1.GENERALITATI

Prin sonde de gaze se inteleg sondele a caror exploatare are drept obiectiv principal extractia gazelor. Sondele de gaze produc, de obicei, din zacaminte de gaze; exista insa si sonde de gaze care produc din zonele de cap de gaze ale zacamintelor de titei.

Constructia sondelor de gaze este similara cu cea a sondelor de titei cu singura deosebire ca toate coloanele sunt cimentate pana la zi pentru a inlatura posibilitatea circulatiei gazelor prin spatele coloanelor.

Coloanele de exploatare sunt in general mai mici decat cele folosite la sondele de titei, mai uzuale fiind cele de 114,3; 127 si 139,7 mm(41/2, 5 si 51/2 in).

Punerea in productie a sondelor de gaze se realizeaza prin:

- inlocuirea, cu ajutorul pompelor, a noroiului din gaura de sonda cu lichide din ce in ce mai usoare pana la apa;

- introducerea de gaze comprimate in spatiul inelar dintre coloana si tevile de extractie;

- pistonare.Sondele de gaze produc exclusiv in eruptie naturala. In

general, gazele produse sunt injectate direct in retelele de distributie catre punctele de consum. In cazul in care presiunea sondelor scade sub presiunea din conductele de transport, gazele produse sunt recomprimate cu ajutorul compresoarelor.

Impreuna cu gazele se extrage, uneori, si apa. In strat, gazele, fiind de obicei in contact cu apa de zacamant, sunt saturate cu vapori de apa. La suprafata, o parte din vaporii de apa extrasi impreuna cu gazele se transforma in apa. Apa mai poate proveni din zona marginala a stratului productiv sau din straturile acvifere vecine. Deoarece apa produce dificultati mari atat la transportul gazelor (obturarea conductelor, formarea de criohidrati), cat si la punctele de consum trebuie eliminata din gaze cu ajutorul separatoarelor. De multe ori, se folosesc si calorifere de gaze

pentru a mentine temperatura gazelor la o valoare ridicata, cu scopul de a impiedica condensarea vaporilor de apa. Uneori, pentru cate un grup de sonde, se folosesc instalatii speciale pentru uscarea gazelor.

Sondele de gaze, fiind exploatate prin eruptie naturala si neavand dificultati din cauza parafinei, nu necesita interventii decat rar.

Dintre metodele de stimulare a productiei la sondele de gaze nu se folosesc metodele termice, iar injectia de fluide in strat nu se aplica decat la zacamintele de gaze cu condensat si numai in anumite conditii.

Din cele expuse reiese ca intre exploatarea sondelor de gaze si exploatarea sondelor de titei exista unele deosebiri. In general, exploatarea sondelor de gaze este mai putin complicata decat exploatarea sondelor de titei.

2.ECHIPAMENTUL SONDELOR DE GAZE

2.1.Capete de coloana

Capetele de coloana se utilizeaza pentru suspendarea coloanelor de burlane si pentru inchiderea ermetica a spatiului inelar dintre ele.

Capetele de coloana se construiesc de diferite tipuri si dimensiuni si sunt alcatuite din piese de mare rezistenta si anume : flanse, pene de sustinere, elemente de etansare si elemente de asamblare.

In prezent, se construiesc capete de coloana de 140, 210, 350, 700 si, la comanda, de 1050 bar.

Standardele romanesti actuale, referitoare la construirea capetelor de coloana, sunt in concordanta cu standardele americane API.

La cererea beneficiarului, in instalatia capatului de coloana poate fi inclus si dispozitivul de suspendare a tevilor de extractie, in cazul in care acest dispozitiv nu face parte din completul capului de eruptie.

a.Componenta ansamblului capetelor de coloana. Un ansamblu de capete de coloana se compune, in general, din urmatoarele elemente principale

- flansa cu mufa, care se construieste in doua variante : simpla si cu placa si picioare de sustinere;

- flansa dubla;- flansa intermediara;- dispozitiv pentru suspendarea tevilor de extractie;- boneta.Flansele capetelor de coloana, in functie de presiunile

nominale pentru care sunt construite, sunt prevazute cu :- iesiri laterale cu legaturi de 2 in – pentru presiunile

de : 140, 210 si 350 bar;- iesiri laterale cu legaturi de 2 1/16 in.La stabilirea componentei ansamblului capetelor de

coloana se tine seama de : programul de tubaj, presiunea de

lucru in fiecare coloana, dimensiunile iesirilor laterale ale flanselor si dimensiunile tevilor de extractie.

Flansele cu mufa au la partea inferioara, fie o mufa neteda pentru suspendarea burlanului. De asemenea, mai au locas pentru suspendarea in pene a burlanelor si iesiri laterale.

b.Suspendarea si etansarea coloanelor de burlane. Coloana de burlane se suspenda in capul de coloana prin flansele de etansare, care, dupa destinatie, sunt de tip T p pentru sonde de titei si gaze asociate si de tip G – pentru sonde de gaze. Deosebirea constructiva intre tipul T si tipul G consta in modul de suspendare a coloanei. La tipul T suspendarea coloanei se face in pene corpul flansei fiind prevazut la interior cu o parte tronconica, in care se fixeaza penele, iar la tipul G, in interior este o parte cilindrica filetata, in care se insurubeaza un niplu special, insurubat in corpul coloanei de burlane.

Etansarea principala a coloanei se afla deasupra penelor, iar etansarea secundara deasupra celei principale si anume in locasul existent la partea inferioara a capului de coloana urmator.

Tipul de pene de suspendare si etansarile prezentate in figuri sunt indicate pentru sonde cu presiuni de pana la 210 bar si pentru sonde cu presiuni de pana la 1050 bar.

La garnitura de etansare secundara, etansarea se realizeaza cu ajutorul unei paste speciale, care se injecteaza printr-un orificiu prevazut in flansa.

Deoarece adancimea sondelor a crescut, se utilizeaza, exclusiv, burlane confectionate din material nesudabil, insa mai rezistente. In aceasta situatie, coloana etansa nu se mai sudeaza in flansa intermediara, ci, capul ei intra intr-un locas din flansa urmatoare si este etansata cu al doilea dispozitiv de etansare.

