Қауіпсіздік байланысты міндеттерді қарапайым математикалық түрде бейнелеу

Қауіпсіздік байланысты міндеттерді қарапайым математикалық түрде бейнелеу үшін сыртқы ортаны мұнай құбырларының ұқсас элементтері сияқты элементтердің жиынтығы түрінде келтіруге болады. Сыртқы ортаның моделі уақыт ішінде мұнай эленттеріне сәйкес әсерін қалыптастыру үшін тұрғызылады. Жалпы жағдайда ықпалдың әсерлерін диффузияның, шаршаудың, тозудың істен шығу үрдістері ретінде қарастырамыз.

Мұнай құбыры жүйесінің динамикалық сыртқы ортамен әрекеттесуі сыртқы ортаның мұнай құбырына әсері ретінде және мұнай құбырының сыртқы ортаға әсеріне жауабы ретінде қарастырылады, мысалы, қайта қалпына келтіру (жөндеулер) ағыны түрінде. әсер етудің мұндай түрлерін белгілердеп, ал әсер ету үрдісін белгілермен ауыстыру механизмі шегінде қарастыруға болады.

Сонымен, кибернетикалық модельдерді қолдану арқылы кибернетиканы және мұнай құбырында өтетін үрдістердің физикалық табиғатын сипаттайтын модельдерді қолдану негізінде магистралды мұнай құбыры қауіпсіздігін зерттеу міндеті қойылды және шешілді.

Нақты жағдайларда пайдаланғанда және уақыт бірлігінде сандық түрде мұнай құбырларының қауіпсіздігін зерттеуде берікті және қауіпсіздік көрсеткіштерінің байланыстылығын, термодинамикалық китерийлерді және құбыр материалдарының физикалық үрдістерін бейнелеуге модельдерді қолдануға болады. Мұнда мұнай құбырларының істен шығу қарқындылығы энтропияның өсу жылдамдығымен байланысы, ал қайта қалпына келу (жөндеу) қарқындылығының негэентропияның өсу жылдамдығымен байланысы орнатылады.

Мұнай құбырларын статистикалық зерттеулермен, функционалдылығын және оны ұйымдастырудың принциптерін (құрылымдық, иерархиялық және т.б.) оқытумен мұнай құбырларының істен шығу және қайта қалпына келтіру ағындары, яғни энтропия және негэнтропия ағындары экспоненциалды заңға бағынады. Термодинамикалық ағындардың аддитивтілігін, Седякин және Палмгерин-Майнердің принциптерін қолданып мұнай құбырының қауіпсіздігінің есептік моделі аяқталған түрге келеді. Магистралды мұнай құбыры жүйесінің элементтерінің (ұзақтылығы) беріктігі туралы статикалық ақпараттың қажетті көлемі мен дұрыстығының кепілі бар болғанда келтірілген ұсыныс ЭЕМ-ын қолданып мұнай құбырының қауіпсізідігін моделдеудің негізі бола алады.

Мұнай құбырларында апаттық жағдайлардың пайда болуының анағұрлым нақты модельдерін алу мақсатында және болжаудың көмегімен олардың салдарын азайту мақсатында:

кез уақыт аралығынада барлық өзгерістерді көрсететін мұнай құбырының техникалық күйін анықтайтын барлық шама-шарттар үшін динамикалық карталар тұрғызу;

мұнай құбырының және жалпы жүйенің жекелеген нысандарының ерекшеліктеріне тиесілі тұрғызылған карталарымен мәліметтердің өзара байланыстарының жалпы көрінісін алу үшін мәліметтердің банкін құру.

 Магистралды мұнай құбырының апаттық және оларға жақын режимдерде және басқа да жағдайларда бар теориялар мен концепциялар функционалдық жағдайларын зерттеуде жеткіліксіз болатынын ескеру қажет. Жаңа жолдар керек.

Осындай амал ретінде магистралды мұнай құбырының келесі негізгі қағидаларына негізделетін «ішкі қауіпсіздік» концепциясын қарастырайық:

• элементтердің (ең алдымен, құбырлардың, тығын арматурасының, электрлік жетектің) жоғары беріктігі;
• сыртқы ортаның ықпалының ауытқуын (шаршаудан, апаттардан) көрсететін қосалқы жүйелердің болуы мен тиімділігі, мысалы, апаттық пневможетек, автоматика, телемеханика жүйелері;
• алдын ала болжайтын элементтердің – диагностикалық кешендер, ойлау электрлік жетегі (өздігінен болжайтын элементтері бар жетек және т.б.) болуы;
• энтропия және негэнтропия ағындарының арасында динамикалық тепе-теңдікті қамтамасыз ету;
• зерттеу нысанын таңдаудың жүйелік амалы («магистралды мұнай құбыры» нысанынан «қоршаған орта-адам-мұнай құбырына» нақты міндеттерді қою арқылы көшу);
•  «табиғат-адам-мұнай құбыры» жүйесіне ең алдымен өздігінен ұйымдастыру және өздігінен қалпына келтіру элементтерін негэнтропия ағындарын ұлғайту үшін енгізу, мысалы, «адамдық факторды» — кәсіби дайындық (оқыту, өздігінен білім алу),  акциялау және т.б.
•  негэнтропия ағындарының құрылымында ойлау құраушыларын (ой, теория, модель, технология, әдістеме, бағдарламылқ өнімдер және т.б.) және матераилдық құраушыларын (техника және т.с.с.) жақсарту.

Құбырлар арқылы алдымен мұнай және мұнай қнімдері тасымалданады. Құбырлардың көбісі жеткізушілер мен тұтынушылардың шектелген санын байланыстырады. Мұндағы құбырлардың жұмыстық қысымы өте кең аралықта (бірнеше атмосфералардан 50-75 атмосфераға дейін) өзгеруі мүмкін.

