ВСТУП
В нафтогазовидобувній промисловості використовується різноманітне насосне обладнання, що призначене для підйому рідини з продуктивного пласта до земної поверхні. Постійно вдосконалюється і збільшується номенклатура обладнання для підтримки пластового тиску, випускаються установки для проведення робіт по інтенсифікації видобутку нафти. Важливою групою нафтопромислового обладнання є агрегати для експлуатації свердловин. Робота з новим високопродуктивним обладнанням, а також раціональне використання наявної техніки вимагає постійного підвищення кваліфікації робітників та техніків. Обране обладнання для експлуатації свердловини повинно забезпечувати розрахунковий видобуток вуглеводневої сировини і відповідати вимогам надійності. Використання на нафтових і газових промислах великої кількості машин і обладнання для буріння та видобутку в свою чергу призвело до необхідності створення служб, які забезпечують працездатність цих машин і обладнання, безперебійність їх його функціонування, а також до необхідності забезпечення цих служб відповідними машинами і обладнанням. Були створені і впроваджені комплекси складних машин, обладнання та інструменту для ремонту і обслуговування бурового устаткування. Внаслідок цього сучасний нафтогазовий комплекс перетворився в дуже насичений технікою об'єкт з високим ступенем автоматизації управління, який виконує десятки складних взаємопов'язаних технологічних процесів. Одночасно із створенням нафтогазової промисловості і нафтопромислового машинобудування, яке забезпечує її машинами і обладнанням для забезпечення її машинами і обладнанням для видобутку нафти і газу, формувалася і наука в області її створення. Від розвитку науки залежить в майбутньому підвищення ефективності існуючого комплексу машин і обладнання і створених нових технічних засобів видобутку нафти і природного газу, а також ефективності їх видобутку. Досягнення високого рівня видобутку нафти і газу потребує відповідно збільшених об'ємів бурових робіт, а також витрат на виготовлення бурового обладнання та інструменту. Створення матеріально-технічної бази в нашій державі передбачає подальше підвищення ефективності розвитку нафтової і газової промисловості, так як жодна галузь народного господарства не може успішно функціонувати без використання газу та продуктів нафтопереробки.
Інформаційний пошук
На промислах України використовуються різні типи пересувних парогенераторних установок, котрі випускаються у пересувному та стаціонарному виконанні.
Найбільше розповсюдження дістали пересувні парогенераторні установки, котрі відрізняються високою маневреністю та універсальністю.
Пересувна парогенератора установка ППГУ-1200/100 призначена для утворення 4 т за годину вологої пари при тиску до 12 МПа. Установка складається з двох блоків, які можуть перевозитися залізницею або на спеціальному шасі.
Схема установки включає: місткість для води 1, насос 2, водопідігрівач 3, блок підготування води 4, місткість для пом'якшеної води 5, насоси 6, 10, деаератор 7, охолоджувач 8, бустерний насос 9, парогенератор 11, дросельний вентиль 12, підігрівач повітря 13, вентилятор 14, паливний насос 15, підігрівачі палива 16, 17.
Установка працює таким чином: з місткості 1 (або промислового водопроводу) вода мережним насосом 2 закачується у водопідігрівач 3, де нагрівається паром низького тиску до температури 25-30°С. Водопідігрівач забезпечений автоматичним регулятором, що забезпечує максимальну температуру води, яка виходить з нього, не більше ніж 35°С.
З водопідігрівача вода надходить у блок підготування води 4, де зм'якшується й очищається від механічних домішок. Далі насосом 6 вода подається через охолоджувач 8 в деаератор 7, де, нагріваючись до 170 °С, звільняється від розчинених газів. Виходячи з деаератора, вода в охолоджувачі 8 віддає частину тепла воді, що надходить в деаератор, і бустерним насосом 9 подається на прийом живильного насоса 10, яким під тиском 15,5 МПа нагнітається в парогенератор.
Пароводяна суміш, що утворюється у парогенераторі, через вологомір поступає у свердловину. Частина пароводяної суміші через дросель 12 подається у водопідігрівач 3, деаератор 7, а також використовується для підігріву палива та повітря.
