контрольная эксплуатация зо

Министерство образования и науки Республики Татарстан

НИ

Альметьевский государственный нефтяной институт

ека

АГ

И.А. Гуськова, Е.Ф. Захарова

Методические указаният

и

работы

для выполнения контрольнойо

л

по дисциплине «Эксплуатация нефтяных и газовых скважин»

б

для студентов заочной формы обученб я и слушателей, обучающихся

по программе профессиональной переподготовки по специальности

130503 «Разработка и эксплуатацияинефтяных и газовых месторождений»

нн

ая

т

р

о

к

е

Эл

Альметьевск 2007

1

УДК 622. 279.8.3-38

АГ

НИ

Гуськова И.А. Захарова Е.Ф.

Методические указания для выполнения контрольной работы по

дисциплине

«Эксплуатация нефтяных и газовых скважин» для студентов

заочной формы обучения и слушателей, обучающихся по программе

профессиональной переподготовки по специальности 130503 «Разработка

и эксплуатация

нефтяных

и

газовых

ека

Альметьевск,

месторождений».

Альметьевский государственный нефтяной институт, 2007. – 36 с.

Предназначены для студентов заочной формы обуч ния специальности

т

«Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторожд ний».

о

Настоящие методические указания имеют цель организовать и оказать

помощь в выполнении контрольной работы

по дисциплине «Эксплуатация

и

нефтяных и газовых скважин» студентами за чн й формы обучения

специальности

«Разработка

и

эксплуатац я нефтяных

и газовых

месторождений». Методические указания составлены на основе стандарта ОАО

«Татнефть» по эксплуатации ШГН, практических промысловых рекомендаций

ряда НГДУ, а также

б

выпущенных ранее Московским

различных учебников,

и

институтом нефти и газа им. Губкина И.Мл. и опыта преподавания данной

дисциплины в Альметьевском государственном нефтяном институте.

б

Печатается по решению уче но-методического совета АГНИ.

ая

Рецензент: Вакула Я.В. – доцент кафедры РЭНГМ.

о

нн

© Альметьевский государственный

р

нефтяной институт, 2007

к

т

Подписано в печать 16.01.2007 г.

Формат 60×84/16

е

Печать RISO

2,25 уч.-изд.л. 2,3 ус.печ.л.

Тираж 100 экз. Заказ № 1

Эл

ТИПОГРАФИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Выполнение

контрольной

работы студентами образовательных

учреждений высшего профессионального образования является составной

НИ

частью основной образовательной программы высшего профессионального

образования

1.2. Содержание контрольной работы базируются на Государственном об-

АГ

разовательном стандарте и других нормативных документах

Министерства образования РФ, Учебно-методичес ого объединения по

направлению «Нефтегазовое дело» при РГУ н фти и газа им. И.М.

Губкина.

ека

1.3. Основной

целью

выполнения

контрольн й

работы является

т

приобретение

навыков

практической работы на

производстве

по

выбранной специальности и закреплен

о

е полученных теоретических зна-

ний.

и

л2-х частей:

1.4. Контрольная работа

состоит

из

теоретической

и

практической.

б

и

б

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. В процессе выполне

ия теоретической части студент изучает состав и

ая

устройство типовой уста овки скважинного штангового насоса, методы

выбора основных элеме тов ШСНУ.

2.2. Состав и устрннйство ШСНУ

Установка скважинного штангового насоса (УСШН) включает следующие

о

обяза ельные части (рис. 1):

1)

р

привод штангового насоса;

т

2)

канатная подвеска;

3)

к

устьевой шток;

Эл

е

сальник;

4)

3

5)

устьевая арматура;

НИ

6)

колонна насосно-компрессорных труб (НКТ);

7)

колонна штанг;

АГ

8)

скважинный насос;

9)

станция управления;

10) фундамент.

ека

Такой состав скважинной штанговой насосной уст новки является

минимально необходимым для эксплуатации неосложненных с важин.

Привод

штангового

насоса

1

служит

для сообщ ния

возвратно-

поступательного движения колонне

т

штанг. Посредс вом канатной подвески

о

привод соединяется с устьевым штоком 3. Устьевой ш ок движется в сальнике

4, который обеспечивает герметичность в верхней части колонны НКТ 6. К

нижнему концу

л

7, которая

устьевого штока присоед няется колонна штанг

б

служит для передачи движения плунжеру скважинногои

насоса. Колонна штанг

проходит внутри насосно-компрессорных труб. Насосно-компрессорные трубы

образуют

канал

для движения

и

скважины от насоса

к устью.

продукц и

б

Скважинный насос 8 — плунжерного т па. Он состоит из цилиндра и полого

плунжера.

