Санды эксперименттер фракталды өлшемділіктің келесі мәндерін көрсетеді:

сызықты суландыру: : ;

аумақтысуландыру: ;

беснүктелік су айдау: .

Осы нәтижені ескеріп, сызықты және аумақтап суландыру үшін (1) теңдеуді келесідей қарастыруға болады:

; (2)

Түзу сызықты біртекті мұнайды сумен ығыстыру кезінде (мысалы, кернде ығыстыру үрдісін зерттеу кезінде) (2) теңдеу қоршау коэффициенті ұңғылар арасындағы арақашықтықты өсірумен (кернде сумен мұнайды ығыстыру кезінде үлгі ұзындығы) қатар ол да өседі. (3)-ші теңдеуден аумақты суландыру жағдайында қоршау коэффициентінің мәні ұңғылар арасындағы арақашықтықты өсірген кезде, азаяды.

. (3)

Мұнайбергіштік коэффициент қоршау коэффициенті және ығыстыру коэффициентінің көбейтіндісі деп ескерсек, онда:

(4)

Мұнайбергіштік коэффициент ұңғылар арасындағы арақашықтықты үлкейткен сакйын азаятынын көреміз. Басқа жағынан, L-дің үлкен мәндері ұңғының үлкен қорын байқатады (яғни, параметірінің үлкен мәндері). Осы анализден көретініміз- ұңғылар арасындағы үлкен арақашықтықта (ұңғылпрдың бөлінген торы) қабаттан мұнайды алу көлемі салыстырмалы түрде өте үлкен емес, бірақ жеке ұңғылардан өнім өндіруді жоғары болады.

Басқа жағдайларда ұңғылардың тығыз торында мұнайбергіштік өте жоғары болып, бірақ жеке ұңғылар өнімі, бірінші жағдайынан төмен блуы мүмкін. Осыдан, таңдалған ұңғыларды орналастыру жүйесінде кен орынды игерудің жақсы көрсеткіштерін қамтамасыз ететін ұңғылар арасында арақашықты тиімді мәні болады екен байқаймыз (немесе, сол ұңғылар торының тығыздық параметрі).

Осы мәнді дәл анықтау өте күрделі және ол санды моделдеу немесе оптимизация заты болып табылады. Бірақ, ұңғыларды орналастыру жүйесінің тиімділігін жуықтап бағалау үшін келесі қарапайым методика қолданылады. Игерудің статикалық анализі бойынша мұнайбергіштің ұңғылар арасындағы арақашықтықтан L тәуелділігі келесі түрде жазылады:

, (5)

Мұнда в- қабаттың, сұйықтың қасиетінен және ұңғыларды орналастырудың таңдалған жүйесінен тәуелді коэффициент.

Меншікті алынатын қорды ұңғылар арасындағы арақашықтықтың L және мұнайбергіштік функциясы ретінде өрнектейік:

, (6)

а параметрі, келесідей бағаланады:

(7)

өрнектің оң жағында қабаттың тиімді мұнайға қаныққан қуаттың орташа мәні, оның кеуектілігі және бағалау жүргізілетін қабат бөлігінде бастапқы мұнайға қаныққан мәні көрсетілген.

Мұнайбергіштік коэффициенті және ұңғыға келетін мұнайдың алынатын меншікті қоры (5) және (6) мәндеріне сәйкесі L-дің бір мәнінде анықтау арқылы, -ның -дан тәуелді графигін тұрғызуға болады, және ондағы осы екі праметрлердің үлкен мәндері игерудің жақсы көрсеткіштеріне сәйкес келеді.

Осы екі параметр оптимизациялау критериилары ретінде қолданылатын, ескеру қажет: толық табысты көрсетеді, ал көбейтілген мұнай бағасына және бөлінген күрделі қаржы мен пайдалану шығындарына – пайда мен инвестициялар қатынасын көрсетеді.

Қорытынды ретінде норвегиялық континенталды шельфті кен орындары үшін ұңғылар арасындағы арақашықтықтар және алынатын меншікті қорлардың орташа мәндерін жуықтап бағалайық.

Норвегиялық мұнай директорының мәндері боынша 2000 жылда барлық алынатын мұнай қорының 44% өндіріледі.

Ұңғылар арасындағы арақашықтықтың жуықтап 600м және кендерден мұнайды сумен ығыстыру коэффициенті 0,65 деп қабылдап (5) өрнектен және в праметрлерінің келесі мәндерін алу қиын емес:

. (8)

Ұңғыдан алынатын меншікті қорын бағалау келесіден алынады

(9) 

Нег.: 5[146-161]

Бақылау сұрақтары:

1.Екіреттік және үшреттік әдістерді енгізуге дейін мұнай өндіру ненің есебінен болады?

