Справочник по газопромысловому оборудованию

СПРАВОЧНИК
ПОГАЗОПРОМЫСЛОВОМУ
ОБОРУДОВАНИЮ

Учебно-пратичесоепособие

Инфра-Инженерия
Мосва
2010

В.В.ПЕТРУХИН,С.В.ПЕТРУХИН

БИБЛИОТЕКАНЕФТЕГАЗОДОБЫТЧИКА
ИЕГОПОДРЯДЧИКОВ(SERVICE)

Справочнипоазопромысловомобордованию
УДК622.323
ББК33.361.6
П31

Рецензенты:
КарнаховМ.Л.-дотортехничесихнапрофессор(заведющийафедройразработиазовыхиазоонденсатныхместорожденийТюмГНГУ).
ГреховА.А.-заместительначальниаотделалавноомеханиапомашиностроениюОАО"Сртнефтеаз".

ПЕТРУХИНВ.В.,ПЕТРУХИНС.В.
П31
Справочнипоазопромысловомобордованию.-М.:
Инфра-Инженерия,2010.-928с.

ISBN978-5-9729-0032-9

Рассмотренытехнолоичесиепроцессыдобычи,сбора,подотовиитранспортированияприроднооазав
словияхпромысла.Описаныназначение,стройство,техничесиехаратеристииобордованиядлядобычи,сбора
иподотовиазанапромыслах,обордованиятрбопроводов.Приведенысхемы,техничесиехаратеристииназемноообордования,оммниаций,запорнойарматры,стройств,входящихвомплесобъетовдлятехнолоичесихпроцессов.
Справочнипредназначендляинженерно-техничесих
работниов,занятыхпроетированием,строительствоми
эсплатациейобъетовазовыхпромысловитранспорта
аза,атажедлястдентовнефтяныхиазовыхспециальностей.

©ПетрхинВ.В.,ПетрхинС.В.,авторы,2010
©Издательство«Инфра-Инженерия»,2010

ISBN978-5-9729-0032-9

Введение

Добычаипереработаприроднооазапредставляетсобойомплесныйпроцесс,осществляемыйвсловияхнепрерывнооизменениясоставасырьяврезльтатеснижения
пластовоодавленияпридлительнойэсплатациисважин.
Изменениесоставасырьянеизбежноприводитнеобходимостиреонстрцииапромысловыхстановоомплеснойподотовиаза(УКПГ),таиосновныхпроцессовнаазоперерабатывающихзаводах(ГПЗ).
Природныйазпредставляетсобойсложнюсмесьлеих
леводородовинелеводородныхомпонентов,таихасероводород,мераптаны,диосидлерода,азот,елийит.п.
Соотношениеомпонентоввсырьеможетизменятьсявшироихпределах,чтооазываетвлияниенавыборсхемыазоперерабатывающихзаводовиполчаемойтоварнойпродции.Физичесаяпереработаприроднооазавбольшинстве
слчаевсводитсясепарациисырьевооазасцельюотделениявлаи,механичесихпримесейилеводороднооонденсата,извлечениюизотбензиненнооазанежелательных
омпонентов(сероводород,тиолы,диосидлеродаит.п.),
абсорбционнойиадсорбционнойосшеиразделениюлеводороднойчастиназиефрацииилииндивидальныеомпоненты.
Принеобходимостифизичесаяпереработаазадополняетсяхимичесойпереработой,чтопредполааетвлючениевсхемывторичныхпроцессовпереработиаза,таих
апиролизлеводородноосырья,деидрированиеизобтанаиполчениевысооотановыхдобавомоторнымтопливам,полчениесерыизсероводородаит.д.Внастоящее
времянаГПЗширооприменяютсянизотемператрныепроцессы-низотемператрнаяабсорбция,онденсацияи
ретифиация,чтопозволяетвеличитьотборэтанаиповыситьчистотполчаемыхлеводородныхпродтов.
Введениевэсплатациюновыхместорожденийсосложнымсоставомпластовоофлюидапозволилоптемсочета

Справочнипоазопромысловомобордованию

ниятрадиционныхспособовосшииочистиазаснизотемператрнымипроцессамиразделенияазовыхсмесейсщественнорасширитьпереченьтоварнойпродции,полчаемойнаГПЗизприроднооаза.
Ораниченностьприродныхресрсовтребетвовлечения
впроцессыазопереработименееачественнооазовоо
сырьясвысоимсодержаниемсероводорода,мераптанови
диосидалерода,низимпластовымдавлениемит.д.ВрезльтатеэтоовозниаетнеобходимостьмодернизациидействющихнаУКПГиГПЗстановосиспользованиемнаопленнооопытаэсплатациианалоичныхстановоавнашейстране,таизарбежом.

