ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.04.2024
Просмотров: 101
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лекция № 10 «Оборудование для добычи НиГ»
Агрегаты для текущего ремонта скважин и внутрискважинных работ
Агрегаты для текущего ремонта скважин можно разделить на две группы: агрегаты для капитального ремонта при открытом устье скважин, т.е. скважин, фонтанирование которых во время ремонта невозможно из-за наличия клапанов отсекателей; и агрегаты для ремонта скважин под давлением, когда устье скважины герметизировано из-за возможности фонтанирования. Аналогично и агрегаты для внутрискважинных работ также составляют две группы оборудования. К первой относятся рассчитанные на обычные условия, а ко второй – для работ под давлением. Текущий ремонт скважин, связанный со сменой спущенного в скважину оборудования, т.е. фонтанных и газлифтных подъемников, насосов, с работами по удалению парафина и т.д. состоит прежде всего из спуско-подъемных операций. Именно этим объясняется то, что агрегаты для подземного ремонта скважин представляют собой по существу агрегаты для подъема и спуска колонн труб, штанг, токонесущего кабеля. Именно эти агрегаты составляют основу парка агрегатов для подземного ремонта. Чистка пробок, депарафинизация осуществляются другими спецагрегатами. Самым массовым по частоте применения является спуско-подъемный агрегат для работы с открытым устьем скважин. СПО под давлением выполняются реже, поэтому и агрегатов такого назначения меньше. Это объясняется тем, что из-за сложности операций под давлением скважины глушатся и ремонтируются как обычные. При наличии же агрегатов, позволяющих выполнять СПО под давлением, процесса глушения можно избежать. Этим и объясняется необходимость выполнения работ под давлением и потребность в соответствующих СП агрегатах.
Спуско-плдъемные агрегаты для текущего ремонта скважин при открытом устье
Этот вид оборудования представляет собой комплекс из агрегатированных на транспортной базе подъемника, вышки, устройств для аккумулирования труб, штанг, кабеля, устройств механизации СПО. Такой комплекс, как правило, самоходный и называется «агрегат для текущего ремонта скважин». Для спуска-подъема труб и штанг используются агрегаты с подъемниками двух типов: лебедочные и безлебедочные. Последние вместо лебедки имеют подъемный цилиндр, соединенный с крюком. Для обеспечения большой транспортной маневренности и улучшения транспортабельности агрегаты монтируются на вездеходном шасси. Масса оборудования для текущего ремонта скважин в агрегатах средней грузоподъемности составляет 10-15 т.
Существуют агрегаты для выполнения СПО не однотрубками, а свечами. Это существенно сокращает трудоемкость операций, ускоряет их. Недостаток – резкое увеличение массы агрегатируемого оборудования, ухудшает условия работы верхового рабочего.
Другой вид агрегатов имеет вышку, рассчитанную на подъем одной трубы и штанги, которые укладываются на стеллажи. Вышка может быть выполнена из трубы, что значительно облегчает агрегат.
Агрегаты всех типов насыщены машинами и механизмами, а управление и привод их узлов обычно гидрофицирован. Конструкция агрегатов на колесном и гусеничном ходу регламентируется стандартами, главным из параметров которых является грузоподъемность. Освоено производство агрегатов грузоподъемностью от 16 до 50т на колесном и гусеничном ходу. Наиболее распространен агрегат «Азинмаш-37» грузоподъемность 32 т на шасси Краз 255Б масса 20 т. В результате научно-исследовательских работ создано два агрегата облегченного типа. Один лебедочный АКМ-28 и второй безлебедочный, гидроприводной АРГ-28. За счет принципиально новых решений кинематической схемы и узлов, большего уровня механизации масса АКМ-28 составляет 5 т и позволяет разместить его на автомобиле Урал-375. Появление гибких труб и штанг, сделали необходимым создание специального оборудования, однако большие габариты барабана и ухудшение транспортабельности агрегата, нерешаемость вопросов стыковки оборвавшихся труб и штанг сдерживают внедрение спуско-подъемных агрегатов этого типа.
Спуско-подъемные агрегаты для текущего ремонта и освоения скважин под давлением
Необходимость подземного ремонта и освоения скважины, когда она способна фонтанировать, обусловила создание оборудования для спуска в скважину или подъема из нее колонны труб, или для ее ремонта под давлением. Для осуществления такого процесса возникла необходимость создания во-первых, устройств для герметизации устья, способных при этом пропускать без утечки газа или жидкости спускаемые или поднимаемые трубы, и, во-вторых, устройство для спуска и для подъема колонн труб. Главным требованием к оборудованию для ремонта скважин под давлением является его надежность.