Құбырлардың негізгі зақымдаулары келесі себептерден болуы мүмкін:

• ішкі тат басы (әсіресе, тат басатын активті жиынтықтары бар зататрды тасымалдағанда, мысалы күкіртті сутегі);
• сыртық та басу (тат басуға қарсы жүйелердің ақауларынан, сонымен қатар, құбырлар электрленген темір жолдары арқылы өткен жағдайда және т.б.);

сыртқы механикалық әсер ету (ауыл шаруашылық немесе құрылыс салу қызметінің нәтижесінде);

• құрылыстық істен шығу және механикалық ақаулар (негізгі металдың, қосылыстардың немесе пісірулердің бастапқы ақауларының даму нәтижесінде);
• табиғи құбылыстарда (сейсмикалық құбылыстардан, топырақтың тұнуынан және т.б.);
• операторлардың қателерінен;
• жобаның қатесінен.

Құбырлардан шығатын қауіпті лақтырындыларды талдау үшін келесі таратқыштар ұсынылады.

Сұйық және газ құбырларының лақтырындысы толық қимаға опырылғанда (гильотинді жарылыс) – 20% жағдай. Барлық газ және сұйықтық құбырлары үшін лақырныдының бір сағаты әр 25мм саңылау сайын — 80%.

Сонымен қатар, төмендегі ақпарат қажет:

— зерттелетін (тасымалданатын зат бойынша);

— әкімшілік түзілістер аймағында құбырлардың ұзындығы бойынша;

— құбырлардың диаметрі бойынша;

— ағынның жылдамдығы бойынша;

— ағып кеткен жерлерді және кесілген арматураны анықтау жүйелерінің бар болуы.

Құбырлар бойынша тасымалдағанда ұсынылатын мәліметтер.

Апаттылық дәрежесі  508 мм кіші диамтерлер үшін 1,0х10^-3 км/жыл немесе диаметрлері 508 мм үлкен немесе тең  3,0х10^-4 км/жыл.

Масштабтарды бөлу 15 мин үшін құбырдың диаметріне эквивалентті ағынның саңылау арқылы – 0,20   (немесе 1 сағ үшін, егер апаттық жүйені жауып тұрмаса) 25мм саңылау арқылы 1 сағ үшін заттың  лақтырындысы – 0,80.

Апаттар жиілігі мен факторларды талдаудың бұл көрсеткшітерге әсерін өте терең бағалау зерттеудің жекелеген міндеті болып табылады.

 

9. Ұңғы жабдықтарының коррозиясы және күрес әдістері.

 

Коррозия–химиялық электрохимиялық реакциялардың нәтижесінде металдардың бұзылуы. Физикалық себептерге байланысты бұзылу коррозия емес, уатылып тозу деп аталады.

Кейде физикалық бұзылудың химиялық әсері коррозиялық эрозия деп аталады. Бұл анықтама бейметал материалдарға қолданылмайды. Пластмасса шытынап кетуі мүмкін, ағаш шіріп, гранит уатылуы мүмкін, бірақ коррозия ұғымы металдарға, оның химиялық әсерлеріне қатысты.

Тоттану деп – темірдің және оның құймасыда, құрамында гидратталған темір оксиді болатын коррозия өнімдерінің пайда болу процесі. Түсті металдар коррозияға ұшырамайды, бірақ тоттанбайды. Коррозиялық реакцияларды жақсы түсіну үшін химия негіздерін білу керек және металлургия негізімен таныс болу керек. Сондықтан оны білу биология мен химияны, медицинаны зерттеумен бірдей. Химия мен металлургия коррозияны зерттеуде негізгі фундаменті болып табылады.

Коррозиялық үрдістер коррозиялық қираулар, металдың ортамен әрекеттесу сипаты, үрдістің өту шарттары бойынша түрленеді.

Қираулар түрі бойынша: тұтас (коррозия  металдың барлық бетінде таралады); жергілікті (коррозия тек беттің жеке жерлерінде болады);  жалпы, ол өз алдына бөлінеді: біркелкі (коррозия металдың барлық бетінде  бірдей жылдамдықпен өтеді), таңдаулы (коррозия металдың компоненттерін ғана бұзады).

Қирау типі бойынша: дақты коррозия, жаралы, нүктелі немес питтингалы, қуысты, жіптәріздес, кристалл аралас, пышақты, коррозионды сызаттану.

Металдың ортамен әрекеттесі сипаты бойынша: химиялық (электролиттер емес – сұйық және құрғақ газдар, яғни белсенді ортамен химиялық әрекеттесу кезіндегі қираулар); электрохимиялық (екі жеке бірақ өзара байланысты үрдістер – анодты және катодты өтуі кезінде электролит әсерінен қирау); анодты электрохимиялық коррозия – металдың еруінен болатын тотығу үрдісі; катодты элетрохимиялық коррозия – орта компоненттерінің электрохимиялық тотықсыздануынан болатын қайтару үрдісі.

Үрдістің өту жағдайы  бойынша:газды (жоғары температурада және беттің үстінде ылғал болмау кезінде); атмосфералы (ауада, ылғалды, сулы және құрғақ атмосферада); сұйықты (сұйық ортада, электролитте, электролитте емес); жер асты (топырақ пен жерде болатын тұздардың әсерінен); биокоррозия (микроорганизмдер немесе олардың өмір сүру өнімдерінің әсерінен); электрокоррозия (сыртқы тоқ көзінен немесе адасқан тоқтың әсерінен); қуысты (электролиттерде пайдаланатын тар қуыстыранда, бұрандалы және фланецті металды жабдықтардың қосылыстарында, металдың оқшаулау материалының толық түйіспеген жерлерінде); түйіспелі (әртүрлі металдардың электролитте түйісуінен); коррозиялық кавитация (коррозиялық және соққылы әсерлердің бірігіп әсерлерінен); коррозионды эрозия (белсенді және механикалық қажалуының бірігіп әсерлерінен) және т.б.