2.Қабат режимдерінің қандай түрлерін білесіз?

3. Қабаттың серпімді режимінен серпімді- суарынды режимге ауысу неден болады?

4. Қабат қысымы қанығу қысымынан төмен болғанда не болады?

5. МАЭ- неге негізделеді?

6. Қоршау коэффициенті деген не?

Дәріс №14. Ұңғыларды пайдалану тәсілдері.

Егер сұйықтыцң немесе қоспаның жер бетіне көтерілуі табиғи энергияның есебінен болса, онда бұл тәсіл табиғи- фонтанды деп атаймыз.

Егер ұңғы сағасындағы қысым қанығу қысымынан үлкен болса , онда көтергіште еркін газ болмайды, ал сұйық жер бетіне өзінің потенциал энергиясының арқасында көтеріледі. Пайдаланудың осы тәсілін артезианды фонтандау, не болмаса қабаттың гидростатикалық арынның есебінен сұйық көтеріледі. Қазіргі уақытта бұл тәсіл шектеулі тараған.

Егер ұңғы өнімінің жер бетіне көтерілуі табиғи және жасанды энергиялар есебінен, не болмаса тек ғана жасанды энергия себінен болса, онда осындай пайдалану тәсілін механикаландырылған деп аталады.

Сурет 37- Пайдалану тәсілдерінің және ұңғылардан өнімді көтерудің әртүрлі энергетикалық көздерінің классификациясы.

Пайдаланудың механикаландырылған тәсілі келесі варианттарда орындалады:

1. Жасанды энерг.ия өндірілетін өнімге ортадан енгізіледі, ал оның өндіру ұңғылары арасында таралуы кеніште болады. Кенішке энергияны осылай енгізу тәсілі және оны тарату қабат қысымын ұстау әдістері қолданғанда жүзеге асырылады. Егер әрбір жеке өндіру ұңығ тек ғана саорапты компрессорлы құбырлар тізбегімен жабдықталса (ұңғы өнімін көтеруге механикалық құрылғылары жоқ болса), онда аталған тәсілді жасанды- фонтанды деп атаймыз. Жасанды-фонтанды пайдалану тәсілі көбінесе Ресейде кенңінен қолданылады.

2. Әрбір өндірілетін ұңғыға жасанды энергия механикалық, электрлік немесе гидравикалық құрылғы арқылы енгізіледі. Ұңғыға табиғи энергияны енгізу әртүрлі тәсілдермен жүргізіледі: арнайы газ (ауа) немесе арнайы терең сораптармен ұңғыға энергияны енгізудің бірінші тәсілінде қарастырамыз.

Өндіру ұңғыларды пайдалану тәсілдерінің кейбіреулері ерекше орын алады, өйткені сұйық пен газдың табиғи энергиясын пайдалану арнайы жер асты (ұңғы ішінде) жабдықты қолдану арқылы орындалады.

Оларға келесілер жатады:

а) Ұңғыларды компрессордыз газлифтен (ұңғы ішінде) пайдалану. Өнім көтерудің теориялық негіздері фонтанды- компрессорлы пайдалану сияқты. Тек ғана бір айырмашылық, ол- өнімді көтеру үшін сол ұңғының газды қабатшаларынан алынатын немесе жеке газ қолданылады. Осы жағдайда компрессорларды қолдану болмайды.

б) Ұңғыларды плунжерлі лифтен пайдалану. Өнімнің көтерілуі мұнайдан бөлінетін газдың табиғи энергиясынан арнайы плунжерлерді қолданумен болады.

Ұңғының өнімін көтеру үшін пайдаланатын энергетикалық көздердің сұлбасын жалпы сурет 37 көруге болады. Қарастырылған сұлба тек ғана классификациялы түрде қарастырылады.

Ұңғы өнімнің жер бетіне көтерілуі тек ғана қабат энергиясының есебінен болатын пайдалану тәсілді фонтанды пайдалану тәсілі атайды.

Егер қабат және түп қысымдар арасындағы қысым айырымы сұйық бағанасының қарсы қысымы және үйкеліске кететін қысым шығындарынан асатын болса ғана ұңғының фонтандауы болады,яғни фонтандау сұйықтың гидростатикалық қысым немесе кеңейген газ энергиясының әсерінен болады. Көп ұңғылар газ энергиясы және гидростатикалық арынның берігу есебінен фонтандайды.

Мұнайда болатын газдың көтергіш қабілеті бар, ол мұнайға қысым көрсету формасында білінеді. Мұнайда газ неғұрлым көп болган сайын коспаның тығыздығы аз болып, соғұрлым сұйық деңгейі жоғары көтеріледі.

