Штангалы сорапты қондырғының берілісін азайтатын факторлар
Газдың әсері. Айдалатын сұйыққа газдың әсері сорап цилиндрінің толу коэффициентімен есептеледі. Ол, сорапқа келіп түсетін сұйық көлемінің Vж , сұйық көлемін құрайтын қоспалардың барлық көлеміне Vсм және бос газдың көлеміне Vг қатынасына тең болады:
(12.5)
мұндағы R-сорап қабылдауындағы Рпр қысымдағы және Тпр температурадағы газ факторы.
(12.5) теңдеуі штангалы сорапты қондырғының зиянды кеңістігінің көлемін және газдалған сұйықты айдау кезінде толу коэффициентіне әсерін ескермейді. Сол себептен (12.5) теңдеуі 
мәніне тәуелді болады.
Штангалы сорапты қондырғының зиянды кеңістігі – дегеніміз, плунжердің шеткі төменгі деңгейі кезіндегі сораптың сору және айдау клапандарының арасындағы көлемді айтамыз. Плунжердің төмен жүрісі кезінде оның астындағы газсұйық қоспасы плунжер үстіндегі сұйықтың қысымына тең қысымға дейін сығылады. Газ сұйықта ериді және кейбір бөліктері зиянды ортада қалып қояды. Келесі кезекте плунжер жоғары көтерілгенде плунжер астындағы қысым сораптың қабылдауындағы қысымға дейін төмендейді, де плунжер астына аз көлемде қоспа келіп түседі.
Плунжер жүрісі шығынының әсері .
Сораптың теориялық берілісі штанг ілінген нүктенің ұзындығымен S анықталады, сонда плунжердің нақты жүрісінің мүмкін төмендеуі S- мәнімен салыстырғанда тікелей сораптың нақты берілісіне әсер етеді. Сонымен,
(12.6)
мұндағы Sn- сорап цилиндріне қатысты плунжердің нақты жүрісі; 
- штанг мен құбырдың серпімді созылуы есебінен плунжер жүрісінің шығыны.
Бұл шығын, штанг жоғары көтерілген кезде күштің әсерінен қосымша созылуына негізделген. Ол плунжердің астындағы және үстіндегі қысымның айырмашылығының плунжер қимасының ауданына көбейтіндісіне тең болады, ал айдау клапаны жоғары көтерілген кезде жабық болады. Бірдей уақытта сорап құбырлары сығылады да, төмен жүрген кезде оған әсер ететін осы күштер енді құбырға емес штангаға түседі.
Бақылау сұрақтары:
1. Сорапты қондырғының берілісін азайтатын факторларды атаңыз?
2. Штангалы сорапты қондырғының зиянды кеңістігі дегеніміз не?
3. Плунжер жүрісі шығынының скрап берілісіне әсері қандай?
12.3.3. Штангалы ұңғымалы сорапты қондырғылар (ШҰСҚ)
Штангалы ұңғымалы сорапты қондырғылар (ШҰСҚ) - мұнай өндіру саласындағы ең кең таралған сорапты қондырғылар. Сораптың кең таралуы аз және орташа шығынды ұңғымаларды пайдалануда сәйкесті қарапайымдылығына және ыңғайлылығына негізделген.
ШҰСҚ жетектен (тербегіш-қондырғы), сағалық жабдықтан, сорапты штангы тізбегінен, СКҚ тізбегінен, ұңғымалы сораптан және қосымша жер асты жабдықтарынан тұрады [8].
Жетек қозғалтқыш энергиясын ілгері-кейінді қозғалатын сорапты штангы тізбегіне механикалық энергияға айналдырып беру үшін арналған. Жетек ретінде тербегіш-қондырғы төрт звеномен бірге (теңгергіш, шатун, кривошип және қозғалмайтын тірек) редуктор білігінің айналу қозғалысын теңгергіш басының ілгері-кейінді қозғалысына айналдырады.
Сорапты штангы тізбегі (12.3-сурет) бір-бірімен резьбалы қосылыспен қосылған жеке штангалардан тұратын серіппе түрінде дайындалады, және механикалық энергияны жетектен ұңғыма сорабына береді.
12.3-сурет. Сорапты штангы және жалғағыш муфта
Ұңғыма сорабы қозғалатын штанганың механикалық энергиясын айдалатын қабат сұйығының механикалық энергиясына айналдырады.
