Подземный ремонт скважин

 

Подземный ремонт скважин связан с подъемом из скважины и спуском оборудования, инструмента, различных приборов, а также с закачкой в скважину технологических жидкостей.

Для этого применяются следующие способы ремонта:

1. с помощью скважинного трубопровода, собираемого из от­дельных труб;

2. с помощью скважинного трубопровода из гибких труб, нама­тываемых на барабан;

3. с использованием канатной техники или на кабеле.

Для доставки технологических жидкостей используются скважинные трубопроводы, межтрубное (если скважинных трубопроводов несколько) и затрубное пространство. Как пра­вило, при применении нескольких скважинных трубопроводов, их размещают концентрично по типу "труба в трубе". Парал­лельное подвешивание требует больших диаметров обсадных колонн и специального оборудования, например пакеров с дву­мя параллельно расположенными стволами. Поэтому такое подвешивание не нашло широкого применения в нашей стране.

Подземный ремонт может проводиться при открытом и за­крытом или герметизированном устье.

В первом случае скважину необходимо останавливать путем ее глушения и замещения внутрискважинной жидкости на бе­зопасную жидкость с целью снижения ее агрессивного воздей­ствия на бригаду подземного ремонта и окружающую среду. Глушение скважины, как правило, существенно ухудшает со­стояние призабойной зоны скважины и может привести к снижению ее дебита.

Во втором случае ремонт производится без глушения сква­жины, что не приводит к снижению ее дебита после ремонта, улучшает условия работы бригады подземного ремонта и сни­жает вероятность загрязнения окружающей среды. Но при этом требуется сложное дорогостоящее оборудование, включа­ющее устьевые превенторы и уплотнение устья, способное обеспечивать герметичный пропуск труб с муфтами. Кроме то­го, в отличие от ремонта при открытом устье, где спуск обору­дования происходит под его собственным весом, в этом случае необходимо использование специальных устройств на устье, обеспечивающих создание осевой нагрузки на трубы для про­талкивания колонны в скважину при больших давлениях на нем.

В последнее время ремонт при герметизированном устье получил широкое распространение при использовании установок с гибкими трубами (см.рис. выше). Это объясняется: существенным упрощением устьевого оборудования вследствие отсутствия муфт на трубах и выполнения труб, наматываемых на барабан; возможностью быстрого проведения спускоподъемных операций и широкого применения средств автоматизации и контроля. Подобные технологии все больше используются в нашей стране для борьбы с парафиновыми, гидратными пробками. Известно их применение для спуска исследовательских приборов, установки газлифтных клапанов, т.е. в случаях, где необходим быстрый спуск приборов при герметизированном устье. С использованием азотных технологий.т.е. мобильных азотных установок для генерации азота и его применения для различных технологичеких процессов освоения и ремонта скважин, получили широкое распространение установки с трубами. Азот позволяет обеспечить безопасное ведение работ.

Наибольшее распространение получил подземный ремонт при открытом устье с собиранием колонны НКТ и штанг из отдельных труб и штанг соответственно.

Спуск и подъем различного подземного оборудования и инструмента при подземном ремонте осуществляется с помощью подъемной установки, называемой агрегатом для подземного ремонта скважин. Подъемная лебедка предназначена для работы в сочетании со стационарными вышками, установленными над устьем скважины На верху вышки монтируется кронблок оснащенный талевым канатом с талевым блоком. На талевом блоке подвешивается крюк, на котором с помощью штропов и элеватора крепиться колонна НКТ или штанг. Стальной талевый канат от лебедки подъемника пропускается через оттяжный ролик расположенный в низу вышки, через ролики кронблока и талевого блока и обратно в том же порядке. Неподвижный конец каната приклепляется у основания вышки, а подвижный - к барабану лебедки. Оттяжный ролик предупреждает опрокидывание вышки при подъеме или спуске колонны труб.

Оборудование для подземного ремонта предусматривает наличие на скважине постоянной эксплуатационной вышки, что не совсем удобно. Поэтому в настоящее время большее распространение получили подъемные агрегаты, на которые смонтированы мачта. и все необходимое оборудование для проведения спускоподъемных работ. Подобные работы могут осуществляться как с укладкой труб на мостки так и с их установкой в вертикальном положение. Последнее обычно предусматривает применение верхового рабочего и более предпочтительнее, так как при этом не происходит износ ниппельных концов труб, что позволяет примеить трубы типа НКМ и других аналогичных этому, у которых уплотнение соединений выполнено за счет специальных проточек на концах или за счет применения различных уплотнительных колец, например, из тефлона.

