Файл: Основные сведения о разработке нефтяных и газовых залежей.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 115
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
§ 5. ОБОРУДОВАНИЕ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН
Для закачки воды в один или несколько пластов через одну скважину применяют, как правило, одноканальные системы нагнетания, а для распределения жидкости по пластам используют скважинные регуляторы расхода или дроссели. Выпускаемые установки позволяют закачивать в пласт речную, морскую, пластовую или сточную воды.
Оборудование скважины (рис. 11.17) состоит из наземной и подземной части. К наземной относится арматура устья, включающая регулятор расхода и предназначенная для герметизации устья скважины и удержания колонны подъемных труб. Регулятор служит для автоматического поддержания необходимого расхода жидкости при колебаниях давления в нагнетательном трубопроводе. На арматуре также предусмотрены обратные клапаны для предотвращения обратного тока жидкости при временном прекращении подачи или аварии водовода.
Задвижки арматуры позволяют соединять внутреннюю полость НКТ или затрубное пространство с напорным трубопроводом или с помощью быстросъемных соединений подключить их к агрегатам при ремонтных или профилактических работах.
В отличие от арматуры эксплуатационных скважин корпуса
53
задвижек нагнетательной арматуры во избежание размораживания заполняются солидолом или иной смазкой.
В подземное внутрискважинное оборудование входят колонна труб, пакер и циркуляционный клапан. Пакер предназначен для защиты эксплуатационной колонны от действия закачиваемой жидкости, а клапан обеспечивает создание в трубах избыточного давления, необходимого для посадки пакера.
Для закачки воды в два или более пласта на колонне НКТ устанавливают несколько пакеров таким образом, чтобы изолировать один пласт от другого, а также эксплуатационную колонну от воздействия закачиваемой жидкости. Напротив перфорационных отверстий каждого пласта устанавливают скважинные камеры (аналогичные применяемым при газлифтной эксплуатации скважин)-, в которых размещают регуляторы расхода жидкости.
Установку или съем регуляторов жидкости осуществляют без подъема колонны на поверхность, спуском регуляторов на проволоке и установкой их с помощью отклонителей в соответствующие гнезда.
В нижней части колонн устанавливают клапаны для промывки скважины потоком жидкости, подаваемой в кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и подъемными трубами.
Контрольные вопросы
7. Из каких узлов состоит установка погружного центробежного электронасоса?
8. Назовите причины выхода из строя штанговых скважинных насосных установок.
Г л а в а I 11
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА
СКВАЖИН
§ 1. ОСОБЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ
ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН И ЕГО КЛАССИФИКАЦИЯ
При текущем и капитальном ремонтах скважин выполняют большое число однотипных операций машинами, агрегатами одного и того же назначения, но с различными параметрами. Так, например, для спуско-подъемных операций при текущем ремонте не
обходимо оборудование с грузоподъемностью до 30—35 т, а при капитальном —80 т и более. Вместе с тем и в текущем и в капитальном ремонтах применяют одно и то же оборудование или инструмент, например элеваторы, ключи и т. п. Очень часто при капитальном ремонте используют инструменты, предназначенные для работ при текущем ремонте, при условии, что их параметры, например грузоподъемность, соответствуют требуемым условиям.
В целом оборудование и инструмент для подземного ремонта узкоспециализированные и имеют специфическую конструкцию, что вообще характерно для оборудования, используемого в нефтяной и газовой промышленности.
Особенности оборудования и инструмента обусловлены:
необходимостью выполнения работ на глубинах от десятков до нескольких тысяч метров при весьма ограниченных диаметральных размерах скважины — порядка 0,25 м и менее. Таким образом, отношение диаметра к длине составляет примерно 1:10000;
необходимостью извлечения на поверхность колонны труб для крепления рабочего инструмента, его смены и выполнения каких-либо новых операций, поэтому спуск и подъем колонны труб превратились в самостоятельную группу операций, для выполнения которых создано большое число машин и инструментов;
сложным профилем скважин, в которых выполняются работы;
высокими гидростатическим давлением, температурой, химически активными и агрессивными веществами, воздействующими на спущенные оборудование и инструмент.
Все многообразие машин и оборудования, используемых при подземном ремонте, можно разделить на две основные группы:
для спуско-подъемных операций;
для технологических операций (рис. III.1).