Ұңғыманы пайдалану кезінде құбыр металдарының коррозиялық бұзылуы

Шегендеуіш құбыр металының коррозиялық бұзылуы мен мүмкін талқандалу зоналары өндіретін ұңғымаларда да, айдау ұңғымалары да байқалады. Айдау ұңғымаларда құбырлардың коррозиясына әсер ететін негізгі факторларға айдалатын судың ерітілген оттегі құрамы, минерализация сұйық қозғалысының жылдамдығы мен температурасы жатады. Өндіретін ұңғымаларда сұйықты құбыраралық кеңістік арқылы көтеру кезінде ұңғыманың сулануының ұлғаюы шегендеу тізбектердің коррозиясын үдетеді.

Жер асты және жер үсті жабдықтарда коррозияның өту жылдамдығына келесі факторлар топтары әсер етеді:

1. Мұнай өндіру кезінде техникалық және технологиялық факторлар (ұңғының түрі; өндіру тәсілі; газсұйықты қоспаның ұңғыда қозғалу режимі және өнімділігі; түптегі және сағадағы қысым; температураның оқпан бойымен таралуы, ұңғының құбырсыртындағы кеңістігінде сұйықтың деңгейі және газауалы ортаның құрамы).
2. Ұңғыдан өндірілетін өнімнің физика-химиялық қасиеттері мен құрамы ( өндірілетін мұнайдың құрамы мен қасиеті; мұнаймен бірге ілесіп өндірілетін судың құрамы мен қасиеттері; ілеспелі мұнайлы газдың құрамы мен қасиеттері және онда күкіртсутек және екіотттегілі көміртек сияқты коррозиялы-белсенді заттардың болуы; өндірілетін өнімде су және мұнайдың қатынасы, олардың бір бірінде таралу фазаларының таралуы; метал бетінде қорғу пленкалары бола алатын ұңғы өнімдерінде органикалық және бейорганикалық парафин, шайыр, темір сульфиді, кальций карбонаты, магний карбонаты, темір карбонаты сияқты заттардың болуы; сұйық арынында образивті заттардың — құм, темір сульфиді, тұз кристаллдары, топырақтардың болуы; бактериялардың орта рН-ның болуы).
3. Сыртқы факторлар (температура, белсенді ортаның жылдамдығы, оттегінің концентрациясы және қысымы; ортамен түйісі уақыты; мұнайды өндіру және дайындау дың технологиялық үрдістерінде қолданылатын химиялық реагенттер; сыртқы тоқпен поляризациялау және т..б.).
4. Ішкі факторлар (металдың табиғаты және құрамы; металдың кристаллды құрамы; метал бетінің күйі; металдағы кернеулер; металдың термодинамикалық тұрақтылығы және оның периодты элементтер жүйесіндегі орны; металды пісіру кезіндегі ақаулар).

«Грознефть» бірлестігі құрамында 0,4 мг/л-ге дейін ерітілген оттегі, сағасында 2%-ке дейін көмірқышқыл газ, 400 мг/л дейін жалпы минерилизациясы 40-70 мл/г аз молекулалы органикалық қышқыл болатын қабат суының агрессивтілігімен анықталады. Түптік температурасы 160⁰С-қа жетеді. Айта кететіні, шегендеу құбырларының коррозиялық қарқындылығы сорапты компрессорлы құбырлардың және шлейфті құбыр тізбектерімен салыстырылды. Мұндай тәсіл нәтиженің дәлдігіне кепілдік бермейді. Алайда мақсатқа жетудегі қарапайымы болып табылады. Коррозия жылдамдығы пайдалану кезеңінде құбырлардың жаралы зақымдарының тереңдігімен анықталды. Зерттелу нәтижесі бойынша сорапты-компрессорлы құбырлардың орташа коррозия жылдамдығы жоғары (тереңдігіне 1,75-5,5 мм-ге дейін) және тесілу зақымдары 0,26; 0,36 мм/жыл құрайды.

Карбонаттардың біркелкі емес сипаты құбырлардың өне бойының Гальванопардың түзілуіне себепші болатын құбыр қабырғаларында тұз бен парафин шөгінділерінің шашыраңқы сипаты болып табылады.

Құбыраралық кеңістік арқылы суланған өнімді жинау пайдаланудың 1-2 жылында құбырлардың тесілуі зақымдануына әкелуі мүмкін.

Күкіртсутектің қатысуы (Н₂S) қабат суының агрессивтілігін күрт өсіреді. Сонымен қатар көмірқышқылдың екі оксиді (СО₂) ұңғыма өнімінің коррозиялық-активті компоненті болып табылады. Келісімді, егер игерудің басынан бастап, ұңғыма өнімінде Н₂S және СО₂ пайда болуының микробиологиялық сипаты ескеріледі.

Биокоррозия шегендеуіш колонна құбырлары мен жерасты жабдығын зақымдайды және қабатқа айдалатын су көлемінің ұлғаюына байланысты үдей түседі. Редуцирленген Н₂S су айдау үрдістерінің қабаттағы қозғалысына, ұңғымадағы мұнай жинау және дайындау жүйелерінің айналымына қатыстырылады. Биоциноз мұнай өндіру обьектілерінің көп көлемде қатыстыра отырып, уақыт бойынша күшейе түседі.

