Оборудование для ремонта скважин под давлением

Для ремонтов скважин под давлением разработаны техника и технология, обеспечивающие сохранение депрессии на пласт и исключение воздействия на него утяжеленных растворов. Подобные работы называются работами под давлением. При их проведении используется оборудование, герметизирующее устье скважины и позволяющее проводить процесс спуска-подъема через это оборудование при избыточном давлении в скважине.

При работах под давлением, например при подъеме НКТ, выполняют следующие операции:

• в нижней части извлекаемой колонны устанавливают устройство (пробка, обратный клапан), препятствующие доступу пластовой жидкости в подъемную колонну;

• поднимают колонну труб при герметизации межколонного пространства;

• после подъема последней трубы устье скважины герметизируется.

При спуске колонны эти работы выполняют в обратной последовательности. Особенностью грузоподъемного механизма, применяемого при выполнении всех этих операций, является обеспечение усилия, направляемого не только вверх при подъеме, но и вниз

 

Рис 5.2 Схема спуско-подъемного механизма:

1- захват (спайдер) подвижной; 2- подвижная траверса;

3-захват неподвижный; 4- шток; 5- корпус цилиндра; 6-

основание

 

 

Рис 5.1 Печать универсальная:

1- Резиновый стакан; 2- винт; 3- алюминиевая оболочка; 4- наживная втулка; 5- направляющий винт; 6- наживная гайка; 7- корпус; 8- переводник;

 

Рис. 5.3 Схема выполнения спуско-подъемных операций с колонной труб на

скважине под давлением

 

 

При подземном ремонте выполняются следующие операции:

Транспортные - доставка к скважине необходимого оборудования и инструмента;

Подготовительные - установка оборудования на площадке у скважины и подготовка его к работе;

Спуско-подъемные операции - извлечение или спуск в скважину оборудования;

Собственно опрерации ремонта;

Заключительные - свертывание комплекса оборудования и подготовка его к транспортировке.

Подразделение операций при подземном ремонте достаточно условно. В ряде случаев операции, собственно подземного ремонта занимает очень мало времени по сравнению со всеми остальными, например смена цилиндра трубного скважинного насоса. Иногда спуско-подъемные операции являются целью ремонта, например при изменении глубины спуска колонны подъемных труб.

Подземный ремонт скважин включает в себя текущий и капитальный ремонты, а текущий,в свою очередь, подразделяется на предупредительный, вынужденный и технологические работы.

Предупредительный ремонт в зависимости от способа эксплуатации включает следующие операции.

При фонтанной или компрессорной эксплуатации;

Спуск или подъем колонны труб;

Замену отдельных изношенных или имеющих дефекты труб;

Установку или замену пакеров, якорей, газлифтных клапанов, клапанов-отсекателей;

Очистку внутренней полости труб от песка, парафина, солей или продуктов коррозии (с подъемом и без подъема труб на поверхность);

Промывку пробок;

При эксплуатации ШСН или ЭЦН:

К перечисленным операциям добавляют

Спуск или подъем насоса, проверку его состояния, замену новым:

Проверку и замену клапанных узлов;

Проверку, очистку или замену защитных приспособлений насоса;

Спуск, подъем или замену подземного оборудования скважин, оборудованных ЭЦН;

Установку или замену клапанов-отсекателей.

Вынужденный ремонт проводят для устранения внезапно появившихся отказов или дефектов в работе оборудования:

Ликвидация обрывов или отвинчивания колоннны насосных штанг;

Расхаживание заклиненного плунжера;

Расхаживание прихваченных труб.

При текущих ремонтах целесообразно совмещать несколько операций; например при замене ШСН целесообразно очистить поднятые трубы от песка или парафина, осмотреть и отбраковать дефектные штанги и трубы и т.п.

К технологическим работам относятся:

Изменение глубины подвески рядов труб или их диаметров при фонтанной или газлифтной эксплуатации;

Изменение глубины подвески насоса;

Замена насоса на другой.

Необходимо отметить, что такое деление операций на перечисленные группы достаточно условно, но оно приводится здесь для облегчения понимания назначения и целей всего многообразия работ, проводимых со скважиной и оборудованием, спущенным в нее.

Например, образование пробок или отложений парафина может вызвать вынужденный ремонт, если наблюдение за работой скважины велось плохо и появление пробки привело к прекращению подачи, или предупредительный - при постоянном наблюдении за работой скважин.

Рассмотрение технологии подземных ремонтов показывает, что спуск-подъем штанг или труб присутствует практически во всех случаях. Исследования показывают, что на эти процессы уходит 70-90 % всего времени, затрачиваемого на подземный ремонт.