СКҚ тізбегі айдалатын қабат сұйығын жер бетіне көтеруге арналған канал ретінде қызмет атқарады және ұңғыма сорабының цилиндрін ұстап тұруды қамтамасыз етеді.
СКҚ тізбегінің төменгі бөлігін шектейтін якорь, қабаттық сұйықтан ұңғыма сорабына келетін газ және құмды бөліп тұратын газ және құм якорлары, кейбір жағдайларда клапан - ажыратқыштар.
Сағалық жабдықтар СКҚ тізбегінің ішкі кеңістігін және оның мұнай кәсіпшілік коллектормен байланысын саңылаусыздандырып тұрады (12.4-сурет).
12.4-сурет. Штангалы сорапты
қондырғы сағасының жабдықталуы:
1 - тізбекті фланец,
2 - планшайба,
3 - СКҚ,
4- тіректі муфта,
5 – үш жақты құбыр,
6 – сальник корпусы,
7– жылтыратылған шток,
8 – сальник сағасы,
9 - сальникті толтырғыш.
Қосымша жер асты жабдықтары әр ұңғымалардың ерекшеліктеріне байланысты орнатылады, оларға төмендегілер жатады:
ШҰСҚ принципиалды ерекшеліктері - орындаушы механизм (сорап) және жетек (тербегіш-қондырғы) арасында ұзын механикалық байланыстың болуы. Орындаушы механизмге энергия осы механикалық байланыспен беріледі. Берілген байланыс диаметрі бойынша СКҚ ішкі өлшемдеріне байланысты шектелген, яғни оның диаметрі үлкейген сайын салмағы да өседі. Штангы тізбегінің үлкен ұзындығы және сәйкесті кіші диаметрі сорапқа берілетін қуатты азайтады.
ШСҚ пайдалы қуаты аз тереңдікте 28 кВт және орташа тереңдікте 23кВт. ШҰСҚ-ны қолданудың тиімді облысы 100÷120 м3/тәу беріліспен және 1500÷1800 м тереңдікте түсірумен шектелген.
ШҰСҚ жинақ түрінде келмейді, ұңғымада жекелеген түйіндермен жинақталады.
Зауытқа тапсырыс беретін негізгі бөлшектер: ұңғыма сорабы, штангалар, тербегіш-қондырғы, құбырлар (СКҚ), сағалық жабдықтар.
ШҰС ұзын цилиндр, шарикті клапан және ұзын жүрісті плунжерлі сорап түрінде жасалады. Плунжер жоғары көтерілгенде ол цилиндр қабырғасымен және штангы арасындағы сұйықты айдайды, ал плунжер астындағы кеңістікте ұңғымадан сору клапаны арқылы сұйық ағып толады. Плунжер төмен түскенде сораптың айдау клапаны арқылы сұйық жоғары қарай көтеріледі, яғни бұл сорап − дифференциалды.
СКҚ тізбегіне бекітілу әдісі бойынша сораптар салынбайтын (құбырлы) және салынатын болып бөлінеді (12.5-сурет).
Салынбайтын сораптарда – цилиндр ұңғымаға плунжерсіз сорапты компрессорлық құбырмен түсіріледі. Плунжер сорапты штанга арқылы жеке түсіреледі.
Салынатын сораптарда − цилиндр СКҚ тізбегінің ішіне штангы тізбегімен түсіріліп арнайы құлыпты қосылыс көмегімен отырғызылады. Сораптардың цилиндрі және сору клапаны СКҚ тізбегіне бекітіліп, бірге ұңғымаға түсіріледі. Ал плунжер айдау клапанымен штангы арқылы түсіріледі. Құбырлы сораптар құрылысы қарапайым және үлкен шығымды ұңғымаларға қолданады.
12.5-сурет. Штангалы ұңғымалы сораптардың принципиальды схемасы
а) НГН-1 түріндегі штогы бар салынбайтын сорап;
б) НГН-2 түріндегі ұстағышы бар салынбайтын сорап;
1 - айдау клапандары; 2 - цилиндр; 3 - плунжер; 4 - ұзартқыш- құбырлар; 5 - сору клапандары; 6 - конус ершігі; 7 - ұстағыш шток; 8 - екінші айдау клапаны; 9 - ұстағыш; 10 - клапанды ұстауға арналған ұшы;
в) НГВ-1 түріндегі салынатын сорап;
1 - Штанга; 2 - СКҚ; 3- отырғызу конусы; 4 - тіректі құлып; 5 - цилиндр; 6- плунжер; 7- бағыттаушы құбыр.