Өнімдегі Н₂S құрамы бастапқы кезеңмен салыстырғанда 0,04-тен 100 мг/л-ге СВБ құрамы 105 кл/ мл-ге жетті. Мұндай ортада метал коррозиясының жылдамдығы 0,575 г/ м² жетеді. Ұңғыма құрылысы кезінде қосымша фактор ретінде коррозиялық үрдістердің ағымына жағдай тудыратын қатты фазадағы ерітінділерді қолдану болып табылады. Оның ішіндегі негізгі ауырлағыштары барит немесе гематит болып табылады. Бұл ерітінділерді пайдалану құбырлардың қабырғаларында көп көлемдегі жуу-тазалау жұмыстарына берілмейтін батпақты қабықтың қалыптасуына әкеледі. Құбыраралық кеңістікке ингибиторлы ерітінді айдаудан кейін және тәртіп бойынша ұңғыма бір айдан бірнеше жылға дейін пайдалану басталғанша тұрып қалады. Бұл сағаны қондырғылау, қатынас жолдарын монтаждау және түсіру, жөндеу жұмыстарын жүргізумен байланысты.Ұзақ уақытқа тұрып қалғанда бұрғылау ерітінділерінің қалдықтарында диффузия үрдістері және тығыздығы бойынша қалыптасқан эмульсияның кезекті седиментациясы жүреді. Бұрғылау ерітінділерінің қалдықтары және минералданған сулар құбыраралық кеңістіктегі пакер үсті зонасын толтырады. Құрамында минералданған су және қышқыл компоненттер болғандықтан, мұндай орта пакер үсті зонасында электро-химиялық коррозияға жағдай жасайды.

Коррозиялық зақымданудың типті түрлері:

• Құбыр қабырғаларының қалыңдығымен салыстыратын дара залалды өлшемдер құбырдың ішкі және сыртқы бетінде байқалуы;
• Негізгі СКҚ-ның ішкі бетінде табылған жоғарғы тығыздықтағы нүктелік зақымданулар;
• Құбырлардың сыртқы кеңістігінде орналасқан қабыршақ құрылымды темір сульфидтерінен тұратын коррозиялық қабаттар зонасындағы бірнеше мм-ден 5-8 см-ге дейінгі өлшемдегі дара тесікті зақымданулар;
• 3500 м-ден төмен тереңдікте СКҚ-дың ішкі кеңістігінде анықталатын негізінен резбалы түйіндесулерге жақын құбыр металының сақиналы коррозиясы;
• Ағынды сипаттағы ұзындығы 100 мм-ге, тереңдігі 5 мм-ге дейін 3200 м-ден төмен түсірілген 91 ұңғымада СКҚ-қ ішкі осындай жолмен, Астрахань ГКМ-ң ішкі кеңістігінде табылған, ұңғымалардың пайдалану колонналары агрессивті бойлай зақымданулар орта тарапынан күшті коррозиялық әсерге ұшырайды.

 

10.  Ұстап қалудың жалпы технологиясы.  Ауыспалы қармағышты ұстағыш

 

Мұнайгаз өндіру техникасына қатысты және ұңғыма құралдары мен құрылғыларын түсіру, орнату және ұңғыма түбінен шығаруға қолданылуы мүмкін. Сонымен қатар әртүрлі заттарды ұңғыма түбінен көтеруде апаттық жұмыстарды жүргізген кезде қолданылуы мүмкін. Құрылғы корпустан, оның ішіне осьтік қозғалу мүмкіндігімен орнатылған штоктан тұрады. Корпус және шток құрылғының функционалдық элементтерімен жалғастырылған. Корпус қосымша телемеханикалық жүйемен жабдықталған. Жүйе штокты осьтік қозғалту құрылғысынан тұрады және онда салмақты анықтау, басқару блогы, ортаның физико-химиялық параметрлерін беру немесе өзгерту индикациясы, ақпаратты өңдеу және беру құрылғысын орнату мүмкіндігімен орындалған. Штокты осьтік қозғалту құрылғысы механикалық, электрлік, гидравликалық немесе пневматикалық жетектен тұрады. телемеханикалық жүйелі байланыс және коммутация каналдары электрлік, механикалық, гидравликалық, пневматикалық, аккустикалық немесе оптикалық етіп орыналған. Өнер табу атқаратын қызметін кеңейту есебінен тиімділікті арттыруға мүмкіндік береді. 

Мақсаты құрылғы орындайтын операциялардың тиімділігін арттыру болып табылады.

Аталған мақсатқа қол жеткізу үшін ауыспалы қармағыштармен босатылатын, корпустан және штоктан тұратын, корпуста осьтік қозғалу мүмкіндігімен орнатылған ұстағышта белгілі тәсілмен әртүрлі құрылғылы және затты функционалдық элементтермен жалғасқан, мысалы, науаны цангалы шығарғыш, имплозийлі снаряд, құбырұстағыш немсе басқа ауыспалы қармағыштар.

Корпус қосымша телемеханикалық жүйемен (ТС) жабдықталған, ол шток осьтік қозғалтатын құрылғыдан тұрады. құрылғы оған әртүрлі заттармен құралдар орнатыла алатындай мүмкіндікпен орындалған. Мысалы, қармау бөлігінде заттардың болуын анықтайтын құрылға, салмақ индикаторы, басқару блогы, ортаның физико-химиялық параметрлерінің өзгеруін немесе болуын индикациялау, ақпаратты өңдеу және беру.

Бұл кезде штокты осьтік қозғалту құрылғысы механикалық, электрлік, гидравликалық немесе пневматикалық жетек түрінде орындалған, мысалы, редукторлы электрлі қозғалтқыш, ал байланыс және коммутация каналдары электрлік, механикалық, гидравликалық, пневматикалық, акустикалық немесе оптикалық етіп орындалған. Мысалы, электрлік байланыс және коммутация каналдары қапталған кабель арқылы, ылғалға тұрақсыз және сезімтал элементтері оқшауланған.

Сонымен қатар, өнер табысқа сәйкес,  телемеханикалық жүйеге орнатылған, физикалық немесе физико-химиялық индикатор түрінде орындалған, мысалы, индуктивтілік катушкасынан немесе магниттібасқарылатын контакттерден тұратын, серіппеленген штырьдың қозғалуына өзгеретін штырь магниттелу мүмкіндігімен орындалған.  

Сонымен қатар өнер табуға сәйкес телемеханикалық жүйе механикалық немесе электрондық датчик түрінде орындалған салмақ индикаторымен жабдықталған, мысалы, динамометрмен.

