Գազի բարձրացման մեթոդ. նկարագրություն և բնութագրեր

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Նավթի և գազի հանքավայրերում ածխաջրածինների արտադրության օդափոխման մեթոդների խումբը վաղուց օգտագործվել է հայրենական արդյունաբերության կողմից՝ որպես հոսքային հորերի զարգացման այլընտրանք: Այս տեխնոլոգիան, կիրառման որոշակի պայմաններում, ապահովում է զգալի տնտեսական և տեխնիկական առավելություններ, բայց նաև պահանջում է լրացուցիչ ռեսուրսների միացում։ Օպտիմալ լուծումը շատ դեպքերում նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդն է, որի դեպքում գազային խառնուրդն օգտագործվում է որպես ակտիվ ամբարձիչ: Նման լուծումն իրեն արդարացնում է բարձր կատարողականության շնորհիվ, բայց նաև լրացուցիչ կազմակերպչական պահանջներ է դնում անվտանգության առումով: Այդ իսկ պատճառով մեթոդն օգտագործվում է հիմնականում մեծ կազմակերպությունների կողմից, որոնք ունեն բավարար ռեսուրսային բազա:

Նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդի ընդհանուր բնութագրերը

Օդափոխադրման սկզբունքները, այսինքն՝ ստորգետնյա հանքավայրի ջրհորների պաշարների բարձրացման տեխնոլոգիան առաջին անգամ կիրառվել է 18-րդ դարի վերջին։ Այս մեթոդի գաղափարի առաջացումը պայմանավորված էր հանքարդյունաբերության տեխնոլոգիաների արագ զարգացմամբ, սակայն երկար ժամանակ դրա լիարժեք օգտագործումը սահմանափակվում էր բավականաչափ զարգացած կոմպրեսորային սարքավորումների բացակայությամբ: Նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդի հեղինակը գերմանացի ինժեներ Կարլ Լոշերն է, ով առաջ է քաշել օդային խառնուրդների էներգիայի օգտագործմամբ ռեսուրսների ավելացման ընդհանուր սխեմա։ Հետագայում տեխնիկան բազմիցս օպտիմիզացվել, արդիականացվել և կատարելագործվել է շահագործման որոշակի ասպեկտներում: Արդյունաբերական մասշտաբով օդանավերի գործնական օգտագործումը դրա տեխնիկական իրականացման տեսական հիմքերի ստեղծմամբ սկսվել է միայն 20-րդ դարում: Նավթային հանքավայրերում գազի վերելակների օգտագործման առաջին փորձը սկսվել է 1985 թվականին։

Մեր ժամանակներում գազի բարձրացման տեխնոլոգիայի կիրառումն իրեն արդարացնում է հիմնականում բարձր հոսքի արագությամբ հորերում։ Բացի այդ, բարձր կեղտոտության պայմաններում գազամատակարարումը ռեսուրսը մակերես բարձրացնելու ամենատնտեսող լուծումն է։ Սա վերաբերում է հիմնականում նավթային խառնուրդներին, որոնք պարունակում են աղեր, խեժեր և պարաֆիններ, որոնք դժվարացնում են զանգվածների բարձրացումը: Անդրադառնալով ավիափոխադրողի հետ համեմատությանը՝ որպես այդպիսին, կարելի է ասել, որ նավթի արդյունահանման գազի վերելակի մեթոդը հեղուկների արհեստական բարձրացման ընդհանուր տեխնոլոգիայի շարունակությունն է։ Միայն այն դեպքում, եթե օդային խառնուրդն օգտագործվում է որպես ակտիվ միջավայր դասական օդափոխության ժամանակ, ապա գազամբարում օգտագործվում են ածխածին պարունակող նյութեր: Այդ իսկ պատճառով առանցքային գործառնականներից մեկըտեխնոլոգիայի բնութագրերը հաշվի են առնում գազի հատուկ սպառումը: Գազի վերելակի օգտագործման արժեքի հաշվարկում գազային խառնուրդների պահպանման և մատակարարման էներգիայի ծախսերը կազմում են նախագծերի ընդհանուր արժեքի մոտ 30%-ը։

