그림 5- 1 석유 생산 방법 분류
I. 유동 석유 생산
저수지 자체의 에너지에 따라 석유는 저수지에서 바닥으로 밀려 우물 바닥에서 지면으로 올라갔다. 이런 생산 방식을 자체 주입 채유라고 한다. 자체 분사법으로 생산된 유정을 자체 분사 우물이라고 한다. 자체 분출 우물 지상 설비는 간단하고, 조작이 편리하고, 생산량이 높으며, 채유 속도가 빠르고, 경제적 이득이 좋다.
(a) 자체 분사 우물 생산의 원리
1. 원리유정이 스스로 분사할 수 있는 이유는 지층 에너지가 충분하기 때문이다. 형성 에너지 수준은 저수지 압력 수준에 반영됩니다. 지층을 연 후 원유는 높은 지층 압력 하에서 지층 심부에서 우물로 흘러들어가 지층의 침투 저항을 극복하고 남은 압력은 우물 바닥 압력이다. 우물 바닥 압력의 작용으로 원유는 우물 바닥에서 우물을 따라 우물로 흘러가면서 원유에 용해된 천연가스가 분리되기 시작하면서 기체도 원유를 들어 올리는 에너지가 된다.
2. 자체 분사 우물의 4 가지 흐름 과정
저수지에서 지상 송유소까지의 자체 분사류는 그림 5-2 와 같이 지층 침투, 유정 다상 파이프 흐름, 노즐 흐름 및 수평 파이프 흐름의 네 가지 기본 흐름 과정으로 나눌 수 있습니다.
(1) 지층 침투: 유층에서 바닥으로 흐르고, 유체가 다공성 매체에서 누출되므로 누출이라고 합니다. 바닥 압력이 포화 압력보다 크면 단상 누출입니다. 바닥 압력이 포화 압력보다 작으면 다상 누출입니다. 침투 중 압력 손실은 총 압력 강하의 약 10% ~ 15% 를 차지합니다.
(2) 유정에서 다상 파이프 흐름: 즉, 수직 파이프 흐름. 우물 바닥에서 우물까지 유관 속의 유체가 상승한다. 일반 유관 한 구간의 압력은 포화압력보다 낮기 때문에 오일, 가스 또는 오일, 가스, 물 다상류에 속한다. 수직 파이프 흐름의 압력 손실이 가장 크며 총 압력 강하의 30 ~ 80% 를 차지합니다.
(3) 입구 흐름: 스로틀을 통과하는 유체를 입구 흐름이라고 합니다. 노즐 유속이 높고 압력 손실이 전체 압력 강하의 5 ~ 30% 를 차지한다.
(4) 수평관류: 유체가 송유관에 들어간 후 지면관을 따라 흐르며 다상 수평관류에 속한다. 수평 파이프 흐름의 압력 손실은 일반적으로 총 압력 강하의 5% ~ 10% 를 차지합니다.
그림 5-2 자체 분사 우물의 4 가지 흐름 과정
1- 형성 누출; 2- wellbore 의 다상 파이프 흐름; 3 포트 트래픽 4-수평 파이프 흐름
이 네 가지 유동 과정은 서로 연결되어 서로 제약되어 같은 동적 시스템에 있다. 저수지에서 바닥으로 흐르는 잔류 압력을 바닥 압력 (바닥 흐름 압력) 이라고 합니다. 어떤 저장조의 경우, 어떤 생산 단계에서, 저장조의 압력이 어느 값에 안정되면, 우물 바닥 압력이 커지면 유정 생산량이 감소할 것이다. 우물 바닥 압력이 낮아지면 유정 생산량이 증가할 것이다. 유층 침투 단계에서는 바닥 압력이 저항이고, 수직 파이프 흐름 단계에서는 바닥 압력이 가스를 지면에서 들어올리는 동력임을 알 수 있습니다. 기름가스가 우물로 밀려난 후 남은 압력을 유정 유관 압력이라고 한다. 유정 유관 압력은 유정 내 수직 관류의 저항력이자 유정 흐름의 원동력이다.
3. 수직 파이프 흐름의 에너지 원 및 소비
압력 손실은 주로 수직 파이프 흐름에서 소비되므로 수직 파이프 흐름에 대해 중점적으로 설명합니다.
1) 단상 수직 파이프 흐름
유정 유정 압력이 원유 포화 압력보다 클 때 이 우물은 단상 원유이다. 유정을 유출한 후의 압력이 포화압력보다 낮은 경우에만 천연가스가 원유와 분리된다. 이런 유정은 단상 수직 관류에 속한다.
