- •Оглавление
- •1 Нефтегазодобывающая промышленность и значение оборудования
- •1.1 Механика в россии и в мире
- •1.2 История техники и оборудования для добычи нефти
- •1.3 Предмет курса и связь его с другими дисциплинами
- •1.4 Специфика машин и оборудования для нефтегазодобычи
- •1.5 Совершенствование оборудования и технический прогресс
- •Лекция 2 оборудование эксплуатационной скважины
- •2.1. Классификация машин и оборудования для добычи нефти и газа
- •2.2. Назначение и виды скважин
- •2.3. Конструкция скважины
- •2.4. Эксплуатационная колонна и силы, действующие на неё
- •2.5. Оборудование устьевой части
- •2.6. Обеспечение недежности скважин
- •Лекция 3 оборудование фонтанной скважины
- •3.1. Конструкция устья скважины
- •3.2. Насосно компрессоные трубы
- •3.2.1. Назначение и классификация труб
- •3.2.2 Условия работы и выбор труб
- •3.2.3 Определение допустимой величины подвески для гладких труб
- •3.2.4 Определение допустимой величины подвески для труб с высаженными концами
- •3.2.5 Допустимое внутреннее давление для труб
- •3.2.6 Определение допустимой глубины спуска насосных труб при эксплуатации скважин штанговыми насосами
- •3.3 Легкосплавные и непрерывные конструкции нкт
- •3.4. Страгивающая нагрузка в нкт и её определение
- •3.5 Футерованные насосно-компрессорные трубы
- •3.5.1 Покрытия из эпоксидных смол
- •3.5.2. Покрытия из стекла
- •3.5.3 Покрытия из эмали
- •3.6. Зарубежные конструкции нкт
- •3.7. Пакеры и якоря
- •3.8. Пусковые устройства арматуры
- •Лекция 4 оборудование для эксплуатации скважин скважинными штанговыми насосами (сшн)
- •4.1. Технологические особенности эксплуатации скважин установками сшн (усшн)
- •4.2. Конструктивные особенности усшн и принцип действия
- •4.3. Классификайи приводов скважинных штанговых насосов
- •4.4. Приводы скважинных штанговых насосов
- •4.4.1 Станки-качалки (ск)
- •4.5 Новый размерный ряд станков-качалок
- •Лекция 5. Кинематические показатели станка-качалки
- •5.1 Кинематика ск
- •5.2. Определение пути, скорости и ускорения точки подвеса штанг по элементарной, приближенной и точной теории
- •5.2.1. Расчеты по элементарной теории
- •5.2.2 Расчеты по уточненной (приближенной) теории
- •5.2.3. Расчеты по точной теории
- •5.3. Кинематические показатели ск
- •5.4. Статические и динамические усилия в точке подвеса штанг
- •5.5. Характер изменения усилий в точке подвеса штанг
- •5.6. Теоретическая и практическая динамограмма
- •Леция 6. Уравновешивание станка-качалки. Силы действующие на ск
- •6.1 Работа неуравновешенного ск
- •6.2. Виды уравновешивания ск
- •6.2.1. Механическое уравновешивание ск
- •6.2.2. Роторное уравновешивание
- •6.2.3. Комбинированное уравновешивание
- •6.2.4.Пневматическое уравновешивание ск
- •6.3 Практические методы доуравновешивания ск
- •6.3.1.Расчет уравновешивания по динамограмме
- •6.3.2. Расчет уравновешивания по показаниям амперклещей
- •6.4. Силы действующие на шатун ск
- •6.4.1. Определение сил действующих на шатун ск при балансирном уравновешивании
- •6.4.2. Построение динамограммы тангенциальных сил
- •Лекция 7. Глубинно-насосные штанги
- •7.1 Конструкция штанг
- •7.2. Условия работы штанг
- •7.3 Расчет колонны штанг
- •7.4 Определение фактических нагрузок на штанги при помощи динамограмм
- •7.5 Утяжеленный низ колонны штанг
- •7.6 Эксплуатация штанг
- •7.6.1 Некоторые указания к выбору штанг
- •7.7 Гидравлический компенсатор массы насосных штанг
- •7.8 Полые штанги
- •Лекция 8 насосы скважинные нефтяные штанговые (сшн)
- •8.1 Применяемые конструкции сшн
- •8.2 Невставные скважинные сшн
- •8.3 Насосы скважинные вставные
- •8.4 Манжетные насосы
- •8.5 Насосы с гуммированным плунжером
- •8.6 Телескопические насосы
- •8.7 Многоступенчатые насосы
- •8.8 Насосы двойного действия
- •8.9 Производительность сшн и факторы, влияющие на неё
- •8.9.1 Факторы, влияющие на производительность насоса
- •8.10 Динамометрирование как средство определения работоспособности шгн
- •Лекция 9 примеры расчета на прочность деталей установки сшн
- •9.1 Общая методика расчета
- •9.2 Расчет балансира
- •9.3 Расчет шатуна
- •9.4 Расчет ведомого вала редуктора
- •9.5 Расчет втулок цилиндра
- •Лекция 10 элементы гидравлического расчета сшн
- •10.1 Расчет утечек жидкости через зазор между плунжером и цилиндром
- •10.2 Расчет утечек в телескопическом насосе
- •10.3 Расчеты потерь напора в клапанах
- •10.4 Определение зазора между цилиндром и плунжером насоса
- •10.5 Силы, действующие на плунжер насоса
- •10.6 Износостойкость деталей сшн
- •10.7 Срок службы сшн
- •Лекция 11. Совершенствование привода сшн. Выбор оборудования для скважин
- •11.1 Безбалансирные станки-качалки
- •11.1.1 Безбалансирные ск с механическим уравновешиванием
- •11.1.2 Привод с уравновешивающей колонной труб
- •11.2 Гидравлический привод сшн
- •11.3 Станки-качалки с пневматическим уравновешиванием
- •11.4 Расчет мощности ск и подбор электродвигателя
- •11.5 Установление правильного режима работы ск
- •Лекция № 12. Бесштанговые погружные глубинно-насосные установки (бшгну)
- •12.1 Специфические особенности бшгн
- •12.2 Классификация бшгн
- •12.3 Достоинства и недостатки бшгн в общем ряду глубинно-насосного оборудования
- •12.4 Установка погружных центробежных насосов (уэцн)
- •Лекция № 13 погружные центробежные насосы (эцн) и комплектующие узлы уэцн
- •13.1 Область применения
- •13.2 Устройство узлов и деталей насоса
- •13.3 Погружной элетродвигатель (пэд)
- •13.4 Система гидразащиты уэцн
- •13.5 Кабель
- •13.6 Особенности конструкции эцн для работы в осложненных условиях
- •13.7 Пути соврешенстрвования конструкции уэцн
- •13.8 Зарубежные образцы уэцн
- •13.9 Техническая характеристика уэцн
- •Лекция № 14 установки погружных центробежных насосов для беструбной эксплуатации (уэцнба). Некоторые типовые расчеты узлов и деталей уэцн.
