Обоснование технологических параметров процесса закачивания тампонажного раствора.

Определяется число смесительных машин для каждого вида тампонажного материала (п_см)

п_см = G_тм / т_нас ^. V_бунк ,(9.10)

где: т_нас - насыпная масса сухой тампонажной смеси, кг/м³;

m_нас= 1100 - 1200 кг/м³ для облегченных цементов,

m_нас= 1400 - 1450 кг/м³ для цементов нормальной плотности

V_бунк - емкость бункера смесительной машины, м³.

Следует помнить, что смесительные машины (2СМН-20, АС-20) имеют транспортную грузоподъемность 10 т., тогда как, в стационарных условиях их грузоподъемность составляет 20 т. Это необходимо учитывать при определении числа смесительных машин, и при необходимости планировать привлечение цементовозов для доставки цемента на буровую.

Тип цементировочного агрегата зависит от выбранных смесительных машин. Например, цементировочные агрегаты ЦА-400 и их современные аналоги не имеют водяного насоса. В комплекте цементировочных агрегатов ЦА-320 и хи современных аналогов имеется водяной насос для подачи воды в смеситель при затворении тампонажного раствора и эти агрегаты, возможно, использовать в паре со смесителем 2СМН-20. Характеристики цементировочных и насосных агрегатов приведены в [8, 9, 18, 19] и табл. 9.2, 9.3.

Таблица 9.2 - Подача и давление цементировочных агрегатов

Тип агрегата	Скорость	Диаметр втулок
		115(120)
Q	P	Q	P	Q	P	Q	P	Q	P
ЦА-320М	I II III IV	1,4 2,5 4,8 8,6		- - - -	- - - -	1,7 3,2 6,0 10,7		2,3 4,3 8,1 14,5		- - - -	- - - -
3ЦА-400	I II III IV	- - - -	- - - -	6,6 9,5 14,1 19,5		- - - -	- - - -	8,8 12,6 18,6 23,4		11,2 16,1 23,8 33,0
4АН-700	I II III IV	6,0 8,3 11,6 14,6		- - - -	- - - -	9,0 12,3 17,3 22,0		- - - -	- - - -	- - - -	- - - -

Примечание. Подача Q в л/с, давление Р в МПа.

 

Таблица 9.3 - Производительность смесительных машин по тампонажному раствору, л/с

Водоцементное отношение раствора (В/Ц)	Подача водяного насоса (Qв), л/с
0,4 – 0,5	11 - 12	21 - 22
0,8 – 1,0	8,5 – 9,6	16 - 18

Количество цементировочных агрегатов (ЦА), работающих совместно с конкретной цементно-смесительной машиной определяется производительностью смесителя по тампонажному раствору и суммарной производительностью насосов высокого давления у ЦА, производящих закачку приготовленного раствора в скважину. Эти производительности должны соответствовать друг другу. Производительность смесителя по тампонажному раствору зависит от производительности водяного насоса Qвн и состава тампонажного раствора

Qсм = Qв / (В/Ц)^.q_c (9.11)

Из табл. 9.3, например, следует, что при Qв = 13 л/с с каждой смесительной машиной должны работать не менее двух ЦА-320 (максимальная производительность ЦА-320 при втулках Æ 125 мм равна 14 л/с).

При Qв = 7 л/с при использовании ЦА-320, с каждой смесительной машиной можно использовать один цементный агрегат. Следует также учитывать, что в процессе цементирования возможны поломки ЦА, поэтому во избежание перерывов в работе при цементировании глубоких скважин стремятся с каждой смесительной машиной обвязывать два ЦА. Некоторые варианты обвязки цементировочной техники приведены на рис. 9.1, 9.2.

При планировании операции цементирования необходимо определить количество тампонажных материалов по видам загружаемого в каждую цементосмесительную машину, объемы воды, находящиеся в мерных емкостях цементировочных агрегатов, количество химических реагентов добавляемых в жидкость для каждого вида тампонажного материала. Важно определить схему подачи жидкости затворения и продавочной жидкости к агрегатам, участвующих в процессе продавки.

В процессе приготовления и закачки тампонажного раствора в скважину необходимо использовать осреднительную емкость. Суммарная производительность насосных агрегатов, откачивающих тампонажный раствор из осреднительной емкости, должна соответствовать производительности смесительных машин готовящих тампонажный раствор.

 

Рисунок 9.1 – Схема обвязки цементировочной техники

1 – цементировочная головка; узел приготовления цементного раствора (цементосмесительная машина); 3 - узел приготовления облегченного цементного раствора; 4 - цементировочный агрегат для подачи воды и продавочной жидкости; 5 – линия подачи воды и продавочной жидкости; 6 – цементировочный агрегат для начала прдавки.

 

Рисунок 9.2 – Схема обвязки цементировочной техники с использованием блока манифольда БМ-700

1 – цементировочноя головка; 2 – блок манифольдов; 3 - станция контроля цементирования;4 – линия подачи воды и продавочной жидкости; 5 - нагнетательные линии подачи цементного раствора и продавочной жидкости; 6 – ЦА-320; 7 – «СМН-20; 8 – агрегат для подачи воды.

Закачку тампонажного раствора в скважину целесообразно начинать, когда осреднительная емкость заполнится больше, чем на 50%. Схема обвязки цементировочной техники с использованием осреднительной емкости показана на рис. 9.3.

 

 

Рисунок 9.3. – Схема расстановки техники при цементировании

1 – цементировочные агрегаты; 2 – цементосмесительные машины; 3 - осреднительная емкость; 4 – блок манифольдов; 5 – линии низкого давления (откачки цементного раствора); 6 – линия для подачи жидкости затворения; 7 – стояк буровой (для подачи продавочной жидкости); 8 – линии высокого давления (для закачки цементного раствора и продавочной жидкости);