Оборудование для спуско-подъемных операций включает:
57
легчают их, поскольку имеют собственный привод (электрический пневматический или гидравлический), а также автоматизируют некоторые операции, например захват труб спайдером.
К последней группе следует отнести средства автоматизации, которые к настоящему времени разработаны, но не вышли за рамки опытной эксплуатации единичных экземпляров. К ним относятся автоматические ключи, манипуляторы для укладки труб и штанг, трубные и штанговые магазины, т. е. механизмы, позволяющие полностью исключить ручной труд и обеспечить проведение всех операций при спуске или подъеме без прикосновения людей к извлекаемому оборудованию или инструменту.
Оборудование для технологических операций включает:
§ 2. ИНСТРУМЕНТ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Эта группа оборудования предназначена для выполнения таких операций, как свинчивание и развинчивание резьбовых соеди-
нений колонн штанг и труб, удержание их на весу. Она включает трубные и штанговые элеваторы, спайдеры, ключи, штропы и ряд других приспособлений, конструкция которых весьма специфична.
Элеваторы
Э л е в а т о р — инструмент для захвата и удержания на весу в вертикальном, наклонном и горизонтальном положении труб или штанг в процессе спуско-подъемных операций. Различают штанговые и трубные элеваторы. Последние, в свою очередь, подразделяют на элеваторы для бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб.
По конструкции различают двуштропные (балочные) и одно-штропные (стержневые) элеваторы.
Элеваторы характеризуются грузоподъемностью, диаметром труб (штанг) и собственной массой. Для безопасной и удобной работы на элеваторах предусмотрены специальные замки и защелки, которые не позволяют ему раскрыться. Использование рациональной конструкции диктуется необходимостью сведения к минимуму его массы при заданной грузоподъемности.
Непрерывная кольцевая поверхность, служащая опорой для торца муфты трубы при вертикальном положении элеватора, обеспечивает равномерное распределение усилия по всей окружности торца муфты. При невыполнении этого условия равнодействующая всех сил не совпадает с осью трубы и она помимо растягивающей нагрузки подвергается и действию изгибающего момента. Это отрицательно сказывается на долговечности трубы и приводит к сокращению срока ее службы.
Одноштропные элеваторы имеют меньшую по сравнению с двуштропными массу при одинаковой грузоподъемности, они удобнее в работе. Это объясняется особенностями их конструкции, в которой материал подвергается в основном растяжению, а не изгибу, как в двуштропных элеваторах. Растяжение предпочтительнее изгиба, поскольку внутренние усилия распределяются по всему сечению нагруженной детали равномерно, чего нет при изгибе. Это положение легко продемонстрировать следующим опытом: сломать карандаш или спичку руками, прикладывая к ним силу, обеспечи
Для закачки воды в один или несколько пластов через одну скважину применяют, как правило, одноканальные системы нагнетания, а для распределения жидкости по пластам используют скважинные регуляторы расхода или дроссели. Выпускаемые установки позволяют закачивать в пласт речную, морскую, пластовую или сточную воды.
Оборудование скважины (рис. 11.17) состоит из наземной и подземной части. К наземной относится арматура устья, включающая регулятор расхода и предназначенная для герметизации устья скважины и удержания колонны подъемных труб. Регулятор служит для автоматического поддержания необходимого расхода жидкости при колебаниях давления в нагнетательном трубопроводе. На арматуре также предусмотрены обратные клапаны для предотвращения обратного тока жидкости при временном прекращении подачи или аварии водовода.
Задвижки арматуры позволяют соединять внутреннюю полость НКТ или затрубное пространство с напорным трубопроводом или с помощью быстросъемных соединений подключить их к агрегатам при ремонтных или профилактических работах.
В отличие от арматуры эксплуатационных скважин корпуса
53
задвижек нагнетательной арматуры во избежание размораживания заполняются солидолом или иной смазкой.
В подземное внутрискважинное оборудование входят колонна труб, пакер и циркуляционный клапан. Пакер предназначен для защиты эксплуатационной колонны от действия закачиваемой жидкости, а клапан обеспечивает создание в трубах избыточного давления, необходимого для посадки пакера.