Сонымен қатар өнер табуға сәйкес телемеханикалық жүйе ақпаратты өңдеу және беру құрылғысымен жабдықталған

Бұл шешім ұстағыш тиімділігін арттырып, оның жұмысының функционалдық мүмкіндіктерін кеңейтеді. Оның ішінде ұстағышты ұңғымаға бір түсіргеннен көп қайтара, операцияларды соққысыз және бірқалыпты орныдауды қамтамасыз етеді, апаттық жағдайларда ұстағышты босатуға, операцияларды орындау процесінде ұстағыш жұмысын үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді.

 2.15.1 суретте цангалы шығарылатын ұстағыштың жалпы көрінісі құралға отырғызу сәтінде көрсетілген; 2.15.2 суретте ұстағыш затты ұстау моментінде және қармау қуысында заттың болуын анықтауға арналған құрылғы жұмысы келтірілген; 2.15.3, 2.15.5 суреттерде – ұстағыштың ауыспалы қармағыштары шығарылатын объектілерге отырғызу сәтінде немесе объектіден босату сәтінде келтірілген; 2.15.4 суреттерде – объектіні қармау моментіндегі ауыспалы қармағыштар келтірілген.

Ауыспалы қармағыштармен босатылатын ұстағыш іші қуыс корпустан 1  (2.15.1,  2.15.2 суреттер), оның ішіне орнатылған осьтік қозғалу мүмкіндігі бар штоктан 2 тұрады. Корпустың 1 жоғарғы бөлігінде телемеханикалық жүйе 3 орнатылған, ол механикалық, электрлік, гидравликалық немесе пневматикалық жетек түрінде орындалған штокты 2 осьтік қозғалту    құрылғысынан 4 тұрады. мысалы, редукторлы 6 электрлі қозғалтқыш, бұл кезде шток 2 белгілі тәсілдермен ауыспалы қармағыштардың жұмысшы элементтерімен, мысалы, цангамен 7, оның корпусының 10 терезелерінде 9 орналастырылған жапырақшалардан 8 жалғастырылған. Жапырақшаларда 8, терезелерде 9 көлбеу жазықтықтан 11 тұрады.

 Телемеханикалық жүйе 3 сонымен қатар, ақпаратты өңдеу, дайындау блогынан 12 және қармау қуысында 15 заттың 14 болуын анықтайтын құрылғыдан 13 тұрады, ол мысалы, индикатордан 16 және серіппеленген штырьдан 17, пяткадан 18 тұрады.

Сонымен қатар, штоктың 2 төменгі бөлігі қосымша штокпен 19 қатаң байланысуы мүмкін (2.15.3, 2.15.4 суреттер), штокқа өзара байланысқан серіппеленген рычагтар 20 ұстағышпен 21 бірге шарнирлі бекітілген. Бұл кезде серіппе 22 ішкі рычагтар 20 арасында қосымша штокта 19 орнатылуы мүмкін.

Сонымен қатар штоктың 2 төменгі бөлігі ұстағышпен жалғастырылуы мүмкін (2.15.5 сурет), оның табандары 24 қабырғалы беттен 25 тұруы мүмкін.

Сонымен қатар штоктың 2 төменгі бөлігі гидромеханикалық өрмекшінің 26 жұмысшы элементтерімен жалғастырылуы мүмкін, нақтырақ айтсақ қармау корпусымен 27, оның ойықтарына 28 қозғалмалы қармағыш тістер 29 орнатылған.

Сонымен қатар, штоктың 2 төменгі бөлігі төменгі босатқыш құбырұстағыш корпусымен 31 жалғастырылуы мүмкін. Төменгі босатқыш құбырұстағыш корпусының 31 төменгі жағында көлбеу беттер 32 бар. Плашкалар 33 плашкоұстағыштың 35 терезелерінде 34 орнатылған және онымен бірге құбырұстағыш корпусының 31 көлбеу беттерінің 32  көлбеу дөңестерге 36 кигізіледі.

Штоктың 2 төменгі бөлігі плашкаларға 39 арналған корпустан 38 тұратын сырттай босатылатын құбырұстағыштың плашкоұстағышымен 37 жалғастырылуы мүмкін, оның ішіне арнайы көлбеу ойықтарда 40 плашкоұстағыштары 37 бар  плашкалар 39 орнатылған.

Ұстағыш келесідей жұмыс істейді.

Ауыспалы қармағыштары бар ұстағышты, мысалы цангалы шығарғышты (2.15.1 сурет) ұңғымаға 41 шығарылатын затқа 14 отырғызу моментіне дейін түсіреді. Бұл кезде серіппеленген пятка 18 алынатын затқа 14 тіреліп, штырьмен 17 бірге жоғары қозғала отырып, индикатормен 16 әсерлеседі (2.15.2 сурет). Индикатордан 16 сигнал ақпаратты оперативті басқару, өңдеу және беру блогына 12 түседі, содан соң жер бетіне жіберіледі.

Ұстағышты затқа 14 отырғызған соң (2.15.2 сурет) штокты 2 осьтік қозғалту құрылғысын 4 іске қосумен, цанганы 7 ең шеткі төменгі күйіне қозғалтады. Цанга 7 жапырақшаларының 8 табиғи серпімділігінің нәтижесінде, сонымен қатар цанга 7 корпусының 10 терезелерінің 9 көлбеу беттерінің 11 және цанга 7 жапырақшаларының 8 өзара әсерлесуі нәтижесінде цанга 7 жапырақшалары 8 ұстағыш осіне қарай қозғалады, соның нәтижесінде зат 14 қармалады. Затты 14 жер бетіне көтеріп, цанганы 7 штокты 2 осьтік қозғалту 4 ең жоғарғы күйіне қозғалтумен қармаудан босатады (2.15.1 сурет).