- •14.1 Уэцнба: достоинства и недостатки
- •14.2. Погружной центробежный насос
- •14.3 Погружной электродвигатель
- •14.4 Вспомогательные узлы
- •14.5 Расчет деталей и узлов уэцн
- •Лекция №15 гидроприводные установки скважинных штанговых насосов
- •15.1 Назначение и преимущества перед известными бесштанговыми насосами
- •15.2 Устройство наземного и подземного оборудования
- •15.3 Расчет основных параметров и узлов
- •Лекция № 16 другие разновидности бесштанговых скважинных насосов
- •16.1 Электровинтовые насосы (уэвн)
- •16.2 Диафрагменный насос
- •16.3 Струйный насос
- •16.4 Опыт эксплуатации угпн, уэвн и других типов бшгн в россии и за рубежом
- •Лекция № 17 установки для одновременно-разделенной эксплуатации нескольких пластов одной скважиной. Технологические схемы
- •17.1 Технологические схемы применяемых установок
3.7. Пакеры и якоря
Пакеры служат для разобщения частей ствола скважины по вертикали и герметизации нарушенных участков обсадной колонны. Его функциональное назначение заключается в следующем: разобщение или герметизация ствола скважины; восприятие осевых усилий при установке и при действии перепада давления; управление элементами пакера при его спуске в скважину, при установке или съеме пакера. Все это обусловливает его структурную схему, которая включает следующие основные узлы: уплотняющие элементы, опору пакера, систему управления пакером, технологически устройства.
Уплотняющие элементы пакеров делятся на следующие группы (смотрите рисунок 8).
Элементы, расширяющиеся при воздействии осевой нагрузки (рисунок 8, а,б). Осевая нагрузка может создаваться весом труб и давлением поршня, поднимаемого перекачиваемой средой.
Элементы, расширяющиеся при создании в них внутренней полости избыточного давления (рисунок 8, в).
Самоуплотняющиеся резиновые (рисунок 8, г).
Рисунок 8– Схема уплотняющих элементов пакеров
К пакерам предъявляются следующие требования: должен выдерживать максимальный перепад давления, иметь наружный диаметр, обеспечивающий оптимальный зазор между ним и стенкой эксплуатационной колонной труб. В соответствии с этим различают пакера следующих типов:
ПВ – воспринимающий усилие от перепада давления, направленного вверх;
ПН – то же, направленное вниз;
По способу освобождения и посадки пакера:
Г- гидравлические;
М – механические;
ГМ – гидромеханические.
Для восприятия усилия от перепада давлений, действующего на пакер в одном или двух направлениях, пакер должен иметь соответствующее заякоривающее устройство (якорь), наличие которого в шифре пакера обозначается буквой Я.
Для примера расшифруем условные обозначения пакеров:
ПН – ЯГМ – 118 – 210 –пакер, воспринимающий усилие от перепада давления, направленного вниз; имеет якорное устройство; посадка и освобождение – гидромеханическое; наружный диаметр – 118 мм; рабочее давление -21 МПа.
1ПД – ЯГ – 136 – 500 - первой модели пакер, воспринимающий усилие от перепада давления, направленный как вниз, так и вверх; имеет якорное устройство; посадка и освобождение – гидравлическое; наружный диаметр – 136 мм; рабочее давление – 50 МПа.
Для более подробного ознакомления пакеров и якорей рекомендуется Справочник по нефтепромысловому оборудованию. Под ред. Е.И.Бухаленко –М.:Недра, 1990-399с.
3.8. Пусковые устройства арматуры
Предназначены для перекрытия проходных отверстий в фонтанной арматуре и устьевом оборудовании, для регулирования режима работы нефтяных и газовых скважин, осуществляемого дросселированием потока рабочей среды изменением площади кольцевого прохода.
Делятся на две основные группы:
1 Запорные устройства, к ним относятся
1.1. Задвижки;
- клиновые;
- плоско-шиберные (шибер самоуплотняющийся и с принудительным
уплотнением);
1.2. краны пробковые;
- цилиндрические;
- конические;
- шаровые;
2 Дросселирующие устройства, к ним относятся
2.2 вентили;
- игольчатые;
- тарельчатые;
2.2. штуцеры;
- регулирующие;
- не регулирующие быстросменные.
Плоскошиберные задвижки имеют уплотнение шибера как металла по металлу, так и по полимеру, причем может осуществляется как с помощью смазки, так и без неё.
