Вопрос 5. Основные технологические операции, выполняемые при ремонте скважин и их характерные особенности.

 

Характерной особенностью подземных ремонтов является то, что независимо от их назначения, продолжительности и сложности, в большинстве случаев выполняются одни и те же технические операции с использованием одних и тех же специальных машин и инструментов.

Технологический цикл подземного ремонта скважин можно расчленить на три основных этапа:

- подготовительные работы,

- собственно ремонт,

- освоение скважины после ремонта.

Первый технологический этап – подготовительные работы – состоит из двух частей, выполняемых независимо друг от друга:

а) подготовка скважины к проведению ремонта,

б) подготовка оборудования и инструмента для ремонта.

Скважину считают подготовленной к ремонту, если создана возможность проведения в ней всех необходимых технологических операций, при соблюдении охраны труда, исключении загрязнения окружающей природной среды и потерь продукции скважины. Такие условия могут быть обеспечены созданием репрессии на эксплуатируемый объект или использованием специальных технических устройств и технологий, предупреждающих возможные проявления пластовых флюидов в процессе ремонта.

Ко второй группе подготовительных работ относят:

- транспортные – доставка на скважину наземного и подземного оборудования, механизмов, инструмента и пр.

- подготовительные – монтаж оборудования и развертывание агрегатов на площадке у скважины, подготовка его к работе, обвязка, опробование.

- заключительные – свертывание комплекса оборудования и подготовка к транспорту, рекультивация и пр.

К этой группе подготовительных работ можно отнести исследование и обследование скважин перед ремонтом.

Собственно ремонт заключается в доставке к заданной зоне ствола скважины необходимого оборудования, инструмента, приборов, технологических материалов (реагентов) и выполнения определенных технических манипуляций, соответствующих цели ремонта.

Этап собственно ремонта включает и процесс извлечения из скважины подземного эксплуатационного оборудования для замены, ревизии или подготовки к необходимым технологиям ремонта.

Подавляющее большинство текущих и капитальных ремонтов связано с производством спуска и подъема колонны труб (СПО), поэтому эти операции являются частью структуры собственно ремонта и фактически определяют общую его продолжительность.

Освоение скважины заключается в обеспечении условий для притока флюидов из эксплуатационного объекта к ее забою после ремонта.

В зависимости от вида и цели ремонта, способов эксплуатации, величин пластовых давлений, комплектации наземного и внутрискважинного оборудования, систем и особенностей разработки месторождений перечень и количество операций на всех этапах ремонта, а также их характер могут видоизменяться. Так, на скважинах укомплектованных соответствующим оборудованием или с низкими пластовыми давлениями нет необходимости создания репрессии на продуктивные объекты. Некоторые ремонтные операции можно выполнить без спуска и подъема труб, есть виды ремонта, выполняемые проведением одной операцией спуска и подъема, при других – требуется несколько таких операций. Иногда спускоподъемные операции являются целью ремонта, например, для изменения глубины башмака (подвески) подъемных труб.

 

Вопрос 6. Техническое обеспечение технологий ремонта скважин.

Для выполнения подготовительных работ, транспортных и вспомогательных операций, обслуживания оборудования в процессе ремонта, наряду с техническими средствами общего назначения используют и специальные агрегаты.

Ремонт скважин связан с большим числом однотипных операций, которые выполняются машинами, агрегатами и инструментами одного и того же типа и назначения, как в текущем, так и капитальном ремонте, но с различными параметрами. Все многообразие машин, агрегатов и механизмов, используемых при собственно ремонте скважин предназначены для выполнения двух основных групп операций:

с п у с к о п о д ъ е м н ы х

т е х н о л о г и ч е с к и х

Спускоподъемные операции (СПО) заключаются в извлечении и спуске лифтовых (подъемных) колонн в эксплуатационных скважинах и технологических колонн, посредством которых выполняются ремонтные работы. Для их выполнения создано большое количество машин, инструментов и средств механизации.

Конструкция установок, машин и механизмов для работы с прерывными и непрерывными колоннами принципиально отличаются.

Комплект для СПО прерывных колонн составляет:

- оборудование грузоподъемное,

- инструменты и механизмы для отворота и заворота труб, их

захвата и удержания на весу

- средства механизации спускоподъемных операций.

Грузоподъемное оборудование имеет в своем составе вышку или мачту, оснащенную талевой системой и лебедку. Талевая система включает неподвижный кронблок, установленный на верху вышки (мачты) и подвижный талевый блок, через шкивы которых пропущен талевый канат. Один конец талевого каната подвижный (ходовой) соединен с барабаном лебедки, другой конец неподвижный («мертвый») – крепится к основанию вышки (мачты) или к оси талевого блока.

Рис. 3.1 Схема талевых систем

 

а – на прямом канате, б и в – с креплением свободного конца каната к основанию подъемной установки или якорю; г - с креплением свободного конца к талевому блоку; 1 – кронблок; 2 – талевый блок; 3 – талевый канат.

К талевому блоку присоединяется крюк, к которому подвешивается колонна труб или штанг. Грузоподъемный а г р е г а т для ремонта скважин это комплекс подъемных машин и вспомогательных технических средств, размещенных на транспортной базе и соединенных в единый механизм (установку), приспособленный для выполнения спускоподъемных операций. Привод лебедки от тягового двигателя транспортных средств.

 

Рис 3.4 а. Принципиальная схема подземного ремонта скважин

1 – ходовой конец талевого каната, 2 – барабан лебедки, 3 – направляющий ролик,

4 – колонна труб, 5 – элеватор, 6 – штропы, 7 – крюк, 8 – талевый блок, 9 – вышка,

10 – кронблок, 11 – мостки, 12 – рабочие ветви талевого каната.