단상 수직 파이프 흐름의 에너지 원은 바닥 흐름 압력입니다. 에너지는 주로 액체가 우물 바닥에서 우물로 흐를 때 우물 깊이와 같은 액체 기둥 압력과 수직 파이프 벽 사이의 마찰 저항을 극복합니다. 따라서 단상 수직 파이프 흐름에서 에너지 공급과 소비 사이의 관계는 다음과 같은 압력 균형 공식으로 나타낼 수 있습니다.
Pf=pH+pfr+pwh
스타일, pf--바닥 흐름 압력;
Ph- 액체 컬럼 압력;
Pfr--마찰 저항;
Pwh- 상단 압력.
2) 다상 수직 파이프 흐름
우물 바닥 유압이 포화압력보다 낮을 때, 기름가스는 함께 우물 바닥으로 들어가고, 전체 유관은 기름가스 2 상이다. 우물 바닥 유압이 포화 압력보다 높고 상단 압력이 포화 압력보다 낮으면 기름에 용해된 천연가스는 유정에서 일정한 높이, 즉 포화 압력점에서 분리되기 시작합니다. 유정에는 두 개의 띠가 있는데, 아래는 단상 띠, 위에는 2 상 띠가 있다. 2 상 영역에서 가스는 기름과 분리되어 팽창하여 기체의 탄력 팽창 에너지를 지속적으로 방출하여 리프트에 참여한다. 따라서 다상 수직 파이프 흐름의 에너지 원은 액체와 가스가 바닥으로 들어가는 압력 에너지 (즉, 흐름 압력) 입니다. 둘째, 유류와 함께 우물 바닥으로 들어가는 유리가스와 리프트 과정에서 기름에서 분리되는 천연가스의 기체 팽창 에너지다. 기체의 팽창은 두 가지 방법으로 이용할 수 있다. 하나는 기체가 액체에 작용하여 액체를 수직으로 밀어 올리는 것이다. 다른 하나는 기체와 액체 사이의 마찰력을 통해 액체를 끌어올리는 것이다.
(2) 자체 분사 우물 생산 설비
자체 분사 채유 설비는 유정 설비와 지상 공예 설비를 포함한다.
1. 상단 장비
자체 스프레이 우물의 상단 장치는 그림 5-3 과 같이 전선관 머리, 튜빙 머리 및 채유 트리로 상향식으로 구성됩니다. 자체 분사 우물의 유정 장치는 다른 종류의 유정의 기본 설비로, 다른 채유 방식의 유정 장치는 모두 이를 기초로 한다.
그림 5-3 자체 분사 웰 헤드 구조 다이어그램
1-왁스 게이트; 2- 생산 문; 3-튜빙 헤드 크로스 조인트; 4- 메인 도어 5-케이싱 교차; 6-케이싱 게이트; 7-배압 게이트; 8-윤활기; 9-노즐 슬리브; 10- 유압계; 1 1- 배압표; 12- 케이싱 압력계; 13- 단방향 밸브; 14- 전선관 머리; 15- 샘플링 밸브; 16- 튜빙 헤드
1) 전선관 머리
전선관 헤드는 상단 장치의 아래쪽에 있으며 전선관과 다양한 상단 장치를 연결하는 조립품입니다. 본체, 전선관 행거 및 씰 구성요소로 구성됩니다. 그 역할은 기술 전선관과 유층 전선관의 중력을 지탱하고, 각 층의 전선관 사이의 고리를 밀봉하고, 스프레이, 유관, 채유수 등 상부 유정 장치를 설치하기 위한 전환 연결을 제공하고, 전선관 머리 본체에 있는 두 개의 측면 포트를 통해 시멘트를 짜내고, 정액을 감시하고, 유체 균형을 잡는 등의 작업을 하는 것이다.
2) 튜빙 헤드
튜빙 헤드는 오일 회수 나무와 전선관 헤드 사이에 설치되며, 위쪽 플랜지 면은 오일 보충 거리와 우물 깊이 데이터를 계산하는 기준입니다. 그 기능은 유정에서 튜빙의 중력을 지탱하는 것이다. 튜빙 서스펜션과 함께 밀폐된 튜빙 및 슬리브의 원형 공간 전선관 헤드를 연결하고 오일 트리를 연결하기 위한 전환을 제공합니다. 유관 머리 사통체의 두 측면 (전선관 밸브) 을 통해 균형 주입액, 우물 세척 등의 작업을 완료할 수 있습니다.
3) 크리스마스 트리
채유나무는 기름관 머리 위의 부분을 가리키며, 연결 방식은 플랜지와 클램프식이다. 채유나무의 역할은 유정 생산을 통제하고 조절하며 유정에서 뿜어져 나오는 기름가스를 송유관으로 들여와 우물 아래 공구와 기구의 드릴을 실현하는 것이다.
