Гидропоршенді сораптар арқылы ұңғымаларды пайдалану

Гидравликалық поршенді сорапты қондырғылар (ГПСҚ) өнімділігі жоғары, құрамында механикалық қоспалары жоқ, терең ұңғымаларды пайдалануға арналған. ГПСҚ батырмалы агрегаты негізгі үш элементтен тұрады: поршенді гидравликалық қозғалтқыш, бір-бірімен қатты берік штокпен жалғасқан плунжерлі (поршенді) сораптан және басқарылатын золотникті қондырғы.

Қондырғы жер беті және батырмалы бөліктен тұрады (13.10-сурет). Жер бетіндегі бөліктерге күштік және тіректі сораптар, сыйымдылық және күштік сұйықтарды дайындауға арналған жабдықтар, құбыр желілері мен крандарды, сонымен бірге бақылау-өлшеу қондырғылары кіреді [11].

Батырмалы агрегат күрделі гидравликалық машина болып табылады: поршень-гидроқозғалтқыш цилиндрі; поршень (плунжер)- сорап цилиндрі, және гидравликалық золотникті қондырғы.

Төменде суретте батырмалы агрегаттың сұлбасы көрсетілген: плунжерлі сораппен жеке қозғалыста (а суреті) және поршенді сораппен екі бағытта қозғалыс (б суреті).

13.10-сурет. Гидропоршенді сораптың принципиалды сұлбасы

а — бір бағытта қозғалатын плунжерлі сорап; б — екі бағытта қозғалатын поршенді сорап; I — гидроқозғалтқыш; II — плунжерлі (поршенді) сорап; 1 — гидроқозғалтқыш цилиндрі; 2 — гидроқозғалтқыш поршені; 3 —нығыздағыш - бөлгіш; 4—қозғалтқыш штогы; 5 — сорап плунжері (поршень); 6 — сорап цилиндрі; 7 — сору клапаны; 8 —айдау клапаны; 9 —өткізу каналы; 10 — күштік гидросұйықты өткізу каналы; 11 — ұңғыма өнімін және күштік гидросұйықты шығару каналы; 12 — золотникті қондырғы.

Гидропоршенді сораптың ең маңызды элементі және оның жұмысын басқаратын золотникті қондырғы болып табылады (12). Золотниктің ішкі бөлігінде 90⁰С бұрылыс жасай алатындай каналдар бар және екі жағдайда орналасқан. Мұндай қосылулар қозғалтқыштың штогынан автоматты жүргізіледі.

13.10-суретте көрсетілгендей жұмыс сұйығы жоғарыдан күшті сораптардың көмегімен құбыр желісіне (СКҚ) (10) айдалады да, золотниктің орналасуына байланысты цилиндр қозғалтқышының I жоғарғы бөлігіне беріледі. Цилиндр қозғалтқышының төменгі бөлігі де бір мезгілде золотниктің көмегімен шығу желісіне жалғанады (сақиналы кеңістік).

Жұмыс сұйығының қысымы әсерімен қозғалтқыштың поршені (2) төмен қарай жүріс жасайды. Поршеннің астыңғы бөлігіндегі сұйық золотник арқылы құбырдың шығу желісімен (11) сыртқа шығарылады.

Жұмыс сұйығының қысымы әсерінен қозғалтқыштың поршені төмен бағытта қозғалыс жасайды. Сұйық поршеннің астынан золотник арқылы шығу желісінен сыртқа шығарылады (сақиналы кеңістікпен). Жүріс соңында төрт жүрісті кран (золотник) автоматты түрде 90⁰ бұрылыс жасайды, ал оның арналары суретте үзік сызықпен көрсетілгендей етіп орналастырылады.