Ауыспалы қармағышты ұстағыш жұмысы (2.15.3, 2.15.4 сурет) ұңғымадан 41 ұсақ заттарды 14 шығаруға арналған. Ол штоктарды 2, 19 ұстағыш корпусына 1 қатысты осьтік қозғалтуға негізделген. Соның нәтижесінде серіппеленген рычагтар 20 ұстағышпен 21 бірге радиал бағытта қозғала отырып, затты 14 қармауды немесе босатуды қамтамасыз етеді.

Қабырғалы бетті 25 етіп орындалған қалақша түріндегі 24 ауыспалы қармағыштары бар ұстағыш 23 жұмысы  (2.15.5 сурет) штокты 2 ұстағыш корпусына қатысты осьтік қозғалуын қамтамасыз етуге негізделген, соның нәтижесінде табандар 24 ұстағыштың 23 ішкі бетімен әсерлесе отырып, радиал бағытта қозғала отырып, затты 14 қармауды немесе босатуды қамтамасыз етеді.

Гидромеханикалық өрмекші 26 түріндегі ауыспалы қармағышты 27 ұстағыш жұмысы  ұстағыш корпусымен 17 қажетті бағытта жалғастырылған штокты қозғалтуға негізделген, бұл қармағыш тістердің 29 радиал бағытта қозғалуына алып келеді. Тістер 29 өрмекшінің 26 төменгі бөлігінде қармағыш 27 ойықтарында 28 орнатылған және затты қармауды немесе босатуды қамтамасыз етеді.

Құбырұстағышты іштен механикалық немесе гидравликалық әрекетті босатқыштары бар қармау механизмінің элементтерінен тұратын ауыспалы қармағышты ұстағыш жұмысы құбырұстағыш корпусымен 31 жалғастырылған штокты 2 осьтік қозғалтуға негізделген. Құбырұстағыштың корпусының 31 төменгі бөлігінде көлбеу беттер 32 бар. Плашкоұстағыштың 35 терезелерінде 34 орнатылған плашкалар 33 және онымен бірге құбырұстағыш корпусының 31 көлбеу беттеріндегі 31 көлденең дөңестерге кигізілген корпустың 31 көлбеу беттерімен 32 радиал бағытта қозғала отырып, затты 24 қармауды немесе босатуды қамтамасыз етеді.

Сыртқы босатқышмен құбырұстағыштың қармау механизмдерінің элементтерінен тұратын ауыспалы қармағышты ұстағыш жұмысы  құбырұстағыш плашкоұстағышымен 37 байланысқан штокты осьтік қозғалтудан тұрады. бұл кезде плашкалар 39 корпустың 38 арнайы көлбеу ойықтарында 40 орналастырылып радиал бағытта қозғалады, затты 14 қармауды немесе босатуды қамтамасыз етеді. 

Формула :

1. корпустан, оның ішінде орнатылған осьтік  қрозғалу мүмкіндігі барштоктан тұратын ауыспалы қармағыштармен босатылатын ұстағыш ерекшелігі, корпус және шток құрылғылардың функционалдық элементтерімен жалғастырылған, мысалы, цангалы шығарғыштар, науалар, имплозийлі снарядтар, құбырұстағыштармен. Корпус қосымша телемеханикалық жүйемен жабдықталған. Ол штокты осьтік қозғалтатын құрылғыдан тұрады және оған салмақты анықтау құрылғысын, басқару блогын, ортаның фихзико-химиялық параметрлерінің болуын немесе өзгеруін индикациялау құрылғыларын орнату мүмкіншілігімен орындалған.  Штокты оьстік қозғалту құрылғысы механикалық, электрлік, гидравликалық немесе пневматикалық жетекті етіп орындалған, мысалы, редукторлы электрлі қозғалтқыш, ал байланыс және коммутация каналдары телемеханикалық жүйе элементтерімен электрлік, механикалық, гидравликалық, пневматикалық, акустикалық немесе оптикалық етіп орындалған. Мысалы, электрлік байланыс және коммутация каналдары оқшауланған кабель түрінде орындалған, телемеханикалық жүйенің ылғалға тұрақсыз және сезімтал элементтері герметикаланған.

Ұстағыш ерекшелігі қармау қуысындағы заттың болуын анықтайтын құрылғы физикалық немесе физико-химиялық индикатор түрінде орындалған, мысалы, корпустың герметикаланған бөлігінде серіппеленген штырьмен әсмерлесу мүмкіндігімен орнатылған индуктивті катушка-датчик түрінде. 

 

2.15.1 сурет. Цангалы шығарылатын ұстағыштың жалпы көрінісі құралға отырғызу сәті

 

 

 

2.15.2 сурет. Ұстағыш затты ұстау моментінде және қармау қуысында заттың болуын анықтауға арналған құрылғы жұмысы

 

2.15.3 сурет. Ұстағыштың ауыспалы қармағыштары шығарылатын объектілерге отырғызу сәті немесе объектіден босату сәті

 

 

2.15.4 сурет. Объектіні қармау моментіндегі ауыспалы қармағыштар

 

2.15.5 сурет. Ұстағыштың ауыспалы қармағыштары шығарылатын объектілерге отырғызу сәті немесе объектіден босату сәті

      

11. Ұңғыларды пайдаланудың тәсілін таңдау.

 

Ұңғыларды пайдалану тәсілін таңдау мұнай кен орындарын игерудің кешенді жлбалауының негзгі мәселесінің бірі. Ол жобаның негізгі элементтерімен тығыз байланыста болып және  мұнай өндірудің көрсеткіштеріне әсерін тигізеді. Бұл принцип игерудің технологиялық сұлбаларын  және жобаларын құрудың барлық қазіргі әдістемелерінде еңгізілген, бірақ ол толық көлемде сирек орындалады.

