1.Конструкция скважин.

1 – обсадные трубы; 2- цементный камень; 3 – пласт; 4 – перфорация в обсадной трубе и цементном камне; I – направление; I I – кондуктор; I I I – промежуточная колонна; IV – эксплуатационная колонна.

Скважина - цилиндрическая горная выработка, сооружаемая без доступа в нее человека и имеющая диаметр во много раз меньше длины. Начало скважины называется устьем, цилиндрическая поверхность - стенкой или стволом, дно - забоем. Расстояние от устья до забоя по оси ствола определяет длину скважины, а по проекции оси на вертикаль - ее глубину. Максимальный начальный диаметр нефтяных и газовых скважин обычно не превышает 900 мм, а конечный редко бывает меньше 165 мм.

Бурение скважин - сложный технологический процесс строительства ствола буровых скважин, состоящий из следующих основных операций:

- углубление скважин посредством разрушения горных пород буровым инструментом;

- удаление выбуренной породы из скважины;

- крепление ствола скважины в процессе ее углубления обсадными колоннами;

- проведение комплекса геолого-геофизических работ по исследова­нию горных пород и выявлению продуктивных горизонтов;

- спуск на проектную глубину и цементирование последней (эксплуатационной) колонны.

По характеру разрушения горных пород различают механические и немеханические способы бурения.

При бурении на нефть и газ порода разрушается буровыми долотами, а забой скважин обычно очищается от выбуренной породы потоками непрерывно циркулирующей промывочной жидкости (бурового раство­ра).

Скважины бурятся вертикально (отклонение 2-3°). При необходи­мости применяют наклонное бурение: наклонно-направленное, кусто­вое, многозабойное, двуствольное.

Устье скважины оснащено колонной головкой (колонная обвязка). Колонная головка предназначена для разобщения межколонных про­странств и контроля за давлением в них. Ее устанавливают на резьбе или посредством сварки на кондукторе. Промежуточные и эксплуатационные колонны подвешивают на клиньях или муфте (приложение 1).

На месторождениях Западной Сибири распространено кустовое бу­рение. Кустовое бурение - сооружение групп скважин с общего основа­ния ограниченной площади, на котором размещается буровая установка и оборудование. Производится при отсутствии удобных площадок для буровых установок и для сокращения времени и стоимости бурения. Расстояния между устьями скважин не менее 3 м.

2. Запорная арматура газонефтепроводов.

Основное назначение запорной арматуры - перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду в зависимости от требований технологического процесса, обслуживаемого данным трубопроводом. Кроме того, запорную арматуру применяют:

- для переключения потока или его части из одной ветви системы в другую;

- для дросселирования потока среды, т.е. изменения его расхода, давления и скорости.

Основные требования к запорной арматуре линейной части магистральных трубопроводов: минимальное гидравлическое сопротивление полностью открытой арматуры; легкость срабатывания после длительной эксплуатации в открытом положении; высокая надежность; долговечность; безотказность; герметичность затвора и всех уплотнений; коррозионная стойкость.

Выбор типа запорной арматуры производится в зависимости от конкретных условия и технологического процесса, свойств перекачиваемой среды, характера работы арматуры, вида нагрузок, температурного режима. Большую роль играют габариты и масса запорной арматуры. Одним из основных свойств арматуры является ее герметичность. Наиболее герметичны вентили и шаровые краны с плавающей пробкой, в которых для уплотнения используется усилие от давления перекачиваемой среды. На трубопроводах диаметром более 300 мм рекомендуется применять задвижки, в том числе и с контактной поверхностью, покрытой пластмассой или специальной резиной, а также шаровые краны со смазкой либо с неметаллическим уплотнением.

Запорная арматура бывает четырех типов:

- задвижки - запорный элемент перемещается поперек потока; - вентили - запорный элемент перемещается вдоль потока жидкости без трения о корпус и его детали; - краны - поворотные запорные устройства, уплотнительные поверхности которых во время работы остаются в контакте друг с другом и защищены от рабочей среды; - дисковые поворотные затворы - наиболее простой вид арматуры, имеющий минимальные размеры, габарит и вес.

Задвижка- это запорное устройство, в котором проход перекрывается поступательным движением затвора перпендикулярно движению потока транспортируемой среды. Задвижки широко применяют для перекрытия потоков газообразных и жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов от 50 до 2000 мм при рабочих давлениях 0,4...20 МПа и температуре среды до 450°С.