Жуу сұйығы, құбыр желісінен (СКҚ) золотниктің жаңа орналасу жағдайына байланысты I қозғалтқыш цилиндрінің төменгі бөлігіне енуге жол ашып алады, ал жұмыс жасап болған сұйық цилиндрдің жоғарғы бөлігі арқылы шығу желісіне (11) беріледі. Жуу сұйығының қысымы әсерінен, төменгі бөліктегі поршень (2) жоғары бағытта көтеріледі. Толық жоғары көтерілген уақытта қозғалтқыш штогына байланысты золотник кері бағытта 90⁰ бұрылады, ал оның арналары бастапқы орналасу жағдайына қайтып келеді. Бұл жуу сұйығының, қозғалтқыштың жоғарғы және төменгі бөлігіне енуін қамтамасыз етеді. Қозғалтқыш поршенінің алмасу жылдамдығы және оның жүріс саны, негізінен жуу сұйығын айдау жылдамдығына тәуелді болады. Егер сұйықты айдау жылдамдығы аз болса, қозғалтқыштың поршенінің жүріс саны аз болады және керісінше болуы мүмкін. Дегенмен жүріс санын шексіз үлкейту мүмкін емес. Агрегаттың поршендік тобының золотниктің және сұйықтың арналарындағы инерциясы жүріс санын шектейді, және ол 100-ден аспайды. Қозғалтқыш штогына жалғанған ұңғыма сорабының поршені (5) ілгері-кері жүріс жасайды. Сорап цилиндрі екі жағынан да бір айдау (8) және сору (7) клапандарымен жабдықталған. Поршень (5) төмен жүріс жасағанда қабат сұйығы қысымның әсерінен және сораптың бату тереңдігінен сорап цилиндірінің жоғарғы бөлігіне арна немесе жоғарғы сору клапаны арқылы келіп түседі. Қабат сұйығы поршень (5) арқылы төмен түскен кезде цилиндрдің төменгі бөлігінен төменгі айдау клапаны (8) арқылы шығу желісіне (11) келіп түседі де, жұмыс жасап болған сұйықпен араласады. Поршень (5) жоғары көтерілген кезде поршень астындағы сору клапаны арқылы (6) қабат сұйығы сорылады, ал поршень үстіндегі сұйық жоғары айдау клапаны арқылы (8) шығу желісіне (11), яғни сақиналы кеңістікке өтеді. Конструктивті жағынан золотник қозғалтқыш штогында орнатылған және фасонды втулка түрінде жасалған. Қозғалтқыш штогының төменгі және жоғарғы бөлігінде қысқа фазалық - арналар орналасқан, және ол арқылы жұмыс сұйығы золотник цилиндіріне келіп түседі де, қозғалтқыш цилиндірін құбыр желілерімен (10, 11) байланыстыру үшін фасонды втулкаға енеді. Сорап берілісінің екі жақты қозғалуы арқасында, қарапайым бірлік плунжерлі сораппен салыстырғанда берілісі екі есеге жоғары болады.

Ұңғымадан аз және орташа көлемде мұнай немесе сұйық өндіру үшін золотникті таратқышы бар, поршенді қозғалтқышты тереңдік поршенді сораптар қолданады [8].

Бұл жағдайда тереңдік агрегат плунжері шток арқылы гидравликалық қозғалтқыштың плунжерімен қосылған поршенді сораптан тұрады.

Гидравликалық қозғалтқышқа жер бетінен қысыммен жұмыс сұйығы беріледі (судан және газдан бөлінген және механикалық қоспалардан тазартылған мұнай). Гидравликалық қозғалтқыштың золотнигі жұмыс сұйығын поршеннің астыңғы және үстінгі цилиндр кеңістігіне кезек-кезек жіберіп тұрады (13.11-сурет).

Қозғалтқыш поршені ілгері–кейінді қозғалысқа келеді және шток арқылы осы қозғалыс сорап плунжеріне беріледі. Золотник жұмысы терең агрегаттың плунжерлерін қосатын шток арқылы немесе арнайы басқару жүйесімен реттеледі. Пайдаланылған жұмыс сұйығы қозғалтқыш арқылы қабаттан өндірілетін көтеру құбырына бағытталады. Жер бетіне қабат сұйығы мен жуу сұйығының қоспасы көтеріледі. Жер бетінде ұңғымалық агрегатқа жұмыс сұйығын айдайтын сорап және жұмыс сұйығын дайындайтын жүйе орналасады. Жер бетіне көтерілген қабат сұйығының бір бөлігі мұнай-газ өндірудің жинау желісіне беріледі, ал бір бөлігі жұмыс сұйығын дайындау жүйесіне беріледі.

13.11-сурет. Гидропоршенді сораптың орналасу схемасы

1 - ұңғымалық сорап; 2 - батырмалы қозғалтқыш; 3 - ұңғыма және пайдаланылған сұйықтарды көтеруге арналған арналар; 4 - жұмыс сұйығын беретін арық; 5 - жер бетіндегі күштік сорап; 6 - жұмыс сұйығын дайындау жүйесі.

Онда жұмыс сұйығы судан, газдан және механикалық қоспалардан тазартылып жер бетіндегі сорапқа бағытталады. Жұмыс сұйығын дайындау жүйесінде тұндырғыш, сепаратор, реагент беретін құрылғы және кейбір жағдайларда қыздырғыштар қолданылады. Сонымен қатар жұмыс сұйығының тұйықталған айналым схемасы қолданылады.