Если подъемная установка большой грузоподъемности снабжена дополнительным оборудованием, позволяющим существенно повысить ее функциональные возможности, например проводить буровые работы, т.е. если в ее состав входят насосный блок, блок очистки и подготовки бурового раствора передвижные мостки с рабочей площадкой, то такая установка является комплексом подъемного оборудования.

Различия между агрегатами для текущего и капитального ремонта скважин условные, в одних случаях агрегат может использоваться для текущего ремонта, а в других для капитального. Считают, что агрегат для капитального ремонта, должен иметь большую грузоподъемность и иметь возможность проводить буровые работы.

 

Роторная установка

Роторная установка УРК-50 состоит из электродвигателей, коробки передач и ротора Электродвигатель ВАО-81-6 - ассинхронный, мощностью 30 кВт и частотой вращения 980 мин^-1. Коробка передач - трехскоростная. Ротор Р-360 с проходным отверстием 360 мм расчитан нанагрузку стола 1200кН. Вкладыши ротора выполнены под квадраты труб 89 и 114 мм.

Для уменьшения натяжения каната при намотке на барабан подъемника или агрегата используют талевую систему, состоящую из системы неподвижных роликов- талевого блока. крюка и талевого каната.

Кронблок устанавливается на верху вышки или мачты, их талевый блок подвешивается на талевом канате, а крюк к нижней серьге талевого блока. Кронблок типа КБ имеет грузоподъемность от 12,5 до 125 т.

Талевый блок - подвижная часть талевой системы представляет собой канатный шкив, насаженный на роликоподшипниках на ось, неподвижно установленую в двух щеках. К нижней части щек подвешена серьга соединния с крюком. Талевый блок типа БТ также имеет грузоподъемнсть от 12,5 до 125.

 

Подъемный крюк, ПВО, забойные двигатели

Крюк подъемный - подвижная часть талевой системы - предназначен для подвешивания стропов, элеваторов, вертлюгов и других приспособлений. Крюк типа КР в сиполнении I (однорогий) имеет грузоподъемность 12,5 и 20т, в исполнении II (трехрогий) от 32 до 125т. Крюк состоит из рога, подвески и серьги. Подвеска имеет упорный подшипник и пружину, что обеспечивает вращение рога как под нагрузкой, так и без нее. С помощью серьги крюк подвешивается к талевой системе.

 

Противовыбросовое оборудование предназначено для герметизации устья скважины при капитальном ремонте скважин как при наличии, так и отсуствии колонны труб. В состав противовыбросового оборудования входят превентор плашечный, манифольд и гидравлическое управление. Превентор может быть и с ручным управлением. Основаная деталь герметизации - плашки разъемные со сменными вкладышами и резиновыми уплотнениями. Трубные плашки закрывают превентор при наличии в скважине колонны НКТ даметром 60-114 мм, а глухие перекрывают устье при их отсуствии.

Винтовые забойные двигатели используют для разбуривания цементных мостов, песчанных пробок, а так же для забуривания вторых стволов через окна в колонне обсадных труб. По принципу действия эти двигатели представляют собой планетарно-роторную гидромашину объемного типа с внутренним косозубым зацеплением рабочих органов

 

Вертлюг

Вертлюг является соединительным звеном между талевой системой и внутрискважинным инструментом. Он подвешивается на подъемный крюк и обеспечивает вращение инструмента и подачу промывочной жидкости через шланговое соединение в колонну труб к забою скважины. При подземном ремонте используют промывочные (ВП) и эксплуатационые (ВЭ)

 

ВЕРТЛЮГ ПРОМЫВОЧНЫЙ

 

Вертлюг ВЭ-50 и ВЭ-80 (ниже в таблице) состоит из неподвижной и вращающейся частей. В неподвижную часть входит корпус, крышка, серьга и отвод трубы. Вращающаяся часть - ствол, установленный на трех подшипниках для восприятия осевой и радиальной нагрузок, возникающих при работе. Соединение промывочного шланга с вертлюгом - быстросборное.

Промывочный вертлюг не позволяет осуществлять вращение труб, он предназначен лишь для подачи промывочной жидкости в колонну труб.

При СПО операциях применяют специальные инструменты: ключи, элеваторы, штропы, спайдеры и другие приспособления.

ВЕРТЛЮГ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ ВЭ-50

Техническая характеристика вертлюга

Показатель	ВЭ-50	ВЭ-80
Максимальная нагрузка на ствол, кН
Диаметр проходного отверстия, мм
Максимальное давление жидкости, МПа
Присоединительная резьба под НКТ

 

 

Элеваторы

Элеваторы предназначены для захвата и удержания колонны штанг и труб на весу в процессе СПО. По назначению элеваторы бывают трубные и штанговые.

По типу захвата и удержания трубные элеваторы быть: а) с захватом под муфту; б) с захватом по высадку трубы; в) с захватом за тело. как я слышал что это элеватор-спайдер.