Это оборудование представляет собой комплексы агрегатов самоходных или буксируемых. Оборудование полностью гидрофицировано. Расположено оборудование следующим образом: превенторы и подъемники монтируются на устье скважины, грузовая платформа силовой агрегат – рядом на площадке. Главными узлами гидроподъемника являются спайдеры, вращатель, герметизаторы, подъемник. Работы в скважине под давлением выполняются как через колонну НКТ, так и с подъемом ее. Подъемник в агрегате для ремонта скважин под давлением выполняется в зависимости от типа труб. При работе с обычными трубами их поднимают и спускают с перехватом колонны клиньями подвижных и неподвижных спайдеров. Подъемник приводится в действие гидроприводом, работающим от ДВС. Подача очередных труб к подъемнику при спуске колонны в скважину осуществляется с помощью агрегатированного с ним крана, а их свинчивание-развинчивание с помощью гидроприводного трубного ключа. Агрегаты для подземного ремонта скважин под давлением комплектуются необходимым технологическим оборудованием (роторы, насосы и т. д.). При спуске или подъеме труб необходима четкая синхронизация взаимодействия собственно подъемника, спайдеров, превенторов, механического трубного ключа, вспомогательных подъемников, что достигается за счет гидропривода. По существу все оборудование, составляющее агрегаты для текущего ремонта скважины под давлением с герметизированным устьем, построено на гидроприводе, машинах и механизмах, используемых в нефтегазопромысловом и буровом оборудовании.
Агрегаты и оборудование для внутрискваженных с канатной техникой
В настоящее время эксплуатация скважин сопровождается выполнением большого числа различных работ внутри скважины, со спущенного в нее оборудования. Эти работы, связанные с измерениями параметров пласта, сменой элементов подъемника, с подземным ремонтом скважины, сменой клапанов-отсекателей выполнялись с помощью спускаемых или поднимаемых колонн НКТ. В последние годы эти работы начали выполнять без подъема НКТ, а с помощью канатов, кабеля или проволок, пропускаемых через устьевое оборудование скважины и оснащенных специальными устройствами– инструментом, взаимодействующим с внутрискважинным оборудованием и позволяющим управлять им, захватывать его, извлекать или спускать в скважину, осуществлять ряд работ внутри скважины, вплоть до ее чистки, химической обработки без подъема труб и без помощи колонн НКТ. Для выполнения этих работ сформировалась самостоятельная группа канатного оборудования. Оборудование это состоит из собственно каната, кабеля и проволоки большой длины, оснащенного различными монтажными устройствами, из оборудования устья скважины для пропускания каната в скважину и из подъемного агрегата, спускающего в скважину канат и управляющего им.
В большинстве случаев внутрискважинные работы выполняются под давлением, что обуславливает необходимость герметизации каната в зоне входа его в скважину и исключение возможности утечки пластовой жидкости и газа. В канатной технике используются высокопрочные канаты из проволок, изготовленных из легированной стали. Из аналогичных марок стали изготавливается и проволока для работ, связанных с исследованием скважин. Обязательным условием является отсутствие повреждений и стыков на всей длине проволоки до соединительной головки, приспособления которым заканчивается канат или проволока. Соединительная головка - промежуточное звено между канатом и устройствами, подвешенными на нем для захвата внутрискважинного оборудования, которые называются инструментом. Конструкция головки должна обеспечивать надежное крепление всей проволоки или каната. В качестве инструмента используется большое количество устройств различного назначения, которые можно разбить на три главные группы:
-
инструмент ударного действия – яссы, а также устройства для управления циркуляционными клапанами и разъеденителями колонн труб; -
захватный, фиксирующий и направляющий инструмент, к которому относятся захваты, ловители, посадочные устройства, замки; -
шаблоны, печати, скребки, желонки.
Комплекс инструмента, наиболее часто применяемого при канатных работах, состоит из грузовой штанги, шарнира, гидравлического ясса, механического ясса, посадочного инструмента, замка, переводника, уравнительного клапана и внутрискважинного оборудования. В комплекс инструмента входят устройства, позволяющие открывать или закрывать циркуляционные клапаны внутрискважинного оборудования и управлять разъединителем колонны. Яссы предназначены для создания осевой ударной нагрузки. Устьевая часть оборудования для пропуска в скважину устройств, подвешенных на проволоке или канате, монтируется на время работ на верхней части фонтанной арматуры. Она состоит из: шкивов, герметизатора, лубрикатора, состоящего из нескольких секций труб, а также превентора.