석유 생산 트리의 주요 구성 요소 및 액세서리에는 다음과 같은 기능이 있습니다.
(1) 총 게이트: 유관 머리에 장착하여 기름가스가 채유나무로 유입되는 통로를 통제한다. 따라서 정상적인 생산 시에는 완전히 열리며, 오랜 시간이 걸리거나 다른 상황에서만 닫는다.
(2) 튜빙 크로스 (또는 티): 위쪽 및 아래쪽 부분은 각각 왁스 게이트 및 주 게이트에 연결되고 측면 (또는 측면) 은 생산 게이트에 연결됩니다. 그것은 연결 부품일 뿐만 아니라 기름가스 유출과 우물 아래 기기의 통로이기도 하다.
(3) 생산 게이트: 크로스 또는 티 튜빙의 양쪽에 설치되며 오일 및 가스 튜빙의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다. 정상적인 생산 시 생산 게이트는 항상 열려 있으며 교체 검사 노즐이나 유정이 닫힐 때만 닫힙니다.
(4) 왁스 게이트: 채유수 꼭대기에 설치된 게이트. 정상 생산 과정에서 계속 열어 유관 압력을 관찰하다. 방수기에 연결하여 왁스 또는 시정, 왁스 또는 시정 시 열고, 왁스 또는 시정 후 닫을 수 있습니다.
(5) 전선관 교차: 위쪽 표면이 주 밸브와 연결되고 아래쪽이 전선관 헤드에 연결되고 왼쪽과 오른쪽이 전선관 게이트에 연결됩니다. 튜빙 및 전선관 수집 및 분할의 주요 부품입니다. 이를 통해 빈 오일 슬리브와 오일 케이싱 사이의 션트가 밀봉됩니다. 외부 압력은 전선관 압력이고 내부 압력은 튜빙 압력입니다.
(6) 회압 게이트: 윤활기 뒤의 송유관에 설치하고, 윤활기 검사 및 교체, 생산 게이트 수리, 작업 시 폐쇄하여 송유관의 유체역류를 방지한다. 어떤 유정들은 이 위치에 단방향 밸브를 설치하여, 회압 수문을 대신했다.
(7) 노즐: 노즐은 φ63mm(2.5in) 튜빙으로 만들어졌으며, 외투 φ89mm(3.5in) 튜빙은 링 공간에서 증기 또는 온수 (오일) 를 순환시켜 보온 (보온 순환을 하지 않으면 클램프가 필요 없음) 을 하며 자체 스프레이 우물에서 두 가지 역할을 합니다 둘째, 다양한 테스트 및 웰 테스트 도구를 향상시키고 분산시킵니다.
(8) 단방향 밸브: 유정에서 흘러나오는 원유가 우물로 돌아오는 것을 방지한다.
2. 지상 공정 주요 장비
일반적으로, 자체 분출 우물의 유정 바닥 흐름에 석유 생산량을 통제하고 조절할 수 있는 채유나무 한 세트를 설치하다. (윌리엄 셰익스피어, 유정, 유정, 유정, 유정, 유정, 유정) 유정 제품과 유정 설비를 가열하고 보온하는 장치, 기름가스 생산량을 측정하는 장치 (주로 난로, 기름가스 분리기, 고압 원심 펌프, 지상 파이프 포함) 도 있다. 이 일련의 공예 설비는 다른 채유 방법에도 공통성이 있다.
둘째, 기계 채유
유전 개발 과정에서 저수지 자체의 압력이 낮거나 개발 기간 후 저수지 압력이 떨어지기 때문에 유정은 자체 분사를 유지할 수 없거나 유지할 수 없다. 때로는 가능하지만 생산량은 매우 낮기 때문에 인공에너지로 채유를 해야 한다. 즉, 일정한 기계설비 (지면과 지하) 로 유정에서 지면으로 석유를 채굴하는 것이다. 기계 채유는 로드 펌프 채유와 무로드 펌프 채유의 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있다.
(a) 로드 펌프 오일 회수
로드 펌프 채유 장치에는 유량식 펌프인 깊은 우물 펌프 장치와 지면 구동 스크류 펌프 채유 장치가 포함됩니다.
1. 빔 펌핑 유닛-깊은 우물 펌프 장치
1) 빔 펌핑 유닛
빔 펌핑 유닛의 구조는 그림 5-4 에 나와 있습니다. 그것은 로드 펌프 채유가 있는 주요 지상 기계 변속기이다. 그것은 흡유봉 및 깊은 우물 펌프와 함께 사용되어 원유를 지면으로 끌어올릴 수 있다. 펌핑 유닛을 사용하는 유정은 일반적으로 "펌핑 웰" 이라고 합니다. 펌핑 유닛의 작동 특징은 연속 작업이며, 수년 동안 야외에서 무인 상태로 운영됩니다. 따라서 펌핑 유닛에 대한 요구 사항은 강도, 수명, 특정 과부하 능력, 간단한 설치 및 유지 보수, 적응력이 있어야합니다.
