8 Билет

1. Штанга ұңғыма сорабының теориялық өнімділігі қалай есептелінеді?

Плунжердің жоғары жүрісі кезінде, цилиндр сорабына келіп түсетін сұйықтың көлемі, плунжер сызған геометриялық көлемге тең болады, яғни

V=F_ауд · S_ауд = π D² ·S_ауд / 4 (1)

мұндағы, F_ауд – плунжер қимасының ауданы (м²)

S_ауд - плунжер жүрісінің ұзындығы (м)

D – плунжер диаметрі (м)

Бұл уақытта, құбырдан шығару желіге қарай, плунжер жүріс ұзындығы бойынша, құбырлар және штангалар арасындағы сақиналы кеңістік көлеміне тең сұйық мөлшері ығысады, яғни

V=(F_ауд – f_шт ) ·S_ауд (2) мұндағы, f_шт – штанганың көлденең қимасының ауданы (м²)

S_ауд - плунжер жүрісінің ұзындығы (м)

d – штанга диаметрі (м)

Плунжердің төмен жүрісі кезінде, ұңғымадан плунжер астына келіп түсетін сұйық көлемі сорапты құбырларға жылжиды, ал плунжерде аздаған көлем босағаннан кейін, сұйықтың артық мөлшері сорапты құбырдан шығарынды желіге келіп түседі, ол тең:

V=F_ауд · S_ауд - (F_ауд – f_шт ) ·S_ауд =f_шт ·S_ауд (3)

Осылай, тереңдік сораптың теориялық өнімділігі – плунжердің бір қос жүрісі кезінде, көлемдік бірлікте мынаған тең болады:

V= V₁ + V₂ = (F_ауд – f_шт ) ·S_ауд + f_шт ·S_ауд =F_ауд ·S_ауд (4)

Егер сорап плунжерінің жүріс санын минутына n деп белгілесек, онда тереңдік сораптың өнімділігі минутына келесіге тең болады:

V_мин =F_ауд · S_ауд ·n = π D² ·S_ауд ·n / 4 (5)

Сораптың өнімділігін есептейтін бұл формула дұрыс болады, егер де жоғары қозғалысы кезінде, плунжермен босатылатын көлем, плунжердің әр жүрісі кезінде толық бетіне көтерілетін, ұңғымадан келіп түсетін сұйықпен толық толтырылатын болса.

Шындығында, цилиндр сорабына келіп түсетін сұйық көлемі плунжер сызатын геометриялық көлемнен әрқашан кіші болады, оған келесі жағдайлар себеп болады:

- сору кезінде сорап цилиндрына сұйықпен бірге, бұрын мұнайда еріген газ келіп түседі;

- сорапты құбырлар арқылы көтерілетін сұйықтың гидростатикалық бағанасының үлкен қысымы әсерінен, құбырдан сұйықтың біршама мөлшерінің плунжер мен цилиндр арасындағы саңылауға (зазор) ағып кетуі болуы мүмкін және плунжер астындағы шығару клапаны тығыз жабылмаған жағдайда болуы мүмкін; бұл ағып кетулер (утечки) плунжермен босатылған кеңістіктің бір бөлігін толтырады;

- плунжердің жүріс жылдамдығы және қабылдау клапаны арқылы өтетін сұйықтың ағу жылдамдығы сәйкес болмаған жағдайда, соңғысы (сұйық) плунжер босатқан кеңістікті толтырып үлгіре алмауы мүмкін.

Осы айтылған барлық факторлар, цилиндр сорабына келіп түсетін сұйықтың біршама көлемін азайтып, сораптың толу коэффиценті деп аталатын шаманы анықтайды, яғни фактылық плунжер астына келіп түсетін сұйық көлемінің, плунжердің жоғары жүрісі кезінде сызған геометриялық көлемге қатынасы.

Практикада ыңғайлы болу үшін, әдетте, шартты теориялық өнімділік сөзін қолданады, ол жер бетінде өлшенген сальникті штоктың жүріс ұзындығы бойынша есептеледі. Сонда, шартты теориялық өнімділікті анықтайтын формула (м³/ тәулігіне) келесі түрде болады:

Тереңдік сораптың нақты өнімділігі, яғни игерілген сұйықтың (мұнай) фактылық мөлшері, кәсіпті практикада теориялықтан әрқашан кіші болады.