Работа по сокращению времени и трудоемкости спуско-подъемных операций ведется в двух направлениях:

Создание машин и механизмов для ускорения и облегчения труда бригад подземного ремонта в сочетании с совершенствованием технологии выполнения операций;

Разработка оборудования, исключающего вообще или значительно сокращающего отдельные операции спуска-подъема.

В качестве примера первого направления можно привести создание автомата Молчанова (автомат АПР-2) с комплексом инструментов, в качестве второго - эксплуатацию скважин с помощью вставных насосов (исключающих необходимость подъема труб при смене насоса) или использование гибких штанг, при подъеме и спуске которых исключается разборка колонны и т.п.

Что касается остальных операций, выполняемых при подземном ремонте, то анализ показывает, что они механизированы в значительно большей степени и длительность их проведения обусловлена не физическими возможностями людей, выполняющих эти операции, а технологией проведения операций и техническими характеристиками оборудования.

Текущий ремонт скважин организационно осуществляется цехом по подземному ремонту скважин (ЦПРС), в составе которого может быть несколько участков. Участок объединяет несколько бригад подземного ремонта и бригаду для проведения комплекса подготовительных работ. Число участков и бригад зависит от размера площади, разрабатываемой нефте­газодобывающим управлением, механизированного фонда скважин и его состояния. Бригада подземного ремонта состоит из вахт, число которых может изменяться от 1 до 4. Подготовительные бригады, обычно одна на четыре-пять бригад подземного ремонта, осуществляют следующие работы.

Подготовку площадки у устья скважины для работы бригады текущего ремонта.

Подготовку бетонной площадки для установки подъемного агрегата.

Установку в грунте якорных петель для крепления оттяжек от подъемной мачты или вышки агрегата.

Устройство или ремонт мостков для укладки насосных труб и штанг.

Заготовку и транспортировку к скважине технологической и утяжеленной жидкости для глушения скважины и предупреждения перелива, если в этом возникает необходимость.

Заливку жидкости в скважину промывочным агрегатом и промывку скважины.

Подготовку и расчистку прилегающей к скважине территории в радиусе примерно 40 м для размещения на ней культ-будки, осветительных прожекторов, барабана кабеленаматывателя (при ремонте скважины с ПЦЭН). В некоторых случаях подготовительная бригада принимает участие в установке оборудования и агрегата для подземного ремонта. Подготовительная бригада состоит, как правило, из двух вахт и работает в одну или две смены. Бригада возглавляется мастером или начальником участка. Создание подготовительных бригад позволило повысить коэффициент использования оборудования, сократить его простои и время пребывания скважины в ремонте. Специализация работ повысила их качество исполнения. После установки агрегата и мачты бригада подземного ремонта приступает непосредственно к ремонту скважины. Работа бригады по текущему ремонту происходит по четко расписанной инструктивной карте. В ней расписаны все операции и их последовательность для каждого типового ремонта (ШСНУ, ПЦЭН, тип подъемного агрегата и пр.). В подземном ремонте скважин обычно преобладают спуско-подъемные операции. Поэтому при выполнении этих работ широко используются механизмы для свинчивания и развинчивания штанг и труб, а также автоматическая намотка кабеля на барабан кабеленаматывателя.

Заключительные операции выполняются в порядке, обратном подготовительным. После сборки устьевой арматуры или подвески штанг к головке балансира скважина пускается в эксплуатацию. При наличии нескольких скважин, ожидающих ремонта, предпочтение отдается многодебитной скважине. Однако существуют математические методы планирования работ бригад текущего ремонта, в основе которых лежит один или несколько критериев (функций цели) и, в частности, такой важнейший, как минимум потерь нефти в целом по промыслу или НГДУ из-за ремонта и простоя в ожидании ремонта, связанного с определением оптимального числа бригад. В связи с ростом механизированного фонда скважин значение текущего ремонта скважин сильно возрастает. Объемы этих работ по отрасли растут очень быстро, и всякая рационализация этого вида работ существенно сказывается на экономических показателях деятельности нефтепромысловых управлений. В этом отношении целесообразно более широкое использование различных вспомогательных агрегатов на колесном ходу как для подготовительных работ (1ПАРС), так и для механизированной установки якорей-оттяжек (АМЯ-6Т). Ускорение спуско-подъемных операций достигается путем использования автоматов и увеличением мощности подъемных агрегатов, что позволяет повысить скорости подъема талевого блока и извлекаемых труб. Однако определяющая роль в проблеме сокращения темпов роста работ по текущему ремонту скважин остается за увеличением надежности работы оборудования скважин, используемого при добыче не

Подготовка скважин к ремонту.