Նավթի արդյունահանման գազամատակարարման մեթոդի կիրառման շրջանակը

Բարձր բերքատվություն ունեցող հորատանցքը՝ բարձր ներքևի ճնշմամբ, նպատակային վայր է գազի վերելակի ներդրման համար: Նման ավանդները սկզբունքորեն բարենպաստ միջավայր են օդափոխության կազմակերպման համար։ Բայց նավթի արդյունահանման հոսքային մեթոդները սահմանափակելու պրակտիկան նաև որոշում է մի շարք պայմաններ, որոնց դեպքում գազի վերելակը դառնում է ջրհորի վրա աշխատելու միակ հնարավոր մեթոդը: Նավթի արտադրության գազի բարձրացման մեթոդի ընդհանուր բնութագիրը, որպես դինամիկ անհավասարակշռված հիդրավլիկ միջավայրերին առավել հարմարեցված, թույլ է տալիս այն օգտագործել ցածր հագեցվածության ճնշումով ներքևի փոսերում և տեխնիկական աջակցության համար դժվար հասանելի տեղադրման պայմաններով ավազի հորերում:. Օրինակ, գազի վերելակի համակարգը կարող է օգտագործվել ջրհեղեղի պայմաններում, ճահճային տարածքներում կամ որտեղ կա ջրհեղեղի վտանգ: Ճնշման ցուցիչները, ի դեպ, կարելի է արհեստականորեն հավասարեցնել կոմպրեսորային սարքավորումների միջոցով. չնայած բարձրացումը կախված է ջրհորի գազի էներգիայի ցուցանիշներից, այն կարող է բավականին հարմարեցվել ընթացիկ կարիքներին:

Մյուս կողմից, եթե չկա տեխնիկական և գազային նյութերի կենտրոնացված մատակարարում արտադրական գործընթացի մեքենայացման բարձր մակարդակով, ապա ավելի լավ է օգտագործել շատրվանների ավանդական սխեման։հանքարդյունաբերություն. Ինչպես օդափոխության դեպքում, նավթի արդյունահանման գազի վերելակի մեթոդը հոսող մեթոդի տեխնոլոգիայի շարունակությունն է, բայց ընդլայնված տարբերակով։ Հենց արտադրական ենթակառուցվածքի տեխնոլոգիական ընդլայնումն է, որ թույլ չի տալիս այս մեթոդը կիրառել փոքր հորերի վրա, որոնց շահագործումը հաշվարկվում է կարճ ժամանակահատվածներով։

Տեխնոլոգիական արտադրական գործընթաց

Հորը մշակելուց հետո մակերեսի վրա ձևավորվում է ծայրի կառուցվածքային հիմքը, որը հետագայում հանդես է գալիս որպես հիմնական աշխատանքային գործընթացների կազմակերպման հարթակ։ Հորատանցքի խորշում կազմակերպված է փակ թունել՝ խցիկներով և անցումային փականներով, որոնք հանդես են գալիս որպես ռեսուրսների հոսքի կարգավորիչ։ Արտադրված հեղուկի շարժումը դեպի ալիքը հիմնական գործառնական գործընթացն է, որն ապահովվում է ներքևի անցքի գազաֆիկացված միջավայրով: Գազաֆիկացում ապահովելու համար ակտիվ խառնուրդը մատակարարելու համար վարդակ ունեցող խցիկը մեկուսացված շղթայի երկայնքով իջնում է ալիքին զուգահեռ: Փաստորեն, նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդի սկզբունքը կրճատվում է դեպի թիրախային ռեսուրսի հեղուկ միջավայր գազի ուղղությամբ, որից հետո պետք է տեղի ունենա բարձրացման գործընթացը: Կարևոր է նշել, որ գազ-օդ խառնուրդներով հարստացումը ինքնին չի ապահովում հեղուկի բարձրացումը: Այս գործողության համար օգտագործվում են հատուկ պոմպեր: Բարձրացնող ուժը կախված է ինչպես գազիֆիկացման աստիճանից, այնպես էլ պոմպի հզորությունից, որոնք երկուսն էլ կարող են ճշգրտվել: Շղթայում ճնշման ցուցիչների համալիր վերահսկման համար օգտագործվում է մակերեսի վրա տեղակայված կոմպրեսորային միավոր:

Արտադրական ինտենսիվությունռեսուրսը կարող է կառավարվել ձեռքով մեխանիկայի կամ էլեկտրոնային սենսորներով ավտոմատ համակարգերի միջոցով: Աշխատանքային պարամետրերը սահմանվում են ըստ ընդունող սարքավորումների հնարավորությունների: Նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդի առանձնահատկությունը ռեսուրսի արդյունահանումից հետո հատուկ բուժումն է: Քանի որ հեղուկը բարձրանում է գազային խառնուրդի հետ միասին, անհրաժեշտ է հատուկ տարանջատում, որից հետո արդեն մաքրված յուղն ուղարկվում է հատուկ ջրամբար։ Ավելին, քանի որ գազի ամբարձիչը հաճախ օգտագործվում է ցեխի բարձր աղտոտվածությամբ միջավայրերում, կարող է պահանջվել բազմաստիճան կոպիտ ֆիլտրում, նախքան ռեսուրսը ժամանակավոր պահեստավորման բաք մտնելը:

Կիրառական սարքավորում

Ամբողջ տեխնիկական ենթակառուցվածքը ձևավորվում է սարքավորումների երկու խմբի կողմից՝ ունիվերսալ սարքեր և սարքեր՝ հորատանցքերի պահպանման գործընթացները կազմակերպելու և հատուկ կայանքներով, որոնք օգտագործվում են գազի վերելակի շահագործման մեջ: Առաջին խումբը կարող է ներառել պոմպային շրջանառության սարքավորումներ, պատյաններ, մոնտաժային սարքավորումներ, պոմպային մետաղական խողովակներ և այլն: Որպես կանոն, նավթի արդյունահանման և՛ հոսող, և՛ գազի բարձրացման մեթոդները կառուցվում են այս սարքավորման վրա՝ չնչին կառուցվածքային տարբերություններով:

Ինչ վերաբերում է գազի էներգիայի վրա նավթի բարձրացման իրականացման հատուկ տեխնիկական տարրերին, ապա դրանք ներառում են հետևյալը.

• Կոմպրեսոր. Տեղադրում սեղմված օդի ներարկման միջոցով օպտիմալ ճնշման պահպանման համար: Օգտագործվում են հիմնականում արդյունաբերական բարձր հզորության ագրեգատներ,կարող է կարգավորել աշխատանքային արժեքի պարամետրերը լայն տիրույթում։
• Գազի վերելակի խցիկ. Կարելի է ասել, որ դա գազատար նավթի արդյունահանման ենթակառուցվածքի առանցքն է, որում տեղի են ունենում գազ-օդ խառնուրդների հոսքի ուղղորդման, բաշխման և մատակարարման հիմնական գործընթացները։ Սա մետաղական կոնստրուկցիա է՝ ճյուղավորվող խողովակներով և ելքային խողովակներով, որի աշխատանքը կարգավորվում է փակող փականներով։
• Փականներ. Այս համակարգում փականը կատարում է ոչ միայն հեղուկ միջավայրի շրջանառությունը արգելափակելու գործառույթը, այլև գործում է որպես հոսքի կարգավորիչ: Գազի բարձրացման փականները օգտագործվում են հորատանցքի տարբեր մակարդակներում, ինչը թույլ է տալիս ավելի ճշգրիտ վերահսկել արտադրության արագությունը: Նման փականների նախագծման հիմնական առանձնահատկությունը կարելի է անվանել զգայուն տարրերի առկայություն, որոնք բարձր ճշգրտությամբ գրանցում են ճնշման ցուցիչները և փոխում են դրանց վիճակը՝ կախված կառավարման տարածքում ազդեցության ուժից:

Գազի վերելակ

Այս դեպքում վերելակի հայեցակարգը արտացոլում է ջրհորի մեջ ընկղմված գազի վերելակի բարդ ենթակառուցվածքը: Դրա հայեցակարգը պարունակում է երկու ալիք՝ գազի ներարկման և թիրախային հեղուկ ռեսուրսի բարձրացման համար: Երկու ալիքներն էլ կազմակերպված են մետաղական խողովակներով, սակայն պարտադիր չէ, որ դրանք զուգահեռաբար միացվեն։ Ավելին, երբեմն ապահովվում է գազամատակարարման խողովակի անկյունային ուղղություն, որը որոշվում է պոմպային միավորի միացման առանձնահատկություններով: Խողովակների տեղադրման կոնֆիգուրացիան կախված է այն պայմաններից, որոնց ներքո կազմակերպվում է նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդը: Ստորև ներկայացված լուսանկարը ցույց է տալիս ժամանակակից տեխնոլոգիաները:90-ից 140 մմ տրամագծով մեկ սխեմայի մեջ համակցված ներարկման և վերականգնման պարանի օգտագործումը: Այս դեպքում, անկախ կապուղիների ուղղության կոնֆիգուրացիայից, ինչպես գլխի վերին մասից, այնպես էլ կոշիկի ստորին հատվածում, հնարավորության դեպքում, ապահովվում է կառուցվածքի կոշտ ամրացում: Խողովակները կարող են նաև ունենալ տեխնոլոգիական անցքեր (պերֆորացիա) ավազի և այլ օտար մասնիկների արտանետման համար։

Գազի բարձրացման աշխատանք առանց կոմպրեսորի

Գազի մատակարարումը և ճնշման ցուցանիշների կարգավորումը, սկզբունքորեն, պարտադիր չէ, որ իրականացվի կոմպրեսորային սարքավորումների աջակցությամբ։ Եթե գազի և նավթի հանքավայրերը գտնվում են միևնույն շահագործման վայրում, ապա ներհոսող գազի վերելքը կարող է կազմակերպվել սեփական էներգետիկ աջակցությամբ՝ առանց կոմպրեսորի: Բայց նույնիսկ այս դեպքում հոսող և գազատար նավթի արդյունահանման տեխնոլոգիաները շեղվելու են, քանի որ դրսից սեղմված օդով կարգավորման բացառումը չի բացառում բնական գազից ճնշման ցուցիչների վերահսկումը: Ավելին, նման պայմաններում հնարավոր է իրականացնել ռեսուրսի փոսային չորացում և նախնական մաքրում, ինչը նվազեցնում է տեխնոլոգիական գործընթացի արժեքը։

Գազի բարձրացման գործընթացի կառավարում

Առաջին հերթին հարկ է շեշտել, որ գազի բարձրացման համար անհրաժեշտ է օգտագործել չափիչ սարքերի լայն տեսականի, որոնք թույլ են տալիս վերահսկողության տակ պահել արդյունավետության կարևոր ցուցանիշները: Դրանք ներառում են ճնշումը, ջերմաստիճանը, խոնավությունը և գազի հոսքը: Նավթի արդյունահանման անմիջական հսկողությունը գազամբարձիչ մեթոդով իրականացվում է վերը նշված փականների ևփակող փականներ՝ մակերևույթի վրա գտնվող գեներատորներով աշխատող շարժիչ համակարգերով: Ավելի առաջադեմ կայանները գործում են ավտոմատ հսկողության ներքո՝ առանց օպերատորների մասնակցության՝ կարգավորելով գազիֆիկացման պարամետրերը և ռեսուրսների վերականգնման արագությունը։

Տեխնոլոգիաների առավելությունները

Տեխնիկական իրականացման առումով մեթոդը բավականին աշխատատար և ծախսատար է, սակայն այն ունի մի շարք դրական հատկություններ, որոնք արդարացնում են դրա օգտագործումը.

