Тақырып 5 Теңіз ұңғыларының су асты саға жабдықтары

Дәріс мақсаты: теңіз ұңғыларының саға жабдықтарымен танысу және оларды үйрену, су асты саға жабдықтарымен танысу.

Қажетті сөздер: ұңғы шоғыры, ОТС, ШҰС, саға жабдығы, фонтан арматурасы.

Теңіз ұңғыларының саға жабдықтарының түрлері мен бағыттары. Негізгі талаптар. Су асты саға жабдықтарын монтаждаудың техникасы мен технологиясы. Су асты саға жабдықтарын басқарудың дистанциялық жүйесі.

Эстакадаларды пайдалану арқылы теңізден мұнайды өндіруді ұйымдастыру ерекшелігіне эстакада ауданында ұңғыларды топтап орналастыру жатады және де көптеген ұңғылар 500 м және одан үлкен бұрышқа көлбей-бағытталған. Мұндай ұңғыларды пайдалану олар қисық орналасқандықтан қиындықтар туғызады. Мұндай қиындықтар әсіресе оларды механикалық тәсілмен пайдалану кезінде қатты білінеді.

Ұңғылардың қисауы нәтижесінде ОТС-ды қолдану мүмкін емес, өйткені кабелді түсіру-көтеру кезінде оның бұзылмай шыққан сәті болған емес.

ШТС-ды ұңғыда қолдану кезінде штанганың құбырдың қисаюына байланысты қажауы көбееді де тербелу станогына түсетін салмақ үлкееді. Бұл құбырлар мен штанганың тез істен шығуына әкеліп соқтырады.

Мұндай жағдайларда ұңғыларды пайдаланудың тиімді тәсіліне газлифтілі тәсіл жатады, алайда бұл тәсілді қолдану ұңғыдан тек сұйықтықтың көп мөлшерін өндірген кезде ғана өзін ақтай алады. Егер газлифтілі тәсілді қолдану кезінде мұнайды өндіру көрсеткіші төмен (10 т/тәу дейін) болса, онда оның техникалық-экономикалық көрсеткіштері ШТС-ты қолдану тәсіліне қарағанда төмен болады.

Теңіз кен орындарын игерудің және пайдаланудың тағы бір ерекшелігіне кен орындарын игеру мерзімі теңіз ғимараттарының қызмет көрсету мерзіміне байланысты болатындығында. Көп қабатты кен орындарын игерудің жалпы мерзімін азайтуды қамтамасыз ету үшін бірнеше қабатты бір объектіге біріктіруге тырысады. Қабаттарды бір ұңғының көмегімен бірнеше қабатты бір мезгілде-өз алдына пайдалану тәсілін қолдана отырып игереді. Бір мезгілде эстакадалардың металды конструкциясын және жеке теңіз құрылымдарын коррозиялық ортада (теңіз суы) қызмет көрсету уақытын ұзарту үшін коррозиядан қорғау бойынша көптеген жұмыстар атқарылады. Коррозиядвн қорғау үшін катодты қорғауды және арнайы коррозияға қарсы заттарды қолданады.

Корризияның әрекеттілігі негіздің метал конструкцияларын теңіз суының шайылуына байланысты өсе түседі. Сондықтанда осы бір теңіз құрылымының бөлігі жиі-жиі коррозияға қарсы заттармен қамтамасыз етіліп тұрады.

Платформалар ауданының аз болуы және ұңғылардың топтап орналасуы (олардың сағаларының ара қашықтығы небары 1,5 м-ден аспайды) мұнайды өндіруга арналған жабдықтарды пайдалану және қызмет көрсетуі кезінде қосымша қиындықтар туғызады, бұл әсіресе пайдаланудың механикалық тәсілдерін қолдану кезінде қатты білінеді.