그림 5-4 빔 펌핑 유닛 구조 다이어그램
1 비행 서스펜션; 2- 땋은 머리; 3- 산 터우; 4- 스텝 빔; 5-지지 샤프트; 6 빔 샤프트; 7 빔 8- 링크 9-밸런스 블록 10- 크랭크; 1 1- 큰 풀리 12- 벨트 ： 13- 모터; 14-축 입력 15-출력 축; 16-크랭크 핀; 17- 괄호; 18 기반; 19- 라이트 바
(1) 주요 구성 요소 기능.
① 당나귀 머리: 빔 앞쪽에 설치하는데, 이는 기름을 뽑을 때 오일이 항상 유정 중심을 향하도록 하는 역할을 한다. 당나귀 머리의 호는 지지대 베어링을 중심으로 걷기 보의 팔뚝 길이를 반지름으로 하여 호를 그립니다.
② 빔: 빔은 브래킷에 고정되어 있고, 전면에는 당나귀 머리가 장착되어 있고, 지하 하중을 견디며, 후면은 링크, 크랭크, 감속 상자에 연결되어 모터의 동력을 전달한다.
(3) 크랭크 링크 매커니즘: 모터의 회전 동작을 당나귀 머리의 상하 왕복 운동으로 바꾸는 역할을 합니다. 크랭크에는 스트로크를 조절하는 데 사용되는 4 ~ 8 개의 구멍이 있습니다.
(4) 감속기: 모터의 고속 회전을 크랭크축의 저속 회전으로 변환하는 동시에 밸런스 블록을 지탱합니다.
⑤ 밸런스 블록: 밸런스 블록은 펌핑 유닛의 빔 꼬리 또는 크랭크 샤프트에 장착됩니다. 그 역할은, 펌프가 올라갈 때 밸런스 블록이 아래로 움직여서 당나귀 머리의 하중을 극복하는 데 도움이 된다는 것이다. 하행 스트로크에서 모터는 균형 블록을 위로 이동하여 에너지를 저장합니다. 배중량의 작용으로 펌핑 유닛의 상하 스트로크의 하중 차이를 줄일 수 있습니다.
⑥ 스트랩: 광봉과 당나귀 머리를 연결하는 유연한 커넥터로, 로드셀 동력계에도 사용할 수 있습니다.
(2) 작동 원리.
모터는 벨트와 기어박스를 통해 고속 회전 동작을 크랭크축에 전달하고 크랭크축을 저속으로 회전시킨다. 크랭크는 커넥팅로드와 빔을 통해 스텝 빔을 위아래로 움직입니다. 들보 앞에는 당나귀 머리가 장착되어 있고, 당나귀 머리에 걸려 있는 끈이 빨간봉을 위아래로 수직으로 왕복하고, 빨간봉이 피스톤을 움직이게 하여 원유를 우물통에서 펌프해 낸다. (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 지혜명언) (윌리엄 셰익스피어, 오페라, 희망명언)
2) 깊은 우물 펌프
깊은 우물 펌프는 유정의 핵심 오일 추출 설비이다. 그것은 흡유봉과 유관 아래를 통해 우물에 들어가 액면 아래 일정한 깊이까지 가라앉아 흡입력을 통해 원유를 지면으로 운반한다.
깊은 우물 펌프는 주로 작업통 (외부 배럴 및 부싱 포함), 피스톤, 수영 밸브 (배출 밸브) 및 고정 밸브 (흡입 밸브) 로 구성되며 그림 5-5 와 같이 작동합니다.
그림 5-5 펌프 작동 회로도
1- 배출 밸브; 2- 피스톤 3-부싱; 4- 흡입 밸브
상행: 당나귀 머리가 올라가고, 빨간막대 기둥이 피스톤과 함께 올라가고, 피스톤의 수영 밸브가 내부 액체 기둥의 압력에 의해 닫힙니다. 파이프가 액체로 가득 차면 피스톤 스트로크 길이에 해당하는 액체 부분이 유정에서 배출됩니다. 동시에 피스톤 아래의 펌프에서 압력이 낮아집니다. 펌프 내 압력이 가라앉는 압력 (원형 공간 기둥 압력) 보다 낮으면 고정 밸브가 가라앉는 압력으로 열리고 원유가 펌프 안으로 들어와 그림 5-5(a) 와 같이 피스톤 방출의 볼륨을 차지합니다.