Бұл жағдайда ұңғымада үш арна (канал) қажет. Яғни қозғалтқышта пайдаланылған жұмыс сұйығы өндірілетін сұйықпен қосылмай жер бетіне көтеріледі. Сонда жұмыс сұйығын дайындау жүйесі жеңілдейді. Бірақ ұңғымада үш арна тудыруды талап етеді, бұл әрқашанда тиімді емес, және кейбір жағдайларда мүмкін болмайды.

Тиімді жағдай жер бетіндегі бір қондырғыға бірнеше пайдалану ұңғымаларын қосу (7÷40 ұңғыма). Мұндай қондырғыларды топтық қондырғылар деп атайды.

Тереңдік гидропоршенді сорапты қодырғыларда көлемдік поршенді жер бетіндегі сорап, поршенді жетек және поршенді тереңдік сорап болады. Бұл негізгі бөліктер үлкен пайдалы әсер коэффициентке ие болады, яғни тереңдік сораптардың басқа түрлеріне қарағанда тиімділігімен ерекшеленеді.

Гидропоршенді сораптардың ерекшеліктері – айдалатын жұмыс сұйығының көлемін өзгерте отырып, жер бетінен ұңғымадан өндірілетін сұйықтың көлемін реттеу мүмкіндігі.

Ұңғымалық гидропоршенді қондырғылар көлбеу бағытталған ұңғымаларға жақсы бейімделген, өйткені ілгері – кейінді қозғалатын штанга тізбегі (штангалы сораптарда) және агрегатты түсіру кезінде зақымдалатын кабель (электр жетекті ұңғымалық сорапты қондырғыларда) болмайды.

Тасталатын тереңдік гидропоршенді агрегаттарды қолдану түсіріп – көтеру жұмыстарын жеңілдетеді. Тасталатын тереңдік агрегат сұйық толтырылған СКҚ ішіне түсіріліп, жұмыс сұйығымен төменге қарай итереді. СКҚ тізбегінің төменгі бөлігіндегі ершікке жұмыс сұйығының ағынымен престеледі. Ұңғымаға СКҚ екі қатарын немесе бір қатарын түсіруге болады. Бұл жағдайда жұмыс сұйығы СКҚ тізбегі ішімен қозғалтқышқа беріледі, ал өндірілетін және пайдаланылған сұйықтардың қоспасы құбыр аралық кеңістік арқылы жер бетіне көтеріледі. Тереңдік агрегатты жер бетіне көтеру үшін жұмыс сұйығының ағынын құбыр аралық кеңістікке бағыттайды, сұйық тереңдік агрегаттың астына беріледі және оны жер бетіне көтереді. Жұмыс сұйығы пакер астына кетпес үшін онда кері клапан болады.

Сонда тасталатын тереңдік сораптарды түсіріп – көтеру жұмыстары құбырларды көтерусіз жүзеге асады. Бұл жағдайда көтергіш және жер асты жөндеу бригадасы керек емес, жұмыс бір оператормен орындалады. Агрегатты түсіру уақыты сорапты 1000 м тереңдікке орнату кезінде – шамамен 40 мин, ал көтеру кезінде 50÷60 мин.

Гидропоршенді сорапты қондырғылардың кемшілігіне күрделі жер бетіндегі жабдықтардың болуымен, әсіресе жұмыс сұйығын дайындау жүйесінің қажеттілігінде.

Қазіргі кездегі гидропоршенді сорапты қондырғылар бірнеше килограммнан 400÷600 тонн/тәу−ке дейін сұйық өндіруге мүмкіндік береді. 1000 тонн/тәу сұйықты өндіруге арналған жеке агрегаттар бар. Сұйық өндіретін өнім қабаты 4000 м –ге дейін болады.

Батырмалы агрегат золотникті тартқышты қозғалтқыштан және сораптан тұрады. Қозғалтқыш дифференциальды немесе екі жақты қозғалатын болуы мүмкін, ал сорап – дифференциялды, бір жақты және екі жақты қозғалатын. Қозғалтқыш және сорап бөліктеріндегі жұмыс кеңістіктерінің әртүрлі орналасуын ескере отырып, гидропоршенді сораптардың 900 жуық схемалары шығарылған. Негізінен бұл екі жақты немесе дифферерциалды қозғалатын қозғалтқышты және сорапты агрегаттар. Агрегаттың ең қарапайым конструкциялық шешімі дифференциялды қозғалатын қозғалтқышты және сорапты жағдайда болуы мүмкін. Екі жақты қозғалатын агрегаттар күрделі, бірақ олардың п.ә.к. үлкен және жұмыс істеу режимі бір қалыпты.