Фонтанды ұңғылар жабдығы

Фонтанды пайдалануда ұңғының түбінен сағасына дейін газмұнайлы қоспаның көтерілуі ұңғыға меңгеруге дейін түсірілетін сорапты-компрессорлы құбырлар тізбегі арқылы болады. Газ энергиясын тиімді пайдалану, құмшығаруды жақсарту, газ сырғанауынан шығындардың азаюы және қабат қысымдарында фонтандаудың мүмкіндігін сақтау үшін олардың түсіру қажеттілігін тудырды.

Ұңғы сағасына әртүрлі үщжақтар, крестовиктер және жапқыш құрылғыларының қосылыстарынан тұратын фонтанды арматураны орнатады. Бұл арматура сорапты-компрессорлы құбырларды ілуге, құбырлармен шегендеу тізбек арасындағы кұбыраралық кеңістікті герметизациялау , фонтанды ұңғы жұмысын бақылау және реттеу үшін тағайындалған.

Фонтанды арматуралар (сурет 38) крестпішінді және үщжақты болып дайындалады. Ол құбыр басы және фонтанды шыршадан тұрады. Құбыр басы сорапты-компрессорлы құбырларды ілу және құбырлар арасындағы кеңістікті герметизациялау үшін арналған. Фонтанды шырша ұңғы өнімін лақтыру желілерге бағыттауға, ұңғы жұмысын бақылау және реттеу үшін арналған. Фонтанды шыршада екі немесе үщ лақтыру желілері болады. Оның бірі артығы. Үшжақты арматурада төменгі лақтыру желісі- артық. Жұмыс желіде (жоғарғы) жабу құрылғы әрдайым ашық болуы керек, ал артығы – жабық болу керек.

Сур. 38- Фонтанды арматура: а — крестпішінді; б — үщжақты

Оқпанды жабу құрылғылар ашық болу керек. Фонтанды арматура оқпанның төменгі жағында орналасқан жабу құрылғы – негізі деп аталады. Үщжақты арматурадалақтыру желілері бір жаққа бағытталған.Фонтанды арматураны таңдау кезінде, крестовиналар үщжақтыларға қарағанда құммен тез желінетінін ескеру қажет.

МЕСТ 13846-74 сәйкес фонтанды арматуралар 70, 140, 210, 350, 700 және 1000 кг күщ/см² жұмыс қысымына шығарылуы тиіс. Жабу құрылғылар арматурада екі түрлі болады: ысырма түрінде немесе кран түрінде. Арматураның түрін ұңғы сағасында мүмкін болатын ең үлкен қысым бойынша таңдайды.

Лақтыру желілерде жабу құрылғылардан кейін кейбір жағдайларда фонтанды ұңғы режимін реттеу үшін штуцерлер орнатады. Штуцерлер дөңгелек тәрізді ортасында тесігі бар құрылғы.

Арматурада фонтанғы ұңғы жұмысынбақылау үшін екі манометр қондырады: бірі- буферде, екіншісі- құбыр басы крестовигінің кірісінде (құбыр сыртындағы қысымды өлшеу үшін).

Фонтанды арматура топты қондырғылармен лақтыру желілері арқылы жалғанады. Дебитке, қысымға, құмның және парафиннің болуына байланысты фонтанды ұңғылардың жалғау сұлбаларын әртүрлі қолданады.

Сур. 39- Газлифтілі ұңғы 1 — өндірілетін газ; 2 — айдайтын газ.

Пайдаланудың газлифтілі тәсілі

Сурет 39-да газлифтілі ұңғының принципиалды сұлбасы келтірілген. Газлифтілі пайдалануда ұңғы өнімін көтеру үрдісінің маңызы, ол- көтергішке арнайы газды V_г көлемінде айдау.

Газлифтілі пайдаланудың физикалық маңызы, ол айдалатын газ арқылы болатын газсұйықты қоспаның тығыздығын, қабылддау жеріндегі қысым Р_пр көтергіштегі барлық кедергілерді жеңетіндей төмендету қажет. Бұл тәсіл техникалық және технологиялық жағынан қарапайым болғанымен,кейбір жағдайларда экономикалы тиімді емес болып табылады. Оны іске асыру үщін газдың бөлек көзін, қымбат компрессорлы станцияларды құру, газды дайындау жүйелері және оны өндіру ұңғыларына тарату қажет. Газлифтілі пайдалану пайдалы әсер коэффициентінің үлкен еместігімен, ұңғының сулануында өнім бірлігін көтеріге кететін меншікті газ шығымының өсуіменен сипатталады. өнімнің белгілі сулануында меншікті газ шығымы және пайдалы әсер коэффициентінің төмендігі пайдалануды рантабельді емес себептері болады.