Flansa intermediara se foloseste pentru trecerea de la o dimensiune de flansa dubla la alta si de la o presiune mai mica la alta mai mare. Astfel, flansa are pe suprafata superioara doua canale concentrice pentru inelele de etansare, canalul interior fiind pentru presiunea mai mare.

Prin acest canal se poate introduce, sub presiune, un fluid special de etansare.

2.2.Dispozitiv pentru suspendarea tevilor de extractie

Dispozitivul pentru suspendarea tevilor de extractie se monteaza pe ultima flansa dubla a capatului de coloana si are rolul de a permite suspendarea tevilor de extractie, de a etansa spatiul inelar dintre coloana de exploatare si tevile de extractie, de a permite circulatia directa sau indirecta pentru pornirea sau omorarea sondei, etc.

Exista mai multe tipuri constructive de dispozitive, care se deosebesc prin modul de fixare a tevilor de extractie – prin insurubare sau rezemare – si dupa modul de etansare sau de montare a flanselor, etc.

Dispozitivul de suspendare prin insurubare asigura o etanseitate mai buna, in special la gaze, in timp ce dispozitivul de suspendare prin rezemare ofera posibilitatea de a manevra sub presiune tevile de extractie.

Dupa destinatie, se disting doua tipuri de dispozitive de suspendare a tevilor de extractie, tipul T – pentru sonde de titei si tipul G – pentru sonde de gaze.

2.3.Capul de eruptie

Capul de eruptie este un complex de fitinguri si armaturi ca : flansa dubla redusa, robinete, cruci, teuri, nipluri, flanse simple, supape de retinere a presiunii si alte dispozitive speciale (dispozitiv de reglare a debitului si dispozitiv de sustinere a tevilor de extractie), asamblate prin suruburi sau infiletare, care se monteaza pe flansa capului de coloana.

Capul de eruptie se foloseste la sondele eruptive de gaze pentru etansarea interiorului tevilor de extractie,

reglarea presiunii si debitului si pentru dirijarea productiei sondei.

Capul de eruptie trebuie sa reziste la presiunea de zacamant, precum si la actiunea coroziva a fluidelor si la cea abraziva provocata de particulele de roca, antrenate din strat de afluxul de gaze.

In prezent se construiesc capete de eruptie pentru presiuni de 140, 210, 500 si 700 bar, care se folosesc pentru cele mai diferite conditii de debite si presiuni, atat pentru sondele care produc in eruptie naturala sau artificiala, cat si pentru sondele in injectie de apa, gaze, agenti chimici sau termici.

Capetele de eruptie, in ansamblul lor, precum si partile componente ca: robinete, flanse si piese de legatura se incadreaza in standardele si normele API in vigoare in anul 1984.

Capetele de eruptie pot fi alcatuite din parti componente asamblate intre ele prin suruburi si prin infiletare sau pot fi de constructie monobloc. Ventilele folosite la capetele de eruptie mai vechi sunt de tipul robinet cu pana, iar la cele mai noi, robinet cu sertar paralel.

Tipurile de capete de eruptie care se construiesc in prezent sunt :- tip CEA, Cap de Eruptie Asamblat cu un singur brat

(CEA 1) sau cu doua brate (CEA 2);- tip CEM, Cap de Eruptie Monobloc cu un singur brat, cu

un singur robinet pe linia principala (CEM 11) sau cu doua robinete pe linia principala (CEM 12).Dublarea ventilelor pe linia principala se face numai

pentru presiuni de lucru mai mari de 210 bar.Capetele de eruptie se echipeaza cu duze fixe sau

reglabile.

2.4.Tevi de extractie

Rolul tevilor de extractie. Tevile de extractie sunt niste tuburi metalice care se

infileteaza cap la cap pentru a alcatui o coloana etansa – garnitura de tevi de extractie sau garnitura tubingului – care

se introduce in sonda pentru extragerea la suprafata a fluidelor care, din zacamant, patrund in gaura de sonda.

Rolul tevilor de extractie este mai complex, astfel :- protejeaza coloana de exploatare impotriva actiunii

abrazive a particulelor solide existente in masa de fluid in miscare de la talpa sondei catre suprafata;

- servesc la punerea in productie a sondei prin denivelare cu gaze, denivelare prin pistonat, circulatie de titei cu gaze, lacarit, etc.;

- permit executarea de tratamente tensioactive, acidizari, tratamente termice, deparafinari, etc.;

- asigura utilizarea rationala a energiei de strat, prin dimensionarea corespunzatoare a tevilor de extractie, evitandu-se producerea fenomenului de alunecare dintre faze, prin care se pierde energie fara sa se realizeze lucru mecanic util;

- permit introducerea de inhibitori, prin spatiul inelar, la talpa sondei, pentru a combate fie coroziunea, fie formarea criohidratilor;

- servesc la exploatarea simultana, prin aceeasi sonda, a doua sau mai multe strate, separate prin utilizarea de despartitor de strate;

- se utilizeaza la exploatarea sondei prin eruptie artificiala;

- asigura, fie spalarea putului, fie introducerea de noroi la put in vederea perforarii unui strat productiv, etc.

Caracteristicile tehnice ale tevilor de extractie. Pentru industria extractiva de gaze, se construiesc tevi

de extractie cu diametrul nominal de 1 – 4 ½ in. Acestea se realizeaza din otel carbon de buna calitate sau din oteluri aliate, rezistente la coroziune.

Experientele efectuate in Germania, la sonde de 2000 – 4000 m adancime, cu presiuni de 25 - 45·106 Pa ( 250 – 450 bar) si temperaturi de pana la 42 K (1500 C), exploatand zacaminte de gaze cu continut mare de CO2 si H2S, au aratat ca se pot folosi, in conditii satisfacatoare, tevi API cu otel grad J-55 sau, mai ales, C-75, limitandu-se rezistentele la 56

– 60 daN/mm2. Tevile de extractie se confectioneaza, in acest caz, cu pereti ingrosati.