Скважину (эксплуатационную или нагнетательную) считают подготовленной для подземного ремонта, если создана возможность проведения всех необходимых операций при условии соблюдения безопасности рабочего персонала, исключения загрязнения окружающий среды и потерь нефти.

Подготовка скважины состоит из двух составных частей:

Собственно подготовки скважины к проведению планируемых работ и подготовки используемого при этом оборудования.

К первой группе относятся работы, связанные с глушением скважины и предупреждением ее фонтанирования или каких-либо проявлений в процессе проведения работ. Ко второй -установка или ремонт мостков, проверка якорей, установка передвижного агрегата подземного ремонта либо приведение в порядок стационарной вышки (ремонт полов и мостков, проверка состояния кронблока и мачты, смазка шкивов, оснастка талевой системы, установка оттяжного ролика), подвешивание ролика к поясу вышки при работе на скважинах, оборудованных ЭЦН, расстановка оборудования на площадке.

Помимо этого к подготовительным работам относят: доставку к скважине труб, насосных штанг, каната, талевого блока, подъемного крюка, укладку труб и штанг в стеллажи, райберовку труб, крепление муфт на трубах, работы связанные с исследованием состояния скважины (определение уровня жидкости, места расположения пробки, глубины забоя и т.п.).Необходимость подготовки скважин, эксплуатирующихся механизированными способами, обусловлена возможностью ее проявления при подземном ремонте, причем вероятность самоизлива скважины тем выше, чем большая депрессия создавалась на забое в процессе ее эксплуатации. Это объясняется следующим образом. Большинство месторождений разрабатывают с поддержанием пластового давления. При высокой обводненности и работе скважин в режиме форсированных отборов перепады между пластовым и забойным давлением весьма велики. Если после остановки такой скважины не заглушить ее, то через сравнительно небольшой промежуток времени давление восстановится и статический уровень жидкости поднимется настолько, что начнется самоизлив скважины.

Для фонтанирующих скважин глушение обязательно, поскольку в противном случае начнется ее открытое фонтанирование.

Для эксплуатационных скважин подготовка их к ремонту может быть выполнена несколькими способами.

1. Наиболее рационально перекрытие клапана-отсекателя, установленного выше перфорационных отверстий эксплуатационной колонны. Для этого необходима предварительная установка клапана-отсекателя, позволяющего проводить ремонт без глушения скважины.

2. Промывка скважины в сочетании с глушением.

3. Оснащение устья скважины оборудованием, позволяющим проводить работы под давлением.

 

 

Рис. 5.4 Схема размещения обору­дования при спуско-подъемных опе­рациях:

1 – площадка для установки агрегата подземного ремонта; 2 – устье скважины; 3 – рабочая площадка; 4 – станок-качалка; 5 – направляющий желоб для выведения НКТ; 6 – стеллаж для НКТ или штанг; 7 – зона установки дополнительных стеллажей; 8 – дополнительная площадка для укладки устьевой арматуры.

 

После завершения промывки и задавливания скважины (в тех случаях когда это необходимо) вокруг нее размещают и монтируют оборудование для выполнения подземного ремонта.

В зависимости от способа эксплуатации, особенностей конструкции, особенностей конструкции оборудования, спущенного в скважину, целей подземного ремонта состав и I размещение оборудования могут быть различными. Общим для большинства работ является наличие у скважины приемных мостков со стеллажами для насосно-компрессорных труб и штанг (при эксплуатации скважин ШСН), якорей для соединения со страховочными оттяжками, площадки для подъемника. При ремонте скважины, оборудованной УЭЦН, размещение оборудования несколько иное.

Основная литература 1 [стр.659-667], 3 [стр.371-377].

Контрольные вопросы:

1. Технология проведения ремонта скважин под давлением.

2. Какая техника применяется при ремонте скважин под давлением.

3. Особенности грузоподъемного механизма при ремонте скважин под давлением.

4. Схема выполнения спуско-подъемных операций с колонной труб на скважине под давлением.

5. Технология текущего ремонта скважин.

6. На какие виды ремонтов делится текущий ремонт.

7. В каких случаях проводят вынужденный ремонт.

 

Тема лекции 6

Подготовка к ремонту скважин при различных способах добычи. Устьевое оборудование. Райберовка насосно-компрессорных труб.