книги / Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования
..pdfРазмеры, мм: |
7696 |
длина |
|
высота |
2500 |
ширина |
2950 |
Масса (без груза), кг |
4593 |
При отсутствии специальных кислотных агрегатов в некото рых случаях скважины обрабатывают при помощи обычных пе редвижных насосных или промывочных агрегатов с последую щей тщательной промывкой водой гидравлической части насо сов.
Техническая характеристика кислотных агрегатов
|
|
|
|
|
|
|
УНЦ1- |
УНЦ2- |
АКПП-500 |
КП-6,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
160Х500К |
160X500 |
|
|
|
Шасси |
агрегата . |
т |
КрАЗ-257Б1А |
КрАЗ-255Б |
|||||||
Грузоподъемность, |
12 |
12 |
7,5 |
7,5 |
|||||||
Тяговый |
двигатель . |
ЯМЗ-238 |
ЯМЗ-238 |
ЯМЗ-238 |
ЯМЗ-238 |
||||||
Номинальная |
|
мощность |
|
|
|
|
|||||
(при |
|
частоте |
вращения |
176,5 |
176,5 |
176,5 |
176,5 |
||||
2100 мин-1), кВт |
|
||||||||||
Вместимость |
|
цистерны, |
6 |
6 |
3 |
6 |
|||||
м3 |
|
|
................................. |
||||||||
Насос |
трехплунжерный |
5НК-500 |
5НК-500 |
5НК-500 |
5НК-500 |
||||||
Полезная |
|
|
мощность, |
118 |
118 |
118 |
118 |
||||
кВт |
|
|
|
|
давление, |
||||||
Наибольшее |
|
50 |
50 |
50 |
50 |
||||||
МПа |
|
|
|
|
идеальная |
||||||
Наибольшая |
|
17,1 |
17,1 |
17,1 |
17,1 |
||||||
подача, дм3/с |
|
плун |
|||||||||
Диаметр |
сменных |
100 |
100 |
100 |
100 |
||||||
жеров |
|
|
|
|
|
||||||
Наибольшее |
число |
двой |
120 |
120 |
120 |
120 |
|||||
242 |
242 |
242 |
242 |
||||||||
ных |
ходов в |
минуту |
|||||||||
Длина |
хода |
|
плунжера, |
125 |
125 |
125 |
125 |
||||
м м ........................... |
|||||||||||
Условный |
проход трубо |
|
|
|
|
||||||
проводов, |
мм |
|
|
100 |
100 |
100 |
100 |
||||
всасывающего |
|
||||||||||
нагнетательного |
|
50 |
50 |
50 |
50 |
||||||
Общая |
длина |
трубопро |
23,5 |
23,5 |
23,5 |
23,5 |
|||||
водов, |
м |
|
|
|
|
||||||
Насос |
для подпора |
|
|
Центробеж |
|
Центробеж |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ный 4К-6 |
|
ный |
|
Наибольшая |
|
подача, |
|
|
|
3X-98-3-51 |
|||||
|
— |
37,5 |
— |
29—60 |
|||||||
м3/ч |
|
|
|
|
напор, |
||||||
Наибольший |
|
|
0,98 |
|
0,35 |
||||||
м |
|
|
мм |
|
|
— |
— |
||||
Габариты, |
|
.9 8 5 0 х 2 6 3 0 х |
9 6 0 0 х 2 6 3 0 х |
8645Х 2750Х |
8645 Х 2750Х |
||||||
Масса |
(полная |
без |
гру |
3000 |
3100 |
3760 |
3286 |
||||
14 630 |
14 810 |
16 050 |
13210 |
||||||||
за), |
кг |
|
|
|
|
||||||
9* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
131 |
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГИДРАВШМЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА
Гидравличес&ий разрыв пласта проводят для увеличения де бита нефтяных или приемистости нагнетательных скважин. Сущность процесса заключается в нагнетании в скважину высо ковязкой жидкости со скоростью, превышающей скорость погло щения ее пластом. В этом случае в призабойной зоне создается высокое давление, благодаря которому расширяются имеющиеся в пласте трещины или образуются новые. Для сохранения тре щин в раскрытом состоянии в жидкость разрыва вводят крупно зернистый песок, который препятствует последующему смыка нию трещин. Вязкая жидкость, заполнившая трещины, в про цессе дальнейшей эксплуатации скважины извлекается на по верхность.
