Классификация и состав машин и оборудования для добычи нефти и газа

Номенклатура оборудования, входящего в комплексы, составляет сотни наименований, а высокие темпы развития нефтегазодобывающей промышленности приводят к его быстрому обновлению, созданию совершенно новых типов, размеров и конструкций. Изучение этого многообразия технических средств делает необходимым их систематизацию, основу которой составляет классификация.

Наиболее целесообразно классифицировать исходя из технологического признака, а не по параметрам или конструктивному исполнению. Тогда все машины, оборудование, механизмы, сооружения, средства механизации и главных групп, каждая из которых состоит из нескольких подгрупп, к которым и относятся конкретные технические средства данной группы.

1 группа. Оборудование эксплуатационной скважины обеспечивает нормальное функционирование важнейшего из промысловых сооружений – эксплуатационной скважины, являющейся каналом, связывающим продуктивный пласт с дневной поверхностью. Надежность и эффективность оборудования этой группы полностью предопределяет надежность работы скважины. Оборудование этой группы включает:

Обсадные колонны труб, образующие ствол скважины и обеспечивающие его надежность.

Колонны головки, которые соединяют на устье скважины обсадные колонны в один узел, одновременно служат пьедесталом для спущенных в скважину средств ее эксплуатации.

Фильтры, которыми оснащают скважину в зоне продуктивного пласта для фильтрации пластовой жидкости или газа.

Клапаны-отсекатели пласта устанавливаются над фильтром для предупреждения открытого, т.е. аварийного, фонтанирования скважины. Клапанами-отсекателями пласта оснащаются фонтанирующие скважины.

Пакеры устанавливаются в скважине для ее разделения на участки и их герметизации.

Прискважинные сооружения, представляющие собой площадку в зоне устья скважины для ее обслуживания и ремонта.

2 группа. Оборудование для эксплуатации скважин предназначено для подъема из скважины пластовой жидкости или газа. Часть оборудования спускается в скважину и является в этом случае «подъемником» (лифтом), а часть монтируется в зоне устья. В других случаях оборудование применяется для нагнетания в пласт жидкости или газа и оборудование называется нагнетательным. Группа состоит из следующих подгрупп:

Оборудование для фонтанных скважин. Это оборудование предназначено для эксплуатации только фонтанирующих нефтяных, газовых или газоконденсатных скважин. Оборудование состоит из подъемника (лифта), фонтанной арматуры и манифольда, позволяющих поднимать по скважине на поверхность продукцию, обеспечивать контроль и регулирование фонтанирования и поддерживать оптимальный режим работы скважины.

Газлифтное оборудование предназначается для эксплуатации скважины путем подачи сжатого газа к низу подъемника. К этому оборудованию относятся газлифтный подъемник с комплектом пусковых и рабочих клапанов, газлифтная арматура с КИП и манифольдом, компрессорные станции с мотокомпрессорами, холодильниками, оборудованием для подготовки газа и сложная сеть коммуникаций – трубопроводов для подачи газа к скважине со средствами автоматизации и регулирования. Газокомпрессорные станции с мотокомпрессорами используются для компримирования и нагнетания в скважину газа, энергия которого и обеспечивает подъем пластовой жидкости из скважины на поверхность.

Запорные устройства – один из наиболее часто применяемых видов оборудования для перекрытия и герметизации трубопроводов: нефте-, газо- и водопроводов. Запорные устройства применяются и в фонтанной арматуре для управления потоками жидкости или газа, а также при газлифтной и других видах эксплуатации скважин.

Насосно-компрессорные трубы широко применяются в нефтегазодобывающей промышленности как при фонтанной, газлифтной эксплуатации, где они используются для подъемников, так и для других - насосных - способов эксплуатации, а также для всякого рода технологических процессов, для высоконапорных трубопроводов, а часто и для бурения.

Штанговые скважинные насосные установки с механическим приводом нашли массовое применение на промыслах России. Ими эксплуатируются две трети скважин. Оборудование предназначено для подъема жидкости с помощью штангового насоса. К подгруппе относятся собственно скважинный насос, спущенный на насосно-компрессорных трубах и приводимый в действие колонной штанг, насосные штанги и поверхностный привод, включающий энергетическую установку и механический преобразователь вращательного движения вала привода установки в поступательные колонны штанг.

Штанговые установки с гидроприводом отличаются использованием гидравлического преобразователя вместо механического, что резко сокращает металлоемкость установки, ее массу и устраняет необходимость сооружения мощного фундамента под установку. Как и установки с механическим приводом, гидроприводные имеют большое число типов, размеров, конструктивных вариантов с разными параметрами и характеристиками.

Бесштанговые установки центробежных скважинных электронасосов предназначены для эксплуатации высокодебитных скважин. В России с ее помощью добывается более трети всей нефти. Изготовляется и поставляется большое число установок различных типоразмеров, в состав которых входят спускаемые в скважину агрегатированные погружной центробежный насос с электродвигателем и протектором, колонна насосных труб с токонесущим кабелем и повехностная система управления электроприводом.

Бесштанговые электровинтовые скважинные насосы предназначены для эксплуатации скважин с небольшими дебитами и отличаются от предыдущих использованием вместо центробежного винтового насоса.

Бесштанговые гидропоршневые скважинные насосы используются для эксплуатацииглубоких и наклоннонапрвленных скважин. В состав установок входят спускаемый в скважину на колонне насосных труб гидроприводный скважинный насос, поверхностный силовой насос с приводом, нагнетающий рабочую жидкость в гидропривод скважинного насоса, и система подготовки рабочей жидкости.