Як паливо використовується сира нафта, яка підігрівається у баці 16 до температури 50-60 °С, звідки через підігрівач палива прямує у форсунку. Для використання нафти з високим умістом сірки в схемі передбачений деаератор.
Парогенератор установки є циліндром, усередині якого розташовані: пальний пристрій і система труб. Продукти згоряння, пройшовши топкову камеру, надходять в парогенератор, де віддають своє тепло воді, котра рухається спіральним трубопроводом.
Паливна система включає камеру згорання, основний і запальний пальники. Камера згорання має форму циліндра, з одного боку якого встановлений газомазутний пальник.
Форсунка, що використовується, – паромеханічна, зі спеціальним завихрювачем.
Тривала й економічна робота парогенератора може бути забезпечена тільки у разі запобігання утворенню шару накипу на стінках нагрівача. Поява цього шару призводить до того, що різко знижується коефіцієнт теплопередачі, що спричиняє перевитрати палива та перегрів стінок.
Негативно впливають на довговічність парогенератора розчинені у воді гази (кисень і вуглекислота), які викликають його корозію. Інтенсивність утворення накипу визначається жорсткістю води – параметром, що характеризує уміст в ній розчинених солей.
Рисунок 1.1 – Схема установки парогенератора ППГУ-4/120
Парогенератори продуктивністю більше ніж 0,7 т/годину повинні бути обладнані установками для докотлової обробка води. Для цієї мети використовують спеціальні блокові пересувні водопідігріваючі установки ВПУ.
Один з варіантів технологічної схеми ВПУ наступний. Вода з бака сирої води відцентровим насосом прокачується послідовно через освітлювальний фільтр і катіонові фільтри першого й другого ступеня.
Пом'якшена та освітлена вода після виходу з другого ступеня прямує у бак зм'якшеної води, звідки насосом подається в деаератор. Рівень води в ньому підтримується автоматично на заданому рівні, а її надлишок повертається у бак. Якщо одержувана сира вода не потребує освітлювання, то освітлювальний фільтр може бути вимкнений.
Періодично фільтри першого і другого ступенів перемикають на регенерацію. У цей час живлення парогенератора здійснюється за рахунок запасу в баку зм'якшеної води.
Регенерація фільтрів здійснюється промиванням їх розчином кухонної солі, після чого фільтри відмивають потоком освітленої води і включають у роботу.
Як джерело пари також можуть використовуватися установки ППУ-3 або ППУ-1200/100. Установка ППУ-ЗМ (рисунок 1.2) змонтована в кузові 2 на шасі автомобіля КрАЗ-257 та включає цистерну з водою 1, парогенератор 3, живильний насос 6 з привідною групою 5, установлені на рамі 4, яка за допомогою хомутів кріпиться до рами автомобіля.
При роботі установки заздалегідь підігріта вода подається живильним насосом типу ПТ 6 у парогенератор 3, де перетворюється на пару необхідної температури. Парогенератор прямотокового виконання, джерелом тепла є дизельне паливо.
Для захисту системи у разі зупинення живильного насоса, його несправності тощо перед парогенератором передбачені зворотний клапан і вентиль. На виході парогенератора є сепаратор і запобіжний клапан.
Технічна характеристика агрегату ППУ-3М:
Продуктивність, кг/г………………………………..1000
Максимальний тиск пари, МПа …………………...10
Максимальна температура пари °С ……………….310
Витрата палива, кг/г ..................................................85
Експлуатація агрегату вимагає суворого контролю жорсткості вживаної води, використання фільтрів, що знижують її жорсткість, а також профілактичного контролю товщини шару накипу і видалення її.
Рисунок 1.2 – Парова пересувна установка ППУА 1200/100:
1 – Котел паровий, 2 – кузов, 3 – цистерна, 4 – бак паливний, 5 – обв’язка, 6 – електрообладнання, 7 – виведення вихлопних газів, 8 – повітропровід, 9 – огородження, 10 – вогнегасник, 11 – комплект інструмента і пренадлежностей,
12 – вузол запірний, 13 – трансмісія, 14 – рама з кріпленнями, 15 – кріплення магістральних труб, 16 – управління регулюючим вентилем, 17 – шасі автомобіля, 18 – привід установки, 19 – управління коробкою відбору потужності.