• Բարձր կատարողականություն.
• Կառուցվածքային հարմարեցման լայն հնարավորություններ արտաքին աշխատանքային պայմաններին և հորերի պարամետրերին:
• Հանքարդյունաբերության գործընթացի հուսալիություն և անվտանգություն:
• Ճկունություն. Այս հատկությունը արտացոլում է նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդի և՛ առավելությունները, և՛ թերությունները, որոնք դրսևորվում են դրա կիրառման տարբեր ասպեկտներում: Օրինակ, որակավորված օպերատորի տեսանկյունից հսկողության գործընթացը ինքնին բավականին պարզ է և գործնականում ֆիզիկական ջանք չի պահանջում: Սակայն տեխնիկական սպասարկման անձնակազմը գործ ունի բարդ մեքենաների հետ, որոնք պահանջում են մեծ աշխատուժ և ծախսեր՝ պահպանման համար:
• Կրիտիկական սարքավորումների մեծ մասը գտնվում է մակերեսի վրա:
• Մեթոդի ունիվերսալություն.

Տեխնոլոգիաների թերություններ

Սակայն այս մեթոդը չի կարելի համարել օպտիմալ կերպով հարմար բոլոր ոլորտների համար, եթե հաշվի առնենք գործառնական գործոնների ամբողջությունը, ինչպես նաև բնապահպանական և տնտեսական ասպեկտները: Գազի բարձրացման մեթոդի օգտագործման բացասական կողմերիննավթի արտադրությունը ներառում է՝

• Էներգակիրների բարձր ծախսեր. Խոսքը արդյունաբերական ծավալներով գազի ներարկման և գեներատորների վառելիքի արժեքի մասին է, որոնք ապահովում են կոմպրեսորներով պոմպային սարքավորումների գործառույթները։
• Ներդրումները կարող են չհամընկնել վերականգնված նավթի և գազի նյութերի արժեքի հետ, հատկապես հաշվի առնելով գործընթացների լրացուցիչ մաքրման և տարանջատման գործընթացների արժեքը:
• Խոշոր հանքավայրերի շահագործման պայմաններում արտադրության ծավալները նվազում են, մինչդեռ կազմակերպչական և տեխնիկական աջակցության մակարդակը պետք է մնա նույնը։

Եզրակացություն

Նավթ և գազ արդյունահանող ընկերությունների փորձը ցույց է տալիս, որ հանքավայրերի զարգացման և շահագործման նախագծերի ծախսերի մոտ կեսը բաժին է ընկնում տեխնիկական ենթակառուցվածքի կազմակերպմանը` լրացուցիչ աշխատանքային հոսքերի աջակցությամբ: Թվում է, թե արդյունաբերության զարգացման միտումները պետք է առաջընթաց տանեն դեպի նման իրադարձությունների կառուցվածքային օպտիմալացում, սակայն գազի բարձրացման մեթոդը հակառակն է ապացուցում: Ինչպես առաջարկել է նավթի արդյունահանման գազի բարձրացման մեթոդի հեղինակ Կարլ Լոխերը, բարձրացման ժամանակ օժանդակ էներգիայի աղբյուրների միացումը նվազեցնում է աշխատանքային գործողության էներգիայի սպառումը, բայց ոչ ամբողջ միջոցառման կազմակերպումը: Ամեն դեպքում, վերելակի պարանի սարքավորումները ոչ այնքան առավելություններ են տալիս գազիֆիկացման ալիքը միացնելու տեսքով, այլ ավելի շատ հնարավորություններ է բացում արտադրական գործընթացի պարամետրերը վերահսկելու համար: Եվ այս առավելությունը հենց գազի վերելակի զարգացման հեռանկարն է որպես միջոցկարող է ընդլայնել զարգացման մի քանի ջրամբարները մեկ մեծ հզորությամբ արտադրական օբյեկտում միավորելու հնարավորությունները։