Для закачки воды в два или более пласта на колонне НКТ устанавливают несколько пакеров таким образом, чтобы изолировать один пласт от другого, а также эксплуатационную колонну от воздействия закачиваемой жидкости. Напротив перфорационных отверстий каждого пласта устанавливают скважинные камеры (аналогичные применяемым при газлифтной эксплуатации скважин)-, в которых размещают регуляторы расхода жидкости.
Установку или съем регуляторов жидкости осуществляют без подъема колонны на поверхность, спуском регуляторов на проволоке и установкой их с помощью отклонителей в соответствующие гнезда.
В нижней части колонн устанавливают клапаны для промывки скважины потоком жидкости, подаваемой в кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и подъемными трубами.
Контрольные вопросы
-
Какие элементы включает внутрискважинное оборудование, применяемое
при фонтанном, газлифтном способах эксплуатации, использовании штанговых
скважинных насосов, центробежных электронасосов? -
Для чего предназначено устьевое оборудование, применяемое при фонтанном и механизированных способах добычи? -
Почему необходимо строго контролировать крутящий момент при затяжке резьбовых соединений колонны штанг и труб? -
Почему нельзя спускать в скважину деформированные штанги? -
Для чего служат песочные якори? -
В каких случаях целесообразно использовать насосно-компрессорные тру
бы с внутренним покрытием?
7. Из каких узлов состоит установка погружного центробежного электронасоса?
8. Назовите причины выхода из строя штанговых скважинных насосных установок.
Г л а в а I 11
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА
СКВАЖИН
§ 1. ОСОБЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ
ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН И ЕГО КЛАССИФИКАЦИЯ
При текущем и капитальном ремонтах скважин выполняют большое число однотипных операций машинами, агрегатами одного и того же назначения, но с различными параметрами. Так, например, для спуско-подъемных операций при текущем ремонте не
обходимо оборудование с грузоподъемностью до 30—35 т, а при капитальном —80 т и более. Вместе с тем и в текущем и в капитальном ремонтах применяют одно и то же оборудование или инструмент, например элеваторы, ключи и т. п. Очень часто при капитальном ремонте используют инструменты, предназначенные для работ при текущем ремонте, при условии, что их параметры, например грузоподъемность, соответствуют требуемым условиям.
В целом оборудование и инструмент для подземного ремонта узкоспециализированные и имеют специфическую конструкцию, что вообще характерно для оборудования, используемого в нефтяной и газовой промышленности.
Особенности оборудования и инструмента обусловлены:
необходимостью выполнения работ на глубинах от десятков до нескольких тысяч метров при весьма ограниченных диаметральных размерах скважины — порядка 0,25 м и менее. Таким образом, отношение диаметра к длине составляет примерно 1:10000;
необходимостью извлечения на поверхность колонны труб для крепления рабочего инструмента, его смены и выполнения каких-либо новых операций, поэтому спуск и подъем колонны труб превратились в самостоятельную группу операций, для выполнения которых создано большое число машин и инструментов;
сложным профилем скважин, в которых выполняются работы;
высокими гидростатическим давлением, температурой, химически активными и агрессивными веществами, воздействующими на спущенные оборудование и инструмент.
Все многообразие машин и оборудования, используемых при подземном ремонте, можно разделить на две основные группы:
для спуско-подъемных операций;
для технологических операций (рис. III.1).
Оборудование для спуско-подъемных операций включает:
-
Грузоподъемное оборудование — вышку (или мачту), талевую систему и лебедку. Могут использоваться отдельные, самостоятельные конструкции или объединенные в единый комплекс (агрегат подземного ремонта). Все это оборудование в зависимости от
условий эксплуатации может быть выполнено в стационарном или
мобильном исполнении. В оборудовании, смонтированном на какой-либо транспортной базе, как правило, используют ее элементы — раму автомобиля или трактора для восприятия нагрузок, возникающих в процессе работы агрегата, ходовой двигатель для приведения в действие лебедки и т. п. -
Инструмент — элеваторы, спайдеры, ключи, штропы, клинья.
Они служат для выполнения отдельных операций в процессе
спуска или подъема — захват колонны штанг или труб, удержание их навесу, развинчивание или свинчивание резьбовых соединений и т. п. -
Средства механизации — автоматические спайдеры, трубные
и штанговые ключи с механическим приводом, автоматы для выполнения операций свинчивания и развинчивания. Они служат для
выполнения тех же операций, что и инструмент, но ускоряют и об-
57
легчают их, поскольку имеют собственный привод (электрический пневматический или гидравлический), а также автоматизируют некоторые операции, например захват труб спайдером.