ГЛАВАI
ОСОБЕННОСТИКОНСТРУКЦИЙ
ГАЗОВЫХСКВАЖИН

1.1.ОБОРУДОВАНИЕСКВАЖИНЫ,
ЗАКОНЧЕННОЙБУРЕНИЕМ

Газовыеиазоонденсатныеместорождениязалеаютвземнойоренаразличныхлбинах:от250до10000миболее.
Дляизвлечениялеводородныхомпонентовпластовоофлюидасповерхностиземлибрятсяазовыеиазоонденсатные
сважины.Газовыесважиныиспользютсядляследющих
целей:движенияазаизпластавповерхностныестанови
промысла;защитывсрытыхорныхпородразрезаотобвалов;разобщенияазоносных,нефтеносныхиводоносныхпластовдротдра;предотвращенияподземныхпотерьаза.
Газовыесважиныэсплатирютсявтечениедлительноо
временивсложных,резоизменяющихсясловиях.Действительно,давлениеазавсважинахможетдостиать100МПа
ивыше,температрааза523К,орноедавлениезаолоннаминалбине10000мпревышает250МПа.Впроцессеосвоения,исследований,апитальнооремонтаивовремяэсплатациисважинрезоизменяютсядавление,температра,
составаза,движщеосявсважине.
Сважиныявляютсядороостоящимиапитальнымисооржениями.Вобщихапитальныхвложенияхвдобычаза
дельныйвесапитальныхвложенийвстроительствосважинможетсоставлять60-80%взависимостиотлбинызалеанияместорождения,еолоичесихсловийбрениясважин,еорафичесихсловийрасположенияместорождений.
Взависимостиотназначениясважиныразделяютсяна:
-опорныесважиныбрятдляизчениялбинноостроениямалоисследованныхрпныхрайонов,определенияобщихзаономерностейстратирафичесооитерриториально
ГлаваI.Особенностионстрцийазовыхсважин

Справочнипоазопромысловомобордованию

ораспределенияотложений,блаоприятныхдлянефтеазонаопления.Впроцессебренияивпериодзаанчиванияв
этихсважинахпроизводятполныйомплеспромыслово-еофизичесихисследований,порезльтатамоторыхдаютпронознюоцензапасовнефтииаза;
-параметричесиесважиныбрятсцельюизчения
лбинноостроенияисравнительнойазоносностивозможныхзоназонаопления,длясоренияпоисовыхработисниженияихстоимостибезщербадлярешенияосновныхеолоичесихзадач.Отборернасоращен;
-поисовыесважиныпредназначеныдлявыясненияналичияилиотстствиянефтеазовыхзалежейнановыхплощадях
ивыявленияновыхзалежейнаразрабатываемыхместорождениях.Привсрытиипродтивныхоризонтовинараницах
стратирафичесихразделовпредсматриваютсясплошнойотборерна,омплеспромыслово-еофизичесихисследованийииспытаниевозможнопродтивныхоризонтов;
-разведочныесважиныбрятнаплощадях,азоносность
оторыхподтвержденапоисовымбрением.Припредварительнойразведеделаютоценпромышленноозначения
месторождения(залежи)исоставляюттехнио-эономичесое
обоснованиецелесообразностиеоразведи.Прибрениитаихсважинпредсматриваетсяотборернавпределахпродтивныхоризонтов,проведениеомплесапромыслово-еофизичесихисследований,атажепробнаяэсплатация.Продтивныеразведочныесважинынаместорождениях,вводимыхвразработ,передаютвфондэсплатационных;
-эсплатационныесважиныпредназначеныдляизвлеченияпластовыхфлюидоввсоответствииспроетомразработи
месторождения.Вэтатеориювходяттаженанетательные
сважины,слжащиедлязаачивпродтивныйобъетводы,
аза;оценочные-дляоцениоллеторовпродтивныхоризонтов;наблюдательныеипьезометричесие-длянаблюдениязаизменениемдавленияводоазонефтянооонтатав
процессеэсплатацииместорождения;
-специальныесважиныбрятдля:сбросапромысловых
вод,ливидацииотрытыхфонтановнефтииаза;проведенияспециальныхработпоинтенсифиациипритоа;разведи
идобычитехничесойводыит.д.
Дляразобщенияпластов,предотвращенияобваловстеносважины,предотвращенияполощенийипроявленийвсва