Imbinarile tevilor de extractieImbinarile tevilor de extractie trebuie sa indeplineasca

doua functiuni importante, si anume :- asigurarea rezistentei necesare la tractiunea rezultata

din greutatea proprie a garniturii de tevi;- asigurarea etanseitatii si la presiuni diferentiale mari

intre exteriorul si interiorul tevilor.Industria de material tubular ofera astazi un numar

foarte variat de imbinari filetate, in special, datorita solicitarilor industriei extractive de gaze naturale. O conditie pe care trebuie s-o indeplineasca aceste etansari – metal pe metal – consta in existenta unor proprietati bune ale suprafetelor de contact, atat referitoare la gangurile filetului, cat mai cu seama, la suprafetele de etansare cu prelucrare speciala.

Practica a demonstrat ca filetele trebuie sa realizeze, in mod prioritar, asamblarea tevilor si sa transmita fortele de tractiune, rezultate din greutatea proprie, in timp ce etanseitatea, la gaze, urmeaza sa fie solutionata in alt mod.

Unele firme producatoare de tevi de extractie cauta sa solutioneze aceasta problema cu ajutorul inelelor de etansare, confectionate din material plastic.

In cele ce urmeaza se vor prezenta, in mod succinct, atat imbinarile si dimensiunile clasice utilizate, cat si cele mai importante imbinari speciale, pentru sonde cu adancimi mari si presiuni mari, de ordinul 70 – 100 MPa (700 – 1000 bar) (STAS 824-80, norme API, specificatiile 5A, 5AX si 5AC).

Tevile de extractie ingrosate sau neingrosate, fabricate conform STAS 824-80 si normelor API, se executa cu filet rotund, unghiul la varf fiind de 600, cu 8 si 10 pasi/inch si cu o conicitate 1 : 16. Imbinarile acestor tevi se executa in mai multe moduri, ca in figura.

In afara de tevile de extractie fabricate in conformitate cu standardele API, o serie de uzine confectioneaza tevi de extractie, in general de aceleasi dimensiuni nominale, insa prevazute cu imbinari speciale.

2.5.Packere

Rolul packerelor. Packerele sunt dispozitive de lucru folosite in industria

extractiva de gaze pentru izolarea spatiului inelar dintre tevile de extractie si coloana sondei, impiedicand trecerea fluidelor intre acest spatiu si interiorul tevilor de extractie ca sa izoleze partea inferioara a gaurii de sonda.

Izolarea aceasta este necesara, in unele cazuri, pentru ca presiunile mari de zacamant sa nu se transmita coloanei care, fiind de diametru mare, este mai putin rezistenta si, in consecinta, trebuie protejata.

De asemenea, in cazul in care sonda produce fluide corosive, aceasta izolare impiedica contactul cu coloana, evitand astfel corodarea, care duce, de cele mai multe ori, la abandonarea sondei.

Daca se introduce in spatiul dintre coloana si tevile de extractie un fluid special de packer, cu greutate volumica mare, in cazul in care presiunile din tevile de extractie au valori mari, se reduce presiunea diferentiala la care sunt supuse tevile de extractie si imbinarile acestora.

Un alt rol pe care il are packerul este si acela de a reduce tendinta pe care o au sondele, spre sfarsitul perioadei de eruptie, de a produce in rafale sau cu dopuri, datorita acumularii gazelor in coloana. Curgerea continua, in locul unei curgeri intermitente, care se poate produce la sondele exploatate fara packer, amelioreaza conditiile de aducere la suprafata a nisipului antrenat din strat, reducand astfel posibilitatea de formare de dopuri pe tevile de extractie sau de depuneri in dreptul intervalului perforat.

De asemenea, packerele se folosesc la exploatarea simultana si separata a mai multor strate prin aceeasi sonda.

Utilizarea packerelor poate fi numai temporara (ocazionala) in vederea protejarii coloanei la fisurare hidraulica, la tratarea termica, la probele de productie, etc.

Fixarea packerelor.

Packerele se introduc in sonda, la adancimea necesara, cu ajutorul tevilor de extractie, si, in functie de constructie, se fixeaza prin mai multe metode si anume :- rotirea tevilor de extractie la dreapta un numar

nelimitat de ture;- rotirea tevilor de extractie la stanga aproximativ o tura;- deplasarea in sus a tevilor de extractie, dupa angajarea

dispozitivului de fixare a packerului, pe o distanta limitata numai de deformarea pana la limita de curgere a metalului;

- deplasarea in jos a tevilor de extractie, dupa angajarea dispozitivului de fixarea a packerului;

- crearea unei presiuni in interiorul tevilor de extractie, care declanseaza dispozitivul de fixare (packerul are un scaun pe care se aseaza o bila lansata de la suprafata).Exista si packere care se fixeaza prin dilatarea termica

a unui lichid existent intr-o camera de expansiune sau prin explozii.

Tipuri de packere. Packerele se pot clasifica dupa principiul de functionare

si dupa constructie.Clasificarea functionala a packerelor. Din punct de

vedere functional, packerele se impart in :- packere recuperabile;- packere permanente.

In unele situatii, utilizarea packerelor este temporara (fisurarea hidraulica, cimentarea sondelor, tratarea stratelor, etc.); in astfel de cazuri se folosesc packere recuperabile, care, dupa executarea operatiilor pentru care au fost introduse, se pot extrage si refolosi.

In alte situatii, utilizarea packerelor este de lunga durata (exploatare selectiva si exploatare simultana a stratelor), in aceste cazuri se folosesc packere permanente. Astfel de packere, din motive de siguranta la etansare, mai pot fi folosite la cimentarea unor sonde la inalta presiune, unde packerele recuperabile nu prezinta siguranta. Aceste packere permanente se fixeaza definitiv in coloana si nu mai

pot fi extrase, indepartarea lor facandu-se exclusiv prin frezare.

Clasificarea constructiva a packerelor. Aceasta clasificare are la baza modul de fixare a packerului, astfel :

a.Packere recuperabilePackere recuperabile pentru productie, cu declansare

prin rotire (PRPR). Acest packer este destinat unor operatii curente de productie.

