1. Механізовані способи експлуатації свердловин

Механізовані методи експлуатації обводнених свердловин основані на використанні для виносу рідини додаткової енергії, яка вводиться з поверхні (енергії стисненого газу при газліфтному способі, потенційної і кінематичної енергії при насосних способах), або обладнанні колони ліфтових труб спеціальними пристроями, які приводяться в дію тільки за рахунок дії пластової енергії (пневмоагрегати, плунжери). Останні слід розглядати як перехідні до механізованих методів. Дана група включає такі способи експлуатації обводнених свердловин:

- періодичний і безперервний газліфт;

- плунжерний ліфт;

- використання занурених свердловинних насосів;

- використання пневмопоршневих агрегатів з використанням енергії пластового газу;

- використання пристроїв, які працюють за принципом свабу.

Найчастіше на практиці використовують:

1. Підйом рідини за допомогою насосних агрегатів:

а) штангова свердловинно-насосна установка (ШСНУ).

Суть цього способу експлуатації полягає в тому, що в свердловині розміщують плунжерний (поршневий) насос, який приводиться в дію поршневим приводом за допомогою колони штанг. Для експлуатації на свердловині встановлюють ШСНУ. Обладнання гирла включає верстат-качалку (ВК), гирловий сальник, НКТ, насосні штанги (ШН) і різні захисні пристрої, що покращують роботу установки в ускладнених умовах.

б) установка електровідцентрового насосу.

Установка електровідцентрового насосу (УЕВН) включає занурений агрегат (насос, газосепаратор і електродвигун з гідрозахистом), обладнання гирла НКТ і електрообладнання (кабель, комплектну трансформаторну підстанцію або трансформатор і керуючий пристрій).

2. Підйом рідини із свердловини за допомогою ПАР.

Суть методу полягає в тому, що при закачці піноутворюючих ПАР в свердловину, розчиненні їх в пластовій рідині і проходження газу через стовп утвореного розчину утворюється піна, яка складається із пухирців газу, розділених плівками рідини. Оскільки густина піни значно менша за густину пластової рідини, вона піднімається газовим потоком на поверхню при значно менших дебітах і числа Фруда. Піноутворення забезпечується різним зниженням поверхневого натягу води в її розчині з ПАР.

Для спінення суміші пластової рідини з газовим конденсатом метанового і метан-нафтенового типу рекомендуються різні типи концентрації піноутворювача.

3. Підйом рідини за допомогою плунжерного ліфта.

Установки плунжерного ліфта можуть бути безперервної або періодичної дії. Призначені вони для свердловин, які експлуатуються або тільки по фонтанній колоні або сумісно по фонтанній колоні і затрубному просторі. Установки можуть використовуватися на свердловинах з однорозмірною або комбінованою колоною труб, незалежно від глибини їх спуску. В установках безперервної дії плунжер весь час знаходиться в русі вверх-вниз по фонтанній колоні, а періодичної дії - протягом деякого часу затримується на вибої або на гирлі свердловини.

Установка плунжерного ліфта (рис. 1) складається обладнання 1, яке встановлюється на поверхні, підземного обладнання 2 і плунжера 3. Плунжер - основний робочий елемент. В залежності від дебіту свердловини по газу і припливу рідини до вибою використовуються: самоущільнюючий плунжер (рис. 2), плунжер типу „літаючий клапан” (рис. 3) і комбінований плунжер, призначений для свердловини з різнорозмірною колоною насосно-компресорних труб.

Принцип дії плунжерного ліфта наступний. В фонтанну колону безперервно поступає газ і над трубним обмежувачем накопичується рідина. Елементи плунжера (втулка і шар) падають у висхідному потоці газу. Шар припиняє своє падіння на трубному обмежувачі, який знаходиться під рівнем рідини. Втулка, що падає за шаром, доходить до трубного обмежувача і сідає

Рис.1 Установка плунжерного ліфта Рис.2 Самоущільнюючий плунжер

1 – корпус; 2 – підземне обладнання; 1 – корпус; 2 – верхній 3 – плунжер наконечник; 3 – втулки; 4 - планка; 5 – кільце; 6 – пружина;

7 – шар; 8 – накладка; 9 – пружина

Рис. 3 – Плунжер типу „Літаючий клапан”. 1 – 8 – схема його роботи

на шар. З цього моменту починається рух плунжера вверх. При підйомі шар перекриває нижній отвір втулки. Стовп рідини, який знаходиться над плунжером, витісняється газом, що піднімається по трубі. При досягненні стовпом рідини перфорованого патрубка на гирлі вона викидається через викидну лінію в сепаратор. Верхнім амортизатором шар відштовхується від втулки і падає у висхідному потоці газу. Втулка падає за шаром. Процес повторюється.

В установках періодичної дії плунжер механічним шляхом затримується у башмака труб або на гирлі свердловини на проміжок часу, встановлений автоматичним блоком управління.

Для переводу свердловини в роботу з плунжерним ліфтом внизу фонтанної колони встановлюють стаціонарні або резинові трубні обмежувачі. Самоущільнюючий плунжер (див. рис 2) складається із корпуса, на який надівається ущільнюючі елементи, які прижимаються до труби пружинами, і шару, перекриваючого центральний отвір. Плунжер типу “літаючий клапан” (див. рис. 3) складається і втулки і шару. Плунжер для свердловин з комбінованою колоною труб складається із декількох втулок по числу ступіней насосно-компресорних труб.

Арматура наземного обладнання плунжерного ліфта включає наступні елементи: котушку для підвіски ліфтової колони, засувки, трійник і лубрикатор з камерою викиду і верхнім амортизатором. Котушка дещо відрізняється від стандартної. Діаметр її прохідного перерізу повинен відповідати діаметру ліфтових труб. Для цього її розточують або вставляють в спеціальний вкладиш.

В якості центральної і буферної засувок використовуються спеціальні арматурні засувки (рис. 4).

Рис. 4 - Арматурна засувка для установок плунжерного ліфта.

1 – вкладиш; 2 – ребро; 3 – обмежуюча втулка; 4 - клин

Застосування звичайних арматурних засувок не допустиме, тому що шар плунжера може застрягати в клиновій порожнині, порушити роботу установки плунжерного ліфта і не допустити закриття засувки. Крім того, плунжер при підйомі може зависнути в засувці внаслідок дещо збільшеного внутрішнього діаметру. Доробка засувок полягає у встановленні циліндричних вкладишів по кінцям засувки, спеціального ребра в клинову порожнину і обмежуючої втулки на шпиндель. В