Сур.40-.ОТЭС

Штангасыз пайдалану

Штангасыз пайдалануда электірлі ортадан тепкіш сораптар жатады.

Біріншіден, олар өнім көтерілу биіктігі үлкен диапазонда болатын орташа- және жоғары дебитті ұңғыларды пайдалану үщін арналған. Екіншіден, тереңсораптың жетегі ұңғыда орналасқан электр қозғалтқыш арқылы жүзеге асады. Қозғалтқыштың қоректенуі күшті электрлі кабель арқылы болады. Қондырғының сұлбасы сурет 40-та көрсетілген.

Қондырғы батырмалы қозғалтқыштан (ПЭД) 1, протектордан 2, ұңғыға сорапты-компрессорлы құбырлар тізбегінде 4 түсірелетін көпсатылы ортадан тепкіш сораптан тұрады 3 тұрады. Электрлі күшті кабель 5 құбырларға хомуттар 6 арқылы бекітіледі. Сағалы арматурада кабелдің саңылау сыздануы арнайы сальникпен 7 болады.

Жер үстіндегі жабдыққа келесілер кіреді: кабелді барабан 8, трансформатор 9 және басқару станциясы 10. Батырмалы агрегаттың параметрлерін үлкен диапазондареттеу үшінқондырғы ток жиілігін түрлендіргішпен жабдықталады. Батырмалы электрқозғалтқыш және батырмалы ортадан тепкіш сорап кәдімгілерден өзгеше болып, ұзындығы үлкен және үлкен емес диаметрімен сипатталады.

Сур. 41- Батырмалы ортадан тепкіш сораптың сипаттамалары

Батырмалы ортадан тепкіш сораптың сипаттамасы сурет 41-де көрсетілген. Батырмалы сораптың әрбір өлшемдері сораптың тиімді беруіне , ПӘК ең үлкен мәніне сәйкес келетін ұңғыдан қажетті сұйық көлемін алу үшін арналған. Бұл шарт кәсіпшіліктен көп мөлшерде әртүрлі батырмалы сораптарды шығаруды талап етеді, ал ол экономикалы рентабельді емес болып саналады.

Әртүрлі өлшемді сораптың жұмыс аумағын кеңейту мақсатында, белгілі бір диапазонда оның жұмысы беру бойынша ден дейін) және арын бойынша (Н₁ ден Н₂ дейін) келесідей анықталады ):

(1)

Келтірілген диапазон сурет 42 де штрихталған. Қанығу қысымынан төмен болған қысым кезінде мұнайдан бөлінген еркін газ ортадан тепкіш сораптың жұмысына белгілі әсерін тигізеді, ол осы батырмалы ортадан тепкіш сораптың сипаттамаларының өзгеруіне әкеледі (сурет 42).

Сипаттамалардың өзгеруі сораптың кіріс жерінде көлемді шығынды газ құрамынан тәуелді.

Сур.42- Еркін газдың батырмалы ортадан тепкіш сорап сипаттамаларына әсері

Сурет 42-де көрсетілгендей сораптың беруін, арыннан және пайдалы әсер коэффициентінен күрт төмендетеді, яғни батырмалы ортадан тепкіш сораптың жұмыс тиімділігіне теріс әсерін тигізеді.

Ортадан тепкіш сорапқа еркін газдың кері әсерінен сақтау мақсатында сораптың қабылдау жерінде арнайы құрылғы – сорапты газосеператор орнатады. Қазіргі уақытта Ресейде шығарылатын ең тиімді болатын газосеператор МН-ГСЛ.

Қарастырылған қондырғы штангілі сорапты қондырғыларға қарағанда келесі жетістіктері болады:

• Қондырғының жоғарғы ПӘК-і;

• Кондырғының автоматизациялануының жоғарғы дәрежесі;

• Ауаның төменгі температурасында жұмыстың жоғарғы беріктігі (сенімділігі);

• Дебит және көтерілу биіктігі бойынша кең қолданылуы;

• Жер үсті қондырғының ыңғайлылығы (икемділігі).

; ;

ОТЭС кеңінен қолдану және ұзақ қолдану нәтижелері көрсеткендей, бұл қондырғылармен өнімі бірнеше есе тұтқырлығы жоғары болатын ұңғыларда қолданады.

Жалпы осы қондырғылармен Ресейде мұнай өндіру жалпы өндіруден 60% құрайды. Сонымен қатар ОТЭС қондырғылары Арктикалық шельфте ең ыңғайлы және тиімді техникалық құрылғы болып табылады.

Бұрандалы сораптар қондырғылары

Шельфте ұңғыларды осы қондырғылармен пайдалану үлкен қызығушылықты тудырады.