아래 스트로크: 당나귀 머리 아래로 내려갈 때, 빨판 막대 기둥이 피스톤을 따라 아래로 내려가고, 흡입 펌프 안의 액체가 압축되고, 펌프 안의 압력이 높아진다. 이 압력이 원형 공간의 기둥 압력과 같을 때 고정 밸브는 자체 무게로 인해 닫힙니다. 피스톤이 계속 하강할 때 펌프의 압력이 계속 상승한다. 펌프 내 압력이 피스톤 위 액기둥 압력을 초과하면 플로트 밸브가 밀려나고 피스톤 아래 액체가 플로트 밸브를 통해 상부 유관으로 들어갑니다. 즉, 그림 5-5(b) 와 같이 액체가 펌프에서 배출됩니다.
3) 빨판 막대 및 웰 헤드 장치
(1) 빨판 막대.
흡유봉은 펌핑 유닛의 중요한 부분으로, 펌핑 유닛과 연결되어 있으며 깊은 우물 펌프와 연결되어 중간에 동력을 전달하는 역할을합니다. 빨간봉은 작업 과정에서 다양한 하중을 받고, 위아래로 움직일 때 힘이 매우 고르지 않고, 상승할 때 힘이 크고, 하강할 때 힘이 적다. 이런 반복적인 동작의 결과는 금속을 피로하게 하고 빨간봉을 부러뜨리기 쉽다. 따라서 흡입봉은 강도, 내마모성 및 피로 내성이 필요합니다.
빨간봉은 일반적으로 단단한 둥근 강철로 만든 막대이다. 양쪽 끝에는 굵은 단조 헤드가 있고, 아래에는 스레드와 스패너를 연결하는 네모난 부분이 있다. 빨판 막대 기둥의 맨 위 빨판 막대를 광봉이라고 합니다. 광봉은 유정 밀봉 판근 상자와 함께 사용되어 유정을 밀봉한다.
(2) 유정 장치.
펌핑 우물의 웰 헤드 장치는 자체 분사 우물과 유사하며 압력이 낮습니다. 주로 전선관 티 (또는 전선관 티), 튜빙 티 (또는 튜빙 티), 고무 슬라이드, 라이트 바 씰 세그먼트 (또는 밀폐판 루트 상자) 로 구성됩니다. 기타 액세서리의 수와 연결 방식은 각 유전의 구체적인 상황에 따라 달라집니다. 그러나 어떤 형태를 취하든 펌핑 웰 헤드 장치는 동력도, 동적 액체 레벨, 샘플링 및 관찰 압력을 측정하는 기능을 갖추고 있어야 하며 운영 및 관리가 용이해야 합니다. 그림 5-6 은 펌핑 웰 헤드 장치를 보여줍니다.
그림 5-6 펌핑 유닛 물 웰 헤드 장치
1- 고무 게이트; 2- 파이프 배기 밸브; 3- 메인 도어 4-케이싱 테스트 게이트; 5-케이싱 게이트; 6-배압 게이트; 7-패스 스루 밸브 (작은 사이클); 8-열 세정 밸브; 9-혼합 밸브 (대형 사이클); 10- 단방향 밸브; 1 1- 혼합 수 제어 밸브; 12- 게이트 밸브 생산; 13- 유압계; 14- 라이트 바 씰 세그먼트; 15- 케이싱 압력계; 16- 하우징 출구 밸브
지상 구동 스크류 펌프 펌핑 장치
1970 년대 말에 스크류 펌프가 원유 채굴에 사용되기 시작했다. 스크류 펌프는 구동 형태에 따라 지면 구동 스크류 펌프와 우물 아래 구동 스크류 펌프로 나눌 수 있는 용적 펌프입니다.
지상 구동 스크류 펌프 장비는 그림 5-7 에 나와 있습니다. 지상 구동 시스템, 빨판 기둥, 빨판 기둥 중앙 집중 장치 및 스크류 펌프로 구성됩니다. 나사 펌프가 공강 (즉, 회전자와 고정자 사이에 형성된 폐쇄공강) 을 통해 기름을 배출하는 원리입니다. 회전자가 회전할 때 닫힌 구멍은 축을 따라 흡입 끝에서 배출 끝으로 이동합니다. 폐쇄공강이 배출단에서 사라지면 공강 안의 원유는 흡입단에서 배출단까지 골고루 압착되고, 흡입단에 새로운 저압 공동이 형성되어 원유를 빨아들인다. 이렇게 폐쇄된 공강이 끊임없이 형성되고, 움직이고, 사라지고, 원유가 끊임없이 채워지고, 압착되고, 배출되어 우물 안의 원유가 끊임없이 흡입되어 유관을 통해 우물로 올라간다.
