- Сальники устьевые СУСГ-1 и СУСГ-2, назначение, устройство
- Усовершенствованная конструкция СУСГ для использования на скважинах с высокой обводненностью продукции
- Номер журнала:
- Рубрика:
- Устьевой сальник скважинной штанговой насосной установки
- Сальники устьевые СУСГ-1 и СУСГ-2, назначение, устройство
- Наземное оборудование для добычи нефти с устьевой арматурой типа СУСГ
Сальники устьевые СУСГ-1 и СУСГ-2, назначение, устройство
Сальники устьевые типа СУС предназначены для уплотнения сальникового штока скважин, эксплуатируемых штанговыми насосами.
Отличительная особенность сальника – наличие пространственного шарового шарнира между головкой сальника (несущей внутри себя уплотнительную набивку) и тройником. Шарнирное соединение, обеспечивая самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью ствола скважины, уменьшает односторонний износ набивки, увеличивает срок службы сальника.
Сальник рассчитан на повышенные давления на устье скважины и обеспечивает надежное уплотнение штока при однотрубных системах сбора нефти и газа.
Устьевые сальники изготавливают двух типов:
СУС1 – с одинарным уплотнением (для скважин с низким статическим уровнем и без газопроявлений);
Во избежание отравления газом, к скважине подходить только с наветренной стороны, соблюдая все меры безопасности. Набивку манжетных уплотнений устьевого сальника производить только искробезопасными инструментами и приспособлениями.
Последовательность работ при набивке уплотнений сальника:
— переключить тумблер « АВТОМАТ – РУЧНОЕ» в положение «РУЧНОЕ» управление;
— выключить электродвигатель кнопкой «СТОП»;
— отключить вводной рубильник и вывесить плакат « Не включать! Работают люди»;
— тормозным устройством затормозить редуктор»
— закрыть задвижки на нефтепроводе и затрубье;
— затянуть сальники нижней камеры;
— через пробоотборный вентиль снизить давление до атмосферного;
— отвернуть крышку верхней камеры, вытащить грундбуксу и зафиксировать их на полированном штоке специальным зажимом;
— специальным крючком вынуть отработанные манжеты из сальниковой камеры;
— в сальниковые камеры набить новые манжеты;
— установить грундбуксу на место и завернуть крышку сальниковой камеры.
После набивки манжетных уплотнений камеры устьевого сальника выполнить вышеперечисленные операции в обратной последовательности.
Усовершенствованная конструкция СУСГ для использования на скважинах с высокой обводненностью продукции
ФИЛЬКИН Петр Валерьевич
начальник технологического отдела добычи нефти
НУРГАЛИЕВ Азат Альбертович начальник цеха по добыче нефти и газа №2
ФАТХУЛЛИН Салават Тагирович инженер технологического отдела добычи нефти
Номер журнала:
Рубрика:
Среди этих целей можно выделить следующие пункты, которые направлены на обеспечение промышленной и экологической безопасности:
Целенаправленная реализация природоохранных мероприятий и технологий ОАО «Татнефть» направлена на снижение техногенной нагрузки на окружающую среду и сокращение потребления первичных ресурсов.
По результатам выполнения воздухоохранных мероприятий за последние 20 лет валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников сократились в 2,2 раза.
Благодаря выполнению широкомасштабных природоохранных мероприятий содержание нефтепродуктов в растворенном и эмульгированном состоянии в реках и в подавляющем большинстве родников не превышает утвержденных нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения и санитарно-гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций.
Охрана окружающей среды для НГДУ «Ямашнефть» является основой для достижения устойчивого развития в интересах сегодняшнего и будущего поколений. Так, НГДУ «Ямашнефть» ведет постоянный поиск инновационных идей для поддержания высоких стандартов экологической и промышленной безопасности.
В настоящее время НГДУ «ЯН» разрабатывает девять месторождений и эксплуатирует 1628 скважин различными способами:
Разрабатывая месторождения Западного склона, содержащие в основном трудоизвлекаемые запасы нефти, НГДУ «Ямашнефть» всегда придерживалось позиции равномерной выработки запасов. Благодаря этому вот уже более 30 лет НГДУ удерживает стабильные значения обводненности около 41–43 %.
При этом за последние 15 лет добыча нефти по девяти месторождениям была увеличена на 297,445 тыс. т. (или на 20,3 %).
Стабильность средней обводненности в течение многих лет не говорит о том, что обводненный фонд в НГДУ отсутствует, он существует и составляет 15 % от действующего фонда с обводненностью скважинной продукции более 80 %.
При эксплуатации скважин с высокой обводненностью возникает ряд сложностей, одной из которых является негерметичность СУСГ.