Благодаря гидравлическому разрыву пласта в несколько раз повышаются дебиты эксплуатационных и приемистость нагнета тельных скважин.
Образующиеся при гидравлическом разрыве пласта трещи ны обладают весьма высокой проницаемостью, радиус их рас пространения иногда достигает десятков метров, что обусловли вает более высокую эффективность гидравлического разрыва пласта по сравнению с другими методами воздействия на при забойную зону скважины.
К породам, которые следует подвергать гидравлическому разрыву, относятся плотные пески, сцементированные песчаники, известняки, доломиты. К породам, которые не (рекомендуется подвергать гидравлическому разрыву, относятся глины, рыхлые пески и многие сланцы.
Давление на забое скважины, необходимое для образования трещин в пласте, в большинстве случаев находится в пределах
/?р = 15 — 2 5 Н ,
где Н — глубина скважины, м.
По данным промысловой практики давление на забое, необ ходимое для гидравлического разрыва пласта, обычно превыша ет гидростатическое примерно в полтора-два раза. Например, для скважин глубиной 2000 м давление на забое при гидроразрыве пласта составляет 30—50 МПа, а соответствующее на устье (за вычетом гидравлических потерь) — от 10 до 30 МПа.
В качестве рабочей жидкости для гидравлического разрыва пласта используют углеводородные жидкости (сырую высоко вязкую нефть, керосин или дизельное топливо, загущенные мы лами, нефтекислотные эмульсии и др.) и родные растворы (во да, сульфитспиртовая барда, загущенные растворы соляной кис лоты и др.). Углеводородные жидкости применяют в нефтяных скважинах, а водные растворы — в нагнетательных. Песок для заполнения трещин при гидравлическом разрыве пласта должен обладать достаточной прочностью и не разрушаться при сжатии трещин. Этим требованиям удовлетворяет крупнозернистый, хо
132
рошо окатанный н однородный по со ставу кварцевый песок. Песок не дол жен содержать пылевых, илистых, глинистых н карбонатных частиц. Нанлучшим для гидравлического раз рыва пласта являются пески с круп ностью зерен от 0,5 до 1,0 мм.
Процесс гидроразрыва пласта за ключается в следующем. До начала работ определяют глубину забоя скважины, промывают ее для удале ния пробкн н загрязняющих отложе ний. Затем в скважину спускают на насосно-компрессорных трубах пакер с якорем, устанавливая его выше верх них отверстий фильтра (рис. 54), а устье скважины оборудуют специаль ной головкой — армату рой устья, к ко торой подключают насосные агрегаты для нагнетания в скважину жидкости гидроразрыва. Гидравлический раз рыв пласта состоит из следующих эта пов (рис. 55): закачки в скважину жидкости разрыва для создания тре щин в пласте; закачки жидкости-пес- коносителя н закачки жидкости для продавливання песка в пласт.
Общая продолжительность процес са определяется по формуле:
f= (K p + y r a + Vnp)/Qf
Рис. 54. Расположение пакера и якоря в скважине:
/ — обсадная колонна; 2 — на- сосно-коыпрессорные трубы; 3 — якорь; 4 — пакер; 5 — продуктив ный пласт; 6 — хвостовик
где Vp— объем жидкости разрыва, м3; Унш— объем жидкостипесконосителя, м3; Упр— объем продавочной жидкости, м3; Q — средний расход жидкости, м3/ч.
Необходимое число агрегатов устанавливают исходя из по дачи одного агрегата qst и максимального расхода Qmax жидко
сти в процессе гндроразрыва с учетом одного резервного агре гата:
п = Qmax 1.
Яаг
Для проведения гидравлического разрыва пласта применяет ся комплекс оборудования, в состав которого входят: насосные и пескосмесительные установки, автоцистерны, арматура устья скважин, блок манифольда, пакер и якорь.
Комплекс оборудования для гидравлического разрыва пласта позволяет применять различные схемы расположения оборудо вания у скважины и в зависимости от заданного технологиче-
133
Рис. 55. Схема гидравлического разрыва пласта:
а _ нагнетание жидкости разрыва; б — нагнетание жидкости-песконосителя; в — нагне тание продавочной жидкости; 1 — глины;. 2 — нефтяной пласт
ского процесса устанавливать необходимое число насосных уста новок и вспомогательного оборудования.