그림 5-7 스크류 펌프 오일 회수 다이어그램
1- 전기 캐비닛; 2- 모터 3 대; 4- 변속기 5 각형 클립; 6-전용 웰 헤드; 7-케이싱 압력계; 8-빨판 막대; 9-파이프 10- 빨판 막대 중앙 집중 장치; 1 1 및 16- 튜빙 중앙 집중 장치; 12- 고정자; 13-회 전자; 14- 자리맞춤핀; 15- 튜빙 탈착 방지 장치; 17- 스크린; 18-전선관 19 플러그
스크류 펌프 채유 장치는 구조가 간단하고 점유 면적이 작아 해상 플랫폼과 총식 우물의 채유에 유리하다. 걸쭉한 유정과 사출정에는 단 하나의 움직이는 부품 (회전자) 만 있습니다. 변위가 균일하고 맥동 배수 특성이 없습니다. 밸브에는 밸브와 복잡한 러너가 없으며 유압 손실이 적습니다. 펌프의 실제 리프트는 액체 점도의 영향을 많이 받고 점도가 증가하면 펌프의 리프트가 크게 낮아진다.
(2) 로드리스 펌프 오일 회수
무봉 펌프 채유에는 가스 리프트 채유, 전기 잠수유 원심 펌프 채유, 우물 아래 구동 스크류 펌프 채유, 유압 피스톤 펌프 채유, 제트 펌프 채유 등이 있다.
1. 가스 리프트 오일 회수
석유가스 에너지가 유정의 흐름을 유지하기에 충분하지 않을 때 유정이 계속 기름을 생산하도록 가스 (천연가스 또는 공기) 를 인위적으로 우물 바닥에 눌렀고, 기체의 팽창 에너지를 이용하여 원유를 지면으로 끌어올렸다. 이런 채유 방법을 가스 리프트 채유라고 한다. 공기 리프트 모드에는 링 유입 모드와 중앙 흡기 모드의 두 가지 유형이 있습니다.
가스 리프트 채유법의 우물과 우물 아래 설비는 비교적 간단하고, 관리와 조정은 자체 분출정처럼 편리하다.
1)
원형 공간의 흡기 방식을 예로 들어 보겠습니다. 유정이 생산을 중지할 때, 유관과 전선관의 액위는 같은 위치에 있다. 압축기를 작동시켜 압축 가스 (공기 또는 가스) 를 오일 슬리브의 고리에 주입하면 고리 안의 액면이 아래로 압착되고 (액체가 유층 안으로 압착되면 고리 안의 액체가 모두 유관으로 들어옴), 유관 안의 액면이 상승한다. 고리의 액면이 관화까지 떨어지면 압축기가 최대 압력에 도달합니다. 이를 가스 리프트 시동 압력이라고 합니다. 압축 가스가 유관에 들어가면 유관 안의 원유와 가스가 혼합되어 지면이 분출될 때까지 액면이 계속 상승한다.
주입 전에 바닥 압력은 항상 저수지 압력보다 큽니다. 스프레이 후 기체가 고리형 공간으로 계속 눌려 있고, 유관 안의 혼합기 액체가 끊임없이 분사되고, 혼합기 액체 밀도가 점점 작아지고, 관화 압력이 급격히 떨어지고 있다. 우물 바닥 압력이 저수지 압력보다 낮으면 원유가 저수지에서 우물 바닥으로 유입된다. 유류로 인해 유관 내 혼합가스와 액체의 비중이 약간 증가하기 때문에 압축기 압력이 다시 상승하여 일정 기간 후에 안정화되는 경향이 있다. 안정된 압축기 압력을 가스 리프트 작동 압력이라고 합니다. 이때 유층은 지속적으로 산유를 안정시키고, 우물은 계속 산유를 생산한다.
2) 가스 리프트 모드
가스 리프트에는 두 가지 방법이 있습니다.
(1) 원형 공간 급기 방법. 이런 공기 리프트 방법을 역리프트 (reverse suspension) 라고도 한다. 즉, 오일 케이싱의 링 공간에서 압축 가스를 주입하고 유관에서 원유를 추출한다는 의미입니다.
(2) 중앙 흡기 모드. 고리의 공기 흡입방식과 정반대로, 즉 가스가 유관에서 주입되고 원유가 유관 고리에서 돌아오는 것이다. 이런 공기 리프트 방법을 정승이라고도 한다.
기름에 왁스와 모래가 들어 있을 때, 중앙 흡입기를 사용하면 실제 작업에서 고리형 흡입기를 사용하는 경우가 많다. 고리 공간 안의 유유속이 낮고 모래가 가라앉기 쉬우며 파이프 외벽의 왁스도 제거하기 어렵기 때문이다.