СУСГ — сальник устьевой, предназначен для уплотнения полированного штока скважин, эксплуатируемых штанговыми насосами.
В основном скважины НГДУ «Ямашнефть» эксплуатируются штанговыми глубинно-насосными установками. Данные скважины оборудованы стандартными устьевыми арматурами АУ-140-50, в состав конструкции которых входит сальниковое устройство типа СУСГ-2А-73-31 КНО 937.
На скважинах с обводненностью более 80 % возникают следующие сложности при негерметичности СУСГ:
Эти факторы влияют на снижение производительсности труда работников ЦДНГ и, как следствие, ведут к снижению добычи нефти.
Пропуски сальникового устройства СУСГ на высокообводненном фонде скважин ведут к следующим потерям:
Существующая конструкция СУСГ АУ-140-50 (схема № 1) устьевой арматуры имеет ряд недостатков:
Для решения вышеперечисленных осложнений в процессе эксплуатации обводненного фонда скважин специалистами НГДУ «Ямашнефть» предложено усовершенствовать и заменить стандартное СУСГ на СУСПк доработанной конструкции.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая конструкция, является усовершенствование устройства устьевого сальника, что позволяет увеличить срок службы устьевого оборудования.
Техническим результатом устройства является повышение эксплуатационной надежности устьевого оборудования, предупреждение разгерметизации сальникового устройства и розлива технологической жидкости на поверхности окружающей среды.
Устройство состоит из следующих элементов (схема № 2): 1 — емкость для смазывающей жидкости (масло, нефть); 2 — сгон диаметром 15 мм (предназначен для соединения с клапаном 3); 3 — клапан предохранительный с рабочим давлением Ру = 16 МПа, диаметром условного прохода под резьбовое соединение Ду = 15 мм; 4 — заглушка (заглушка предохранительного клапана); 5 — заглушка сальника устьевого с противовыбросовым клапаном (СУПК); 6 — клапан СУПК (шарик); 7 — пружина клапана СУПК; 8 — верхние резиновые манжеты; 9 — нижние резиновые манжеты; 10 — жидкость для смазки (масло, нефть); 11 — полированный шток.
При возвратно-поступательном движении полированного штока (11), происходит постоянный износ резиновых манжет (8, 9).
За счет создаваемого вакуума между манжетами из емкости (1), которая навернута на заглушку (5), жидкость для смазки (10) поступает в полость СУСГ (сальник устьевой с самоустанавливающейся головкой) между резиновыми манжетами (8, 9), тем самым смазывая поверхность полированного штока и резиновых манжет. Клапан (6) с пружиной (7) предназначены для герметизации СУСГ, в случае если произойдет обрыв полированного штока и шток уйдет вниз (в колонну НКТ), шарик (6) герметично закроет внутреннее пространство СУСГ, исключив тем самым выход технологической жидкости на поверхность окружающей среды.
Заправка емкости (1) производится следующим образом: с предохранительного клапана (3), который навернут на сгон (2), отворачивается заглушка (4) и производится заправка емкости (1).
Усовершенствование конструкции устьевого сальника осуществляют посредством следующих действий:
Таким образом, при использовании новой конструкции устьевого сальника полный износ резиновых манжет происходит через 30–40 дней (подтягивание манжет производится 1–2 раза в неделю).
Опытно-промысловые работы успешно ведутся на нескольких обводненных скважинах НГДУ «Ямашнефть», планируется массовое внедрение на скважинах с высокой обводненностью и последующая передача на обслуживание сервисной компании УК ООО «ТМС групп».
Внедрение усовершенствованного СУСГ на высокообводненном фонде скважин позволит:
Данное предложение соответствует требованиям промышленной безопасности и охраны труда.
НГДУ «Ямашнефть», Республика Татарстан, г. Альметьевск, ул. Р. Фахретдина, д. 60, тел.: (8557) 31-85-68, 31-84-36.
Устьевой сальник скважинной штанговой насосной установки
Область применения: нефтегазодобыча, в частности, устройства для герметизации устья скважины. Сущность изобретения: в устьевом сальнике, включающем корпус 1 с кольцевой полостью под сальниковый шток 2, в которой размещена сальниковая набивка в виде отдельных колец 5 с косым срезом, стыки которых повернуты друг относительно друга, навинченную на корпус нажимную гайку 10 с грундбуксой 7 для воздействия на сальниковую набивку, в противоположной от грундбуксы части корпуса выполнена коническая расточка, в которую по мере износа сальникового набора добавляются новые уплотнительные кольца 9. 1 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства.
Известно, что для предотвращения просачивания жидкостей или газов по выходящим наружу валам, штокам, шпинделям, скалкам и другим деталям применяют сальниковые уплотнения.