ШТС-ты ұңғыларды пайдалану кезінде топтың негіздегі аудандарды тиімді пайдалану үшін салмақсыз тербелмелі станокты пайдаланады. Бұл жабдықтың негізгі элементтері (редуктор, тежегіш, клиноременді беріліс) тербелмелі-станоктың жабдықтарына өте ұқсас келеді. Раманың бастапқы бөлігіне шкиві бар қозғалатын жебе бекітіледі. Штанга тізбегіндегі бару-келу қозғалыстары редуктордың беріліс валына, траверсті шатунға, төлкелі-роликті цеп пен подвескіге беріледі. Тербелмелі станоктың тербелуі кривошипте салмақты орналастыру арқылы жүзеге асады. Мұндай станоктарды қолдану ұңғыны жөндеу жұмыстарын жақсартады, өйткені жебенің айналуы нәтижесінде жөндеу жұмыстарын жүргізуге ұңғы сағасында аудан пайда болады.

Теңіз жағдайында ШТС-ты ұңғыларды пайдалану кезінде мұнайды өндіру үшін гидроприводты қондырғыны пайдаланған тиімді болуы мүмкін. Қондырғы гидроцилиндрден және теңестілілген қондырғыдан тұрады. Гидроцилиндрдің пор­шены ұңғы сорабының плунжері штангалар тізбегіне жалғанған. Поршенді гидроцилиндрден тұратын теңестірілген қондырғы штогына төменгі жағына ШТС бекітілген СКҚ тізбегі екі ауырлатқыштың көмегімен бекітілген.

Гидроприводды кондырғы екі гидроцилиндрдің жоғары бөлігіне үздік-үздік сұйықтық айдап тұратын сораптың көмегімен жұмысқа қосылады. Қондырғыны басқару гидравликалық жүелердің көмегімен жүзеге асады.

Қозғалатын СКҚ бүйір желілерімен созылмалы штанганың көмегімен қосылады. Қондырғы келесідей болып жұмыс істейді. Сораптың көмегімен бактан сұйықтық золотник арқылы гидроцилиндрдің жоғарғы бөлігіне қарай айдалады. Бұл кезде поршен төменге қарай қозғалады, онымен бірге шток, штангалар тізбегі және онымен байланысқан плунжер де бірге қозғалады. Жұмысшы сұйықтық цилиндрдің төменгі бөлігіне қарай ығысадыда оны поршень жоғарыға қарай ығыстырады. Онымен бірге ұңғы сорабының цилиндрі де жоғарыға орналасады. Осылайша плунжер төмен қарай түседі де, ал құбырлар тізбегі жоғарыға қарай жылжиды, сорып алу жүрісі болады. Гидроцилиндрдің жоғарғы бөлігіне сұйықтық жылжыған кезде, поршенмен бірге СКҚ тізбегі және сорап цилиндрі төмен қарай қозғалады. Цилиндрдің поршень астындағы кеңістігіндегі жұмысшы сұйықтық штангалы цилиндрге қарай ығысып, поршень жоғарыға қарай ығысады. Поршенмен бірге сораптың штангалар тізбегі қозғалады. Плунжер бұл кезде көтеріліп, ал ци­линдр төмен түседі де ені процесі болады. СКҚ тізбегі саға штогы өтетін саға тығыздағышымен саңылаусыздандырылған. Ал құбыраралық кеңістік шеген құбыры фланецінде орналасқан тығыздағышпен саңылаусыздандырылған. Қондырғының дұрыс жұмыс жасауы үшін жұмысшы сұйығының мөлшерін үнемі бір қалыпта ұстап тұру қажет, ал поршеннің үстінде атмосфераға да, цилиндрдің ішкі кеңістігіне де сұйықтық ағып кетпеу шаралары қарастырылған. Жұмысшы сұйықтығының мөлшері азаю кезінде муфта, жалғаушы шток және штангалар тізбегі клапанды сықан кезде қосымша сорапты іәске қосады, ол поршенді кеңістікті қажетті мөлшерде сұйықтықпен толтырады.

из нижней (штоковой) полости цилинд­ра по трубопроводу

Қондырғыны теңестіру, яғни штанганың жоғарыға қарай және төменге қарай жүрісі кезінде қозғалтқышқа түсетін салмақты тұрақты қамтамасыз ету СКҚ тізбегін теңестіруші салмақ ретінде қолдану арқылы жүзеге асады.