преимущества: незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе; отсутствие поворотов потока рабочей среды; возможность применения для перекрытия потоков среды большой вязкости; простота обслуживания; относительно небольшая строительная длина; возможность подачи среды в любом направлении. Недостатки, общие для всех конструкций задвижек, следующие: невозможность применения для сред с кристаллизирующимися включениями, невысокая скорость срабатывания затвора, возможность получения гидравлического удара в конце хода, большая высота, трудности ремонта изношенных уплотнительных поверхностей затвора при эксплуатации.

На магистральных нефтепроводах обычно используется стальные клиновые задвижки с электроприводами на Ру = 6,4... 8,0 МПа и Dy = 700... 1200 мм.

Вентили (клапаны) - это запорные устройства с поступательным движением затвора в направлении, параллельном потоку транспортируемой среды. К надежности и герметичности перекрытия прохода предъявляются высокие требования. Вентили применяют для перекрывания потоков газообразных и жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов менее 400 мм при рабочих давлениях до 250 МПа и температурой сред от -200 до +450 °С. преимущества: возможность работы при высоких перепадах давлений на золотнике и при больших величинах рабочих давлений; простота конструкции, обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации; меньший ход золотника; относительно небольшие габаритные размеры и масса; применение при высоких и сверхнизких температурах рабочей среды; герметичность перекрытия прохода; использование в качестве регулирующего органа; установка на трубопроводе в любом положении (как в вертикальном так и горизонтальном); исключение возможности гидравлического удара. К недостаткам, общим для всех конструкций вентилей, относятся: высокое гидравлическое сопротивление

; невозможность применения на потоках сильно загрязненных сред, а также на средах с высокой вязкостью; большая строительная длина (по сравнению с задвижками и дисковыми затворами); подача среды только в одном направлении, определяемом конструкцией вентиля. По назначению вентили бывают запорными, запорно-реулирующими и специальными. Регулирующие вентили подразделяют по конструкции дроссельных устройств на вентили с профилированными золотниками и игольчатые вентили.

Кран - это запорное устройство, состоящее из корпуса и пробки, в котором пробка имеет форму тела вращения с отверстием для пропуска жидкости или газа. Пробка вращается вокруг своей оси.

В зависимости от геометрической формы пробки и корпуса краны классифицируются по трем группам: конические; цилиндрические; шаровые.

Преимущества :низкое гидравлическое сопротивление;прямоточность;простота конструкции; небольшие габаритные размеры и масса; высокая прочность и жесткость; надежная герметизация; независимость от направления движения среды; возможность регулирования давления и подачи.

Конические краны. Конусность пробки составляет 1:6 или 1:7; выбирается конусность из условия обеспечения герметичности - чем меньше угол конусности, тем меньше осевое усилие вдоль пробки. При малой конусности возникает опасность заклинивания пробки в корпусе и появляется возможность задира уплотнительных поверхностей. Для обеспечения герметичности в кране необходимо создать осевое давление. Шаровые краны, применяемые на магистральных газопроводах и компрессорных станциях, выпускаются с условным диаметром Dv = 50... 1420 мм на рабочее давление Р„ = 6.4; 7.5: 6,0 и 12.5 МПа.

Дисковые поворотные затворы - один из наиболее прогрессивных видов арматуры. Их стали широко применять в последнее десятилетие.

Запорный элемент арматуры - диск диаметром, приблизительно равным внутреннему диаметру трубопровода. Затвор открывается и закрывается вращением диска вокруг оси, перпендикулярной оси трубопровода. Благодаря простой геометрической форме корпуса и запорного элемента дисковые поворотные затворы просты по конструкции и невелики по габаритным размерам. В центральной части корпуса дискового затвора расположены подшипники вала, на котором вращается диск.

Дисковые поворотные затворы позволяют соединить в одной конструкции две основные функции трубопроводной арматуры - регулирование и полное перекрывание (запирание) потока, что обуславливает экономичность их использования.

Основные преимущества дисковых затворов по сравнению с другими видами запорной арматуры - простота конструкции, малые габаритные размеры и масса - дают тем больший эффект, чем больше условный проход арматуры.

Дисковые затворы можно классифицировать по следующим признакам.

По конструкции и расположению уплотнений различают затворы с металлическим уплотнением, с эластичными уплотнениями на диске и в корпусе. Последние, в свою очередь, могут быть с эластичным уплотнительным кольцом, эластичным седлом и эластичной рубашкой на корпусе. По расположению вала и диска затворы могут быть с соосным расположением вала и диска, с наклонным диском и наклонным валом.

Привод дисковых затворов бывает ручной, с механическим редуктором, пневматический, гидравлический и электрический.