Tipul acesta de packer poate fi fixat prin rotire si etansat prin apasare sau prin tensiune. Se foloseste numai la sondele de mica adancime, a caror presiune nu depaseste 10 MPa. Poate fi combinat cu un packer cu picior. Este format dintr-un corp interior, tubular, prevazut la partea superioara cu o reductie de legatura cu tevile de extractie. Sub aceasta reductie sunt montate garniturile de etansare pe coloana si conul de deschidere a bacurilor. Dispozitivul de armare este constituit dintr-un suport in care sunt montate bacurile si patinele.

Dispozitivul de armare, pentru fixarea packerului, se declanseaza deplasand in sus packerul cu circa 200 mm, dupa care se roteste la dreapta circa o tura, dupa care se deplaseaza in jos pana ce se fixeaza packerul pe coloana.

Pentru etansarea packerului se lasa pe el o parte din greutatea garniturii de tevi de extractie (3 – 5)104 N (3 – 5 tf).

Pentru fixarea packerului intr-o noua pozitie, se ridica garnitura de tevi de extractie 2 – 3 m, se roteste la stanga si apoi se coboara la noua pozitie de fixare a packerului.

Extragerea packerului se face prin ridicarea si extragerea tevilor de extractie.

Packere recuperabile pentru productie, cu declansare prin manevra si trecere laterala (PRML). Acest tip de packer este destinat exploatarii sondelor in eruptie artificiala. Este format dintr-un corp tubular prevazut la partea superioara cu filet pentru legatura cu tevile de extractie, prin intermediul unei reductii, care are si rolul de a inchide sectiunea de trecere laterala.

Etansarea packerului se face prin garnituri montate pe o camasa, care permite circulatia laterala prin spatiul inelar

din partea inferioara. La partea superioara a camasii se gaseste un scaun pentru inchiderea sectiunii inelare de trecere laterala, iar la partea inferioara se afla conul pentru deschiderea bacurilor de fixare in coloana a packerului prevazut, la randul sau, cu orificii pentru circulatie.

Dispozitivul de prindere pe coloana este format din bacuri oscilante, solidarizate, cu patine montate pe un suport care culiseaza pe partea inferioara a corpului tubular al packerului, prevazut cu canale longitudinale tip baioneta.

Fixarea packerului se realizeaza printr-o manevra in jos si una in sus, pe o lungime de 150 cm, pentru ca dispozitivul de armare sa intre in canalele lungi, spre a permite bacurilor sa ajunga pe con si sa se fixeze pe coloana.

Etansarea packerului se realizeaza apasandu-l cu o parte din greutatea garniturii de tevi de extractie (4 – 5)104

N (4 – 5 tf).Packer recuperabil pentru productie, cu declansare prin

manevra (PRPM). Acest packer a fost conceput si executat pentru a fi utilizat la exploatarea sondelor deviate, la care nu se poate face rotirea tevilor de extractie pentru armarea packerului.

Fixarea acestui packer se face prin manevra, iar etansarea, prin apasare. Packerul este alcatuit dintr-un corp tubular terminat intr-o reductie cu filet pentru legatura cu tevile de extractie. La partea superioara a packerului sunt amplasate garniturile de cauciuc si conul pentru deschiderea bacurilor.

Dispozitivul de armare format din bacuri, patine si mecanismul de declansare se deplaseaza pe partea inferioara a corpului ghidat prin doua serii de canale longitudinale, din care, doua pentru armare si doua de manevra.

Manevrand packerul pe o lungime de circa 150 cm, dispozitivul de manevra trece din canalele de manevra in cele de armare pentru fixarea packerului pe coloana.

Extragerea packerului se realizeaza prin ridicare din pozitia de fixare.

In timpul unui mars, packerul se poate fixa in oricate pozitii este necesar, fixarea necesitand doar o manevra in sus si o alta in jos.

Packerul recuperabil cu autodeclansare termica, fara bacuri (PRAT). Acest tip de packer se foloseste la exploatarea sondelor de titei cu viscozitate mare, la care se aplica tratamente termice cum ar fi de exemplu injectia de abur cu sau fara alti aditivi.

Este constituit dintr-un corp interior de forma tubulara, care are la partea superioara o reductie pentru legatura cu tevile de extractie, pe exteriorul corpului fiind montate garniturile de teflon sau vitron pentru etansarea packerului pe coloana si camera de expansiune umpluta cu un lichid cu coeficient mare de dilatare termica (ulei mineral sau mercur). In aceasta camera exista 4 – 8 pistoane, care actioneaza prin intermediul unor arcuri comprimand garniturile. Pe masura cresterii temperaturii, lichidul din camera se dilata, impingand pistoanele in afara, comprima garniturile realizand astfel etansarea pe coloana.

Pentru a se evita declansarea packerului la introducere, datorita gradientului geotermic, intre pistoane si suportul garniturilor se monteaza un dispozitiv de reglare a cursei de comprimare a garniturilor, care se ajusteaza in functie de adancimea de fixare a packerului.

Deasupra packerului se monteaza (optional) un compensator de dilatare a tevilor de extractie.

Etansarea packerului se realizeaza in momentul inceperii circulatiei de fluid cald prin tevile de extractie, care se mentine pe toata durata pomparii. Odata cu oprirea circulatiei de fluid cald, etansarea scade pe masura scaderii temperaturii lichidului din camera de expansiune, restabilindu-se comunicarea dintre tevile de extractie si coloana sondei.

Packer recuperabil cu autodeclansare termica si fixare in bacuri (PRATB). Acest tip de packer are principiul de functionare similar cu cel al PRAT, in plus, are bacuri de fixare actionate, de asemenea, termic.

La partea superioara a corpului packerului sunt amplasate garniturile de etansare impreuna cu conul si bacurile de fixare.

Bacurile sunt actionate de catre pistoanele existente in camera de expansiune, care la randul lor sunt puse in miscare prin intermediul unui lichid cu coeficient mare de dilatare termica (ulei mineral sau mercur). Sub bacuri se afla un dispozitiv de reglare a cursei pistoanelor. Reglajul se realizeaza prin desurubarea mufei de pe corpul de reglare pana la capat, urmand ca la fiecare 100 m adancime, mufa sa se insurubeze cate 5 mm.

Prin circulatia fluidului la temperatura ridicata, lichidul din camera de expansiune isi mareste volumul actionand asupra bacurilor care armeaza packerul (fixandu-l de coloana). Dupa fixarea penelor, continua expandarea si dilatare tevilor de extractie, garniturile fixand packerul, astfel, de coloana.