Гидропоршенді сорапты қондырғының басқа штангасыз сораптардан төмендегідей айырмашылықтарымен ерекшеленеді:

- негізгі сипаттамасына байланысты кең аумақта реттеуге мүмкіндік бар;

- басқарудың қарапайымдылығы;

- жерасты жөндеу жұмыстары ауыр емес, яғни батырмалы агрегатты түсіріп-көтеру өзінің күштік сораптарымен жүзеге асады.

Сонымен бірге бұл қондырғының кемшілік тұстары да кездеседі:

- жер бетіндегі қондырғылардың ыңғайсыз болуы;

- жоғары металлсыйымдылық;

- екі каналды жүйе үшін күштік сұйықты арнайы дайындау қажет;

- механикалық қоспасы бар өнімді айдаудың мүмкіндігінің болмауы.

Бақылау сұрақтары:

1. Гидропоршенді сорапты қондырғылары қандай ұңғымаларда

қолдануға арналған?

2. Гидропоршенді сораптың ең маңызды элементі не?

3. Сораптың жұмыс жасау принципін түсіндіріңіз?

13.6. Турбосорапты қондырғылар

Турбосорапты қондырғылар орташа және жоғары шығынды ұңғымалардан мұнай өндіруге арналған және қалақшалы турбиналы және ортадан тепкіш сорапты күрделі агрегаттан тұрады.

Турбосорапты агрегатта қалақшалы турбинаның білігі ортадан тепкіш сораптың білігіне бекітілген. Турбина жер бетінен жұмыс сұйығын айдау арқылы қозғалысқа келеді.

Ортадан тепкіш сорап ұңғымадан сұйықты (мұнай, газ, су қоймасын) алып жоғары айдайды. Турбинада пайдаланылған жұмыс сұйығы өндірілетін сұйық көтерілетін канал арқылы қосымша араласып жер бетіне шығады. Жер бетінде қоспа бөлігінде, мұнайлы өндірілген сұйық кәсіпшілік желіге бағытталады, ал жұмыс сұйығы (көп жағдайларда су) жер бетіндегі сорапқа беріледі және содан ұңғымаға батырмалы турбиналы сораптың жетегіне беріледі.

Мұндай сораптар сәйкесті аз тереңдіктегі (көп жағдайларда 200÷1000м) ұңғымадан көп мөлшерде сұйықты (400÷500 м³/тәу және оданда жоғары) алуға арналған. Мұндай сорапты қондырғылардың ерекшіліктері, жеткілікті жоғары тиімділікте ұңғымадан көп мөлшерде сұйық өндіру мүмкіндігінің болуында. Мұндай сорапты көлбеу бағытталған ұңғымаларда пайдалануға болады.

Қондырғы ұңғымаға СКҚ тізбегінің көмегінсіз түсірілуі мүмкін. Бұл ұңғымада жөндеу жұмыстарын жеңілдетеді.

Бірақта мұндай сорапты қондырғылардың кемшіліктерін жою қиынға түсіп тұр. Ұңғымаға айдалатын жұмыс сұйығының көлемінің көп болуы, ұңғымада үлкен диаметрлі канал жасауды талап етеді. Диаметрі 146 мм және 168 мм ұңғымаларда бұл қиынға түседі.

Жер бетінде үлкен көлемде жұмыс сұйығын тазалау және дайындау қажет, сонда үлкен металл сиымдылықты жабдықтарды орнатуды және оның қызмет ету шығынын талап етеді.

13.12-сурет. Мұнай өндіруге арналған турбосорапты қондырғының орналасу схемасы.

1-жұмыс сұйығын тазалау және дайындау жүйесі; 2-күштік сорап; 3-сағалық арматура; 4-ұңғыма; 5-құбыр тізбегі; 6-турбина; 7-ортадан тепкіш сорап; 8- пакер

Турбосораптар келесі ерекшеліктерге ие болады:

- батырмалы электр қозғалтқыштың және кабельдің болмауы көлбеу ұңғымаларда түсіріп-көтеру жұмыстарының барлық қиындықтарын болдырмайды;

- ұңғымалы агрегаттың ұзындығы электржетекті ортадан тепкіш сораптармен салыстырғанда аз болуы, үлкен көлбеу бағытталған ұңғымаларға қолдануға мүмкіндік береді;

- сорап берілісі жер бетінен реттеліп отырады;

- ұңғымаға коррозияға қарсы реагенттерді айдау мүмкіндігі.