Цилиндр

насоса

имеет

всасывающий

клапан, а

плунжер—

ая

нагнетательный. Насос прикрепл ется к нижней части колонны НКТ.

При движении штанг вниз плунжер опускается в цилиндр насоса, а жидкость,

нн

которая содержится в последнем, переходит через открытый нагнетательный

клапан в верхнюю часть цилиндра насоса и, соответственно, в насосно-

компрессорные трубы. Всасывающий клапан в это время закрыт. При движении

о

штанг вверх нагнетательный клапан закрывается, и плунжер поднимает вверх

р

На поверхности жидкость поступает в

находящийся над ним столб жидкости.

т

выкидную линию скважины. Во время движения штанг вверх всасывающий

к

клапан о крывается и жидкость из скважины входит в цилиндр.

Эл

е

4

Привод штангового насоса

НИ

Привод

предназначен

для приведения колонны насосных

штанг в

АГ

возвратно-поступательное движение. Как правило, в состав привода

штангового

насоса входят

электродвигатель, клиноременная

передача,

качалок) балансирного типа,

механического действия, с преобразующим

т

механизмом, выполненным на основе шарнирного ч тыр хзвенника. К ним

относятся достаточно распространенные станки-качалкиекааксиального типа по

и

ГОСТ 5866-76, например 7СК8 и др., дезаксиальные станки-качалки типа СКД

по ОСТ 26-16-08-87,

а также современные пр водыо

штангового насоса типа

ПНШ, производства

ОАО «Ижнефтемаш»,

л

типа СКР, СКДР, производства

ОАО «Редуктор»,

г. Ижевск,

типа

б

ПШГН,

производства

ФГУП

и

«Уралтрансмаш», г. Екатеринбург и др. Аксиальные и дезаксиальные приводы

б

отличаются соотношением длин звеньев преобразующего механизма.

ая

скважин,

эксплуатируемых установками

Устьевое оборудование

р

скважину технол гических жидкостей (промывки, глушение и др.), а также

проведение

исследовательскихо

работ. Основными параметрами

технической

к

давление и

харак ерис ики устьевого оборудования являются рабочее

е

температурат

, а также проходной диаметр запорных органов.

Эл

6

Техническая характеристика устьевой арматуры АУ–140–50

НИ

рабочее давление ...........................................................

14 МПа;

АГ

условный проход..............................................................

50 мм;

длина................................................................................

1210 мм;

ширина.............................................................................

950мм;

ека

высота .............................................................................

1050 мм;

масса ..................................................................................

275 кг

Решающее

значение

для надежной и

долгов чной работы

устьевого

сальника имеют

точность

центровки привода

т

оси

устья

о

скважины, качество поверхности устьевого штока и дос а очная смазка штока

продукцией скважины при работе установки.

Признаком нормальной затяжки

л

является

постоянное наличие

сальника

б

тонкой пленки смазки (нефти) на

поверхностии штока.

В идеальном

случае

количество жидкости выносимой на своей поверхности штоком через сальник

и

при ходе вверх должно равняться кол честву жидкости уносимой штоком на

б

своей поверхности в скважину при ходе вн з.

На

скважинах,

где возможен периодический срыв

подачи

жидкости,

ая

необходимо принимать меры для периодической принудительной смазки

устьевого штока,

например с помощью установки на

головке

сальника

нн

дополнительной емкости для смазочной жидкости (нефти, масла).

Насосно-компрессор ые трубы

р

о

Насосно-к мпресс рные трубы (НКТ), применяемые для эксплуатации

скважин штанговыми насосами, изготавливаются в соответствии с ГОСТ 633-

т

80. Они подразделяются на следующие виды:

-

е

к

трубы гладкие;

Эл

-

трубы гладкие высокогерметичные (НКМ);

-

трубы с высаженными наружу концами (В);

-

трубы безмуфтовые с высаженными наружу концами (НКБ).

7

группы прочности. Трубы группы прочности Д

имеют меньший

предел

НИ

текучести, который находится в пределах 379 —

552 МПа, трубы

группы

прочности Е, Л, М, Р имеют возрастающую характеристику предела текучести

начиная от 552 МПа до 1137 МПа.