Обеспечить герметизацию устья при движущемся канате весьма сложно и для этого используются два принципа герметизации: уплотнение гидродинамической смазкой за счет перепада давлений, возникающего в зазоре между направляющей втулкой и канатом и уплотнение гидростатической смазкой, когда поверхности трения разделяются смазкой, нагнетаемой в зазор между направляющей втулкой и канатом. Конструирование, изготовление и монтаж герметизаторов является сложным и ответственным процессом. Плашечные превенторы имеют ручное или гидравлическое управление, имеют небольшие габариты и обеспечивают герметизацию пропускаемых устройств малого диаметра (проволоки). Комплект устьевого оборудования рассчитан на оперативное выполнение его монтажа или демонтажа на устье скважины и транспортировку вместе с агрегатом-подъемником.
Лебедки, привод, органы управления им, средства контроля и измерений агрегатируются на транспортных базах. Для этого используются автомобили высокой проходимости, на которых обеспечены условия нормальной работы агрегатируемого оборудования. Для удовлетворения требований и специфики работ, лебедки обеспечиваются только гидравлическим приводом. Привод силового насоса гидросистемы осуществляется от двигателя автомобиля. Подъемные агрегаты отличаются лебедками (проволочными, канатными, кабельными), грузоподъемностью, числом барабанов лебедки. Агрегаты выпускаются антикоррозионном исполнении для морских условий и крайнего Севера, для транспортировки на автомобилях, вертолетах, прицепах и т.д.
Лекция № 11 «Оборудование для добычи НиГ»
Агрегаты, установки и инструмент для капитального ремонта, освоения и промывки скважин
В промысловой практике к капитальному ремонту скважин организационно относятся не только процессы и операции собственно капитального ремонта, но и целый ряд других процессов и операций. В частности, сложные ловильные операции, разрушение и подъем на поверхность оборудования, находящегося в скважине и не поддающегося извлечению обычными приемами, забуривание второго ствола, добуривание скважины для перехода на эксплуатацию нижнего горизонта, изоляция подошвенных вод и другие работы в призабойной зоне пласта, промывка и освоение скважин.
Оборудование для капитального ремонта, освоения и промывки скважин выполняется, в большинстве случаев, в агрегатированном исполнении на транспортных базах, обычно, самоходных на колесном реже на гусеничном ходу. Агрегаты эти на практике принято называть собственно агрегатами для капитального ремонта, для освоения и для промывки скважин. Агрегаты комплектуются инструментом, номенклатура которого зависит от их названия.
Агрегаты для капитального ремонта и освоения скважин
Агрегаты для капитального ремонта скважин представляют собой подъемник, по схеме аналогичный подъемнику для текущего ремонта, дополненный технологическим оборудованием для бурения, т.е. ротором, вертлюгом, манифольдом, промывочным насосом, системой приготовления и очистки бурового раствора. В большинстве случаев это оборудование агрегатировано на колесной транспортной базе, реже в зависимости от содержания операций капитального ремонта, используется группами отдельных узлов.
Агрегаты освоения скважин представляют собой подъемник, аналогичный подъемнику для капитального ремонта, дополненный технологическим оборудованием для освоения скважин после бурения или ремонта. Поэтому схемы и конструкция большей части узлов, машин, оборудования и механизмов, соответствующих агрегатов для капитального ремонта и освоения скважин аналогичны.
Кинематические схемы силового привода подъемных агрегатов для капремонта и освоения , в агрегатах наиболее совершенной конструкции унифицированы с агрегатами подземного ремонта. Эти схемы лишь дополнены передачами на ротор, промывочный насос, компрессорное оборудование и генератор, а в отдельных случаях и на специальное оборудование. В агрегатах большой грузоподъемности (более 30-50 т) привод подъемника осуществляется от дополнительной силовой установки, состоящей из одного - двух двигателей , обычно спаренных с ходовым двигателем транспортной базы.
«Азинмашем» разработан агрегат КОРО-80 для выполнения капитального ремонта скважин.