жинспсаютсяобсадныетрбы.Впространствомеждтрбамиистенамисважинзаачиваетсяцементныйраствор.
Доловечностьработыистоимостьстроительствасважин
вомноомопределяютсяихонстрциями.
Расположениеобсадныхолоннсазаниемихдиаметра,
лбиныспса,высотыподъемацементноораствора,диаметрадолот,оторымиведетсябрениеподаждюолонн,
называетсяонстрциейсважины.
Колонныобсадныхтрбсрепляютсяспородамиеолоичесооразрезацементнымамнем,поднимаемымзатрбаминаопределеннювысот.
Стволсважинысложенорнымипородами,отличающимися
дротдралитолоичесими,физио-механичесимисвойствами,видомнасыщающихжидостей,оэффициентамианомальностипластовыхдавленийидримихаратеристиами.
Впроцессебрениястволсважиныможетпроходитьчерезнестойчивые,слонныеобршениюпороды,полощающиеилипроявляющиеоризонты.Втаихслчаяхтрдно
обеспечитьрациональныйрежимпроходивсехоризонтов.
Дляобеспечениянеобходимыхсловийспешноостроительствасважиныивыполненияпоставленныхзадачеестволрепитсяоднойилинесольимиобсаднымиолоннами.
Обсадныеолонныдолжныобеспечиватьразобщениеи
изоляциюпластовсразличнымиоэффициентамианомальности,предотвращениеразршениястеносважины,сложенныхнестойчивымипородами.
Каждаяолонна,входящаяволоннсважины,имеетсвое
назначение.
Числообсадныхолонн,лбинаихспса,диаметрыолоннисважины,интервалыцементированияолонн-все
этовсовопностихаратеризетонстрциюсважин.
Спсаемыевсважинобсадныеолонныразличныпо
диаметр.
Направление-внешняяобсаднаяолоннабольшоодиаметраидлиной20-40м,предназначеннаядляпредотвращенияразмыварыхлыхверхнихслоевпород.
Кондтор-обсаднаяолонна,предназначеннаядляперерытиянелбоозалеающихзоносложненийирепления
направления.Можетспсатьсядо400—500м.Еслиондторобордетсяпротивовыбросовойарматрой,томинимальнюлбинстановибашмааондтора(илипромежточ
ГлаваI.Особенностионстрцийазовыхсважин

Справочнипоазопромысловомобордованию

нойолонны)рассчитываютизсловияпредпреждения
идроразрывапривозможныхливидацияхазопроявлений.
Эсплатационнаяолонна-последняявнтренняяобсаднаяолоннатрб,предназначеннаядляизоляциистеносважиныотпроницаемыхоризонтов.Онавыполняетрольдоловременнооерметичнооанала,внтриотороополифтовымтрбамтранспортиретсянаповерхностьпластовый
флюид.
Промежточнаяолонна-обсаднаяолонна,спщенная
междондторомиэсплатационнойолоннойислжащаядляперерытиязоносложненийилиоризонтов,оторыерасположенывышепроетнойлбины.
Констрциядобывающихазовыхсважинзависитот
мноихфаторов,вчастностиотпластовоодавленияиотношенияеоидростатичесом,еолоичесихсловий
брения,еолоо-физичесихпараметровпласта,физичесихсвойствпластовоофлюида,разностидавлениймеждпластами,технолоичесихсловийэсплатациисважин,
режимаэсплатациипласта,эономичесихсоображений
(рис.1.1).
Физичесиесвойствааза-плотностьивязость,ихизменениевзависимостиотдавленияитемператрысщественно
отличаетсяотизмененияплотностиивязостинефтииводы.
Вомноихслчаяхплотностьазазначительноменьшеплотностинефтииводы,аоэффициентдинамичесойвязости
азав50-100разменьше,чемводыинефти.
Различиеплотностейазаижидостейвызываетнеобходимостьспсаондторавазовыхсважинахнабольшю
лбин,чемвнефтяных,дляпредотвращенияразрываазоморныхпород,зарязненияводоносныхоризонтовпитьевойводы,выходаазанадневнюповерхность.
Малаявязостьазавызываетнеобходимостьпринимать
особыемерыпосозданиюерметичностиаобсадныхолонн,таимежтрбноопространстваазовыхсважин.
Герметичностьолоннобсадныхтрбдостиаетсяразличнымиспособами:применениемрезьбовыхсоединенийна
онцахтрбимфтахсоспециальнойтрапецеидальнойформойпоперечноосечениястефлоновымиплотнительными
ольцами,использованиемфторопластовойплотнительной
ленты,ерметизирющихплотнительныхсоставовдлямфтовыхсоединенийтипаУС-1,ГС-1.Герметичностьзаолонно

опространствасважинобеспечиваетсяприменениемцементовопределенныхмаро,дающихазонепроницаемый,трещиностойийцементныйамень.