АГ

Таблица 1

Трубы гладкие и муфты к ним

Труба

Муф а

ека

Условный

Толщина

Внутренн

Масса

Объем 1 м

Наружн

Длина,

Масса,

диаметр

стенки,

ий

1 м

трубы, л

ый

мм

кг

трубы,

мм

диаметр,

гладкой

т

диаметр,

мм

мм

трубы,

мм

кг

о

89

6,5

75,9

13,2

4,52

и

108

146

3,6

73

5,5

62

9,2

3,02

88,9

132

2,4

73

7

59

11,4

2,73

88,9

132

2,4

л

60

5

50,3

6,8

1,99

73

110

1,3

б

Насосные штанги

и

Насосные штанги и муфты к ним предназначены для передачи движения от

б

наземного привода к скважинному насосу. Штанги представляют собой

ая

р

металлические насннсные штанги (далее — штанги) с наружной резьбой на

обоих концах сооследующими значениями стандартной длины:

−

е

к

нормальной длины — 7620; 8000*; 9140 мм;

−

утороченной длины — 610; 915; 1000*; 1220; 1500*; 1830; 2000*;

2440; 3050 и 3660 мм.

Эл

8

Штанговые муфты (далее —

НИ

муфты) предусматриваются с внутренней

резьбой на обоих концах. В

соответствии с

ГОСТ 13877-96

должны

изготовляться муфты следующих типов:

АГ

−

соединительные — для

соединения

штанг

одинаковых

условных

размеров;

−

переводные — для соединения штанг разных условных размеров.

ека

Поверхность головок штанг не должна иметь поперечных дефектов глубиной

более 1,6 мм и размером более 3,2 мм, а на участке перехода от тела штанги к

подэлеваторному бурту не должно быть продольных д ф ктов глубиной более

т

0,8 мм. На поверхности тела штанги допускаются б з удал ния продольные

о

дефекты глубиной не более 0,5 мм, поперечные — не более 0,1 мм. Наружная

поверхность муфт не должна иметь раскатанных трещин и трещин напряжения;

л

ной более:

не допускаются местные и отдельные дефекты глуб

0,25 мм — для муфт исполнений 1 и 2;

б

и

0,13 мм — для муфт исполнения 3.

и

Кривизна тела штанги,

характеризуемая стрелой прогиба, должна быть не

б

более 3 мм на 1 м длины, а на участках тела штанги длиной 1 м, примыкающих

к каждой головке, — не более 1 мм.

ая

Резьба штанг и муфт должна быть гладкой, без забоин, выкрашиваний по

профилю резьбы,

заусенцев и рванин, нарушающих ее непрерывность и

нн

прочность. Оси резьбы головки и тела штанги должны быть соосны.

Допускается

несоос ость

резьбы

и тела штанги

не

более 1,5 мм

на длине

о

200 мм от торца шта ги. Оси резьб муфты также должны быть соосны ее

продольной

р

си.

Несоосность резьбы муфты

относительно продольной оси

муфты — не более 0,5 мм.

т

ела штанги и соосность резьбы и тела штанги и муфты проверяют

Кривизну

к

универсальными измерительными инструментами или с помощью специальных

е

приспособлений.

Эл

9

АГ

Трубные (невставные). Цилиндр спускается в скважину на насосных

трубах без плунжера. Плунжер спускается отдельно на насосных штангахНИ.

Вставные

насосы.

Цилиндр

в сборе

с

плунжером и клапанами

ека

спускается на штангах. В этом случае на конце насосных труб заранее

устанавливается специальное посадочное устройство – з мков я опора, на

которой происходит посадка и уплотнение насоса. Для извлечения

вставного насоса в случае ремонта достаточно извл чь только штанги,

вместе

с которыми извлекается весь насос.

о

т

Поскольку при вставном насосе через трубы данного диаметра

пропускается не только плунжер, но и цилиндр вместе с кожухом, то

диаметр плунжера вставного

насоса должен

быть намного меньше

б

насоса при трубах данного

диаметра трубного. Поэтому подача вставногои

диаметра всегда меньше подачи невставногол.

и

Ранее основным изготовителем СШН для стран СНГ являлся Суруханский

б

машиностроительный завод в г. Баку (бывший завод им. Дзержинского).

Изготовление

насосов

производилось

по

ОСТ 26.16.06-86.

По

ая

эксплуатационным качествам, конструктивному и материальному исполнению

эти насосы не в полной мере удовлетворяли запросам нефтегазодобывающей

нн

отрасли, в связи с чем зн чительное количество насосов закупалось по импорту

в США и Европе.

о

Все основные производители СШН в США и Европе изготавливают насосы в

соответствии со стандартами Американского нефтяного института (АНИ) —

р

Спецификация 11АХ. По своим эксплуатационным качествам они значительно

т

насосы, изготавливаемые по ОСТ 26.16.06-86, а

многообразие

превосходят

к

обеспечивает подбор соответствующих насосов

для любых

исполнений

е

скважинных условий.

Эл

10