Кинематическая схема агрегата КОРО-80:
1 - редуктор вспомогательного привода; 2 — вспомогательный привод; 3 — коробка отбора мощности; 4 — лебедка; 5 - вал барабанный; 6 - трансмиссионный вал; 7 — раздаточная коробка; 8 — электромагнитная муфта; 9— редуктор; 10 —ротор; 11 — коробка привода ротора; 12 —катушка: 13 — барабан выдвижения вышки; 14 — насос; 15 — редуктор; 16 — раздаточная коробка транспортера; 17 — гидротрансформатор, /, III, IV, VI, VIII— карданные валы; II, V, X —опоры; VII, VIII, I X — цепные передачи
Он предназначен для спуско-подъемных операций с бурильными и насосно-компрессорными трубами, разбуривания цементных мостов и стаканов, для ловильных работ, для нагнетания в скважины растворов и жидкостей, для исследования скважины в процессе капремонта. Агрегат может быть использован для освоения и подземного ремонта глубоких скважин. В качестве транспортной базы используется четырехосный тягач МАЗ 537. Агрегат имеет лебедку для глубинных исследований скважин, гидрораспределитель труб, гидропривод для механических трубных ключей и других средств механизации, оснащен электростанцией. Агрегат комплектуется ротором, вертлюгом. Промывочный насос с мерным баком манифольдом смонтирован в отдельном транспортном блоке – прицепе, мощность которому передается от агрегата карданным валом. Агрегат рассчитан на выполнение спуско-подъемных операций с установкой труб в вертикальное положение.
Грузоподъемность 80 т. Мощность 440 кВт. Высота вышки 28 м. Масса 54 т.
Агрегат А-50 конструкции «Гипронефтемаша» предназначен для спуско-подъемных операций с бурильными НКТ, для разбуривания цементных мостов и стаканов, фрезерования и райбирования, для ловильных работ, для нагнетания в скважину жидкости, для тартальных работ, свабирования и освоения скважин.
Агрегат А-50:
1 — компрессор; 2 — трансмиссия; 3 — гидроподъемник; 4 — талевая система; 5 — двухбарабанная лебедка; 6 — вышка; 7 — пульт; 8 — ротор
Т.о. агрегат может использоваться при капитальном ремонте и освоении скважин. Агрегат имеет двухбарабанную лебедку, компрессорную установку, промывочный насос, смонтированный на отдельной транспортной базе и соединенный с трансмиссией агрегата карданным валом, а также ротор с гидравлическим приводом и встроенным в него автоматическим спайдером и механическим трубным ключом. Агрегат рассчитан на спуско-подъемные операции с укладкой труб на мостки. В качестве транспортной базы использован автомобиль КРАЗ-257. Грузоподъемность 50 т. Мощность привода 155 кВт. Высота вышки 22 м. Масса 30 т.
Подъемники для капитального ремонта и освоения скважин, которые применяются в настоящее время, выполняются по двум главным схемам: по схеме для встраивания в самоходные агрегаты и по схеме, рассчитанной на использование в сочетании с разными вышками, талевыми системами и другим оборудованием. Подъемники последнего типа применяются на морских промыслах и на кустах скважин в условиях Севера. Подъемники, встраиваемые в самоходные агрегаты для капитального ремонта и освоению скважин, по конструктивной схеме аналогичны подъемникам для текущего ремонта и буровым установкам небольшой грузоподъемности.
Агрегаты для промывки скважин
Эксплуатация нефтяных месторождений с коллекторами из рыхлых несцементированных пород, особенно песчаников приводит к вымыванию пластовой жидкостью из породы частиц песка, глины и образованию в стволе скважины песчаной пробки. При перекрытии фильтра скважины пробкой приток жидкости уменьшается и может вообще прекратиться. В связи с этим возникает необходимость удаления из скважины песчаных пробок. Промывка песчаных пробок выполняется с помощью промывочного агрегата, нагнетающего в скважину жидкость, которая размывает пробки, выносит на поверхность песок до полной ликвидации пробки. В качестве промывочной жидкости используются вода, нефть и глинистый раствор. В качестве труб при промывке песчаных пробок применяют НКТ.
Промывка выполняется прямым, обратным и комбинированным способами. При прямой промывке промывочная жидкость нагнетается насосом по манифольду через вертлюг и колонну НКТ, а поднимается по затрубному пространству в приемный чан. Ее используют при прочной, плотной пробке.