Устьевой сальник СУСГ-2 с двойным уплотнением представляет из себя самоуплотняющуюся шаровую головку. Верхняя и нижняя сальниковые набивки собираются и работают на одном принципе, т.е. набивку составляют из отдельных колец с косым срезом, причем стыки соседних колец располагают под углом друг к другу. По мере износа сальниковой набивки периодически подтягивают нажимную гайку, которая через грундбуксу воздействует на сальниковую набивку, компенсируя тем самым износ.
По мере износа сальниковая набивка заменяется. Для замены верхней сальниковой набивки предварительно отключают насосную установку, подтягивают нижний сальник, а потом отворачивают нажимную гайку, снимают грундбуксу и специальным приспособлением удаляют изношенные сальниковые кольца верхнего сальника. Новые сальниковые кольца с косым срезом располагают в сальниковой полости смещая стыки соседних колец. С помощью грундбуксы и нажимной гайки подтягивают верхний сальник, а нижний отпускают, после чего включают насосную установку. Устьевой сальник не обладает достаточным сроком службы, а замена изношенных сальниковых колец на новые затруднительна.
Целью изобретения является повышение срока службы устьевого сальника и обеспечение его обслуживания.
Указанная достигается тем, что кольцевая полость под сальниковую набивку на протяжении участка уплотнения выполнена в виде усеченного конуса с обращенной к скважине вершиной.
Сальниковые кольца, расположенные в сужающемся в сторону скважины корпусе, приобретают свойство более эффективного и продолжительного прилегания к сальниковому штоку, обжимая его по периметру на участке уплотнения. В результате практически полного износа нижнего кольца на выходе в скважину, при восполнении сальниковой набивки новыми кольцами сверху облегчается обслуживание за счет ликвидации замены изношенных сальниковых колец, имевших место в прототипе.
На чертеже изображен предлагаемый сальник, продольный разрез.
Внутри корпуса 1 соосно расположен сальниковый шток 2. Между корпусом 1 и штоком 2 предусмотрена кольцевая полость, состоящая из цилиндрической 3 и конусной 4 частей. В части 3 находятся первоначально или вновь установленные сальниковые кольца 5, нажимное кольцо 6, грундбукса 7 с вкладышем 8, а в части 4 притертые в процессе работы сальниковые кольца 9, образующие собой участок уплотнения 4. На корпус 1 навернута нажимная гайка 10 с ручками 11. Сальниковая набивка состоит из отдельных колец с косым срезом, т.е. если смотреть на фронтальную проекцию устьевого сальника в рабочем положении, как это изображено на чертеже, то плоскость среза сальникового кольца перпендикулярна к фронтальной плоскости и расположена под углом к центральной оси сальникового кольца. Стыки соседних колец, образуемые указанным косым срезом, располагают под углом друг к другу, т.е. повернутыми вокруг оси кольца, смещая стыки соседних колец.
Устьевой сальник работает следующим образом.
При отключенной скважинной штанговой насосной установке и отсутствии избыточного давления в скважине цилиндрическую часть 3 кольцевой полости корпуса 1 заполняют сальниковыми кольцами. Устанавливают нажимное кольцо 6, грундбуксу 7 с вкладышем 8 и нажимную гайку 10. Поворачивая нажимную гайку 10 за рукоятку 11, поджимают сальниковую набивку. Включают насосную установку.
По мере износа сальника нажимную гайку 10 периодически подтягивают. При этом нижние сальниковые кольца по наружной поверхности приобретают форму конуса, выполненного в корпусе 1, по внутренней поверхности колец происходит износ об сальниковый шток 2, а по косому срезу свободные концы сальниковых колец взаимосближаются, уменьшаясь в диаметре, что приводит к увеличению периодичности подтягивания нажимной гайки 10. Конусная поверхность способствует сближению уплотнительных колец к сальниковому штоку 2. Сальниковые кольца 5, расположенные в цилиндрической части 3, первоначально также участвуют в уплотнении в зависимости от исходного внутреннего диаметра.
Таким образом, нижнее сальниковое кольцо, выходя из контакта с сальниковым штоком 2, практически имеет полный износ и толщина изношенного сальникового кольца определяется зазором между корпусом 1 и штоком 2 на выходе в скважину.
По мере использования рабочего хода грундбуксы 7 в цилиндрической части 3 кольцевой полости насосная установка останавливается, снижается давление в скважине до атмосферного, отворачивается нажимная гайка 10, извлекаются из кольцевой полости грундбукса 7 с вкладышем 8 и нажимным кольцом 6. Для компенсации износа сальникового набора в конусной части 4 дополнительно устанавливаются новые сальниковые кольца путем добавления сверху, поджимаются с помощью нажимной гайки 10 через грундбуксу 7 с вкладышем 8 и нажимным кольцом 6. Запускается насосная установка.