Мұнайды өндіру тәсілі шектелген мерзімге және жобаның гидродинамикалық параметрлерін тағайындау және есептеуден кейін таңдалған, яғни бұл элементке үлкен көңіл бөлінбеген. Осының нәтижесінде тәжірибеде ұңғыға пайдалану тәсілін таңдау кездейсоқ сипаттамаға ие болып, көп жағдайда уақыт өту барысында өзгеретін ұңғының ағымдағы сипаттамасына негізделеді. Осыдан, көне кен орындарда пайдалану тәсілдерін  жиі ауыстырылуы байқалады, мысалы БОТӘС-тан ШТСҚ-ға немесе керісінше, ШТСҚ-дан газлифтқа және т.б. Бұларды ауыстыру қолданыстағы кенішті игеру жүйесінің параметрлерімен келісусіз өткізіледі.

Жаңа концепцияда ұңғыларды пайдалану тәсілі кен орынды игеру жүйесінің нұсқаларында анықталатын параметрлермен қатар қарастырылуы қажет. Осымен қатар, пайдалану тәсілдерде ұңғыдан өндіру мүмкіншілігі пайдалану тізбектің диаметрінен тәуелді болады. Сонымен, ұңғыларды пайдалану тәсілдері игеру жобасындағы басқа элементтермен тығыз байланыста болуы қажет. Осындай байланыстың болмауынан жағымсыз жағдайлар болады (бастапқы орналастыруға кететін қосымша шығын, ол қабылданған жүйені бұзуға әкеледі) немесе кен орынды меңгеру қарқындылығының тоқтауына әкеледі. Ұңғының соңғы жұмыс сипаттамалары, яғни дебит, өнімнің құрамы, саға қысымы мен температурасы, жер үстіндегі инженерлі құрылымдар жұмыстарының бастапқы шарттары болып саналады. Мұнда лақтыру желісінің, құбырөткізгіштердің диаметрлері және олардың ұзындықтарынан анықталатын саға қысымдардың мәндері маңызды болып келеді. Ұңғы сағасындағы үлкен қысым жер үстіндегі сораптардан өндіру сұйықты ішкікәсіптің тасымалдауы бойынша жұмысын жер асты жабдыққа ауыстырады. Өндірудің сорапты тәсілдерінде ол жабдықтың жұмыс сенімділігін төмендетеді, ал газлифтіде –көтергіштің пайдалы әсер коэффициентінің күрт төмендеуіне соқтырады.

Осындай қиындықтар болмауы үшін, біріншіден мұнай өндіру тәсілдерін игерудің барлық мерзіміне таңдау керек, екіншіден, фонтандау кезеңі аяқталған соң тек ғана бір механикаландырылған тәсілді таңдауға ұмтылу қажет. Механикаландырылған тәсілді ауыстыру қажеттілігі болса, ауыстырылатын тәсілдің негігі пайдалану жабдығының нақты амортизациялауының орташа мерзімдерімен келісі қажет.

Игеру жүйесінің ңұсқаларын құру кезінде өндіру тәсілін ескеру қарастырылатын нұсқалар санының өсуінен жобалау үрдісін қиындатады. Бірақ жобаны осындай тәртіппен құру өте үлкен қателіктерден сақтайды және халықшаруашылық жағынан экономиялы, тиімді болады.

Мұнайды өндіру тәсілі мен қабатқа әсер ету қарқындылығының тығыз байланысын ескеру қажет. Өнімді қабатқа суды айдауды реттеу арқылы ұңғыларда қажетті динамикалық деңгейді ұстау, сонымен қатар сұйықтың көтерілу биіктігін, түп үстіндегі сұйық бағанасының мәнін реттеуге болады. Кей жұмыстарда көрсетілгендей, сорапты тәсілдер үшін өнімділігі, сенімділігі, ПӘК-ті, экономдылығы сұйықтың көтерілу биіктігінен тікелей тәуелді, ал газлифтілі тәсілдер үшін-көтергіш құбырларды салыстырмалы батыруынан тәуелді. Осыған байланысты әртүрлі қарқындылықта су айдаудың бірқатар нұсқаларының техника-экономикалық жақтарын салыстыруды әртүрлі пайдалану тәсілдерімен біріктіріп қарастыру немесе бір тәсілдің мүмкіншілік шектерінде ұңғының басқа жұмыс істеу шарттарына жауапты болуын қарастыру маңызды болады.

  Сонымен, мұнай және мұнайгаз ұңғыларынан мұнайды өндіруді таңдау-оны ары қарай тиімді пайдаланудың негізі. Ол бірқатар кешенді себептерден тәуелді, бірақ нәтижелі фактор- экономикалық тиімділік болып келеді.

Кесте  6-Пайдалану тәсілдерінің технологиялық және экономикалық тиімділігін бағалау.

Көрсеткіштер	Пайдалану тәсілі
	ШТС	ШБС	БОТЭС	ГБС	АС	ҮГЛ	КГЛ
Күрделі қаржы	Төмен, тереңдігі және өнімділігі артуымен өседі		Төмен, қуаты артуымен өседі.	ШТС-пен бірдей болады. Топты жүйеде төмендейді, бірақ ол технологияны қиындатады.	БОТӘС-пен бірдей, бірақ қуат артқан сайын өседі.	Орталандырылған өндірудің есебінен төмендейді, бірақ компрессорлық станциялардың құрылымдарынан өседі.
Жер асты жабдығы	Көп түрлігімен сипатталады	Көр түрлігі. Статор үшін эластомерді таңдау қиындылығы бар.	Өлшемділігінің көптілігі. Кабелден конструкция қиындайды.	Өлшемділігінің көптігі, СКҚ екінші тізбегі. Түсіру-көтеруүрдістерінсіз СКҚ-мен сораптың түсірілуі мен көтерілуі	Механикалық қоспалар болуы мүмкін. Қозғалу бөлшектері жоқ, ұзақмерзімді, жөндеу қарапайымдылығы	Газ компрессор қондырғысының  қарапайымдылығы. Ұңғы жабдығынан ТКО үшін арқан техникасын қолдану.		Түп клапаны және алмастыру камерасын қолдану
Пайдалы әсер коэффициенті	ПӘК=50-60% кезінде Кп=0,8¸1	50-70%	Жоғары өнімді ұңғылар үшін 50%, Qж£160 м3/сут болғанда төмендейді.	Г>17м3/м3 кезінде 30-40%  төмендейді	30% күштілі сұыйқтың жұмыс қысымы және сорапты батырудан тәуелді.	20%, дебиттің газ факторының азаюынан суланудан өседі.		5-10% плунжерді қолданудың арқасында ратады.
Реттеу мүмкіндігі	Қарапайым S, dH,n өзгеруі-мен орындалады	Шектеулі ротор қадамын n өзгертумен орындалады.	Шектеулі –дәл таңдау қажет етеді.	Жақсы–Рр, Qс.ж., сәкес сорапты таңдаумен	Өте жақсы –Рр, Qс.ж. өзгертумен, соплоны таңдау	Өте жақсы –Vг, СКҚ диаметрін өзгертумен		Жақсы –Vг өзгертумен