Терең бұрандалы сорап (сурет 43) қадамы бар қарапайым спираль (бұранда) түрінде болатын ротордан (сурет 43а) және қадамы бар, ротор қадамынан екі есе үлкен болатын екіеселік спираль түрінде статордан (сурет 43б) тұрады.

Сурет 43 в-да сорптың жиналған түрінің бөлігі көрсетілген. Бұрандалы сораптың негізгі параметрлері: ротор диаметр D, статордың қадам ұзындығы және эксентриситет . Ротор және статор арасындағы қуыстар бөлінген. Ротордың айналу кезінде осы қуыстар радиус және ось бойымен “ығысады”. Қуыстардың “ығысуы” сұйықты төменнен жоғары қарай итереді, сондықтан кей жағдайда осы сорапты ығыстыратын қуысы бар сорап деп атайды.

Негізінен бұрандалы ротор үйкелуге қарсы хромдалған және басқа да жапқыштармен жабылған беріктігі өте жақсы болаттардан жасалады. Статор пластикалық материалдан дайындалып, тұлғада орналасады. Статордың материалы үшін өте қатаң талаптар қойылады. Осы сораптың жетегі тереңдік (батырмалы электрқозғалтқыш) немесе беттік болвп келеді.

Батырмалы электрқозғалтқышты қолданғанда агрегат ұңғыға сорапты-компрессорлы құбырларда түсіріліп, ал оған қорек арнайы кабел арқылы жіберіледі (ОТЭС сияқты).

Сурет 43- Терең бұрандалы сорап: а- ротор; б- статор; в- сораптың жиналған түрі; 1- сораптың тұлғасы; 2- статор және ротор арасындағы қуыс.

Жер үстіндегі жетекті қолданған кезде сорап роторына қозғалыс штанга тізбегі арқылы беріледі. Жетек қозғалтқышы ретінде электрқозғалтқышнемесе басқа қозғалтқыштар қолданады.

Жылдамдықты реттеу ретінде токты жиілікті түрлендіргіш қолданады.

Жоғарғы жылдамдықты қозғалтқыштарды көбьінесе өнімділігі жақсы және динамикалық деңгейлері өте үлкен емес ұңғыларда, ал жағдайларда жылдамдығы өзгеретін қозғалтқыштарды қолданады.

Бұрандалы сораптар қондырғылары келесі параметрлерде жұмыс істейді: беруі 20 дан 240 м³/тәу дейін, арын 2000м-ге дейін жіне келесі күрделі жағдайларда ұңғыларды пайдалануға тағайындалған:

• мұнай тұтқырлығы- 20Па*с дейін,

• механикалық қоспалардың көп болуы (1% дейін);

• еркін газдың көп болуы;

• вертикалдан ұңғының көп ауытқуы (70% дейін).

Бұрандалы сорап қондырғысы төменгі күрделі қаржыны жұмсаумен, азгабаритті, шулау деңгейі төмен және жоғарғы ПӘК-пен сипатталады. Бұл қондырғылар теңіз платформаларда мұнай өндірудің жақсы құралдары болып табылады.

Мұнай өндірудің жаңа құрылғылары

Жаңа және келешегі жоғары болып орынды қондырғы есептеледі. Арынды аппараттар әртүрлі өндіріс салаларында қолданылады, ол келесі жетістіктермен сипатталады: конструкциясының қарапайымдылығы, қозғалу бөлшектерінің жоқтығы, жоғары сенімділікте және келесі күрделі жағдайларда жұмыс істеу мүмкіндігі; механикалық қоспалардың және еркін газдың құрамда көп болуында, жоғарғы температура жағдайларында, мұнайдың жоғарғы тұтқырлығында және т.б.

Қазіргі кезде мұнай өндірудің көбісі күрделі табиғи-климаттық жағдайлармен сипатталатын көптеген елдерде жүргізіледі. Осы кезде өндіру ұңғыларын пайдалану үшін батырмалы қондырғылардың беріктігіне, жөндеу аралық кезеңді үлкейтуге үлкен талаптар қойылады. Осымен қатар, батырмалы қондырғы жоғары температуралы аумақтарда, еркін газды көп сұйықты алу, тұтқырлығы жоғары сұйықты ұңғыдан алу жағдайында жұмыс жасайды.

Жолдар, электрбергіш желілері және компрессорсыз газлифтіні қолдану мүмкіндігі жоқ алыстаған кен орындарды пайдалануда арынды қондырғыларды пайдаланады. Осы кезде жер үсті сораптардың жетегі болып пайдалану ұңғылардан келетін ілеспе газда жұмыс істейтін газды қозғалтқыштар болады.