Бұл салынатын сораптың СКҚ тізбегін көтерусіз алыну мүмкіндігін тудырады. Бірақ, бірдей диаметрлі плунжерлерде салынатын сораптарға үлкен диаметрлі СКҚ қолдану қажет етеді. Мысалы: диаметрі 43 мм плунжерлі құбырлы сорапты, диаметрі 60 мм СКҚ түсіруге болады, ал дәл осындай диаметр салынатын сорапта диаметрі 73 мм-лік СКҚ қолдануды талап етеді.
Қазіргі кезде ГОСТ 6444-78 сәйкесті сорап цилиндрлері төлке және бүтін металл түрінде жасалады. Төлкелі сорап қорапқа орнатылып, соңы муфталармен қысылған ұзындығы 300 мм төлкеден тұратын цилиндр. Төменгі муфтаға сору клапаны орнатылған.
Сораптар 99% дейін суы бар, динамикалық тұтқырлығы 0,1Па∙с, күкірт қышқылы H2S − 0,1% дейін және 0,5% механикалық қоспалары бар температурасы 1300С дейінгі сұйықты айдауға арналған.
ГОСТ бойынша ұңғымалы сораптардың келесі түрлері дайындалады:
- НСВ1, НСВ2 - салынатын, бір және екі сатылы, екі плунжерлі, төлкелі цилиндрлі, құлыпы жоғарыда.
- НВСД- салынатын, бір сатылы, бір плунжерлі, төлкелі, цилиндрлі құлыпы жоғарыда.
- НСН1, НСН2 - салынбайтын, бір және екі сатылы, бір плунжерлі, төлкелі, цилиндрлі штокты ұстағыш.
- НСНА- салынбайтын, бір сатылы, бір плунжерлі, төлкелі, цилиндрлі, автоұстағышты.
- НСВ15-салынатын, төлкесіз, цилиндрлі.
- НГН-1 - түріндегі штогы бар салынбайтын сорап (28; 32; 43; 55; 68 мм).
- НГН-2 түріндегі ұстағышы бар салынбайтын сорап (28; 32; 38; 43; 55; 68; 82; 93 мм).
- НГВ-1 түріндегі салынатын сорап (28; 32; 38; 43; 55; 68 мм).
Ұзындығы 1200 мм плунжер 1500 м тереңдікке дейін қолдануға болады, ал 1500 мм плунжер 2000 м, 1800 мм плунжер 2000 м тереңдікке арналған.
Штангалар және олардың қосқыш муфталары ГОСТ 13877-80 бойынша дайындалады. Штанга ұзындығы 8м-ге дейін жетеді. Штанга соңдарында резьба ойылған және кілтпен бұрауға арналған квадрат болады.
Штангалардың негізгі диаметрлері 12, 16, 19, 22 және 25 мм болады. Сорап плунжерін түсіру тереңдігін қатаң сақтау үшін ұзындығы 1; 1,2; 1,5; 2 және 3 м қысқа штангалар қолданады.
Штангалардың ұзақ мерзімділігіне, оларды дұрыс пайдалану арқылы жетуге болады. Бірінші кезекте арнайы тасымалдау құралдарымен тасымалдау, түсіріп – көтеру операцияларында Штангаларды тік жағдайда орнату, элеваторларды қолдану.
Барлық сораптар плунжер мен цилиндрдің аралығындағы қуыс өлшемі бойынша отырғызудың үш тобына бөлінеді:
| Отырғызу тобы | I | II | III |
| Қуыс, мкм | 20—70 | 70—120 | 120—170 |
ІІІ топтағы отырғызу сораптары негізінен терең емес ұңғымаларға, яғни тұтқыр, өнімділігі жоғары сұйықтарды айдауда қолданылады. ІІ топтағы отырғызу сораптары негізінен орташа тереңдіктегі ұңғымаларға, яғни майлылы сұйықтарды айдауда қолданылады. І топтағы отырғызу сораптары негізінен терең ұңғымаларға, яғни майлы, құрамында құм кездеспейтін сұйықтарды айдауда қолданылады.
Бақылау сұрақтары:
1. ГОСТ бойынша ұңғымалы сораптардың қандай түрлерін білесіз?
2. Штангі тізбегіне бекітілу әдісі бойынша сораптар қандай түрге
бөлінеді?
3. Сорапты штангы тізбегінің қызметі қандай?
Дата добавления: 2015-12-22; просмотров: 4280;