Блок манифольда, устанавливаемый у скважины, к которо му подключаются агрегаты, позволяет наиболее рационально их расставить, повышает надежность и безопасность проводимой операции, уменьшает численность обслуживающего персонала (рис. 56).
Насосная установка УН1-630Х700А
Насосная установка (рис. 57) смонтирована на шасси грузо вого трехосного автомобиля КрАз-257 грузоподъемностью 10— 12 т и состоит из следующего оборудования: силовой установки 4УС-800; коробки передач ЗКПм; трехплунжерного насоса 4Р-700; манифольда; системы управления.
На раме автомобиля непосредственно за кабиной водителя расположена силовая установка 4УС-800, состоящая из дизельмотора с многодисковой фрикционной муфтой и центробежным вентилятором, системы питания, смазки, охлаждения, установки воздухоочистителей и других вспомогательных узлов.
Двигатель установки — дизель-мотор В2-800-ТК — двенадца тицилиндровый, четырехтактный с непосредственным вспрыском топлива и наддувом воздуха турбокомпрессорами ТКР14-2.
Н а с о с 4Р-700 (рис. 58) |
трехплунжерный со |
сменными |
плунжерами, горизонтальный, |
одинарного действия. |
Трансмис |
сионный вал выполнен заодно с шестернями и установлен в ста нине на роликоподшипниках. Коренной вал — полый, двухопор ный, покоится также на роликоподшипниках. Шестерни транс миссионного колеса коренного вала косозубые. Шатуны насо-
134
а
Рис. 56. Схема обвязки оборудования при гидравлическом разрыве пласта:
1 — насосный агрегат; 2 — пескосмесительный агрегат; 3 — автоцистерна; 4 — песковоз; 5 — блок манифольда; 6 — арматура устья; 7 — станция контроля и управления процессом
0062
Рис. 57. Насосная установка УН1-630Х700А |
(4АН-700): |
/ —• автошасси КрАЗ-257Б1А; 2 — пост управления; 3 — силовой |
агрегат; 4 — коробка пе |
редач ЗКПМ; 5 — зубчатая муфта; 6 — насос 4Р-700; 7 — напорный трубопровод; 8 — вспо
могательный трубопровод; 9 — фара для |
освещения рабочего места; 10 — аккумулятор |
ная |
батарея |
135
са — стальные, литые, таврового сечения. Мотылевые головки шатунов смонтированы на роликоподшипниках, отлитых вместе с зубчатыми колесами коренного вала. Малые головки шатунов соединены пальцами со стальными крейцкопфами, рабочие по верхности которых термически обработаны. Сменные накладки направляющих крейцкопфов из антифрикционного чугуна.
Гидравлическая часть крепится к сварной станине шпилька ми и центрируется уплотнениями плунжера. Корпуса уплотне ния плунжера удерживаются специальными гайками. Клапаны тарельчатые, стальные. Седла клапанов запрессованы в конус ные расточки в клапанной коробке и уплотнены в ней резино выми кольцами. Клапанные и цилиндровые крышки уплотняют ся самоуплотняющимися резиновыми манжетами. Насос комп
лектуется плунжерами диаметрами |
100 и 120 мм, что обеспечи |
вает работу насоса соответственно |
при давлениях от 70 до |
50 МПа. |
|
Манифольд установки состоит из приемной диаметром 125 мм и нагнетательной диаметром 50 мм линий. Приемный трубопро вод оборудован трехходовым пробковым краном, что дает воз можность присоединять к приему насоса одновременно два вспомогательных агрегата. На нагнетательном трубопроводе установлены манометр высокого давления с разделителем и предохранительный клапан гвоздевого типа, линия от которого выведена под настил. Установка укомплектована 125-мм прием ным рукавом, шестью трубами высокого давления общей дли ной 23,5 м, изготовленными из специальной стали группы проч ности «Л», и шестью гибкими металлическими сочленениями. В транспортном положении вспомогательный трубопровод укла дывается на специальные стояки на настиле установки.