Қазіргі уақытта Ресей және АҚШ мамандарымен келесі әртүрлі арынды сораптар компоновкалары құрылған: күш жетегі батырмалы және күш жетегі беттік, (яғни күш сорабы жер бетінде орналасқан кезінде).

Арынды сораптардың беттік қондырғысы бір ұңғы үшін (жеке жетек), және бір топ ұңғылар үшін (топты жетек) болып шығарылады. Ол күшті сораптар блогынан, жұмыс сұйық ыдысы, механикалық қоспалардан жұмыс сұйытатын тазалау үшін гидроциклонды аппараттан тұрады. өндіру сұйықтан газ арнайы ыдыстарда, немесе газсеператормен жұмыс сұйығын сақтау функцияларын біріктіретін ыдыстарда айырылады.

Батырмалы қондырғы стационарлы немесе салынбалы арынды сорап, пакерлі бірқатарлы құбыр тізбегі немесе екіқатар лифтан тұрады. Ұңғы сағасы ұңғыда жұмыс сұйығының циркуляция сұлбасын өзгертуге (слынбалы сорапты түсіру немесе көтеру кезінде) мүмкіндік беретін 4-жүрісті кранмен жабдықталады.

Арынды сораптың сұлбасы және жұмыс істеу принципі

Арынды сорап былайша айтқанда кәдімгі сорап сияқты шығару жерінде артық арынды құрмайды. Арынды сорапта гидравликалық энергияны екі есе түрлендіру болады. Жұмыс сұйықтау потенциалды энергиясы алғашқысында кинетикалық энергияға сұйыққа инжектрленген арынды орналастырудың арқасында ауысады. Араласқан сұйық (жұмыс және инжектерленген) араласу камерасынан өтіп, диффузорға түседі. Онда араласқан арынның түрленген кинетикалық энергиясы потнциалды энергияға ауысады.

Арынды сораптың принципиалды сұлбасы сурет 44-те келтірілген. Сорап келесі негізгі элементтерден тұрады: жұмыс агентін жеткізу каналы 1, белсенді сопло 2, инжектрлі сорапты жеткізу каналы 3, (осы каналды көбінесе қабылдау камерасы деп атайды), араластыру камерасы 4 және диффузор 5.

Арынды сорап келесідей жұмыс жасайды: өте жоғары потенциалды энергиямен жұмыс агент соплоға келеді, мұнда потенциалды энергия кинетикалыққа ауысады.

Сур.44-Арынды сорап.

Соплодан жұмыс агенті шығын қабылдау камерасында қысымды төмендетеді, осыдан инжектерлі сұйықтың бөлігі (ұңғы өнімі) жұмыс агентінің иарынымен араласып, орналасу камерасына түседі.

Араласу камерада жұмыс агенті және инжектрлі сұйық араласып, олардың жылдамдықтары мен қысымдары теңесіп, араласқан арын диффузорға түседі. Диффузорда араласқан арынның кинетикалық энергиясы жай төмендеп, потенциалды энергияның өсуі болады.

Диффузордың шығу жерінде араласқан арынның потенцалды энергиясы сұйықтың көтеруге қажетті болады. Осы сораптың жұмыс істеу принципі түсінікті болғанмен, оның негізгі элеменнерін есептеу өте күрделі, өйткені ол ұңғы өнімімен (инжектрлі арын) байланысты. Қазіргі жағдайда жобалаудың осы қиындықтарының алдын алып, осы сорап түрлері кеңінен пайдалануда.

Танемді қондырғы келесідей жұмыс істейді: ортадан тепкіш сораппен алынатын ұңғы өнімі арынды сораптың соплосында беріледі, онда сұйық жылдамдығы өсіп, соплодан келетін арын қабылдау камерасына келіп, онда қысымды төмендетеді. Осы кезде қабылдау камераның кері қақпағы ашылып, қосымша ұңғы өнімі қабылдау камерасына келіп түседі.

Сур.45-Танемді қондырғы

Қарастырылған танемді қондырғылар батырмалы қондырғыларды қолдану аймағын кеңейтеді, ал қосымша арнайы қондырғылар (мысалы, газосеператорлар) энергияны сақтаушы болып келеді.

Пайдаланудың осы әдісі шельфті кен орындарды игеруде негізгі болып келетіні мәлім.

Нег. 1.[93-151], 5.[185-208]

Бақылау сұрақтары:

1. Шельфте қандай пайдалану тәсілдері бар?

2. Өнім өндірудің механикаландырылған тәсілі қандай варианттарда болады?

3. Арынды сорап қалай жұмыс істейді?

4. Фонтанды өндіру тәсілінде жұмыс неге негізделеді?

5. Танемді қондырғының жұмыс принципі.

6. Қандай жағдайларда бұрандалы сораптарды қолданады?