3) 가스 리프트 오일 회수 특성
가스 리프트 채유의 장점: 우물 아래 설비는 일회성 투자가 낮고 유지 보수가 적다. 우물 아래 무마찰 부품은 모래, 왁스, 물을 함유한 우물에 적합합니다. 광액의 부식성 물질과 고온의 영향을 받지 않습니다. 경사 축, 회전 우물 및 해양 플랫폼에서 사용하기 쉽습니다. 중앙 집중식 관리 및 제어가 용이합니다. 단점: 가스 리프트 오일에는 충분한 가스 공급원이 있어야합니다. 연속 가스 리프트 가 고압 에서 작동 하는 경우, 안전 불량; 가스 리프트는 다산정, 왁스 우물, 전선관이 손상된 걸쭉한 유정에는 적용되지 않습니다. 작은 유전, 단일 우물 가스 리프트 오일 회수 효과가 좋지 않다.
그림 5-8 잠수정 펌프 우물 장치 다이어그램
석유 생산을위한 전기 잠수정 원심 펌프
전기 잠수유 원심 펌프 (esp 또는 전기 펌프) 는 무봉 추출 장비에 속한다. 그것은 유관으로 원심 펌프와 잠수유 모터를 우물에 넣고, 잠수유 모터가 원심 펌프를 구동하여 기름을 지면으로 들어 올리는 것이다. 이 펌프는 배기량과 리프트 조절 범위가 넓고 적응성이 강하며, 지상 공정이 간단하고, 관리가 편리하며, 자동화가 쉽고, 경제성이 높다.
전기 펌프 설비는 그림 5-8 과 같이 지면, 중간 및 지하 세 부분으로 구성됩니다.
지면 부분은 변압기, 배선함, 제어함 (전반), 케이블 및 상단 장치로 구성되며 주로 제어, 보호 및 기록 역할을 합니다.
중간 부분은 주로 전원 케이블과 지시선 케이블을 포함한 케이블입니다. 전원 케이블은 접지 전류를 지하 리드 케이블로 전송합니다. 지시선 케이블의 역할은 전원 케이블과 모터를 연결하는 것입니다.
우물 아래 부분은 일반적으로 위에서 아래로 오일 밸브, 단방향 밸브, 우물 아래 단위입니다. 우물 아래 장치에는 다단 원심 펌프, 오일 분리기, 보호기 및 다이빙 모터가 포함됩니다. 일부 펌프 우물에는 바닥 압력, 온도, 모터 절연 및 액면 상승을 측정하고 지상 콘솔로 신호를 전송할 수 있는 잠수유 모터 아래쪽에 모니터링 장치도 설치되어 있습니다.
잠수유 모터는 지하 단위의 맨 아래에 설치되며 전기 펌프의 동력이다. 지면의 고압전기는 케이블을 통해 다이빙 모터로 전달된다. 잠수유 모터는 전기를 기계 에너지 출력으로 변환하여 축을 통해 전기 펌프를 구동하여 작동한다. 보호기는 다이빙 모터의 상단에 설치되어 모터 내의 압력, 윤활 및 밀봉 모터의 균형을 맞춥니다. 오일 및 가스 분리기는 일반적으로 보호 장치의 상단과 다단 원심 펌프의 하단에 설치되며 원유에서 자유 가스를 분리하여 펌프 효율을 높이는 데 사용됩니다. 다단 원심 펌프는 고정 부분과 회전 부분으로 구성됩니다. 회전 부분에는 펌프 축이 있고 샤프트에는 많은 수의 임펠러가 설치되어 있습니다. 모터가 펌프 축의 잎바퀴를 고속으로 회전시킬 때 잎바퀴에 가득 찬 액체는 원심력의 작용으로 잎바퀴 주위에 던져져, 우물액이 가속되고, 우물액이 운동에너지를 갖게 되고, 유도껍질에서 2 차 잎바퀴로 유입되어, 단계적으로 겹쳐지면 일정한 양력을 얻을 수 있고, 우물액은 지면으로 올라간다.
전기 펌프 장치의 작업 과정은 다음과 같이 간단히 설명할 수 있습니다. 지상 전원 공급 장치는 전기 잠수펌프 전용 케이블을 통해 지하에 입력되는 잠수유 모터, 잠수유 모터는 다단 원심 펌프의 회전을 유도하고 원심 펌프 다단 잎바퀴의 원심작용을 통해 아래쪽 원유를 지면으로 들어올립니다.
실제로 전기 펌프는 강침수 우물, 고산정, 깊이가 다른 우물, 방향성 우물, 사정, 왁스 우물에 모두 좋은 효과가 있는 것으로 나타났다. 변위 범위는16 ~14365438+100M3/D 입니다. 최대 양수 깊이는 4600 미터에 달할 수 있고, 지하 최대 작동 온도는 230 C 에 달할 수 있다.