Deasupra packerului se monteaza un compensator de dilatare care asigura limitarea apasarii ce se executa asupra packerului pana la (3 – 4)104 N (3 –4 tf).

Packer recuperabil cu picior si by-pass pentru gaz-lift (PRPL). Acest tip de packer serveste la izolarea spatiului dintre tevile de extractie si coloana, la exploatare sondelor in gaz-lift.

Packerul recuperabil cu picior si by-pass se foloseste asociat cu un packer recuperabil cu fixare mecanica si trecere laterala, intre cele doua packere formandu-se o camera de acumulare.

Packer recuperabil pentru operatii speciale cu declansare prin manevra si ancora hidraulica. Acest tip de packer este destinat operatiunilor speciale care se executa la sondele de mare adancime.

Packerul se compune dintr-un dop interior format din doua bucati. La partea superioara se afla dispozitivul de ancorare, prevazut cu bacuri cu piston, actionate hidraulic si garniturile de etansare a packerului, montate pe o camasa ce permite circulatia spre bacurile-piston ale dispozitivului de ancorare.

Pentru inchiderea si deschiderea circulatiei pe sub corpul de ancorare, pe corpul superior exista un manson cu rol de sertar.

Partea inferioara a corpului interior, prevazuta cu canale longitudinale la exterior, serveste de suport pentru culisarea dispozitivului de armare, format din bacuri oscilante, solidarizate cu patine actionate de arcuri elicoidale. In timpul introducerii packerului in sonda, patinele freaca pe coloana retinand corpul de armare, condus fiind prin canalele corpului interior.Cand packerul a ajuns la adancimea de fixare, se manevreaza garnitura de tevi de extractie pentru armarea bacurilor.Dupa armare,se va lasa pe packer o parte din greutatea tevilor de extractie pentru comprimarea bacurilor si etansarea lui pe coloana. Aceasta sarcina se pastreaza tot timpu cat se executa operatia cu packerul. Daca s-ar crea pe packer o presiune diferentiala care ar tinde sa-l ridice, deplasarea este impiedicata de bacurile-piston ale corpului de ancorare.

Pentru extragerea packerului se ridica garnitura de tevi de extractie, respectiv se deschid mai intai orificiile din corpul de ancorare, permitind egalizarea presiunii, care determina retragerea bacurilor-piston de la ancora, facand posibila astfel extragerea packerului. In timpul unui mars, packerul se poate fixa in mai multe pozitii.

b.Packere permanentePacker permanent cu retinator pentru productie si

operatii speciale(PPPS).Acest tip de packer permanent, cu fixare mecanica in

ambele sensuri se inlatura numai prin frezare.Packerul PPPS este folosit la exploatarea sondelor de

mare adancime pentru protejarea coloanei contra presiunilor mari interioare, dezvoltate de zacamant si contra coroziunii fluidelor produse si a celor folosite in diferite operatiuni speciale, care se executa asupra stratului.

Packerul permanent, cu retinator, este compus dintr-un corp interior de forma tubulara, pe care sunt montate doua randuri de bacuri, amplasate in opozitie, si o garnitura manson pentru etansarea pe coloana, care are la extremitati

doua conuri ce servesc la deschiderea bacurilor de fixare pe coloana.

La partea superioara, corpul este prevazut la interior cu filet trapezoidal pentru legatura cu dispozitivul de lansare, iar la exterior are un manson care serveste la armarea packerului.

La partea inferioara, corpul are o reductie prevazuta cu o clapa de retinere care, in mod normal, sta inchisa, servind la oprirea ciculatiei de jos in sus.

Deschiderea packerului se realizeaza numai atunci cand prin ele se introduce niplul de etansarea a tevilor de extractie, cu care se echipeaza sonda pentru exploatare.

Introducerea packerului in sonda se face cu tevi de extractie, iar fixarea si lansarea lui pe coloana se executa cu ajutorul lansatorului hidraulic.

3.COLECTAREA SI EPURAREA PRODUCTIEI SONDELOR DE GAZE

a.Instalatii de colectare si epurare. Captarea gazelor naturale produse de sonde se poate face in doua feluri :

- in instalatii centrale denumite campuri sau parcuri, unde sunt montate echipamente de separare, masurare si incalzire;

- individual, in cazul sondelor izolate, fiecare sonda avand montatata instalatia completa de separare, masurare si incalzire care este legata direct in conducta principala de transport gaze.

Gazele de sonda contin o serie de impuritati, si anume :- impuritati solide si lichide continute in suspensie;- impuritati formate din alte gaze.

In cazul gazelor este vorba deci de o separare a impuritatilor solide si lichide si de epurarea lor de alte gaze (CO2, H2S, etc.). Avand in vedere distantele mari la care trebuie transportate gazele, suferind pe parcurs variatii mari de temperatura, care provoaca condensarea vaporilor de apa continuti si chiar lichefierea unora dintre hidrocarburi, separarea efectuata la sonde sau in campuri nu este suficienta. De aceea, pe traseul pana la consumatori, gazele sunt supuse si unor alte procese de separare si chiar uscare. Aceasta a doua etapa de curatire a gazelor de impuritati lichide (separare, uscare, precum si epurarea lor) se face in instalatii complexe, special amenajate si amplasate pe traseele conductelor magistrale, inainte sau dupa statiile de recomprimare sau in punctele principale de ramificatie ale retelei de transport gaze.