Турбосорапты агрегаттарды ұңғымаға түсіру үшін стандартты СКҚ және жабдықтар қолданады.

Жер бетіндегі күштік сораптардың берілісі 56м³/сағ, қысымы 42,7 МПа дейін және бір немесе екі ұңғымадағы турбосораптарға жұмыс сұйығын айдау үшін арналған.

Турбосораптардың бөлшектерін дайындау үшін үлкен коррозияға қарсы және желінуге қарсы материалдар қолданады. Сыртқы қораптары және жұмыс дөңгелектері үлкен мөлшерде хром қосылған шынықтырылған болаттан жасалады. Турбинаның статор және ротор элементтері, хромвольфрамды болаттан жасалады.

Электр жетекті ортадан тепкіш сораптарға қарағанда турбосораптарда біліктен айналу жиілігі жер бетіндегі күштік сораптардың берілісін реттеу арқылы өзгертуге болады.

Бақылау сұрақтары:

1. Турбосорапты қондырғылардың жұмыс жасау принципін түсіндіріңіз?

2. Турбосораптардың басқа сораптармен салыстырғанда қандай

ерекшеліктері бар?

3. Турбосорапты қондырғыларды қандай ұңғымаларда қолданған тиімді

болып саналады?

13.7. Вибрациялы (дірілдейтін) сорапты қондырғылар

Вибрациялы машиналар құрылыс өнеркәсібінде, аз тереңдікті ұңғымаларды бұрғылауда және техниканың басқа да облыстарында кеңінен қолданады.Вибрациялы сорапты қондырғылар ұңғымалы жабдықтардың құрылысының қарапайымдылығымен, үйкелетін және айналатын бөлшектерінің болмауымен, кіші габариттерімен және п.ә.к. жоғары болуымен ерекшеленеді [8].

Көп клапанды вибрациялы тереңдік сорап мұнай ұңғымаларынан сұйық өндіруге арналған аз металл сыйымдылықты жабдықтарға ие болады және механикалық қоспалар бар сұйықты айдау барысында ұзақ мерзімге ие болады. Көп клапанды вибрациялы сораптан 70-жылдары Волгаград мұнай ғылым зерттеу және жобалау институтында жасалып, «Эмбанефть» мұнай кәсіпшілігінде сынақтан өтті. Көп клапанды вибрациялы тереңдік сорап схемасы 13.13-суретте көрсетілген.

Сораптар ұңғыма сағасында орнатылған электржетекті механикалық вибратордан (1), серіппеден (2), СКҚ тізбегінен (3), кері клапандардан (4) және центраторларда (5) тұрады.

Жер бетіндегі вибратор жұмыс істеу барысында СКҚ тізбегін тік бағытта ілгері-кейінді қозғалысқа түседі. Егер құбыр және құбыр ішіндегі сұйықтың үдеуі жоғары болса, онда кей бөліктерде сұйықтың инерция күшінің қосындысынан жоғары болады.

Сұйыққа түскен тең күштер жоғарыға бағытталады, және сұйық құбырға қарағанда жылжып жоғарыға көтеріледі. Қондырғының есептік берілісі 2÷150 м³/тәу аралығында өзгерісте болады.

13.13- сурет. Көп клапанды вибрациялы тереңдік сорап схемасы

14. Мұнай кәсіпшілігінің құбырлары

14.1. Құбырлардың түрлері

Құбырлар - өндіру процесі кезінде ұңғыма бағандарын бекітіп, ұңғыма ішінде каналдар салу мақсатында, сонымен қатар, ұңғымадағы жабдықтар мен қондырғыларды ұстап, бекіту үшін және кәсіпшілік аумағында ұңғыма өнімдерін тасымалдауда желілерді тарту үшін қолданылады.

Осыған байланысты құбырлар негізгі топтарға бөлінеді:

1−сорапты-компрессорлық құбыр (СКҚ); 2 − шегендеуші; 3 − бұрғылаушы; 4 – мұнайкәсіпшілік коммуникациясына арналған.

Кәсіпшілік құбырлар беріктікке және гидравликалық кедергіге тексеріледі. Беріктікке тексеру кезінде мүмкіндік қысымға есептеу жүргізіледі. Гидравликалық кедергіге есептеу кезінде анықтамалық әдебиеттер қолданылады [13].