Установкой управляют с центрального поста из кабины води теля автомобиля. Здесь размещены педали управления топлив ным насосом и фрикционом двигателя, селектор и кран управ ления коробкой передач, а также необходимая контрольно-изме
рительная аппаратура |
(табл. 45). |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 45 |
|
|
|
|
|
Подача и давление насоса |
|
|
|
|
|
|
Диаметр сменных плунжеров насоса, мм |
|||
|
Число двой |
100 |
|
120 |
|
Скорость |
ных ходов |
|
|
|
|
насоса в |
Идеальная |
Давление, |
Идеальная |
Давление, |
|
|
минуту |
||||
|
|
подача, дм /с |
МПа |
подача, дм3/с |
МПа |
I |
80 |
6,3 |
70 |
9,0 |
51,0 |
II |
109 |
8,5 |
54 |
12,3 |
37,5 |
III |
153 |
12,0 |
38 |
17,3 |
26,6 |
IV |
192 |
15,0 |
30,5 |
22,0 |
21,0 |
137
|
|
|
|
|
Техническая характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
Шасси КрАЗ-257Б1А |
|
|
Грузоподъемность, |
т . |
|
|
12 |
|||
Наибольшая |
скорость, км/ч |
|
60 |
||||
Тяговый |
двигатель |
|
|
Четырехтактный |
|||
Номинальная |
мощность, |
кВт |
|
дизель ЯМЗ-238 |
|||
|
176 |
||||||
|
|
|
|
|
Силовой агрегат 9УС-800 |
|
|
Двигатель . . . |
|
. |
........................... |
В2-800ТК-СЗ |
|||
Наибольшая мощность (при л=2000 мин-1). кВт |
588 |
||||||
Наибольший |
крутящий |
момент |
(при п= 1200 мин-1), |
3,12 |
|||
кН• м |
|
..................................................... ................................. |
|||||
Эксплуатационная мощность (при п=1800 мин-1), кВт |
544 |
||||||
Удельный расход топлива (на эксплуатационном ре |
160 |
||||||
жиме) , г/кВт . |
|
|
|
||||
Вместимость |
баков, л: |
|
|
300 |
|||
топливных |
|
|
|
|
|||
масляных |
|
|
|
|
160 |
||
|
|
|
|
|
Коробка передач ЗКПМ |
|
|
Число |
ступеней |
|
|
|
4 |
||
Передаточное |
число ступеней: |
|
4,67 |
||||
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,43 |
|
III |
|
|
|
|
|
|
2,43 |
IV |
|
|
|
|
|
|
1,94 |
|
|
|
|
|
|
Насос 4Р-700 |
|
Полезная |
мощность, кВт . |
|
452 |
||||
Наибольшее давление, МПа |
дм3/с |
70 |
|||||
Наибольшая |
идеальная |
подача, |
22 |
||||
Диаметр |
сменных |
плунжеров, |
мм |
100 и 120 |
|||
Ход плунжера, м м ................................. |
200 |
||||||
Наибольшая частота двойных ходов плунжера в минуту |
192 |
||||||
Передаточное |
число приводной |
части |
4,86 |
||||
|
|
|
|
|
|
Манифольд |
|
Условный проход трубопровода, мм: |
100 |
||||||
приемного |
|
|
|
|
|||
напорного |
|
|
|
|
50 |
||
|
|
|
|
Вспомогательный трубопровод |
|
||
Условный |
проход, |
мм |
|
|
50 |
||
Число |
труб |
|
колен |
|
|
6 |
|
Число |
шарнирных |
|
|
6 |
|||
Общая |
длина, м |
установки, мм |
23,5 |
||||
Размеры |
насосной |
9300X2900X3320 |
|||||
Масса установки, кг: |
|
|
22 140 |
||||
без |
заправки |
|
|
|
|||
заправленной |
|
|
|
23 540 |
Установка пескосмесительная УСП-50
Установка УСП-50 предназначена для транспортирования песка, приготовления песчано-жидкостной смеси и подачи ее к насосным агрегатам при гидравлическом разрыве нефтяных и
138
газовых пластов и гидропескоструйных процессах. Оборудова ние установки смонтировано на шасси автомобиля КрАЗ-257 Б1А и включает: бункер с рабочим и загрузочным шнеками; смеситель; песковый насос; манифольд; гидро- и пневмосисте мы; пост управления и другие вспомогательные узлы.