Терең сораптың беру коэффиценті 0,1 ден 4,0 дейін аралықта өзгереді.Терең сорап ұңғымада жұмыс жақсы жасайды деп есептеледі, егер оның беру коэффиценті η = 0,7 0,8

Сорап дұрыс таңдалса және оның ұңғымадағы жұмысы қалыпты болса, она фактылық өнімділік теориялыққа жақындайды.

Терең сораптың беру коэффицентіне келесі факторлар әсер етеді:

1. Сорап цилиндрының толу дәрежесі;

2. Сұйықтың құбырдан ұңғымаға ағып кетумүмкіндігі;

3. Плунжердің нақты жүрісінің жер бетінде өлшенген, есепке алынған шамаға, штангалар және құбырлардың ұзаруы есебінен, сәйкес келмеу мүмкіндігі.

2. Теңізде қандай теңіз құбыржелілерін салу тәсілдері қолданылады.

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.

3. Құрғақ газ деп нені айтамыз?

Газ д- АТОМДАРДЫҢ МОЛЕКУЛАЛАР РЕТСІЗ КОЗГАЛАДЫ ЖАНЕ ӘРДАЙЫМ ҚОЗГАЛЫСТА БОЛАДЫ.Озине берилген колемді толық қамтимыды.

Таза газ кен орындарының газдары, гомологтары қосылған негізінен метанмен (98,8% -ке дейін) және көмірсутекті емес компоненттермен: көмірқышқыл газы, азот, күкіртті сутекпен көрсетілген.Метанның басымдылығы мен оның сұйық гомологтарының аз шамада (0,2 %) болуына байланысты бұл газдарды құрғақ газдарға жатқызады.

Мұнай-газды кен орындардың газдары, мұнайдың серік газдары деп аталады.Мұнайдың серік газдары құрғақ газдардан айырмашылығы, онда этан, пропан, бутан және одан жоғары көмірсутектердің болуымен айырықша. Сондықтан олар майлы газдар деп аталады.

Газоконденсат кен орындарының газдары, онда пентан және одан жоғары көмірсутектердің көп болуымен сипатталады да, атмосфералық жағдайда көмірсутекті конденсатты құрайтын сұйықтық болып табылады.

Сонымен, мұнай газдарында жеңіл немесе ауыр (пропан жене одан жоғары) көмірсутектердің басым мөлшерде болуына байланысты газдар – құрғақ және майлы деп бөлінеді.

Құрғақ газ- онда ауыр көмірсутектер кездеспейтін немесе аз мөлшерде болатын, табиғи газ болып табылады. Майлы газ – ауыр көмірсутектер, олардан сұйытылған газды немесе бензинді алуға мүмкіндік беретіндей мөлшерде болатын газды айтады.

4. Гидродинамикалық тұрғыдан жетілмеген ұңғы.

Кәсіпшілік тәжірибеде қолданылатын гидродинамикалық зерттеулердің (МГДИ) барлық әдістері екі негізгі топқа бөлінеді:

-қабаттардағы сұйықтар мен газдардың қалыптасқан фильтрациясы прцестерінде дебиттер мен қысымдарды кәсіпшілік өлшеуге негізделген әдістер;

-қалыптасқан процестер кезінде қысымдар мен дебиттердің өзгеруін бақылауға негізделген әдістер;

Әртүрлі себептерге (ұңғымаларды жіберу мен тоқтату, қабаттың түрлі фазаларға қанығуыынң өзгеруімен фазалық өткізгіштіктердің өзгеруі) байланысты қабаттың түрлі нүктесінде қысымдар уақытқа байланысты өзгереді, нәтижесінде фильтрациялық ағындардың интенсивтілігі мен бағыттары, ұңғымалар дебиті өзгереді. Алайда бұл өзгерістер қарқыны көптеген жағдайларда аз ғана болады, ұңғымаларды зерттеудің кейбір міндеттерінде оны елемеуге болады және қабаттың сол немесе басқа учаскесінде фильтрация процесін қалыптасқан деп санауға болады. Бұл қабаттар мен ұңғымалар параметрлері үшін қалыптасқан процестерді сипаттайтын жерасты гидромеханикасының салыстырмалы қарапайым формулаларын пайдалануға мүмкіндік береді. Қарастырылып отырған топқа қалыптасқан жинақтар әдісі мен изобаралар картасы әдісі жатады.