Агрегаты для текущего ремонта комплектуются набором инструмента и средств механизации для спускоподъемных операций. Агрегаты и установки для капитального ремонта скважин комплектуются дополнительно механизмами вращения колонны труб и промывки скважины – ротором, насосным блоком, механизмами приготовления и очистки промывочных жидкостей, противовыбросовым оборудованием.

 

 

К инструментам для свинчивания и отворота труб и штанг, захвата и удержания их на весу относят трубные и штанговые элеваторы, спайдеры, ключи, штропы и ряд подобных приспособлений, конструкция которых весьма специфична (ПРИЛОЖЕНИЕ 1 к гл 3).

Элеватор – инструмент для захвата и удержания на весу труб (трубный) или штанг (штанговый) в процессе СПО. Элеватор надевается на трубу (штангу) под муфту, к крюку подвешивается посредством штропов. Спайдер – предназначен для удержания колонны захваченной за тело трубы при помощи клиновой подвески путем ее перемещения по наклонной поверхности корпуса. Клиновая подвеска подпружинена и включает обычно три клина, рабочие поверхности которых снабжены плашками.

Элеватор – спайдер предназначен для захвата и удержания на весу безмуфтовых труб. Используют в качестве элеватора подвешенного к крюку, и в качестве спайдера, закрепленного на устье скважины.

Штропы служат для подвески элеваторов к крюку талевой системы. В стержневых элеваторах эта деталь постоянно соединена с его корпусом и не отделяется в процессе работы. Ключи различных конструкций и размеров используют для свинчивания и отвинчивания труб при спускоподъемных операциях.

Подразделяются на ключи для операций выполняемых вручную и с использованием механического привода.

Противовыбросовое оборудование устанавливается на устье с целью предотвращения проникновения в атмосферу газа или жидкости находящихся в скважине в полости НКТ и межтрубного пространства. Комплектуется герметизаторами и превенторами.

Превенторы в подземном ремонте предназначены для герметизации устья скважины при наличии и отсутствии в ней колонны труб. Для обвязки предназначены манифольды, составной частью которых являются запорные устройства (задвижки, краны), тройники, угольники, напорные трубы, манометры.

Оборудование для технологических операций включает оборудование наземное и спускаемое в скважину.

К наземному оборудованию относят оборудование, выполняющие технологические операции с дневной поверхности:

- агрегаты для транспортирования, приготовления и нагнетания в скважину технологических жидкостей, манифодьды и трубопроводы для их обвязки и соединения со скважиной,

- установки для производства пара и нагрева нефти и пластов,

- агрегаты и приборы для исследования и обследования скважин перед выполнением ремонта,

- прочее оборудование, устанавливаемое на устье скважины для выполнения технологических операций,

- специальное оборудование и механизмы, участвующие в технологическом процессе и дислоцированные вне территории скважины.

Агрегат для нагнетания технологических жидкостей представляет собой транспортную базу, на платформе которой смонтированы один, два и более насоса. Агрегат укомплектован всасывающими и нагнетательными линиями, системой управления и контроля. Транспортной базой служат автомобили и тракторы.

Для транспортирования жидкостей предназначены установленные на шасси автомобиля цистерны (автоцистерны), укомплектованные приспособлениями для подачи жидкости к передвижным насосным и смесительным установкам.

Для транспортирования растворов ингибированной соляной кислоты предназначены цистерны-кислотовозы, у которых цистерны изготовлены из нержавеющей (коррозионностойкой) стали, а насос и насосная обвязка в кислотостойком исполнении.

Блок манифольдов предназначен для обвязки нескольких насосных установок между собой и с устьевым оборудованием при нагнетании жидкости в скважину под высоким давлением. Все оборудование смонтировано на шасси автомобиля и включает высоконапорный и приемо-раздаточный коллекторы, комплект всасывающих и нагнетательных линий, подъемную стрелу.

Прогрев скважины паром, промывка горячей нефтью производится парогенераторными установками и агрегатами для депарафинизации, представляющие транспортную базу, на которой смонтированы генераторы пара и нагнетательные насосы.

К оборудованию, спускаемому в скважину, относят:

- устройства для разобщения и герметизации отдельных интервалов скважины и удержания инструментов от перемещения.

- инструменты, применяемые для ликвидации аварий,

- инструменты для разрушения и изменения формы колонны или скважины,

-забойные двигатели для вращения скважинных инструментов,

- механизмы и приспособления для разрушения и очистки скважины от образовавшихся пробок и отложений на обсадных и подъемных трубах,

- трубы технологических колонн, используемых для ремонтных операций,

Якорь скважинный применяется для закрепления в стволе скважины различного оборудования – насосов, фильтров, приборов, пакеров и т.п.

Наиболее широко применяется гидравлический якорь с плашечными закрепляющими элементами. Их преимущество заключается в автоматическом закреплении при создании давления в трубах и откреплении при его снятии. Состоит из корпуса, в радиальных отверстиях которого утоплены плашки с зубчатой поверхностью, удерживаемые пластинчатыми пружинами. Созданием давления в корпусе плашки выдвигаются до контакта с обсадной колонной и воспринимают усилия в любом направлении. При снятии давления пружины возвращают плашки в исходное положение.

Для герметизации и разобщения заданного интервала ствола скважины по вертикали при различных ремонтных операциях предназначены пакеры и разобщающие пробки. Основной частью любого пакера является уплотнительный узел (уплотнитель). Материалом уплотнителя обычно служит резина с большим сопротивлением разрыву Пакер доставляют в заданный интервал ствола скважины в транспортном положении, когда уплотнитель не деформирован. Перекрытие ствола происходит за счет расширения уплотнителя в результате его деформации и заполнения межтрубного пространства.