In figura sunt reprezentate schematic, in patru variante (a, b, c, d), instalatiile de suprafata folosite pentru extractie la sondele de gaze. O instalatie de suprafata cuprinde urmatoarele parti principale:

- capul de eruptie 1;

- dispozitivul pentru reglarea debitului la sondele de gaz metan (ventilul coltar) 2;

- separatorul pentru impuritati (lichide, noroi, nisip) 3;- caloriferul 4;- debitmetrul 5 sau discul calibrat 6, pentru determinarea

debitului sondei.Cele patru variante de instalatii se deosebesc intre ele

prin aceea ca nu toate au calorifer; trei variante au disc calibrat, iar una are debitmetru. La sondele de mica presiune la care raportul intre presiunea din conducta de gaze si presiunea dupa separator este mai mare decat 0,55 (valoarea critica), debitul de gaze se masoara cu un debitmetru 5. La sondele de presiune medie si mare la care valoarea raportului presiunilor este mai mica decat 0,55, debitul de gaze se masoara cu un disc calibrat 6. La sondele de medie si mare presiune, ventilul coltar se monteaza inaintea separatorului poentru a-l putea izola de capul de eruptie si a-l scurge la presiunea mai mica a conductei. Daca, la trecerea prin dispozitivul de masura, gazele se racesc mult, atunci caloriferul se monteaza dupa dispozitiv (varianta c); in caz contrar, caloriferul se monteaza inainte de dispozitiv (variantele a si b); nu se prevede calorifer in varianta d folosita, de exemplu, la sondele cu temperaturi de fund ridicate, la care gazele nu se racesc sub o temperatura la care se pot forma dopuri de gheata in conducta (criohidrati).

Uneori se mai prevad la instalatiile de extractie a gazelor ;

- o duza dupa capul de eruptie, pentru limitarea debitului de gaze in caz de avarie la gura sondei;

- o duza fixa inaintea caloriferului, pentru laminarea gazelor pana la presiunea conductei;

- doua separatoare, unul inainte si unul dupa calorifer, in cazul cand fluidul care iese din sonda contine mult lichid (apa, respectiv condensat), iar al doilea cand caloriferul nu poate vaporiza tot lichidul ce se formeaza dupa laminarea gazelor.

b.Separarea impuritatilor solide si lichide la sonde si campuri (etapa I). Impuritatile solide si lichide continute de gaze sunt constituite din particule de roca, granule de nisip, apa de zacamant sau apa filtrata din noroiul de foraj, condensat sau gazolina. Separarea acestora se face in separatoare de acelasi tip cu cele folosite in parcurile de titei, dar si de constructii speciale. Principiul care sta la baza constructiei acestor separatoare este separarea sub actiunea fortei gravitationale, atunci cand viteza de circulatie scade sub viteza critica.

Pentru cresterea eficientei separarii, acest principiu este combinat si cu altele, si anume :

- separarea prin inertie care se realizeaza prin schimbari bruste de directie;

- separarea ca efect al fortei centrifuge;- separarea prin contactul dintre gaze si o suprafata

lichida sau umeda;- separarea prin filtrare.

Separatoarele folosite la sonde si parcuri pot fi montate dupa duza (ventil coltar) sau inainte.

Prima metoda consta in mentinerea in separator a unei presiuni suficiente transportului gazelor pe conducta sau alimentarii statiilor de compresoare intermediare. In acest caz prin detenta de la duza (scaderea brusca a presiunii), se produce o crestere a volumului si se creeaza conditii de evaporare a apei continute de gaze. Avantajul acestei metode consta in aceea ca separatoarele pot fi construite pentru presiuni mici.

Cea de-a doua metoda este mai des folosita deoarece din cauza presiunii mai mari nu se favorizeaza evaporarea apei, separarea acesteia fiind mai eficienta datorita vitezelor mici de circulatie. Presiunea de separare fiind egala cu presiunea sondei, constructia separatoarelor trebuie sa fie mai robusta.

Dispozitivul pentru reglarea gazelor la sondele de gaz metan se foloseste pentru reglarea si, in special, pentru inchiderea comoda a sondei in apropierea parcului. Se executa in mod normal in dimensiunile nominale 76,2 si 101,6 mm ( 3 si 4 in) dar la cerere se pot executa si

dimensiuni mai mici, pentru presiunile de 70, 140, 210 si 350 bar.

Separatoare pentru impuritati. Pentru separarea impuritatilor (gazolina, condensat, apa, noroi, particule de marna) din gaze se utilizeaza separatoare de tipuri diferite.

Separatorul vertical se utilizeaza, in special, la sonde cu debite si presiuni mici.

Separarea lichidului din gaze se realizeaza prin efectul fortei gravitationale si al fortei de inertie a particulelor de lichid care, iesind prin racordul de intrare, sunt conduse spre fundul separatorului.

Separatorul combinat se compune dintr-o spirala de tevi de 4 in, asezate pe un cilindru orizontal; separatorul functioneaza pe baza efectelor combinate ale fortelor centrifuge si gravitationale. Efectul fortei centrifuge se realizeaza in cele patru spirale, care comunica prin niste fante cu cilindrul orizontal, in care se produce efectul fortei gravitationale asupra particulelor de lichid. Acest separator se poate construi pentru presiuni pana la circa 100 bar. La un capat al spiralei se afla o pereche de flanse intre care este montata o placa din tabla de otel, cu grosimea astfel calculata incat se sparge la depasirea presiunii maxime de lucru (in loc de supapa de siguranta).

Separatorul-ciclon lucreaza sub efectul fortei centrifuge. La acest tip, fluidul extras este condus cu viteza mare de-a lungul unui element elicoidal. Datorita constructiei si a dimensiunilor mici, acest separator poate fi folosit la presiuni inalte (200 bar si mai mult), precum si pentru fluide cu multe impuritati.

Separatorul din burlane (gunbarrel) se poate executa pentru presiuni pana la 200 bar din burlane de 139,7 mm (51/2 in) si mai mari, cu lungimea de la 1 pana la 8 m. Separatorul este de tipul celor folosite la conductele de gaze; se monteaza ingropat in pamant si are o eficienta mare, motiv pentru care se utilizeaza, in ultimul timp, in locul separatoarelor obisnuite.

Separatorul functioneaza sub influenta fortei gravitationale, separarea particulelor de lichid producandu-

se pe toata lungimea burlanului din care ele curg in burlanul inferior, de unde sunt evacuate.

Se mai folosesc separatoare cilindrice verticale de constructie similara cu separatoarele folosite la extractia titeiului.

Pentru separarea lichidului din gazele extrase se aplica, uneori, si procedeul de laminare a curentului de gaze printr-un orificiu producand si destindere, combinat cu un efect de racire intensiva care duce la aglomerarea picaturilor fine de lichid din gaze si la o lichefiere partiala a hidrocarburilor grele.