 

 6-кесте жалғасы

Көрсеткіштер	Пайдалану тәсілі
	ШТС	ШБС	БОТЭС	ГБС	АС	ҮГЛ	КГЛ
Проблемалар	Сальниктен сұйықтың өтуі	Эластомердің бұзылуы-сальник арқылы қысылуы	Үлкен шекте қуатты қажет етуі	Механикалық қоспаның болуы 1,5% диаметрі 15мкм аспауы керек; күштілі сорапта сұйық ағуыоны майлау қажеттілігі	Механикалық қоспа 2% диаметрі 25 мкм дейін болуы керек.	Кэ>0,35 болғанда компрессор сенімді болады, газды кептіру	Vг(газ көлемін) өлшеу және реттеу
Пайдалану шығындары	Нн=2250м және  Qж<64 м3/сут болғанға дейін төмен	Төмен, статордың ұзақмерзімділігінен тәуелді	ЖАК төмендеген кезде өседі, Nэд үлкен болғанда өте жоғары болады.	ЖАК төмендеген кезде өседі, ШТС-қа қарағанда жоғары	Қолданылатын қуатты ескергенде жоғары, ЖАК төмендеген кезде өседі	Төмен, компрессордың бағасы және газ көлемінен Vг тәуелді
Сенімділігі	Өте жоғары, қиындықтар болғанда төмендейді,	Эластомер сенімді болғанда, жақсы	Температурада және ұңғыға сорапты дұрыс таңдаудан тәуелді	Жүйе жұмысын сенімді бақылауда,  жақсы	Сопло және диффузорды дұрыс таңдауда және Рс.н.<28 МПа, болғанда жақсы	Дұрыс жобаланған жүйеде: Vг және Рр тиімді мәндерінде өте жақсы
Пайдалану шарттары (шектеулері)	Шегендеу тізбегінің диаметрі 140мм, Qж<80 м3/сут кезінде Нсп<2300м және Qж£2,5 м3/сут кезінде Нсп£4560м	Шегендеу тізбегінің диаметрі 140мм аз емес және түсіру тереңдігі 1500м дейін	Nдв және температураны шектеу, Dо.к.<300мм, Нсп<3000м	Паралеллді түсіруде Dо.к >200мм, Рс.н.<35 МПа, Нсп£5200м	Нсп 6100м дейін, қалғандары БОТЭС – тей болады.	Qж>160 м3/сут болғанда, Dо.к.>178мм, dн>89мм, Рр>10 МПа, Нсп£3050м		Ұңғыдағы сұйықтың деңгейі 3000м –ден жоғары

 

6-кесте жалғасы

Көрсеткіштер	Пайдалану тәсілі
	ШТС	ШБС	БОТЭС	ГБС	АС	ҮГЛ	КГЛ
Сораптың қабылдау жеріндегі шарттар	Рпр>0,35 ¸0,7МПа	Рпр <0,7МПа	Рпр=1,75МПа, bг<5%	Рпр <0,7МПа	Рпр>2,3МПа при Нсп=1500м	305м тереңдікте Нсп=3000м Рпр>7МПа кезінде DРпр=0,7МПа	Нсп=3000м кезінде Рпр>1,75МПа  шарттар ауыстыру камерасын қолдану кезінде жақсарады
Қондырғыны пайдалану тереңдігі	Qж<80м3/тәу, кезінде Нсп  2300м дейін  Qж£2,5 м3/тәу кезінде Нсп£4560м	Нсп£1500м	Нсп£3000м	Рс.н.<35 МПа кезінде Нсп£5200м	Нсп£6100м	dн=73мм кезінде Нсп£3050м Г>170м3/м3, Ру=10МПа, Qж<160 м3/ тәу	Нур>3000м кезінде Нсп>3000м
Жоғарғы дебит	Қанағаттандырады- Нсп =300м кезінде Qmax=640м3/тәу және Нсп =1500м кезінде Qж=160 м3/ тәу	Qж=320м3/тәу және Нсп=610м кезінде Qж=32м3/ тәу және Нсп=1500м кезінде мүмкін	Qж=640м3/ тәу және Нсп=1200м болғанда жоғары. Жүйенің қуатын жоғарлату қажет.	Рс.н.=24,5МПа кезінде Qж=480м3/ тәу және  Нсп=1200м,  Qж=160м3/тәу және Нсп=3050м жақсы	Қажетті қуат кезінде  Qmax=240м3/тәу	Рпр=10МПа, Г=170м3/м3 кеінде Qж<800¸1600м3/ тәу	нашар- Q=32м3/ тәу
Төмен дебит	Qж=160 м3/ тәу кезінде өте жақсы		Qж=64м3/тәу кезінде ПӘК төмен	1200-1300м тереңдіктен Qж=16¸48м3/тәу қанағаттан-дырады. Нсп =3600м кезінде Qж=12 м3/ тәу	Нсп=1200м кезін-деQmin=32м3/тәу қанағаттаныра-ды	Qmin=32м3/тәу кезінде қанағаттанырады	Qmin=48м3/тәу кезінде жақсы