Сұйықтар мен газдардың қалыптаспаған фильтрациясын меңгеруге негізделген зерттеудің гидромеханикалық әдістеріне қысымды қалпына келтіру әдісі мен гидротыңдау әдісі жатады.

5. Тұндырғыштың міндеті және жұмысы.

Тұндырғыштар - оларға толықтай немесе бір бөлігі ғана бұзылған эмульсиялар түскен кезде мұнайдан суды бөлуге арналған. Тұндырғыштар қатты суланған мұнайды өндіру кезінде оның суын алдын-ала бөліп алу үшін немесе мұнай эмульсияларын блокты не тұрақты пештерде қыздырғаннан соң мұнайды толық сусыздандыру үшін қолданылады. Олар (тұндырғыштар) аппараттан шығар кездегі өнім құрамындағы су мен тұздың мөлшері тауарлық мұнайдың сапасына қойылатын стандарттарға сәйкес болуын қамтамасыз етуі керек.

Қазіргі кезде үздіксіз және жартылай үздіксіз жұмыс істейтін цилиндр пішінді саңылаусыз тұндырғыштар көп қолданылады. Тұндырғыштарда эмульсиялардың бөліну процесі статикалық немесе ламинарлық режим жағдайында жүреді (Re=12).

Эмульсияларды тұндырғыштарға енгізу тәсілі бойынша, бұл аппараттарды ағыс қозғалысының бағыты тігінен немесе көлденеңінен жүретін тұндырғыштар деп бөлуге болады. Тұндырғыштарға эмульсиялар үш түрлі тәсілмен енгізіледі (8.9-сурет): тарату коллекторлары 2 арқылы үстінен- а немесе астынан- б немесе эллипс тәрізді жасалған түбі жағынан -в. Эмульсияларды енгізу тәсілі эмульсияның бұзылу дәрежесіне, тұндырғышқа келіп түскен мұнай мен судың тұтқырлығы мен тығыздығына және мұнайдың сулану дәрежесіне байланысты:

• салыстырмалы түрде тұтқырлық жоғары болса (10 мПа·с), онда төменгі тарату коллекторы арқылы немесе эллипстік түбі арқылы енгізіледі;

• ал, мұнайдың тұтқырлығы төмен болса (1-2 мПа·с) және сулану дәрежесі жоғары (>10%) болса, жоғарғы тарату коллекторы арқылы енгізіледі.

Эмульсияны аппаратқа жоғарыдан енгізгенде су тамшылары мұнайдың астына шөгеді, ал төменнен енгізгенде мұнай тамшылары су қабатынан көтеріледі.

8.9. Сурет. Тұндырғышқа эмульсияны беру мүмкіндігінің сұлбасы. 1-ағын жылдамдығын теңестіруге арналған решетка; 2- тарату коллекторы; 3-кедергі; 4-қалтқыма

Тұндырғыштарды есептеу. Су тамшыларының мұнайда шөгуі (с) немесе мұнай тамшыларының судан көтерілуі (м) жылдамдығын есептеу үшін келесі формуланы қолданады:

(8.8)

мұндағы ρ_т, ρ_д, кг/м³ және μ_т, μ_д Па·с – көтерілетін (немесе шөгетін) сұйық тамшыларының және осы тамшылар көтерілетін (шөгетін) дисперсті ортаның тығыздығы мен динамикалық тұтқырлығы; d– сұйықтық тамшыларының диаметрі, м; g – еркін түсу үдеуі, м/с².

Сұйықтық тамшыларының шөгу немесе көтерілу жылдамдығын есептеуде фазалар бөлінетін сұйықтық қабатының биіктігін h білу қажет, онда мұнайдың судан толық бөлінуіне қажетті уақытын τ табуға болады :

(8.9)

Тұндырғыштарды есептеу реті әртүрлі болуы мүмкін. Егер тұндырғыштардың өлшемдері D мен L, м; және тұну уақыты τ, сағат; белгілі болса, онда МДҚ-ның жалпы өнімділігі Q, м³/сағат белгілі болған кезде тұндырғыштардың санын анықтауға болады:

(8.10)

мұндағы Q₀ – бір тұндырғыштың көлемі, м³.