7. Батырмалы ортадан тепкіш сораптың қандай ерекшеліктері бар?

Дәріс № 15. Теңіз құбырларын құру.

Көптеген теңіздерде мұнай мен газ өндірудің дамуы су астында әртурлі теңіз құбырларды құру қажеттілігіне әкелді.

Каспийде алғашқы құбырларды 40-жылдардың аяғында және 50-жылдарда құра бастады. Каспийдің мұнайкәсіптік акваториясынан жағалаудың көп алыстамауы, теңіздің аз тереңдігі және кіші диаметрлі құбырлардың қажеттілігі құбырларды құру техникасымен технологиясын анықтады.

Ең алғашқы диаметрі 63-114 мм құбырларды теңіз түбі бойынша бұрғылау шоғыры арқылы тасу әдісімен қондырды. Кейін құбырларды орнату әдістері жүзбелі құрылғылар арқылы орындалды. Осы атаған әдістердің соңғысы ішкі кәсіптік қондырғыларды орнату үшін қазіргі кезде колдануда.

Су астында магистралды құбырларды құру ең алғашқы рет 60-шы жылдары Южное газ кен орнының ашылуымен байланысты болды. Осы кен орнына газды жағаға тасымалдау үшін ашық теңіз жағдайында магистралды газ құбырын құру қажеттілігі болды. Газ өндіру аумағының жағадан алыс орналасуы құбырларды құрудың жаңа технология бойынша ұзын километрлі құбырларды жалғау, оларды коррозиядан оқшаулау, транспортты понтондармен қамту сияқты жұмыстар жағадағы монтажды-пісіру алаңында орындалады. ЖАқсы ауа-райы кезінде километрлік құбырларды монтажды алаңнан теңізге лақтырып, жүзуі арқылы құру алаңына тасымалдап, онда понтондармен бірге трасса бойымен батырады.( еркін батыру әдісі). Құбырлардың жеке өрімдерін 40-тонналы кранды кемемен жалғайды.

Өрімдерді жүзбелі түрде тасымалдау үшін « Гипроморнефтегаз» институты құбырдан понтондарды автоматты түрде ажырату үшін құлыпты құрылысы бар арнайы понтондар өндірді.

Қазіргі кезде аталған технологиялар бойынша теңіз тереңдігі 30м-ге дейін диаметрі 500 мм-ге дейін су асты құбырлар еркін батыру әдісі бойынша оларды 50-60 км-ге дейінгі арақашықтықта теңіздің екі балға дейін толқуында қондыруға болады.

Құбыр жүйелерінің классификациясы

Әртүрлі теңіз құрылымдарды құбырлы жүйелері бойынша осы құрылымдарды және әртүрлі қондырғыларды дұрыс пайдалану үшін қажетті оншақты жұмыс орталарын тасымалдайды.

Құбырларды дайындауға қажетті материалдар ретінде жұмыс ортаның тасымалдау түріне және бұзылу белсендігіне байланысты күкіртті және тоттанбайтын болат, шойын, мыс, олардың қоспалары, алюминий, титан, әйнекпластик және полиэтилен қолданады. Құбырлардан басқа құбыр жүйесіне әртүрлі құбыр элементтер, кеме арматурасы, жетектер, механизмдер, аппараттар, цистерналар, резервуарлар, автоматика құрылғылары және басқа жабдықтар жатады.

Сурет 47- Құбыр орналастырғыш баржа

Азаматты құрылыста құбыр жүйелерді айдалатын жұмыс ортаның түріне байланысты классификациялайды (топтастырады) және осыған байланысты суқұбырлар, мұнай құбырлар, газқұбырлар, аммиакқұбырлар болып бөлінеді.

Жерден өнімді алғаннан кейін ол теңізден жағаға тасымалдануы керек. Өндіретін жабдықты монтаждаумен қатар құбыр орналастырғыш баржалар және бригадалар платформадан арнайы орынға дейін мұнаймен газды тасымалдау үшін құбырларды орнатумен айналысады ( сурет 47).

Осы баржалардың ұзындығы 150 метрге дейін жетіп, ал ол орналастыратын құбырлар диаметрі 1525 мм-ге дейін жетеді. Негізінен құбырлар ұзындығы 12 метрлі болып, оларды орнату үшін олар бетонмен қапталады. Құбырлар бір-біріне жинау бойымен пісіріледі. Осы желінің бойында пісіретін рындар қатары орналасып, онда жоғары тиімді пісіру машиналарында пісіргіштер жұмыс істейді.