Як теплоносій може використовуватися не тільки пара, але й нафта. Для промивання свердловин гарячою нафтою служить агрегат 1АДП-4-150 для нагнітання в свердловину нафти під тиском до 20 МПа і витратою 4 л/с при температурі 150°С.
Для тривалого прогрівання свердловини (від декількох місяців до 2–3 років) застосовуються парогенератори ППГУ-4/120 та ін.
Конструкції парогенераторів. Напрямки вдосконалення
У пересувній парогенераторної установці ППУА-1200/100 живильна вода з ємності 7 під гідростатичним напором через водяний фільтр 8 надходить на прийом живильного насоса високого тиску 16 і далі нагнітаєте у парогенератор 26.
На напірному трубопроводі між живильним насосом і парогенератором послідовно змонтовані регулюючі вентилі 20, діафрагма ДВ-100 21 і зворотній клапан КП-160 22. За допомогою регулюючого вентиля 19 частина потоку направляється на всмоктуючую лінію, регулюючи витрата води, котру вимірюють показником значень витрати.
Для виключення попадання пари в напірну ліпнію при раптовому піднятті тиску в парогенераторі передбачений зворотній клапан 22.
Отриманий в парогенераторі пар надходить через розподільник 15, регулюючий вентиль 14 і зворотній клапан 2 до споживача.
На паропроводі на виході з парогенератора встановлено два запобіжних клапана СППКМ-25-100, відрегульованих відповідно на 10,8 (робочий) і 10,5 (контрольний) МПа.
Рисунок 1.3- Принципова схема установки ППУА-1200/100:
А- пар до споживача, Б- повітря до вентилятора, В- пар в ємність для підігріва води; Г- стиснене повітря від компресора, Д- злив (дренаж), 1,19,20-27- вентиль регулюючий В-622-2; 2,22- зворотній клапан; 3, 18 і 23- вентиль запірний В-201; 4-фільтр повітряний; 5,9,17, 25 і 35-пробковий прохідний сальниковий муфтовий кран; 7-ємність для води; 8- фільтр водяний; 10 і 31 коробка відбору потужності; 11- вентиляторЦ-10-21-4; 12- засувка шиберна; 13-клапан запобіжний СППКМ-25-100; 14- вентиль регулюючий; 15- розширювач; 16- насос живильний ПТ-2/160; 21- діафрагма високого тиску ДВ-100; 24-пальниковий пристрій; 26-парогенератор; 28- клапан відсічний 14с81р; 29- фільтр паливний; 30 і 32- вентиль регулюючий 15с90бк; 33- насос паливний ШФО,4-25Б; 34- бак паливний; 35- кран запірний.
На розширювачі 15 змонтовані прибори контролю температури і тиску. Для запобігання попадання продукції свердловини в трубопроводи установки передбачено зворотній клапан КП-160 2. Дизельне паливо з ємності 34 надходить в шестеренний насос ШФ-0, 4/25Б 33. Витрата палива під всмоктуючу лінію регулюють вентилем 32. Паливо, пройшовши через паливний фільтр 29, відсічний клапан 28, надходить в пальникове улаштування, попередньо підігріваючись. Повітря в пальниковий пристрій надходить від вентилятора Ц-10-28-4 11 через шиберні засувки 12, підігріваючись. Системи трубопроводів оснащені як природним зливом через запірну арматуру 9, 36, 23, 18, так і подачею стисненого повітря з ресивера 6.
Парогенератор установки ППУА-1200/100 являє собою прямоточний вертикальний циліндричний паровий котел з нижнім розташуванням центральним паливного пристрою. Він складається з внутрішнього циліндричного змійовика 7 у вигляді склянки з нижнім розташуванням конічного спірального днища і назовні у вигляді склянки з верхнім розташуванням плоского спірального змійовика, попелоздувача 5, пальникового пристрою 10, циліндричного кожуха 3 з дюмової трубою, заглушки 4, іскрогасника 2, кришки котла 1 і опорної рами 11.
Рисунок 1.4- Вигляд парового котла