Периодты газлифттің принципиальды үлгісі

Периодты жұ мыс істейтін газлифт мұ найды фонтанды немесе компрессорлы ө ндіру кездерінде қ олданылады. Сонымен бірге, фонтанды жә не компрессорлы ө ндіру кезінде плунжерлі жә не гидропакерлі лифт, ал тек қ ана компрессорлы ө ндіруде – орнын басу лифті қ олданылады.

2.17-суретте ұ ң ғ ыны плунжерлі лифтпен жабдық тау сұ лбасы кө рсетілген. Мұ нда плунжер ұ ң ғ ығ а клапан ашық кезде тү сіріледі. Сұ йық плунжердің ішкі қ уысы арқ ылы ө теді. Плунжер тө менгі амортизаторғ а соғ ылғ ан кезде клапан кө теріліп, ершікке отырады да, ө зінің ө ткізу қ уысын жабады. Плунжердің астында газ жиналып, оның энергиясы плунжердің астындағ ы сұ йық ты кө теру дең гейіне жетеді. Сонан соң плунжер мен сұ йық жоғ ары кө теріліп, сұ йық магистральғ а жіберіледі де, плунжер буферлі камерағ а келіп тү седі. Мұ нда қ ысым тең геріліп, плунжер ө з салмағ ымен тө менге тү седі.

Егер қ абаттағ ы газ қ ысымы плунжердің жұ мыс жасауына жетіспесе, онда ол тоқ тап қ алуы мү мкін. Мұ ндай кезде сығ ылғ ан газды компрессордың кө мегімен береді, ал қ ондырғ ыны гидропакерлі лифт деп атайды.

Гидропакерлі лифтінің жұ мыс циклі 2.18-суретте кө рсетілген. Лақ тыру клапаны (1) жабық кезде тү п амортизаторының (4) маң ында орналасқ ан плунжердің (3) асты мен ү стінде сұ йық жиналады (а -жағ дайы). Қ ұ быраралық кең істікте қ ысым жоғ арылағ ан кезде клапан (1) автоматты тү рде ашылады да (б -жағ дайы), қ ұ бырдағ ы қ ысым азайып, сұ йық қ ұ быраралық кең істіктен қ ұ бырғ а қ ұ йылады. Онан соң қ ұ бырғ а газ келе бастайды да оның қ ысымымен плунжерді сұ йық пен бірге жоғ ары кө тереді. Жоғ ары кө терілген сұ йық манифольдқ а беріліп, ал плунжер жоғ арыдағ ы амортизаторғ а (2) соғ ылады да, лақ тыру клапанын (1) жабуғ а дабыл береді (в -жағ дайы). Плунжердің асты мен ү стіндегі қ ысымдар тең геріліп, ол ұ ң ғ ы тү біне қ айта қ ұ лайды да цикл қ айталанады.

Гидропакерлі лифт тә улігіне 1-20 т сұ йық ты жоғ ары кө теруге есептелген. Егер ө німділік шағ ын болса (3-4 т/тә у), онда қ ұ бырлар тізбегінің диаметрі 60 мм болады, ал жоғ ары ө німділікте – 73 мм шамасында болады. Плунжердің диаметрі қ ұ бырдың ішкі диаметріне байланысты таң дап алынады.

2.19-суретте қ абылдау клапаны СКҚ -ғ а тү сірілген орнын басу лифтісінің сұ лбасы келтірілген. Камерағ а (3) ұ ң ғ ыдан сү згі арқ ылы қ абылдау клапанына сұ йық келіп тү седі (а -жағ дай). Камера толғ ан соң газ жолынан (2) сығ ылғ ан газ қ ұ быраралық кең істікке беріледі (б -жағ дай).

2.18-сурет. Гидропакерлі лифт қ ондырғ ысының жұ мыс істеу циклі

2.19-сурет. Газды жоғ ары бетте айырғ ыш орнын басу лифттің сұ лбасы

Ары қ арай газ сұ йық ты ішкі қ ұ бырғ а айдап кіргізіп, жоғ ары кө тереді де, газ сепараторына жібереді.