Трбыобсадные
Трбыобсадныепредназначеныдляреплениянефтяных
иазовыхсважин.
Поточностииачествизотовляютсявдвхисполнениях
АиБ,повидамсоединений:
-соротойидлиненнойтреольнойрезьбойитрапецеидальнойрезьбой(ОТТМ,ОТТГ)поГОСТ632-80,АРI5CT;
-сплотнениемрезьбовоосоединениялентойФУМпоТУ
14-3-514-76;
-равнопроходныесрезьбой«Батресс»поТУ14-161-169-96;
-срезьбой«Батресс»поТУ14-161-175-98,АРI5CT.
Поэсплатационнымхаратеристиамтрбыизотовляются
вобычномисполнениипоГОСТ632-80исповышеннойпластичностьюихладостойостьюпоТУ14-3-1736-90.
Подлинетрбыизотавливаютсяот6до13м,основная
длина9,5-12м.Количествотрбороче9,5мпонормамГОСТ
632-80.Проводятсяобязательныеиспытания:нарастяжение,
насплющивание,идроиспытание.
Трбытажевыпсаютсяпоследющимтехничесимсловиям(ТУ):
ТУ14-3-461-76.Трбыобсадныеподонтатнюсвар.
ТрбыпоставляютсярппыпрочностиЕ.Испытаниясоласно
ГОСТ632-80.Трбыпоставляютсябезрезьбыибезмфт.
ТУ14-3-1667-89.Трбыобсадныестальныесзломплотненияизполимернооматериала.Каждаятрбапоставляется
смфтойсовставленнымиплотнительнымиольцами.ИспытаниясоласноГОСТ632-80.
ТУ14-3-1811-91.Трбыобсадныеимфтынимслчшеннымихаратеристиами.ГрппыпрочностиД,К,Е,Л,М.
ТУ14-3-1813-91.Трбыобсадныеимфтынимдляводяныхсважин.ГрппыпрочностиС,Д,К,Е.ИспытанияпоГОСТ
632-80.Трбыимфтынимизотовляютсястреольной
резьбой.
ТУ14-161-149-94.Трбыобсадныеимфтынимсероводородостойиеихладостойие.Трбыизотовляютсясрезьбой:треольной,ОТТМ,ОТТГ,«Батресс».
ТУ14-161-162-95.ТрбыобсадныеимфтынимдляобГлаваI.Особенностионстрцийазовыхсважин

Справочнипоазопромысловомобордованию

 

Тип труб, группа прочности 

ГОСТ 632-80, ТУ 14-3-1667-89, API5CT, 
ТУ 14-161-175-93, ТУ 14-161-169-96 
ТУ 14-3-1736-90 
ТУ 14-3-514-76 

исполнение 
исполнение 
исполнение 

А 
Б 
А 
Б 
А 
Б 

ТУ 14-161-149-94 

Условный диаметр трубы, мм  

Толщина стенки, мм  

с короткой и удлиненной 
треугольной резьбой  

ОТТМ, ОТТГ, "Батресс"  

с короткой и удлиненной 
треугольной резьбой  

ОТТМ, ОТТГ, "Батресс"  

с короткой и удлиненной 
треугольной резьбой  

ОТТМ 

с короткой и удлиненной 
треугольной резьбой  

ОТТМ 

с короткой и удлиненной 
треугольной резьбой 

с короткой и удлиненной 
треугольной резьбой  

с короткой и удлиненной 
треугольной резьбой  

ОТТМ, ОТТГ, "Батресс"  

5,2 
Д 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
- 

5,7 
Д 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
- 

6,4 
Д 
Д,Е,Л,М 
Д,К,Е 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

7,4 
- 
Д,Е,Л,М,Р 
Д,К,Е 
Д,К,Е,Л,М,Р 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

8,6 
- 
Д,Е,Л,М,Р 
Д,К,Е,Л,М,Р 
Д,К,Е,Л,М,Р 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

114 

10,2 
- 
Л,М,Р 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

5,6 
Д 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
- 

6,4 
Д 
Д,Е,Л,М 
Д,К,Е 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

7,5 
Д 
Д,Е,Л,М,Р 
Д,К,Е,Л 
Д,К,Е,Л,М,Р 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

9,2 
- 
Д,Е,Л,М,Р 
Д,К,Е,Л,М,Р 
Д,К,Е,Л,М,Р 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

127 

10,2 
- 
Д,Е,Л,М,Р 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
ДсКсЕс 
ДсКсЕс 

Таблица1.1