Производственные испытания устьевых сальников с участком уплотнения в виде усеченного конуса и специальным набором уплотнительных колец показали, что достигается повышение срока службы устьевого сальника при рациональном использовании материала сальниковых колец, а также облегчении обслуживания за счет увеличения периодичности подтягивания и ликвидации операции замены сальниковых колец.
Кроме того, применение устьевого сальника данной конструкции положительно влияет на экологию.
УСТЬЕВОЙ САЛЬНИК СКВАЖИННОЙ ШТАНГОВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ, включающий корпус с центральным каналом под сальниковый шток и соосной каналу цилиндрической расточкой, в которой размещены вкладыши, грундбукса, нажимное кольцо и сальниковая набивка в виде колец с косым разрезом, стыки которых повернуты друг относительно друга, и навинченную на корпус с возможностью взаимодействия с грундбуксой нажимную гайку, отличающийся тем, что на противоположной от грундбуксы корпуса выполнена коническая расточка с диаметром основания, равным диаметру цилиндрической расточки, и вершиной, ориентированной в противоположном от грундбуксы направлении.
Сальники устьевые СУСГ-1 и СУСГ-2, назначение, устройство
Сальники устьевые типа СУС предназначены для уплотнения сальникового штока скважин, эксплуатируемых штанговыми насосами.
Отличительная особенность сальника – наличие пространственного шарового шарнира между головкой сальника (несущей внутри себя уплотнительную набивку) и тройником. Шарнирное соединение, обеспечивая самоустановку головки сальника при несоосности сальникового штока с осью ствола скважины, уменьшает односторонний износ набивки, увеличивает срок службы сальника.
Сальник рассчитан на повышенные давления на устье скважины и обеспечивает надежное уплотнение штока при однотрубных системах сбора нефти и газа.
Устьевые сальники изготавливают двух типов:
СУС1 – с одинарным уплотнением (для скважин с низким статическим уровнем и без газопроявлений);
Во избежание отравления газом, к скважине подходить только с наветренной стороны, соблюдая все меры безопасности. Набивку манжетных уплотнений устьевого сальника производить только искробезопасными инструментами и приспособлениями.
Последовательность работ при набивке уплотнений сальника:
— переключить тумблер « АВТОМАТ – РУЧНОЕ» в положение «РУЧНОЕ» управление;
— выключить электродвигатель кнопкой «СТОП»;
— отключить вводной рубильник и вывесить плакат « Не включать! Работают люди»;
— тормозным устройством затормозить редуктор»
— закрыть задвижки на нефтепроводе и затрубье;
— затянуть сальники нижней камеры;
— через пробоотборный вентиль снизить давление до атмосферного;
— отвернуть крышку верхней камеры, вытащить грундбуксу и зафиксировать их на полированном штоке специальным зажимом;
— специальным крючком вынуть отработанные манжеты из сальниковой камеры;
— в сальниковые камеры набить новые манжеты;
— установить грундбуксу на место и завернуть крышку сальниковой камеры.
После набивки манжетных уплотнений камеры устьевого сальника выполнить вышеперечисленные операции в обратной последовательности.
Наземное оборудование для добычи нефти с устьевой арматурой типа СУСГ
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Кафедра технологии нефтегазового машиностроения
Курсовой проект на тему »Наземное оборудование для добычи нефти с устьевой арматурой типа СУСГ»
Уфа 2016
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………. 2
1.Обоснование выбранной темы. ………………………………………3
2.Краткий обзор и анализ существующего оборудования. 4
3.Аналитическая часть. 6
3.1. Анализ эксплуатационного фонда скважинных задвижек.…………..6
3.2. Анализ причин аварий отказов задвижек……………………………. 7
3.3. Патентная проработка…………………………………………………. 9
4. Техническая часть……………………………………………………………11
4.1. Назначение устьевой арматуры………………………………………..11
4.2. Техническая характеристика…………………………………. 13
4.3. Конструкция и принцип работы……………………………………….13
4.4. Монтаж, эксплуатация и ремонт устройства………………………….14
5.Расчетная часть……………………………………………………………….19
5.1. Силовой расчет станка-качалки ПНШ60-3-31.5. 19
5.2. Расчет основных узлов скважинной арматуры ……………..………..23
5.2.1. Расчет фланцевого соединения на прочность ……………………. 23
5.2.2 Расчет деталей запорных устройств арматуры на прочность ……..27
Список использованной литературы. 31
Состав: Арматура устьевая АУ-140-50 (СБ)(А1),Привод насоса штангового ПНШ-60-3-31,5 (ОВ)(А1), СУСГ (А2), Задвижка ЗМС(А3), Пояснительная записка и расчет выбранного оборудование.