Ұңғыны жөндеу жұмысы басталардан бұрын қондырғыны тізбек басы фланецінен алып ұңғы сағасы жанына арнайы қондырғының көмегімен орнатады. Жөндеу жұмыстары біткен соң қондырғыны ұңғы сағасына қайтадан орнатады.

Сурет 5.1 Топтық платформаларда теңестірілмеген тербелмелі станоктарды орналастыру сызбасы:

1 — редуктор; 2 — кривошип; 3 — клиноременді беріліс; 4 —тежегіш; 5 — рама; 6 — бұрылыс жебесі; 7 — подвески; 8 — шкив; 9 — траверса; 10 — шатун

Сурет 5.2- Штангалы теңестіргіш салмақ ретінде СКҚ тізбегін пайдаланылатын гидроприводбы қондырғы.

Теңіз кен орындарын саға жабдықтары су астында орналасқан жағдайда игеру әдістері қиындықтар туғызғанымен саға жабдықтары су үстінде орналасқан әдістерге қарағанда бірқатар артықшылықтары да бар.

Су асты игеру әдісін қолданудың негізгі артықшылығына мұнай кен орындарын кезектесіп пайдалануы жатады. Бұл мұнайдың ағысын тез алу мүмкіндігін арттырады. Бұрғылау кемесінен бірнеше ұңғыны бұрғылау, оларды қажетті су асты жабдықтарымен қамтамасыз ету және оларды іске қосу қымбат стационарлы платформаны қондыру, одан бағытталған-көлбеу ұңғыларды бұрғылау және одан соң барып қана кен орнын пайдалануға беруге қарағанда тезірек жүреді. Сондай-ақ ұңғылардың саға жабдығының су астында орналасуы кен орындарының кейбір геологиялық – физикалық сипаттамаларын анықтауға, игерудің бастапқы кезінде кейбір пайдалану көрсеткіштерін анықтауға мүмкіндік береді. Нәтижесінде бұл салыстырмалы түрде қаржыны көп қажет етпейтін әдіс әдеттегі стационарлық платформалардан бұрғылау тиімсіз болатын қоры азғантай кен орындарын игеру кезінде қолданылуы мүмкін. Мысалы, Солтүстік теңіздегі Аргайл кен орнын меңгеру кезінде қолданылған су асты ұңғыларды пайдалану жүйесін қолдану кен орнын 2 жыл бұрын іске қосуға мүмкіндік берді. Өйткені, саға жабдығы су астында орналасатын ұңғылардың бағасы стационарлы платформадан бұрғыланатын ұңғылардың бағасымен салыстырғанда екі есеге қымбат болады. Осыған байланысты кен орнын меңгеруге кеткен шығынды пайдаланудың бірінші жылы-ақ қайтарып алды.

Игерудің су асты игеру жүйесінің артықшылығына теңіз түбінде орналасқан барлық жабдықтардың сыртқы ортадан қорғалуы жатады. Су үстіндегі стационарды платформалар қоршаған ортаға қауіп тудырғанымен, жабдықтарды су астына орналастыру еш қиындық туғызбайды, өрт қаупі де аз.