Одан соң, камерағ а газ беру (1) жә не (4) бергіштердің кө мегімен тоқ татылады, ал ондағ ы қ алып қ ойғ ан газ вентиль (5) арқ ылы газ сепараторына жіберіледі. Камера қ айтардан сұ йық қ а толып, цикл қ айталанады. Режимді басқ ару ү стің гі беттен де немесе ұ ң ғ ы тү бінде дистанциялы басқ арылады.

Кө теру қ ұ бырларының башмағ ында кері клапанмен қ оса пакердің орнатылуы жабық жү йені жасайды жә не ол газдың периодты айдауы кезінде сұ йық тың қ айтадан қ абатқ а ағ ып кетпеуін қ амтамасыз етеді. Кө теру қ ұ бырларының башмағ ында кері клапанды орнату ә дісі барлық периодты газлифтті қ ондырғ ыларда қ олдануғ а ұ сынылады.

Периодты газлифт кезінде белгіленген уақ ытқ а тоқ татылғ ан ұ ң ғ ыда сұ йық тың цикликалық бастырылуы болады, бұ л кө теру қ ұ бырларында қ ажетті сұ йық бағ анасының жиналуы ү шін қ ажет.

Ұ ң ғ ыларды қ оздыру ү шін қ олданылатын қ арапайым бастырылуғ а қ арағ анда, цикликалық бастырылу пайдаланатын қ абаттар кейбір депрессияда жү зеге асырылады. Сұ йық қ ұ бырлар тізбегінің салыстырмалы батырылуы жасанды жоғ арылатылғ ан кезде шығ арылып тасталады.

Қ ұ бырлар тізбегінің салыстырмалы батырылуы жасанды жоғ арлатылғ ан кезде сұ йық тың динамикалық дең гейі кө теріледі, бұ л тү птік қ ысымның жоғ арлауына жә не депрессияның тө мендеуіне ә келеді.

Периодтық газлифттің кез - келген типінің дұ рыс жұ мыс істеуі ү шін кө теру қ ұ бырларына газдың ү лкен жылдамдық та тү суін қ амтамасыз ету керек, ә сіресе бұ л сұ йық тың бастапқ ы периодтағ ы шығ арып тасталуы кезінде орын алады.

Бұ л тек қ ана сұ йық бағ анасын қ ұ быраралық кең істікте жиналғ ан сығ ылғ ан газдың кө мегімен лақ тырып шығ ару кезінде орындалуы мү мкін.

Периодты газлифтті қ ондырғ ылар негізінен ү ш тә уелсіз топқ а бө лінеді:

1) қ ұ быр сыртындағ ы кең істікке ө зге газ жіберілмегенде;

2) қ ұ быр сыртындағ ы кең істікке ө зге газ жіберілгенде;

3) ауыстыру камералы жә не ауыстыру лифтілі.

Газлифтті ұ ң ғ ылардың ү зіліссіз жә не де периодты жұ мыс істеу режимін оң тайландыру ү шін жұ мыстық клапандар қ олданылады. Қ азіргі кезде газлифтті клапандардың ондағ ан конструктивті нұ сқ аулары белгілі. Олардың бә ріне аз мө лшердегі кө лденең ө лшемдері ортақ болады. Кө пшілік жағ дайда клапандар дифференциалды ә рекетті болады.

Олардың ішіндегі серпімді элемент ретінде сильфон немесе серіппе, сирек жағ дайларда олардың комбинациялары қ олданылады. Клапан тұ рқ ысы СҚ К-ның сыртында орналасады, бұ л жағ дай кө тергіш арқ ылы сұ йық ағ ынының еркін ө туі ү шін керек.

Газлифтті клапандар дегеніміз – кө теру қ ұ бырларының тізбегінің ішкі қ абаты мен ұ ң ғ ығ а айдалатын газбен толтырылғ ан қ ұ быр сыртындағ ы кең істікпен автоматты тү рде байланыс орнату немесе одан ажырату ү шін арналғ ан қ ондырғ ыларды айтамыз.