Бункер для транспортирования песка к месту «работ стальной сварной конструкции с коническим днищем, имеет квадратное сечение. Он разделен сплошной перегородкой на два равных отсека, позволяющих одновременно транспортировать песок раз личных фракций, повысить безопасность обслуживания установ ки. Загрузочный шнек служит для заполнения бункера песком в полевых условиях при отсутствии посторонних загрузочных устройств. Рабочий— для подачи песка из отсеков бункера в смеситель для приготовления песчано-жидкостной смеси. Песок подается по специальному рукаву, имеющему большой угол на клона к смесителю, что обеспечивает равномерную подачу песка. Рабочий шнек снабжен боковыми рукавами с выдвижными зас лонками. Рукава служат для возврата лишнего песка из корпу са рабочего шнека в отсеки бункера. В нижней части корпуса шнека имеется окно, закрывающееся подпружиненной крышкой, служащей для осыпания песка из корпуса шнека в аварийных случаях (при непредвиденной остановке шнека).
Смеситель вместимостью 1 м3 для приготовления песчано жидкостных смесей представляет собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, сверху закрытую крышкой. Внутри него смонтированы лопастная мешалка, а также поплавковый уров немер. На цилиндрической поверхности смесителя в верхней ее части имеется патрубок для отвода жидкости при переливах ее из смесителя. Коническое днище заканчивается патрубком для отбора готовой смеси и подачи ее к насосным агрегатам.
П е с к о в ы й н а с о с 5ПС-10 для отбора готовой смеси из смесителя н подачи ее к насосным агрегатам с подпором 0,2— 0,3 МПа приводится от тягового двигателя через коробку отбо ра мощности, установленную на раздаточной коробке автомоби ля, и цепной редуктор.
Манифольд установки состоит из приемного и раздающего трубопроводов. Приемный трубопровод состоит из двух насос но-компрессорных труб диаметром 50 мм, соединенных с пат рубками в крышке смесителя, и снабжен быстросборными эле ментами для соединения с автоцистернами, подающими жид- кость-песконоситель. Для удобства обвязки с автоцистернами приемные трубы разведены на оба борта установки. Раздающий трубопровод маннфольда соединяет патрубок на коническом днище смесителя с приемным патрубком пескового насоса, а также непосредственно с раздающим коллектором, с которым во время работы соединяются приемные линии насосных агрега тов. С этим же коллектором соединен и напорный патрубок пес кового насоса 5ПС-10. Раздающий трубопровод имеет больший условный проход— 125 мм, что дает возможность увеличить от
139
бор смеси из смесителя до 60 л/с. К раздающему трубопроводу одновременно могут присоединяться четыре насосных агрегата.
Рабочий и загрузочный шнеки, а также лопастная мешалка смесителя приводятся гидромоторами Г15-23 через одноступен чатые редукторы. Масло для работы гидромоторов подается двухсекционным масляным насосом 25Г12-23, приводимым от тягового двигателя автомобиля через коробку отбора мощности, установленную на коробке передач автомобиля. Масляный на сос и гидромоторы объединены в одну гидросистему, питающую ся маслом из бака вместимостью 160 л, смонтированного на платформе установки. Гидросистема включает в себя также мас ляные фильтры Г41-43, дроссели Г55-14 для регулирования обо ротов гидромоторов независимо от темпов отбора готовой смеси, перепускные и обратные клапаны и др. Масло в баке обогрева ется выхлопными газами тягового двигателя автомобиля; фильт ры и перепускные клапаны размещены под платформой в дос тупном для обслуживания месте.
На посту управления на специальном щите размещены дрос сели управления гидромоторами шнеков и мешалки, манометры гидросистемы, тахометры рабочего шнека и пескового насоса и
Рнс. 59. Кинематическая схема установки УСП-50:
1 — двигатель ЯМЗ-238; 2 — коробка передач автомобиля; 3 — раздаточная коробка; 4 — коробка отбора мощности привода пескового насоса; 5 — цепной редуктор; ( — песковой насос 5ПС-10; 7 — редуктор; в — рабочий шнек; 9 — гидромотор Г15-23; 10 — загрузочный пшек; 11— мешалка; 12 — вентиль; 13 — масляный насос 25Г12'23; 14 — коробка отбора мощности привода масляного насоса
140