O separare mai completa a lichidelor se realizeaza prin procedeul de uscare a gazelor : gazele trec printr-un strat de substanta solida (de exemplu, silicagel) care adsoarbe particulele lichide sau trec printr-o coloana.

Caloriferele folosite la incalzirea gazelor pentru a impiedica formarea si depunerea lichidelor pe conducta sunt alcatuite din : un vas umplut cu apa, de dimensiuni corespunzatoarte (corpul cazanului) in care sunt montate : un sistem de tevi 7 prin care trec gazele de ardere de la focar la un cos si un sistem de tevi 3 prin care trec gazele ce urmeaza a fi incalzite, deci apa este agentul intermediar principal care transfera caldura de ardere la gaze.

Datorita acestei constructii, caloriferele pot fi executate si pentru trecerea gazelor cu presiuni inalte (pana la 140 bar si chiar mai mari). In schelele noastre se folosesc trei tipuri de calorifere care au capacitatea de 83000, 336000 si 762000 kJ/h (25000, 80000 si 160000 kcal/h).

Regulatoarele de presiune se monteaza pe conductele de gaze si mentin presiunea constanta fie inainte de regulator (amonte), fie dupa regulator (aval). Regulatoarele de amonte mentin presiunea constanta la gura sondei, respectiv debitul sondei; regulatoarele de aval mentin constanta presiunea de alimentare cu gaze a consumatorului.

Regulatorul de amonte este construit astfel incat pe partea superioara a diafragmei elastice 5 apasa presiunea gazelor ce intra in carcasa diafragmei 3, 4 prin tubul de legatura 2. Aceasta presiune cauta sa impinga in jos

supapele 11, legate de diafragma prin tija 7 si sa mareasca deschiderea acestora. Efectul acestei presiuni este contrabalansat de forta arcului 8, care cauta sa ridice diafragma si sa micsoreze deschiderea supapelor. In conditii normale de lucru exista un echilibru intre presiunea gazelor si forta arcului, deschiderea supapelor corespunzand debitului normal al sondei. Cand presiunea in amonte creste dintr-un motiv oarecare, atunci presiunea gazelor depaseste forta arcului, diafragma este apasata in jos si supapele se deschid mai mult, ceea ce duce la scaderea presiunii in amonte. Cand presiunea in amonte scade sub cea normala, forta arcului inchide supapa.

Regulatorul de aval are aceeasi constructie ca si regulatorul de amonte cu deosebirea ca la deschidere supapele se deplaseaza de jos in sus, iar tubul 2 leaga partea conductei de aval cu carcasa diafragmei. Cand presiunea gazelor in partea de aval scade sub cea normala, forta arcului 8 invinge presiunea gazelor, iar supapa se deschide mai mult, debitul sondei se mareste si astfel se restabileste presiunea in aval. Cand presiunea gazelor in aval creste peste cea normala, presiunea gazelor depaseste forta arcului si deschiderea supapei se micsoreaza, ceea ce duce la micsorarea debitului sondei si, in consecinta, la micsorarea presiunii in aval.

Exista si regulatoare la care presiunea gazelor pe diafragma este contrabalansata cu ajutorul unei parghii cu contragreutati sau cu ajutorul unor dispozitive-pilot cu valve.

Se mentioneaza ca domeniul principal de folosire a regulatoarelor de presiune nu sunt sondele, ci statiile de alimentare cu gaze a consumatorilor.

4.NORME DE SANATATE SI SECURITATE IN MUNCA

In tara noastra, protectia muncii constituie o problema de stat. S-au eleborat legi, norme si instructiuni care reglementeaza toata activitatea in industria extractive a gazelor.

Personalul trebuie sa cunoasca : Normele departamentale de protectie a muncii in domeniul specific de lucru, Normele republicane de protectie a muncii, Normele de prevenire si stingere a incendiilor, decizii, ordine, etc.

Transportul, amplasarea, montarea si punerea in functiune a instalatiilor mobile sau fixe se vor executa ca si

revizia si intretinerea acestora in conformitate cu instructiunile elaborate de constructor. Instructiunile vor fi extrase pe faze de lucrari (transport-amplasare, montaj-demontaj, utilizare, intretinere,etc.) dotandu-se brigade cu instructiuni corespunzatoare lucrarilor ce executa.

Toti omenii muncii trebuie sa cunoasca normele care au contingenta cu locul de munca. In cazul in care normele nu sunt respectate, pot avea loc accidente de munca.

La incadrare fiecare om al muncii trebuie sa fie supus unui instructaj general si specific locului de munca, in scopul insusirii cunostintelor necesare. La locul de munca se va face un nou instructaj de protectie a muncii, specific lucrarilor de executat.

Manometrele si toate aparatele indicatoare trebuie sa fie in buna stare, sa aiba vizibil marcata cu rosu diviziunea maxima si sa fie orientate cu cadranul spre locul unde trebuie observat in mod normal.

La transportarea utilajelor in scopul montarii se va da mare atentie ca dispozitivele ajutatoare si cablurile sa fie verificate. Legarea cablurilor se va face sigur si nu improvizat.

La instalatiile electrice intervine numai personalul specializat (electricieni calificati).

Dupa executarea montarii unei instalatii se face in mod obligatoriu receptia de catre o comisie si dupa avizarea comisiei va fi instruit personalul de exploatare.

Inainte de inceperea oricarei reparatii, se opreste instalatia sau utilajul, se asigura toate comenzile care ar putea pune in mod accidental utilajul in functiune si numai dupa aceea se incepe reparatia.

Inainte de repunerea in functiune a unui utilaj reparat se vor monta toate aparatorile si dispozitivele de siguranta si blocare, controlate sa fie in buna stare.

Instalatiile de prelucrarea si manipularea gazelor vor fi montate in cladiri metalice sau din materiale neinflamabile. Usile si ferestrele acestor cladiri se vor deschide catre exterior. Usile vor fi prevazute pe pereti opusi.

Toate cladirile vor fi prevazute cu instalatii de aerisire naturale, mecanice sau mixte, astfel dimensionate incat,

tinand seama de neetanseitati, sa nu se depaseasca concentratia limita admisa de hidrocarburi.