2.20-сурет. Газлифтті клапандардың классификациясы

Барлық белгілі газлифтті клапандарды келесі тү рде классификациялуғ а болады:

- қ ызметі бойынша – іске қ осатын жә не жұ мыстық;

- басқ ару принципі бойынша – айдалатын газдың қ ысымымен басқ арылатындар;

- кө тергіш қ ұ бырларда сұ йық -газды қ оспаның қ ысымымен басқ аралатындар жә не де қ ұ бырмен қ ұ быр сыртындағ ы қ ысыммен тү сіріп-кө терілу арқ ылы басқ арылу;

- тізбекте кө тергіш қ ұ бырлардың орналасуына байланысты – эксцентрлі жә не орталық та орналасқ ан;

- клапанның сезімтал элементінің типіне байланысты – сильфонды, серпімді, мембранды жә не комбинацияланғ ан;

- қ ондыру тә сілі бойынша – стационарлы жә не шешімді.

Клапандарғ а қ ажетті маң ызды талаптар мынадай: олардың сипаттамаларының тұ рақ тылығ ы жә не ұ зақ уақ ыт бойы пайдалану кезіндегі беріктілігін сақ тау. Газлифтті клапандар габаритінің шағ ын болуы жә не де қ оршағ ан ортаның аггресивттілігі бұ л клапандардың жасалу мә селесін шамадан тыс қ иындатады. Клапандардың конструктивтік жә не технологиялық қ асиеттерінің ерекшеліктеріне қ арамастан клапандардың істен шығ уы салыстырмалы тү рде жиі болып келеді. Қ арапайым конструкциялы клапанды ауыстыру ү шін СКҚ тізбегі жоғ ары кө теріліп қ айтадан тү сірілуі қ ажет, бұ л ө те қ иын жә не кө п жұ мыс пен уақ ытты талап етеді, ә рі операция қ ымбатқ а тү седі жә не ұ ң ғ ының жұ мысын тоқ татуды қ ажет етеді.

Бұ л қ иындық ты жең у ү шін клапандардың жаң а конструкциясы ұ сынылды. Онда СКҚ тізбегінің кө терілуінсіз арнайы сыммен лебедка арқ ылы клапандарды ауыстыру ү шін СКҚ ішінде кө теріп-тү сіретін арнайы қ ондырғ ы жасалынды. Осымен бірге клапандарды отырғ ызылғ ан ұ ядан шешу мү мкіндігі немесе осы ұ яғ а СКҚ тізбегінің осінен салыстырмалы тү рде эксцентрикалық ауытқ ып кеткен қ ұ рылғ ыларды клапандық камерағ а орналастырылуы қ амтамасыз етіледі.

Клапанды автоматты басқ ару СКҚ -да қ ұ быр сырты мен газды қ ұ быр арасынан СКҚ -ғ а жеткізетін камера арасындағ ы қ ысымның кө теріп-тү суі арқ ылы жү зеге асырылады. Клапандарда оларды басқ аратын тиекті қ ұ рылғ ылар жә не жү йе болады. Тиекті қ ұ рылғ ы ретінде тарелкалы немесе конусты клапан, ал кейде формасы шарикті болуы мү мкін. Басқ ару жү йесінің сильфонды, серпімді немесе осы екі тү рі араласқ ан жетегі болады. Басқ ару жү йесі жоғ ары жақ та клапанның ұ ң ғ ыда анық талғ ан жұ мыс режиміне орайластырып тү зетіледі. Тү зету кезінде СКҚ -ғ а орнатылғ ан клапандар аралығ ы, кө терілетін сұ йық тың қ асиеттері, ұ ң ғ ының ішіндегі температура мә ні (осы температурағ а сильфонды толтыратын газдың сығ ылу кү ші тә уелді) ескеріледі.

