Способы эксплуатации нефтяных и газовых скважин
фонтанная эксплуатация (когда нефть извлекается самоизливом)
изливом (механическая)
компрессорный (газлифт, эрлифт)
насосный (с помощью насосов различных типов)
Фонтанный способ применяется при высоком пластовом давлении в этом случае нефть фонтанирует, поднимаясь на поверхность по насосно-компрессорным трубам (НКТ), за счет пластовой энергии. Условием фонтанирования является превышение пластового давления над гидростатическим давлением столба жидкости заполняющим скважины.
У
стройство
скважины для фонтанной подачи нефти
Нефть поступает в скважину из пласта через отверстие в колонне эксплуатационных труб 1. Внутри эксплуатационной колонны находится НКТ 2. Нефть поступает в них через нижний башмак 3, верхний конец НКТ через фланец 4 соединен с фонтанной арматурой. Фонтанная арматура представляет собой систему труб с задвижками. К этой системе подсоединен штуцер 6, представляющий собой стальную болванку с цилиндрическим каналом малого сечения. Установка штуцера позволяет обеспечить длительную и бесперебойную работу скважины в фонтанном режиме. Из штуцера пластовая нефть попадает в сепаратор, где происходит ее разделение на нефть и нефтяной газ.
К омпрессорным называется способ эксплуатации нефтяных скважин, при котором подъем жидкости из пласта на поверхность осуществляется сжатым воздухом (эрлифт) или газом (газлифт), нагнетаемым в колонну труб. компрессорами.
При компрессорном способе в скважину спускаются в 2 соосные трубы во внутреннюю 2, на которой смесь извлекается наверх называют подъемной, а нижнюю – воздушной. Подъемная труба короче воздушной, а 1 – абсолютная труба.
При закачке газа в скважину нефть сначала полностью вытесняется в подъемную трубу, после этого в подъемную трубу проникает закачиваемый газ, он смешивается с нефтью в результате чего плотность смеси в подъемной трубе становится значительно ниже плотности нефти в следствии этого, чтобы уравновесить давление, создаваемое столбом нефти между трубами 1 и 3, столб смеси в подъемной трубе 2 удлиняется, достигает поверхности земли и поступает в выкидную линию. В зависимости от того какой газ под давлением закачивается в скважину 2мя различными способами компрессорной добычи нефти: газлифт (прир газ), эрлифт (воздух).
Применение эрлифта менее распространен, т.к. при контакте с воздухом нефть окисляется.
Отсутствие подвижных и быстроизнашивающихся деталей
Доступность оборудования для обслуживания и ремонта
Простота регулирования дебита скважин
Высокие капиталовложения на строительство
Мощность компрессорных станций
Низкий КПД газлифтного подъемника
Для уменьшения капиталовложений в нефтяную скважину подают под давлением компрессорный газ и газовых пластов. Такой способ называется бескомпрессорным.
При насосном способе эксплуатации нефти и скважин на поверхности осуществляется штанговыми и бесштанговыми насосами.
Штанговый насос представляет собой насос специальной конструкции, привод которого осуществляется с поверхности посредством штанги.
В нижней части насоса установлен всасывающий клапан 1, плунжер насоса снабжается нагнетательным клапаном 2 и подвешивается на насосной штанге 3. Верхняя часть штанги пропускается через устьевой сальник 5 и соединяется с головкой балансира 6 при помощи кривошидны 7, головка передает в возвратно-поступательном режиме и подвешенному к ним плунжеру. Станок приводится в действие электродвигателем 8 через систему 5.
Насос работает следующим образом. При помощи плунжера вверх. Верхний клапан закрыт, т.к. на него действует давление столба жидкости и плунжер работает как поршень, выталкивая на поверхность в тоже время открывая приемный клапан 1 и жидкость поступает в цилиндрический насос. При ходе плунжера вниз нижний клапан закрывается, а верхний – открывается и через полый плунжер жидкость выталкивается из цилиндрического насоса в насосную трубу 10. При непрерывной работе насоса в результате подкачки уровень жидкости поднимается, и она поступает в устье через тройшек 4.
П огружные электроцентробежные насосы включает центробежный насос 1, погружной электродвигатель 2, подъемные трубы 3, обратный клапан 4, устьевая арматура 5.
Электрический ток из промысловой сети через автотрансформатор и станцию управления поступает к электродвигателю 2, вращая вал насоса 1 электродвигатель приводит его в действие. Всасываемая насосом нефть проходит через фильтр и нагнетается по подъемным трубам 3 на поверхность чтобы нефть при остановке агрегата не сливалась из подъемных труб в скважину в трубах над насосом смонтирован обратный клапан 4.
Погружные винтовые насосы – насосы объемного действия подача которого прямопропорциональна частоте вращение специального винта. При вращении винт и его обойма образуют по всей длине ряд замкнутых полостей, которые передвигаются от приема насоса к его выкиду, вместе с ними перемещается и откачиваемая жидкость поэтому если содержание свободного газа в жидкости на входе в насос превышает 25% по объему, то перед насосом устанавливают газосепаратор.
Применение винтовых насосов особенно эффективно при откачке высоковязкой нефти. Схема их установки такая же как при ЭЦП. Для насосной эксплуатации скважин используется также гидропоршневые струйные насосы.