К последней группе следует отнести средства автоматизации, которые к настоящему времени разработаны, но не вышли за рамки опытной эксплуатации единичных экземпляров. К ним относятся автоматические ключи, манипуляторы для укладки труб и штанг, трубные и штанговые магазины, т. е. механизмы, позволяющие полностью исключить ручной труд и обеспечить проведение всех операций при спуске или подъеме без прикосновения людей к извлекаемому оборудованию или инструменту.
Оборудование для технологических операций включает:
-
Насосные агрегаты для подачи технологической жидкости
(воды или нефти, водопесчаной смеси, раствора кислот, цементного раствора и т. п.) в ремонтируемую скважину; манифольды и
трубопроводы для обвязки насосных агрегатов и соединения их
со скважиной. -
Котлы для приготовления пара или горячей нефти для прогрева и депарафинизации подъемных труб. -
Оборудование для вращения инструмента: турбобур, винтовые вращатели. -
Инструмент для ловильных работ, предназначенный для захвата и извлечения из скважины упавших или оставшихся в ней труб, штанг, эксплуатационного оборудования или случайно упавших предметов. -
Инструмент для разрушения или изменения формы эксплуатационной колонны: долота, райберы, фрезеры, а также перфораторы. -
Устройства для удержания в скважине какого-либо оборудования и герметизации ее отдельных полостей — якори, пакеры,
пробки и т. п. -
Оборудование устья скважины для выполнения работ, связанных с подземным ремонтом,— головки различных конструкций
для удержания спущенных в скважину труб, противовыбросовое
оборудование, лубрикаторы для спуска в скважину инструментов
или приборов и т. п. -
Приборы и инструменты для исследования скважин перед
подземным ремонтом. Эта группа оборудования хотя и достаточно
универсальна и используется при различных геофизических исследованиях скважин, но должна быть представлена в данной классификации, поскольку ее использование перед подземным ремонтом,,
после него, а в первую очередь после капитального ремонта обязательно.
§ 2. ИНСТРУМЕНТ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Эта группа оборудования предназначена для выполнения таких операций, как свинчивание и развинчивание резьбовых соеди-
нений колонн штанг и труб, удержание их на весу. Она включает трубные и штанговые элеваторы, спайдеры, ключи, штропы и ряд других приспособлений, конструкция которых весьма специфична.
Элеваторы
Э л е в а т о р — инструмент для захвата и удержания на весу в вертикальном, наклонном и горизонтальном положении труб или штанг в процессе спуско-подъемных операций. Различают штанговые и трубные элеваторы. Последние, в свою очередь, подразделяют на элеваторы для бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб.
По конструкции различают двуштропные (балочные) и одно-штропные (стержневые) элеваторы.
Элеваторы характеризуются грузоподъемностью, диаметром труб (штанг) и собственной массой. Для безопасной и удобной работы на элеваторах предусмотрены специальные замки и защелки, которые не позволяют ему раскрыться. Использование рациональной конструкции диктуется необходимостью сведения к минимуму его массы при заданной грузоподъемности.
Непрерывная кольцевая поверхность, служащая опорой для торца муфты трубы при вертикальном положении элеватора, обеспечивает равномерное распределение усилия по всей окружности торца муфты. При невыполнении этого условия равнодействующая всех сил не совпадает с осью трубы и она помимо растягивающей нагрузки подвергается и действию изгибающего момента. Это отрицательно сказывается на долговечности трубы и приводит к сокращению срока ее службы.
Одноштропные элеваторы имеют меньшую по сравнению с двуштропными массу при одинаковой грузоподъемности, они удобнее в работе. Это объясняется особенностями их конструкции, в которой материал подвергается в основном растяжению, а не изгибу, как в двуштропных элеваторах. Растяжение предпочтительнее изгиба, поскольку внутренние усилия распределяются по всему сечению нагруженной детали равномерно, чего нет при изгибе. Это положение легко продемонстрировать следующим опытом: сломать карандаш или спичку руками, прикладывая к ним силу, обеспечи
