Усовершенствованная конструкция СУСГ для использования на скважинах с высокой обводненностью продукции

Среди этих целей можно выделить следующие пункты, которые направлены на обеспечение промышленной и экологической безопасности:

• повышение промышленной и экологической безопасности опасных производственных объектов за счет обеспечения надежной и безаварийной работы технологического оборудования, внедрения эффективных методов технической диагностики оборудования;
• идентификация, оценка и снижение промышленных опасностей и рисков;
• повышение эффективности контроля соблюдения требований промышленной и экологической безопасности на производственных объектах компании;
• сокращение негативного воздействия на окружающую среду за счет внедрения новых прогрессивных технологий, оборудования, материалов и повышения уровня автоматизации управления технологическими процессами;
• рациональное использование природных ресурсов, минимизация потерь нефти и газа.

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:

• УШГН — 1542 скважины;
• УЭЦН — 1 скважина;
• УЭВН — 2 скважины.

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:

1. Утечки и пропуски жидкости и газа через сальниковое устройство СУСГ.
2. Высокие риски загрязнения окружающей среды, так как географически скважины могут располагаться вблизи рек, озер, оврагов и т. д.

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:

1. Периодичность замены сальников увеличивается с одного раза в квартал до четырех раз в месяц.
2. Увеличивается расход лакокрасочного материала для восстановления эстетического вида устья скважины.
3. Увеличивается время простоя скважин по причине пропуска жидкости, замена сальников СУСГ и т. д. (в среднем потери нефти составляют 200 т. нефти в год).
4. Увеличиваются затраты на обслуживание оператором по добычи нефти.
5. Увеличиваются затраты на транспорт.

Существующая конструкция СУСГ АУ-140-50 (схема № 1) устьевой арматуры имеет ряд недостатков:

• при высокой обводнённости скважин резиновые манжеты от воздействия сточной воды и отсутствия смазки быстро изнашиваются и происходит утечка технологической жидкости через устьевой сальник;
• износ полированного (сальникового) штока;
• пропуск агрессивных вод ведет к активной коррозии устьевой арматуры.

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:

• отворачивают заглушку (5), просверливают в ней 8 отверстий диаметром 6 мм;
• устанавливают емкость объемом 1,5 литра, отвечающую требованиям для сосудов, работающих под давлением;
• после отворота заглушки извлекают противовыбросовый клапан;
• заворачивают емкость;
• заполняют емкость и пространство между нижними и верхними резиновыми манжетами смазывающей жидкостью через клапан.

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:

1. исключить простои скважин;
2. улучшить условия труда оператора по добыче;
3. на основе принципов бережливого производства уделять больше времени основной деятельности оператора;
4. уменьшить транспортные расходы;
5. уменьшить расходные материалы (лакокрасочные, сальниковые уплотнения);
6. исключить неконтролируемую разгерметизацию уплотнительных манжет и загрязнение окружающей среды.

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.