Pardoseala cladirilor va fi din material neinflamabil.Conductele a caror temperatura este mai mare de 600 C

se vor izola termic.Toate aparatele electrice (telefoane, claxoane, sonerii)

si instalatia de iluminat vor fi in constructie incapsulata.Nu se vor depozita in interiorul cladirii materiale

inflamabile.In cazul declansarii unui inceput de incendiu se vor lua

masurile prevazute in instructiunile afisate in fiecare instalatie, care cuprind, in mare, urmatoarele :

- se inchid robinetele de pe conductele de alimentare cu gaze;

- se scurge presiunea din instalatie la cosul special amenajat;

- se anunta forurile superioare si pompierii;- se actioneaza pentru limitarea inceputului de incendiu

cu mijloace pompieristice din dotarea instalatiei.

5. BIBLIOGRAFIE

1. Interventii, reparatii si probe de productie la sonde,

N. Nicolescu, Ed. Tehnica, Bucuresti

2. Masini, utilaje si instalatii pentru foraj-extractie, At.

Purcel, G. Mocuta, manual, Ed. Didactica si

Pedagogica, Bucuresti

3. Extractia si transportul titeiului si gazelor, D. Duinea,

O. Pop, R. Dragulescu, manual, Ed. Didactica si

Pedagogica, Bucuresti

4. Manualul inginerului petrolist, N. Dragotescu, Ed.

Tehnica, Bucuresti

5. Extractia, tratarea si transportul titeiului si gazelor,

Metsc, R. Petcovici, Ed. Didactica si Pedagogica,

Bucuresti

6.PARTE GRAFICA

CUPRINS :

ARGUMENT

1.GENERALITATI

2.ECHIPAMENTUL SONDELOR DE GAZE

2.1.Capete de coloana

2.2.Dispozitiv pentru suspendarea tevilor de

extractie

2.3.Capul de eruptie

2.4.Tevi de extractie

2.5.Packere

3.COLECTAREA SI EPURAREA PRODUCTIEI SONDELOR DE

GAZE

4.NORME DE SANATATE SI SECURITATE IN MUNCA

5. BIBLIOGRAFIE6.PARTE GRAFICA

ARGUMENT

Urmatoarele obiective ale industriei extractive de petrol, cum ar fi : intensificarea forajului pe structurile de mare adancime si pe platforma continentala maritima , cresterea factorului final de recuperare a pierderilor din zacamintele de petrol de la 30% la 40% , marirea gradului de utilizare a fondului activ de sonde , punerea in productie de sonde noi , si a sondelor cu interventii si reparatii capitale, impun inceperea unei noi etape de dezvoltare , bazata pe un continuu progres tehnic , pe o pregatire profesionala inalta , pe o participare unanima si eficienta a tuturor lucratorilor din industria extractiva . Ridicarea gradului de instruire profesionala se realizeza prin imbinarea cunostiintelor teoretice capatate in diverse etape , cu cele practice , insusite in santiere , ambele completate si improspatate prin reciclari si perfectionari periodice .

Afluxul de titei din strat in gaura de sonda este conditionat de presiunile sistemului strat – sonda care, in decursul exploatarii se schimba in functie de evolutia conditiilor de zacamant . Din aceasta cauza este necesar ca sistemul cu care se extrage titeiul din strat si se aduce la suprafata sa fie schimbat , deci sa se foloseasca mai multe metode de extractie , si anume :

- Metoda de extractie prin eruptie naturala - este cea mai ieftina si cea mai rationala . Sondele produc prin aceasta metoda atat timp cat zacamantul are o presiune destul de mare pentru a aduce prin tevile de extractie , titeiul la suprafata .

- Metoda de extractie prin eruptie artificiala - este aplicata adeseori in continuarea eruptiei naturale , cand presiunea zacamantului este insuficenta pentru ridicarea titeiului la suprafata. De asemenea metoda se mai aplica atunci cand dupa perioada de eruptie naturala , debitul de titei extras , adancimile la care produc sondele , sau alti factori locali nupermit trecerea la exploatarea de adancime . Pentru exploatarea prin eruptie artificiala se introduc gaze sub presiune intre coloana de exploatare si tevile de extractie , care ajungand la sabotul tevilor de extractie , se amesteca cu fluidul produs de zacamant si impreuna se ridica la suprafata . Echipamentul folosit in gaura de sonda si

la suprafata este acelasi , atat la sondele in eruptie naturala , cat si la sondele in eruptie artificiala .

- Metoda de extractie prin pompaj de adancime - se aplica de regula , atunci cand cantitatea de gaze introduse pentru eruptia artificiala este prea mare fata de cantitatea de titei extras sau atuci cand presiunea zacamantului este prea mica . Astfel , la majoritatea sondelor , in faza finala de exploatare , extractia titeiului se face prin pompaj , tara noastra avand peste 85% din sondele productive exploatate prin aceasta metoda . In acest sistem , titeiul se extrage din pompe cu ajutorul unor pompe de adancime , actionate de la suprafata , fie de unitati de pompare , prin intermediul unei garnituri de prajini , fie de instalatiii hidraulice sau electrice .

Lucrarea de fata trateaza problema exploatarii sondelor de gaze, abordand urmatoarele capitole :

Argument1.Generalitati2.Echipamentul sondelor de gaze2.1.Capete de coloana2.2.Dispozitiv pentru suspendarea tevilor de extractie2.3.Capul de eruptie2.4.Tevi de extractie2.5.Packere3.Colectarea si epurarea productiei sondelor de gaze4.Norme de sanatate si securitate in munca5. Bibliografie6.Parte grafica

CUPRINS :

ARGUMENT

1.GENERALITATI

2.ECHIPAMENTUL SONDELOR DE GAZE

2.1.Capete de coloana

2.2.Dispozitiv pentru suspendarea tevilor de

extractie

2.3.Capul de eruptie

2.4.Tevi de extractie

2.5.Packere

3.COLECTAREA SI EPURAREA PRODUCTIEI SONDELOR DE

GAZE

4.NORME DE SANATATE SI SECURITATE IN MUNCA

5. BIBLIOGRAFIE6.PARTE GRAFICA