14.1-кесте. Құбырлар жасалатын болат маркалары

Құбыр тізбектері Госгортехнадзор бекіткен ережеге сәйкесті жобаланады және дайындалады. 0,2 МПа қысымда пайдаланатын буға арналған, температурасы 120⁰С суға арналған және жұмыс істеу мерзімі 1 жыл болатын құбырларға бұл ережені қолдану қажет етпейді. Құбырларды сынау кезіндегі қысымы төмендегі формуламен анықталады:

,

мұндағы: S – құбыр қабырғасының қалыңдығы;

- мүмкіндік кернеу, аққыштық шегінің 40% тең;

d_вн- құбырдың ішкі диаметрі.

Бақылау сұрақтары:

1. Мұнай кәсіпшілік құбырларының қызметтері қандай?

2. Құбырлар қандай негізгі топтарға бөлінеді?

3. Құбырларды сынау қысымы қалай анықталады?

14.2. Шегендеуші және бұрғылау құбырлары

Мұнай өндіруде құбырларды ұңғыма бағанасын бекітуге, ұңғыма ішіне канал жасауға, ұңғымаға жабдықтар түсіруге, кәсіпшілік ішінде мұнайды, газды және суды тасымалдауға қолданылады. Қолданылатын құбырлардың түрлері өте көп, бірақ негізгі үш топқа бөлуге болады [8]:

1) бұрғылау және шегендеуші құбырлар;

2) сорапты-компрессорлы құбырлар;

3) мұнай кәсіпшілік байланыс үшін арналған құбырлар.

Пайдаланау ұңғымаларының жұмыс қабілеттілігін қалпына келтіруге байланысты жұмыстар жүргізу барысында бұрғылау құбырлары қолданылады.

Жөндеу және бұрғылау жұмыстары жүргізілетін ұңғымалардың шегендеуші құбырларының диаметрлерінің кішілігі бұрғылау құбырларының әртүрлі өлшемдерін қолдануды шектейді. Мұнай және газ өндіру кезінде пайдаланатын бұрғылау құбырларының өлшемдері 14.2-кестеде көрсетілген.

Бұрғылау құбырлары жеті беріктік тобына (Д, К, Е, Л, М, Р, Т) жинақталған көміртекті және төмен шынықтырылған болаттардан жасалады. Бұрғылау құбырлары ГОСТ 631-80 бойынша жасалады.

14.2−кесте. Бұрғылау құбырларының өлшемдері

Бұрғылау құбырларының шартты белгілері:

а) Құбыр 140×9 Д ГОСТ 631 – диаметрі 140 мм, қабырға қалыңдығы 9мм, Д беріктік топты болаттан жасалған соңының ішкі беті ұлғайтылған құбыр.

б) Құбыр П 140×9Д ГОСТ 631 – дәл сондай құбыр, тек жоғары дәлдікпен жасалған.

в) Құбыр Н 140×9Е ГОСТ 631 – Е беріктік топты болаттан, қарапайым дәлдікпен жасалған соңының сыртқы беті ұлғайтылған құбыр.

г) Муфта Н 140×9 Е ГОСТ 631 – сол құбырға арналған муфта.

Солға бұралатын резьбалы құбырдың және муфтаның шартты белгісіне «Құбыр» және «Муфта» сөзінен кейін Л әріпі қойылады.

Бұрғылау құбырлары келесі ұзындықтарда дайындалады :

а) шартты диаметрі 60 ÷ 102 мм, ұзындығы 6,8 және 11,5 м;

б) шартты диаметрі 114 ÷ 168 мм, ұзындығы 11,5 м.

Мұнай өндіру барысында көбіне диаметрі 146 мм ішкі диаметрі 140 мм (қабырға қалыңдығы 8 мм) және диаметрі 168 мм ішкі диаметрі 148 мм (қабырға қалыңдығы 10 мм) шегендеуші құбырлар қолданылады. Газ ұңғымалары үшін көп қолданылатын шегендеуші құбырлардың диаметрлері 168, 178, 219 және 273 мм.

Шегендеуші құбырлар ГОСТ 632 және ТУ 14-3-71-72 бойынша дайындалады. Құбырлардың диаметрлері 14.3-кестеде көрсетілген өлшемдермен жасалады. 1 метр құбырдың массасы 16 ÷ 144 кг, ал ұзындығы 9,5 ÷ 14 м аралығында болады.

14.3-кесте. Шегендеуші құбырлардың диаметрлері

Шегендеуші құбырлар цементтеуші сақинасымен бірге қабатпен шегендеуші тізбектің ішкі бетін бөле отырып ұңғыманың құбыр сыртының кеңістігін саңылаусыздандырады.

