Затрубное пространство скважины – это кольцевое пространство между обсадной колонной и стенками скважины.
Образование газа в затрубном пространстве скважины является причиной увеличения противодавления на пласт, что способствует:
- Снижению объема притока воды и флюидов к забою скважины.
- Отодвигание уровня жидкости до приема насоса.
- Попаданию некоторого объема газа в используемый насос.
- Уменьшение коэффициента подачи насоса.
- Увеличению риска возникновения аварийной ситуации из-за выхода из строя эксплуатируемого насоса.
Самыми распространенными методами борьбы с газообразованием в затрубном пространстве являются:
- Использование устьевых обратных клапанов.
- Применение подвесных компрессоров с целью уменьшения объема газа в затрубном пространстве скважины.
Использование устьевых обратных клапанов
Основным методом борьбы с газообразованием в затрубном пространстве скважины является установка устьевых обратных клапанов, которые монтируются на затрубном патрубке или арматуре устья скважины. Схема данного клапана изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема устьевого обратного клапана. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - опорный фланец; 2 - корпус; 3 - боковой отвод; 4 - несущая головка; 5 - уплотнительные прокладки; 6 - седло; 7 - шарик; 8 - контргайка; 9 - запорная пробка; Г - канал.
В зимний период такие клапаны замерзают, что приводит к снижению уровня их надежности. Также, такие клапаны срабатывают только при условии, что увеличения давления в затрубном пространстве до значения, которое выше, чем давление в сборном трубопроводе.
Также широко используются скважинные обратные клапаны сбора затрубного газа, устанавливаемых на насосно-компрессорных трубах. Такие клапаны не подвержены негативному влиянию из-за внешней температуры. Данные клапаны имеют аналогичный недостаток, как и устьевые обратные клапаны - они срабатывают только при условии, что образуется заданное значение перепада давления между трубопроводом и затрубным пространством. Такие клапаны состоят из канала движения, муфты, шрифта, пружины, корпуса и шара.
Еще одним достаточно распространенным методом борьбы с газообразованием в затрубном пространстве скважины является использование установки штангового насоса с поршневым газоперепускным клапаном. Данный агрегат из плунжера, оборудованного упругими манжетами, обратного клапана и пары перепускных клапанов (которые располагают выше и ниже плунжера). Плунжер устанавливается на первой или второй колонне штанг от устья скважины, перепускные клапаны монтируются на расстоянии, которое равняется длине хода полированного штока от крайних положений балансира. Особенность такого устройства заключается в возможности принудительного захвата газа из затрубного пространства.
Использование подвесных компрессоров
Компрессор – это машина, предназначенная для перемещения и сжатия газообразных веществ.
Одним из современных решений в области борьбы с образованием газа в затрубном пространстве скважины является использование подвесных компрессоров, которые устанавливаются на станках-качалках с приводом от общего электрического двигателя. Схема данного устройства изображена на рисунке ниже.
Рисунок 2. Подвесной компрессор. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - опора; 2,3,6,7 - клапаны; 4 - цилиндр компрессора; 5 - поршень компрессора; 8 - заднее плечо балансира; 9 - шатун; 10 - кривошип.
Подвесной компрессор представляет собой поршень с цилиндром и клапанами, который при помощи шарнира соединен с балансиром станка-качалки. Он располагается между шатунами и опорой балансира. При движении балансира поршнем совершается возвратно - поступательное движение, которое способствует созданию в цилиндре всасывание затрубного газа и его нагнетание в выкидную линию скважины. Шток, оборудованный поршнем, и цилиндр компрессора совершают вращательное движение вокруг оси шарнирной опоры. Камера всасывания затрубного газа технологически связывается с затрубным пространством скважины, а камера нагнетания со сборным трубопроводом. Перемещение откачанного газа осуществляется гибких рукавов, а регулирование потока при помощи обратных клапанов и задвижек. В случае кустового размещения скважин с небольшим расстоянием между их устьями к компрессору могут подключаться скважины, которые эксплуатируются при помощи установки электроприводного центробежного насоса.
Анализ использования данной технологии борьбы с образованиями газа в затрубном пространстве показал, что производительность насоса возрастает за счет роста его подачи и коэффициента наполнения; повышается динамический уровень жидкости в скважине, что способствует росту коэффициента подачи штангового насоса из-за ослабления воздействия газа на его работу; многократно снижается давление в затрубном пространстве скважины во время работы компрессора. Перспектива более широкого использования данной технологии, зависит от возможности применять ее в зимний период, при низких температурах. В настоящее время она активно используется на месторождениях ОАО “Оренбургнефть”.