Теңіз кен орындарын игеру кезінде кей жағдайларда кен орнының барлық ауданын игеру үшін бір ғана стационарлы платформаны орнату арқылы бұрғылау жұмыстарын (соның ішінде бағытталған-көлбеу ұңғылары) жүргізу аздық етуі, ал екінші платформаны орналастыру тиімсіз болуы мүмкін. Мұндай жағдайларда ұңғыларды су астына орналастыру тиімді. Кен орнын үлкен болған жағдайда кез-келген теңіз тереңдігінде ұңғы сағасын су астында орналасқан тиімді. Ал ауданы кішігірім кен орындарында теңіз тереңдігі 200 м артық болғанда бұл игеру әдісі салыстырмалы түрде тиімді келеді. Осылайша кез-келген теңіз тереңдігінде ұңғылары су астында пайдалану су үстінде пайдалануға қарағанда тиімді келеді. Алайда, су асты немесе су үсті ұңғыны пайдалану тәсілін таңдағанда судың тереңдігі, теңіз түбінің инженерлік-геологиялық жағдайлары, гид­рометеорологиялық жағдайлар, сондай-ақ ұңғылардың жағалаудағы базалардан қашықтығы есепке алынуы тиіс. Ұңғының саға жабдығы су астына орналасқан кезде, кездесетін қиыншылыққа тереңде орналасқан ұңғы сағасына жету мүмкіндігінің азаюы жатады.Сондай-ақ тағы бір кемшілікке тереңдіктерде жұмыс жасай алатын сүңгуірлерді пайдалану болып табылады. Су астында ұңғы сағасы жеке тіке бұрғыланған ұңғыда немесе шектелген ауданда шоғырланған ұңғыларға орнатылады. Саға жабдығы мен манифольдтты камераларды басқару үшін гидравликалық және электрлі гидравликалық жүйелер қолданылады. Әрбір ысырманы басқару жеке бөлу блогынан немесе қызмет көрсету кемесімен жалғанған жеке құбырлар арқылы басқарылады.

Тәжірибеде қолданыста жүрген саға жабдықтары су үстінде орналасқан кезде саға жабдығы жүйесі қосып-айырып тұратын камералары бар жабық манифольдтармен жабдықталған. Саға жабдығы су астында орналасатын ұңғы жабдығы жұмысшы қысымнан бірнеше есе артық қысымға сыналады. Содан соң жинақталған күйде кемеден канаттардың көмегімен түсіріледі. Жабдықты не сүңгуірлердің көмегімен, не су асты робот-монипуляторлардың көмегімен орнатады. Сондай-ақ сүңгуірлердің су астында тиімді уақыт өткізуіне көмектесетін су асты қайытарының бірнеше түрі кездеседі. Су асты жабдығының екі жүйесі бар: саға жабдығының су астында ашық орналасуы және «құрғақ» (атмосфералық) түрдегі жабық орналасуы. Ашық түрдегі жүйеде саға жабдықтары теңіз түбіне сай гидравликалық қысымда болады. Жабық түрдегі жүйеде саға жабдықтарын арнайы батырылған камераларда орналастырады, оларда не атмосфералық, не одан кішкене көптеу қысым сақталады. Жабық түрдегі саға жабдықтары жүйесіне қарағанда ашық түрдегі саға жабдықтары көп қолданысқа ие. Ашық түрдегі саға жабдықтарында жөндеу жұмыстары, монтаж манипуляторлардың немесе сүңгуірлердің көмегімен жүргізіледі. Ал жабық жүйедегі атмосфералық камераларда операторлар әдеттегі жұмыс киіммен жұмыс жасайды, сондықтан да мұнда ауыр сүңгуір киімдерімен жұмыс жасағанға қарағанда жеңіл болып келеді. Су астында орналасатын арматура қарапайым арматурадан мөлшері жөнінен де, конструкциясы жөнінен де өзгеше келеді.

Су асты пайдалану жүйесіндегі фонтан арматурасы гидравликалық ысырмалары бар фонтан елкасынан, су асты саға жабдығымен байланыстыратын муфталардан, бүйір желілерінен, бағытталған және орталық жабдықтардан тұрады. Фонтан арматурасын басқару – дистанционды (гидравликалық немесе электрлік) түрде жүреді. Фонтан арматурасын қалқымалы бұрғылау қондырғысынан бағытталған канаттардың көмегімен орнатады. Бұл кезде бүкіл операцияларды сүңгуірлердің көмегінсіз жүргізеді.

Бақылау сұрақтары:

1.Ұңғы сағасын су астында орналастыру артықшылығы неде?

2.Ұңғыны «құрғақ» су астында орналастыру жүйесі дегеніміз не?

Әдебиеттер: Золотухин А.Б. «Основы разработки шельфовых нефтегазовых месторожений и строительство морских сооружений в Арктике» -М., Недра,2000г.

Акульшин А.И., Бойко В.С. «Эксплуатация нефтяных и газовых скважин»- М., Недра, 1989ж.