Шегендеуші құбырлар кез-келген жағдайларда сорапты-компрессорлы құбырлар орнына қолданылады, мысалы үлкен диаметрлі ұңғымадан 5000÷7000 м³/тәу су өндіру кезінде. Мұндай пайдалану барысында шегендеуші құбырлардың кемшілігі периодты түрде ажыратып және қосуға резьбаларының жарамсыздығы болып табылады. Кейбір жағдайларда мұндай мақсатта бұрғылау құбырлары да қолданылады. Шегендеуші құбырларға қарағанда олар көп металл сыйымдылықты, бірақ резьбалар периодты түрде бұрап ажыратуға және қосуға бейімделген.

Бақылау сұрақтары:

1. Мұнай өндіру саласында қолдану мақсатына байланысты

құбырларды қандай түрлерге бөлуге болады?

2. Мұнай өндіру барысында көбіне қандай өлшемдегі құбырлар

қолданылады?

3. Шегендеуші құбыр мен бұрғылау құбырының айырмашылығы?

14.3. Сорапты-компрессорлы құбырлар

Ұңғымаларды пайдаланудың барлық әдістерінде (фонтанды, компрессорлы, сорапты) сұйық және газды жер бетіне жоғары көтеру СКҚ арқылы жүргізіледі.

Сонымен бірге СКҚ-ды әртүрлі технологиялық процестерде пайдаланылады (мысалы, қабатты тұз қышқылымен өңдеуде, цемент тығындарын бұрғылауда және т.б.).

Ұңғыманың сұйық өту каналының диаметрін (СКҚ диаметрі) таңдауда шектеу қою, жұмыс ағынының жылдамдығын жоғарылатады. Ол мұнай ұңғымалары үшін 10 м/с-тан, ал газ ұңғымалары үшін 24 м/с жылдамдықтан аспауы керек. Бұл құбырдың және сағалық жабдықтардың тозуын тез жылдамдатуына байланысты (яғни кей жағдайларда құбырлардың диаметрін эрозиялық және коррозиялық тозу беріктігін азайту мақсатында) үлкейтеді.

14.4 – кестеде стандартқа сәйкес СКҚ негізгі өлшемдері көрсетілген.

14.4 – кесте. СКҚ негізгі өлшемдері

Қазіргі таңда отандық кәсіпшіліктер диаметрі 60, 73, 89, 114 мм-лік және беріктігі Д, К және Е тобындағы болаттан жасалған СКҚ шығаруда, олардың механикалық қасиеттері 14.5 – кестеде келтірілген.

14.5 – кесте. СКҚ механикалық қасиеттері

Сорапты-компрессорлы құбырлардан ұңғымаға түсірілетін тізбектер құралады. СКҚ тізбектері негізінен келесі мақсаттар үшін қызмет атқарады:

- қабаттан өндірілетін сұйықты, сұйық және газ қоспасын немесе газды жер бетіне көтеру;

- ұңғымаға сұйық немесе газ айдау (технологиялық процестерді, өндірісті қарқындатуды немесе жер асты жөндеуді жүзеге асыру);

- ұңғымаға жабдықтар түсіру;

Сорапты компрессорлы құбырлардың шартты белгілері төмендегідей көрсетіледі. Е беріктік топты болаттан жасалған диаметрі 60 мм, қабырға қалыңдығы 5 мм құбырлар:

-60х5-Е ГОСТ 633-80 – тегіс құбырлар үшін;

-В-60х5 ГОСТ 633-80 – соңғының сырты ұлғайтылған құбырлар үшін;

-НКМ-60х5 ГОСТ 633-80 – жоғары саңылаусызданған құбырлар үшін;

-НКБ-60х5ГОСТ 633-80 – жоғары саңылаусызданған муфтасыз құбырлар үшін.

Тегіс құбырлар дайындалуы оңай, бірақ олардың соңы резьба ойылғандықтан әлсіз болады. Соңының сырты ұлғайтылған құбырлар негізгі денесі бойынша және резьба бөлігінде бірдей беріктікке ие болады. Бұл құбырлар тең беріктікті деп аталады. Олардың муфталарының сыртқы диаметрлері тегіс құбырларға қарағанда үлкен болады. Тегіс және соңы ұлғайтылған сорапты-компрессорлы құбырлардың конустығы 1:16, профиль бұрышы 60⁰. СКМ және СКБ құбырларының резьбалары конусты, бірақ трапециальды профильді.