Әрбір келесі құбырды пісіретін аймаққа орналастыру кезінде ол теңіз түбіне баржа кормасы арқылы содан кейін бірнеше жүз миль қашықтықта орналасатын терминалға өтетін құбырдың бөлігі болып келеді. Пісіретін аймақтан құбыр рентгеноскопия аймағына келеді, мұнда әрбір жаңадан пісірілген жері дефекттерге тексеріледі. Егер джефекттер байкалмаса, онда пісірілген жер коррозияға қарсы жапқышпен қапталады.

Құбырдың ұзындығы өскен сайын баржа бірнеше километрге алдыға жылжиды. Баржа орын ауыстырған сайын пісірілген, рентгеноскопиядан өткен, оқшауланған құбырдың жаңа бөлігі арнайы «стингер» деп аталатын еңіс алаңы бойымен төмен суға түсіріледі. Стингер құбырды бірнеше арақашықтықта су астында устап, оны бір белгілі бұрышпен теңіз түбіне бағыттайды.

Құбыр орналастырғыш баржаның қозғалуымен ол өзінің соңына осы заттарды сүйреп, теңіз түбінде траншеяны қазады. Құбыр осы траншеяға түсіп, оның үсті теңіз толқуынан құммен себіліп, әртүрлі заттардан қорғалады. Құбырларды орнату үрдісінде су жүзгіштері стингер мен құбырды үнемі тексереді. Олар теңіз түбіндегі бөгеттерді, құбырдың дұрыс орналасуын және стингердің орнын бақылап отырады. Платформаға құбырды орналастырғаннан кейін су жүзгіштер оны тұраққа жалғап, одан кейін теңіз түбінен палубаға көтерілетін құбыр бөлігіне жалғайды.

Құбырды пайдалануға дейін ол пресстеліп, тығыздыққа тексерілуі тиіс. Сол сияқты палубадағы барлық жабдықтар, құбыр, жетек, қақпақтар және өшіргіштер, шикі мұнайды жерден алатын сораптар, жағаға мұнайды ығысрытатын жүйелер адам және қоршаған ортаға зиянын келтірмей, дұрыс жұмысын жүргізу үшін бірнеше рет бақыланып, тексерілуі керек.

Кейін терең суларда құбырларды орнату үшін жаңа технология қолдана бастады. Оның маңызы- теңіз түбіне құбырды батыру үрдісінде құбырда болатын кернеулерді реттеу үшін бағыттайтын құрылғы –стингердің орнына арнайы понтондар қолданады. Ны қолдану құбырдың майысуын азайтып, қатаң гидрометеорологиялық жағдайларда қауіпсіз оларды түсіріп орнату мүмкіндгін береді.

Құбырлы әртүрлі орындарға орналасуы мүмкін. Олар теңіз жинау станцияларына апарып, онда мұнай мен газ ары қарай бөлініп, содан кейін кері қарай құбырға бағытталып, жағаға апарылып қосымша өңдеуге жіберіледі. Кейбір құбырлар үлкен мұнай базалары бар жағада тоқтап, мұнда көмірсутектер ары қарай мұнай өңдейтін зауыттарға тарату үшін сақталады. Көмірсутектер мұнай өңдеу зауытына жер асты құбырлар бойымен тікелей тасымалданады, немесе теңіз терминалдарынан танкерлерге салынып, басқа жерлерге жеткізіледі.

Терминалдан бірнеше танкерлер жүктелініп, немесе жүктерін босатуға болады. Көппричалды терминалдар ауа-райы нашар жерлерде жасырын зоналарда орналасады.

Якорлеу жүйесі бойынша танкер ірі диаметрлі шарнирлі қосылуы бар штангамен жалғанады. Ағымдар мен толқындардың әсерінен болатын кеменің орын ауыстыруына қарамай осы жалғанудың еркін орын ауыстыруы мұнайды жүктеуге мүмкіндік береді. Танкерлерден неменсе жағадағы мұнай базаларынан шикі мұнай немесе табиғи газ жағадағы зауытқа жеткізіліп, онда олар мұнай, газ және химиялық кәсіпшілік өнімдеріне өңделеді. Осы зауыттарда көмірсутектер біз күнделікті қолданатын көптеген өнімдердің ингредиенттері болып келеді. Олар бензин және мотор майы, синтетикалық маталар және желімдер (пласстмассалар), асфальт, әрбір үйге қажетті жанармай болып шығарылады.

Нег.: 1. [263-269], 5. [469-473]

Бақылау сұрақтары:

1. Құбырларды ең алғашқы рет қалай орналастырады?

2. Жағадағы монтажды-пісіру алаңында не орындалады?

3. Құбырларды орналастыру үшін нені қолданады?

4. Стингер деген не және не үшін қажет?

5. Құбырлардағы дайындау талаптары қандай?

6. Құбырдағы кернеулерді реттеу үшін қандай жаңа технологиялар ойластырылды?