Оборудование для эксплуатации одной скважиной нескольких разных по характеристикам пластов, которое размещается в одном стволе и включает комплекс разнотипного оборудования (например фонтанного и насосного), в результате чего становится возможным при разработке многопластовых месторождений нефти и газа значительно сократить число эксплуатационных скважин. В состав оборудования входятспускаемые в скважину пакеры, разделяющие ствол скважины на изолированные, связанные с разными пластами участки, и подъемники, позволяющие поднимать тем или иным способом жидкость или газ по колоннам труб на поверхность, где на устье скважины размещено устьевое оборудование, напрвляющие отдельно добытые нефть или газ с различными характеристиками в систему сбора.

3 группа. Оборудование для подземного ремонта, освоения и обработки скважин предназначено для поддержания в течение всего периода эксплуатации скважины работоспособного состояния собственно скважины и спущенного в нее эксплуатационного оборудования. В первом случае подземный ремонт называется капитальным, во втором – текущим ремонтом скважины. Кроме того, с помощью оборудования этой группы осваиваются скважины после их капитального ремонта, а иногда и после бурения. Оборудование группы используется также для оснащения скважин фонтанными, газлифтными или насосными подъемниками. В группу входят:

Подъемники для спускоподъемных операций.

Стационарные грузоподъемные сооружения.

Спускоподъемные агрегаты.

Спускоподъемные инструменты для спускоподъемных операций.

Оборудование для ремонта скважин под давлением.

Оборудование для ликвидации открытых фонтанов.

Оборудование для промывки скважин.

Депарафинизационное оборудование.

Оборудование для капитального ремонта скважин.

Инструменты для капитального ремонта скважин.

Оборудование для внутрискважинных работ.

4 группа. Оборудование и сооружения для интенсификации добычи нефти и газа и для увеличения нефтегазоотдачи пластов. Широкое применение этого оборудования позволяет сократить время разработки месторождений и количество оставшихся неизвлеченными нефти и газа. В группу входит следующее.

Оборудование и сооружения для подготовки воды.

Оборудование насосных станций и собственно насосы для нагнетания воды в пласт.

Оборудование для нагнетания в пласт газа.

Оборудование и коммуникационные сооружения (сети трубопроводов и распределительных устройств для подачи воды от насосных станций и газа от компрессорных к нагнетательным скважинам, а также система управления распределением воды и газа по скважинам).

Оборудование для гидроразрыва или кислотной обработки (для улучшения проницаемости пласта и его призабойной зоны).

Оборудование для термического воздействия на пласт (применяется с целью прогрева пласта и снижения за счет этого вязкости пластовой жидкости или для создания внутрипластового очага горения жидкости с образованием фракций, извлечение которых позволяет резко увеличить нефтеотдачу).

5 группа. Оборудование и сооружения для сбора продукции скважин, ее разделения – сепарации на нефть, газ, воду и примеси, измерения и первичной пожготовки нефти, газа, газового конденсата. Оборудование этой группы расположено на поверхности, в основном на территории промысла. В группу входит следующее оборудование:

Оборудование и сооружения для разделения пластовой газированной жидкости на нефть, газ и воду.

Оборудование и сооружения для подготовки товарной нефти (установки для обезвоживания нефти после предварительного отделения от нее основной доли воды, установки обессоливания, деэмульгаторы).

Перекачивающее оборудование.

Оборудование для хранения нефти.

Трубопроводные коммуникации, связывающие в единую систему скважины, насосные и компрессорные установки с остальным оборудованием группы.

Оборудование для подготовки и первичной переработки газа на газоконденсатных и чистогазовых месторождениях.

6 группа. Оборудование для эксплуатации морских нефтегазовых и газовых промыслов отличается особой сложностью, большой номенклатурой, часто уникальными размерами и высокими темпами совершенствования. Из отдельных простых технических средств оно превратилось в большую группу сложных комплексов и сформировалось практически в самостоятельную отрасль. В группу входят:

Кустовые стационарные платформы (основание для поверхностных устьев куста)

Центральные стационарные платформы (связывают кустовые платформы в единую систему).

Опоры стационарных платформ – сооружения, несущие стационарную платформу.

Блоки оборудования, размещаемые на стационарных платформах..

Оборудование для эксплуатации скважин (аналогично обычному).

Подводное оборудование.

Оборудование для беспричального налива нефти.

Береговые сооружения и оборудование, энергетическое оборудование, флот специализированного обслуживания, водолазный косплекс.

7 группа. Оборудование ремонтно-механической службы для поддержания в работоспособном состоянии всего парка машин, специального оборудования, сооружений, составляющих промысловое хозяйство, за исключением скважин, а также оборудования транспортных служб.

8 группа. Оборудование службы энергетики.

Из приведенного перечня систематизированных групп оборудования видно, насколько велика номенклатура машин, оборудования, сооружений, средств механизации и инструмента, применяемых для добычи нефти и газа.

Список использованной литературы:

1. Кудинов В.И. – Основы нефтегазопромыслового дела. – Москва-Ижевск: институт компьютерных исследований; Ниц «Регулярная и хаотическая динамика»; Удмуртский госуниверситет, 2008. – 720с.

2. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. Учебник для вузов. – М.: Недра, 1984, 464 с.

3. Мстиславская Л.П. – Основы нефтегазового производства. – М: Нефть и газ, 2003, 267 с.

4. Образовательные ресурсы сети Интернет.