Элеваторы первого типа очень распространены и предназначены для работы с муфтовыми трубами. Элеваторы второго типа необходимы для работы с трубами с высадкой наружу, а третьего типа - для работ с безмуфтовыми трубами.

Хочу добавить, что элеваторы с захватом под муфту, могут работать и с высаженной трубой, в этом случае у элеватора просто меняется захват, на котором обязательно написан диаметр трубы и обозначение гладкая труба или высадка.

По типу захвата и удержания штанговые элеваторы могут быть с захватом под высадку или квадрат штанги.

Элеваторы первого типа наиболее распространены и предназначены для работы по двуэлеваторной технологии. Элеватор с захватом под квадрат штанги позволяет работать по одоэлеваторной технологии, однако при работе с этим элеватором необходимо его соединение с талевым блоком с возможностью его вращения, так как при свинчивании-развинчивании элеватор вращается вместе со штангами. Применение подобных элеваторов наиболее целесообразно при установке развинченных штанг в вертикальном положении, так как на мачте они устанавливаются путем подвески за высадку.

По конструкции трубные элеваторы могут быть одно- и двухштропные. Вот первые как раз и получили свое распространение в подземном ремонте.

Элеватор относиться к наиболее ответсвенным инструментам спускоподъемных оперций (СПО), его отказ приводит к созданию серьезных аварий и угрожает жизни оператора подземного ремонта скважин.

Наиболее ответсвенным элементом элеватора является его механизм запирания.

К элеваторам предъявляются следующие требования:

· обеспечение надежной работы в условиях сильного загрязнения поверхности труб нефтью, парафинами и солями, а так же при низких температурах;

· стойкость к динамическим нагрузкам от рывков и ударов, возникших при эксплуатации, например при ловильных работах; легкость и удобство в работе, отсутствие выступающих частей частей во избежание задевания при подъеме за элементы талевой системы, одежду оператора и т.д.

Кроме того механизм запирания должен:

· Обеспечить надежную работу рукой в рукавице, причем желательно одной рукой, так как при этом увеличивается устойчивость оператора;

· Выдерживать большое количество циклов открытия-закрытия, быть простым и надежным в работе;

· Обеспечивать однозначность роложения закрыто-открыто, иметь несколько степеней защиты от несанкционированного открытия;

Положение механизма запирания должно контролироваться как визуально, так и нас лух по щелчку.

На промыслах в подземном ремонте наибольшее распространение получили одноштропные элеваторы с захватом под муфту типа ЭТА входящие в комплект ннструмента для работы с НКТ: элеватор типа ЭТА - ручной ключ типа КТГУ - механический ключ типа АПР или КМУ.

Выпускаются элеваторы ЭТА-32, ЭТА-50 и ЭТА-60 грузоподъемностью соответсвенно 32, 50 и 60 т.

Они позволяют работать с НКТ диаметром 48, 60, 73, и 89 мм как с гладкими так и с высадкой. Переход с одного диаметра на другой осуществляется путем смены захватов.

Ишимбайским машиностроительным заводом освоен выпуск элеватора с новой системой запирания пальцевого типа ЭТА-П. Выпускаются элеваторы ЭТА-32П, ЭТА-50П, ЭТА-60П.

Преимущества и особенности элеваторов типа ЭТА-П:

· рукоятка выполнена неподвижной относительно корпуса благодаря чему практически исключен износ указанных деталей по месту их сопряжения, являющейся из основных причин отказов и списний типа ЭТА;

· из операций открытия закрытия исключен поворот рукоятки, а все управления замком осуществляется только движением рычага рукоятки, что упращает работу;

· замок обеспечивает прочную фиксацию его захватного узла относительно корпуса практически при любых износах в паре шток-корпус;

· орган управления замком - рычаг - защищен от касания к элементам грузоподъемного сооружения, что снижает риск несанкционированного открытия элеватора;

· замок позволяет вести визуальный и слуховой контроль за его закрытием

· замок позволяет открытие лишь после его полной разгрузки, т.е. когда труба уложена на приемные мостки;

· не требует переворота элеватора

Элеватор типа ЭТАД является двухштропным элеватором с захватом под муфту и имеют грузоподъемность 50 и 80 т. Работают с трубами диаметром 48, 60, 73, 89, 102, 114 мм.

Элеваторы типа ЭХЛ так же относятся к двухштропынм с захватом под муфту, имеют, имеют грузоподъемность 15, 25, 35, 40 и и работают с трубами 60, 73, 89, и 114 мм.

Для работы с насосными штангами наибольшее распространение получили штанговые элеваторы ЭШН-5 и ЭШН-10 грузоподъемностью 5 и 10 т с захватом под высадку штанги