Ең қ арапайым тү рдегі сильфонды клапанның ү лгісі 2.21-суретте кө рсетілген. Клапан кө тергіш қ ұ бырғ а (1) бекітіледі. Сильфонда (2) газ анық тамалы жоғ арлатылғ ан қ ысымда болады. Сильфон мен клапан арасындағ ы камера қ ұ быр сыртындағ ы кең істікпен арнайы тесік (4) арқ ылы байланысады. Сильфон клапанмен (5) шток (3) арқ ылы қ осылғ ан. Қ ұ быр сыртындағ ы сұ йық клапанғ а сорылып жә не соғ ан сә йкес газ қ ысымының ө суі кезінде сильфон ішіндегі газ сығ ылып клапанды ашады. Газ СКҚ -ғ а ашылғ ан клапан арқ ылы жеткізіледі жә не сұ йық ты келесі тө менгі клапанғ а дейін сығ ады.

Газ дең гейі тө менгі клапанғ а жеткенде, бұ л клапан газдың СКҚ -ғ а кіру ү шін ашылады, ал жоғ арғ ы клапанда қ ұ быраралық қ ысым тө мендеп, сильфон қ айта қ алпына келіп, бастапқ ы клапанды жабады. Газ ағ ынының СКҚ -дан қ айтып шығ ып кетпеуі ү шін арналғ ан қ осалқ ы клапан (6) бар.

Сильфонды клапандар СКҚ -ның сыртына орнатылуы мү мкін. Бұ л ү шін СКҚ -нің келте қ ұ бырына (патрубок) клапан орнатылатын ершіктер (седло) дә некерленеді. Бірақ бұ л жағ дайда клапан ауыстыру ү шін СКҚ тізбегін кө теру керек.

Бұ л ың ғ айсыздық клапандарды орнатудың жаң а ә дісімен жойылады (2.22-сурет). Мұ нда клапан (3) СКҚ тізбегінің ішіне тү сіріліп, ұ ң ғ ының газлифтті камерасына (1), ал одан кейін оның орнату ұ ясына (2) дейін жеткізіліп, сол жерде орнатылады. Клапандар сыммен немесе арнайы орнатқ ыш қ ұ рылғ ысы бар штангілермен тү сіріледі (2.23-сурет).

Мұ ндай СКҚ -ның ішкі қ уысына тү сірілетін клапандарды СКҚ тізбегін кө термей, арнайы шешіп алғ ыштар арқ ылы кө теруге болады.

Арнайы қ олданылатын қ ұ рылғ ыларғ а мыналар жатады: газлифтті клапанды ауыстырып немесе алып тастау керек болғ анда, ұ ң ғ ылық камерада орнатылғ ан саң ылаусыз тығ ындар; клапандарды немесе саң ылаусыз тығ ындарды камерада бекітуге арналғ ан фиксаторлар; СКҚ -да қ ұ ралдың ары қ арай жылжуын қ амтамасыз ететін жү к штангалары; қ ұ ралды шешу кезіндегі қ ажетті соғ уғ а арналғ ан (гидравликалық немесе механикалық) яссы жә не т.б. қ ұ ралдар мен қ ұ рылғ ылар бар.

Газлифтті қ ондырғ ыны есептеу кезінде келесі параметрлердің анық талуы кө зделген:

- берілген сұ йық мө лшерін кө теріп алуғ а арналғ ан сорапты-компрессорлы қ ұ бырлардың диаметрі;

- газдың меншікті шығ ыны мен газдың кіру нү ктесінің (жұ мыстық клапанның) терең дігі;

- іске қ осу клапандардың саны жә не оларды орнату терең дігі.

Газлифтті кө тергіштің параметрлерін есептеу кезінде келесі мә ліметтер қ олданылады: газдың меншікті шығ ынына байланысты ұ ң ғ ының терең дігі бойынша қ ысымның таралуы; кө тергіш қ ұ бырлардың диаметрі; сұ йық шығ ымы (дебит); сулану дә режесі; мұ найдың тұ тқ ырлығ ы мен тығ ыздығ ы жә не т.б.

Сильфонды клапаннан басқ а серпімді басқ ару жү йесі бар У1М, КПА-2 жә не КПГ типті клапандар қ олданылады. Сильфонды клапандардың жұ мыстық диаметрлері 20, 25 жә не 38 мм-ге тең етіп шығ арылады. Клапанның жұ мыстық қ ысымы 21 МПа-ғ а дейін барады.