Құбырлардың салмағы бойынша А дайындамасы бойынша (өте дәлдікті) ауытқу +6,5 %-тен -3,5 %-ке дейін және Б дайындамасы үшін (аз дәлдікті) +8%-тен -6 %-ке дейін рұқсат етіледі.

Құбырлар болаттың келесі беріктік топтарынан дайындалып жасалады: Д, К, Е, Л, М, Р. Бұдан басқа Д16Т маркалы алюмин құймасынан жасалуы мүмкін. Бұл құйманың аққыштық шегі шамамен 300 МПа, шыдамдылық шегі 110 МПа, салыстырмалы тығыздығы 2,72. Алюмин құймалы құбырлар болат құбырларға қарағанда едәуір аз салмақты, ал олардың беріктігі төмендеу. Яғни, алюмин құймалы құбырларды үлкен тереңдікке түсіруге болады.

Д16Т құймалы құбырлары күкіртсутек бар ортада үлкен коррозиялық төзімділікке ие болады.

Мұнай кәсіпшілігінде ішкі беті шынымен және эпоксидті смоламен қапталған СКҚ кеңінен қолдануда, эмалданған құбырлар аз таралған. Мұндай қаптамалар құбыр қабырғасына парафин қатудан және құбырдың ішкі бетін коррозиядан қорғау үшін қолданады. Бұдан басқа олар ағыстың гидравликалық кедергісін 20÷30 %-ға төмендетеді.

Шынымен қапталған құбырлар аз деформацияда жеткілікті берік және жоғары температураға төзімді. Шыны беті тегіс парафин қатпайды. Бірақтан, шынымен қаптаудың да өзіндік кемшіліктері бар.

Бірінші - қаптау барысында өте кішкене жарықшақтар пайда болады, оған тұздар қатады, нәтижесінде металл коррозияға ұшырайды.

Екінші – құбырлар деформацияға түскен кезде шыны сынады. Оған себеп металдың серпінділік модулі (0,21*10⁶ МПа) және шынының серпінділік модулі (0,057*10⁶ МПа) бірдей емес. Яғни құбырларды терең түсіруде және оларды тасымалдауда құбырлар иілуден сақталмайды.

Эпоксидті шайыр шыныға қарағанда икемді болады және құбыр деформацияға түскенде сынбайды, парафин қатпайды, тегіс болады. Бірақ оның да кемшіліктері бар. Шайырды пайдалануға болатын температура әдетте +60÷80⁰С жоғары емес.

Соңғы жылдары эмалданған құбырларды қолдану кеңінен таралуда. Олар үлкен беріктікке, жоғары температурада төзімділікке және парафин қатпайтын тегіс бетке ие болады. СКҚ ішкі бетін агрессивті ортадан қорғау үшін бірнеше қабатпен қаптайды. Эмалмен қаптау технологиясы шыны және эпоксидті смоламен қаптау технологиясына қарағанда едәуір қиын және күрделі.

Құбырларды эмалмен, шынымен және эпоксидті смоламен қаптау парафин қатумен тиімді күрес ретінде қарастырылады. Қаптау әдістері негізінен пайдалану шарттарына байланысты таңдалып алынады.

Жалпы кемшіліктері муфталы қосылыстың ішкі беті қорғаусыз қалады. Бұл жерлерге протекторлы сақиналар салынады.

Мұнай кәсіпшілік байланысқа арналған құбырлар әдетте жалпы сортаменті құбырлардан дайындалады. ГОСТ 3262-75 бойынша газ тасымалдаушы құбырлар, ГОСТ 8732-78 бойынша температураға шынықтырылған құбырлар дайындалады. Олар негізінен резьбасыз келеді. Ұзындығы 12 м-ге дейін жетеді. Бұл құбырлардың диаметрлері әр түрлі.

ГОСТ 3262 бойынша құбырлардың шартты диаметрі 6 ÷ 150 мм-ге дейін болады. Олар 3,2 МПа қысымнан аспайтын сынауға байланысты: жеңіл, орташа және күшті болып бөлінеді.

ГОСТ 8732 бойынша құбырлар сыртқы диаметрлері 25 ÷ 450 мм-ге дейін, қабырға қалыңдықтары ең кішісі 2,5 ÷8 мм-ге дейін және ең үлкені 16÷20 мм-ге дейін болады.

Бақылау сұрақтары:

1. Сорапты компрессорлы құбырлардың негізгі атқаратын қызметі?

2. Сорапты компрессорлы құбырлардың шартты өлшемдері қандай

болады?

3. Сорапты компрессорлы құбырлар қандай материалдардан жасалады?