지하 구동 스크류 펌프 오일 회수
지면 구동 스크류 펌프와는 달리, 우물 아래 구동 스크류 펌프는 우물 바닥에 동력을 공급하며, 오일 펌프는 없다. 작동원리는 기름관을 통해 펌프, 모터 및 보호기를 우물 안 액면 아래로 집어넣고, 모터는 편심연축을 통해 나사를 회전시키고, 나사는 전선관 안에 장착하고, 나사와 슬리브로 형성된 포켓은 격리된다는 것이다. 나사가 회전할 때, 이 캐비티는 점차 아래에서 위로 이동하면서 액체 압력이 계속 상승하여 우물 유체를 지면으로 보냅니다.
현재 상황으로 볼 때, 지상 구동 스크류 펌프 기술은 성숙하다. 우물 아래 구동 스크류 펌프는 많은 장점을 가지고 있지만, 여전히 실험 단계에 있다.
유압 피스톤 펌프 오일 회수
유압 피스톤 펌프는 유압 전동이 있는 무봉 펌프 펌프로, 유압전동이 오일 추출 설비에 사용된다. 로드 펌프와 비교했을 때, 그 근본적인 특징은 에너지 전달 방식을 바꾸는 것이다. 유압 피스톤 펌프는 그림 5-9 와 같이 지면, 중간 및 지하 세 부분으로 구성됩니다.
그림 5-9 개방형 유압 피스톤 펌프 오일 회수 시스템
1- 고압 제어 매니 폴드; 2- 지상 동력 펌프; 3 엔진 4-동력 액체 처리 탱크; 5-웰 헤드 장치; 6-다운 홀 펌프 작동 튜브; 7- 잠수정 펌프
지상 부분에는 동력액 처리탱크, 엔진, 지상 동력 펌프, 고압 제어관 싱크, 밸브 그룹 및 유정 장치가 포함되며 동력을 제공합니다.
중간 부분은 동력액이 지면에서 우물 아래 장치로 가는 중심 유관으로, 폐동력액과 생산액을 지면으로 배출하는 전용 통로입니다.
우물 아래 부분은 작업통과 유하 펌프로 이루어져 있으며, 주로 오일 추출 작용을 한다.
유압 피스톤 펌프는 모터가 지상 동력 펌프를 구동하고, 탱크 안의 액체가 동력 펌프를 통해 증압된 후 중앙 유관으로 들어가는 방식으로 작동한다. 고압 동력액이 우물 아래 유압 피스톤 펌프에 들어간 후, 펌프를 이끌고, 액체를 닦고, 일을 한 후의 동력액이 외부 유관을 통해 지면으로 돌아간다.
유압 피스톤 펌프 변위 범위 (16 ~ 1600 m3/d) 는 유층 깊이, 왁스 함량, 중유, 경사 샤프트, 수평 우물에 대한 적응성이 강하다. 그것은 다양한 조건에서 유정 채굴에 사용할 수 있으며 온도가 높은 우물에서 일할 수 있다. 그러나 기계 구조는 복잡하고, 가공 정확도가 높으며, 동력액 측정이 어렵다.
그림 5- 10 제트 펌프 작동 회로도
제트 펌프 오일 회수 장치
제트 펌프는 지면 부분, 중간 부분, 지하 부분으로 나뉜다. 바닥 및 중간 부분은 유압 피스톤 펌프와 동일합니다. 단, 유압 제트 펌프는 개방형 동력 액체 순환 시스템으로만 설치할 수 있습니다. 우물 아래 부분은 분사 펌프로, 그림 5- 10 과 같이 노즐, 후두관 및 확산기로 구성됩니다.
제트 펌프의 작동 원리: 동력액이 유관에서 주입되어 제트 펌프 위쪽을 통해 노즐로 분출되어 지층 액체와 통하는 혼합실로 들어갑니다. 노즐에서, 거의 모든 동력 액체의 총압머리가 속도 압두로 변했다. 혼합실로 들어가는 원유는 동력액에 의해 문질러 동력액과 혼합한 후 목구멍으로 흘러 들어가 목구멍에서 운동량과 운동 에너지를 변환한 다음 단면을 통해 점차 커지는 확산관을 통해 속도머리를 압력두로 변환해 혼합액을 지면으로 끌어올린다.
제트 펌프 특성: 다운 홀 장비 동력 부품 없음; 제트 펌프는 유압 피스톤 펌프와 동일한 작동 실린더에 위치할 수 있습니다. 높이 상승의 제한을 받지 않습니다. 고 수율 액체 우물에 적합합니다. 초기 투자가 높다. 부식 및 마모는 노즐을 손상시킬 수 있습니다. 지상 설비의 유지 보수 비용은 상당히 높다.