Тұндырғыштарды тізбектей жалғап, мұнай эмульсияларын эллипстік түп жақтан енгізу кезінде ағынның жылдамдығы:

(8.11)

Тұндырғыштарды параллель жалғағанда

(8.12)

Анықталған жылдамдықтар берілген мұнай үшін берілген жағдайдағы мүмкін етілген тұну жылдамдығынан көп болмауы керек:

немесе (8.13)

мұндағы L – бір сұйықтықтағы екінші сұйықтықтың көтерілуін (қалқып шығуын) (м) немесе тұнуын (с) қамтамасыз ететін тұндырғыштардың ұзындығы, м; h – дисперсті қабаттың биіктігі, м.

Егер мұнай эмульсиясы тұндырғышқа таратқыш коллекторы арқылы енгізілсе, онда тұндырғыштың өткізгіштік қабілетін есептеу келесі формуламен жүргізіледі:

(8.14)

мұндағы Q – тұндырғыш арқылы өтетін сұйықтық мөлшері, м³/тәул; F – көлденеңді (горизонталды) тұндырғыштың ұзындығы бойынша көлденең қимасының ауданы, м².

МДҚ-да тұндырғыштарды параллель жалғау олардың мұнаймен және сумен ретсіз жүктелуіне әкеліп соғады, нәтижесінде МДҚ-ның технологиялық жұмыс режимі бұзылып, олардың жұмысының тиімділігі азаяды.

Практикада шикізатты төменнен енгізуді және оның тұндырғышта тік бағытта қозғалуын қамтамасыз ететін тұндырғыштар кең таралған (ОГ-200, ОГ-200С, ОВД-200). 8.10-суретте ОГ-200С тұндырғышы көрсетілген, ол құрамындағы күкіртсутек және басқа да агрессивті компонентерінің мөлшері аз, жеңіл және орташа мұнайларды дайындауға арналған.

Бұл тұндырғышта мұнай эмульсиясын қыздыру кезінде және жүйедегі жалпы қысымның төмендеуі барысында бөлінген еркін газды аппараттан шығару қарастырылған. ОГ-200С тұндырғышы екі бөлікке (айыру және тұндыру) бөлінген цилиндрлі сыйымдылық болып табылады, бұл екі бөлік тұндырғыштың төменгі жағында орналасқан коллектор–таратқышы арқылы байланысқан.

Айырғыш бөліктің жоғарғы жағында ағызу сөрелері бар эмульсияны таратқыш және газ айырғышы орналасқан.

Тұндыру бөлігінің төменгі жағында екі құбыршалы тесілген коллектор бекітілген, олардың үстінде бүйір қабырғаларында тесіктері бар қорап пішінді эмульсияны таратқыш орналасқан. Бөліктің жоғарғы жағында таза мұнайды аппараттан шығаруға арналған штуцермен өзара байланысқан төрт мұнай жинағыш орналасқан. Бөліктің алдыңғы (топсалы) жағында фазааралық деңгейді реттейтін құрылғысы бар су жинау камерасы орналасқан.

Реагент-деэмульгатор қосылған қыздырылған мұнай эмульсиясы айыру бөлігіндегі 1 эмульсияларды таратқышқа келеді де ағызу сөрелері және тұрықтың (корпустың) қабырғалары бойымен бөліктің төменгі бөлігіне ағып түседі. Мұнайды қыздырудың және қысымның төмендеуі әсерінен бөлінген газ айырғыш арқылы өтіп, газ жинау торабына жеткізіледі.

Мұнай эмульсиясы тесігі бар коллектор (маточник) 3 арқылы тұндыру бөлігіне 2 келіп түседі, одан әрі қорап тәріздес таратқыштардың тесіктері арқылы өтіп бөліктің жоғарғы жағына көтеріледі. Бұл кезде мұнайдың қабат суымен шайылуы және сусыздануы жүреді. Таза мұнай жинағыш коллекторға 5 түсіп, аппараттан шығарылады.

Мұнайдан бөлінген су құйылу құрылғысы арқылы су жинау камерасына түседі және “мұнай-су” деңгей реттегішінің 6 көмегімен ағын (ақаба) суларды дайындау жүйесіне ағып түседі.

ОГ-200С тұндырғышының техникалық сипаттамасы.

Өткізгіштік қабілеті, т/тәул	6000-ға дейін
Жұмыстық қысым, МПа	0,6
Ортаның температурасы, ºС	100-ге дейін
Аппараттың сыйымдылығы, м3	200
Габариттік өлшемдері, мм	25 420 х 6 660 х 5 780
Массы, кг	05