При обратной промывке, жидкость нагнетается через манифольд и тройник с герметизатором, уплотняющим НКТ, в затрубное пространство и размывая пробку, поднимается по НКТ до тройника манифольда, а по нему в приемные емкости.
Комбинированный способ применяется при возможности фонтанирования. Агрегаты для промывки песчаных пробок представляют собой транспортную базу, в качестве которой используются колесные или гусеничные машины, на которых смонтирован промывочный насос, емкость и средства контроля и управления процессом промывки. Агрегаты несут на себе манифольд, необходимый для обвязки скважины, насоса и емкостей во время промывки. Промывочный насос агрегата приводится в действие от ходового двигателя, через коробку отбора мощности и коробку передач, позволяющую менять режим работы насоса.
Инструмент для капитального ремонта и освоения скважин
Для рассматриваемых процессов применяется несколько групп инструментов:
-
Спуско-подъемный – трубные элеваторы, штропы, спайдеры, механические, машинные и ручные ключи. Эта группа нами рассматривалась. -
Буровой – буровые долота, бурильные трубы, УБТ, ведущая труба. Эта группа инструмента рассматривается в курсах бурового оборудования. -
Ловильный, фрезерный, используемый при капитальном ремонте скважин.
К последней группе инструмента относится большая группа инструмента и приспособлений следующих назначений:
Фиксаторы – предназначены для определения зоны расположения муфтового соединения эксплуатационной колонны скважины и обеспечения заливки цементным раствором стакана или моста на заданном расстоянии от муфтового соединения.
Фиксатор положения муфтового соединения эксплуатационной колонны 1 – центрирующая пружина; 2 – установочный винт; 3 – корпус; 4 – консольная пружина; 5 – защелки; 6 – поршень; 7 – ловушки
Для разрушения не поддающихся извлечению из скважины, прихваченных или не прихваченных инструмента, труб, пакеров применяются фрезы, спускаемые на бурильных трубах, врадщаемых ротором с одновременной подачей раствора.
Фрезеры для работы в 146-мм эксплуатационной колонне: а — для кольцевого офрезерования неприхваченных верхних концов НКТ; б —для сплошного фрезерования прихваченных пакеров, муфт, хвостовиков
Для залавливания и последующего подъема на поверхность штанг, труб, насосов и т.д. служит группа инструментов называемых ловителями и труболовками.
Основным требованием, предъявляемым ко всем видам инструментов, является надежность захвата и удержания трубы или штанги. Это требование выполняется за счет соответствующей конструкции и исполнения устройства.
Лекция № 12 «Оборудование для добычи НиГ»
Оборудование для нагнетания воды в пласт
Интенсивность притока пластовой жидкости в скважину обуславливается давлением в пласте. Следовательно, для интенсификации притока необходимо сохранение пластового давления. Существует несколько методов воздействия на пласт: гидроразрыв, кислотная обработка, взрыв – для увеличения проницаемости пласта; методы снижения вязкости пластовой жидкости – нагрев в пласте, ее поджог; методы снижения поверхностного натяжения – обработка жидкости в пласте химическими реагентами. Для осуществления этих методов воздействия на нефтегазовый пласт используется большое количество оборудования, сооружений, машин, механизмов.
Поддержание пластового давления обеспечивается закачкой в пласт через систему нагнетательных скважин различных жидкостей и газа. Для этого используется комплекс оборудования, состоящий из систем водозабора, водоподготовки и распределения, насосных станций и коммуникаций.
Сооружения и оборудование для водозабора и подготовки воды
Для вытеснения нефти из пласта применяются жидкости двух типов: несмешивающиеся и смешивающиеся с нефтью. К первым относится вода, ко вторым – растворители. Последние дорогостоящие и поэтому, в большинстве случаев, в пласт закачивается вода, которая должна отвечать следующим требованиям:
-
Количество взвешенных веществ не должно превышать 5 мг/л -
Содержание железа не более 0,2 мг/л, нефти – не более 1 мг/л -
Вода не должна вызывать коррозии оборудования и должна быть обескислорожена. -
Морская вода может закачиваться в том случае, если пластовая жидкость содержит щелочные и жесткие воды и не должна содержать бактерий, образующих сероводород.
В качестве источников жидкости используются открытые, подземные источники и сточные воды. Количество воды, нагнетаемой в пласт, ориентировочно составляет: при площадном заводнении 8-10 м3/т добываемой нефти, при законтурном – 1-15 м3/т. Сопоставляя показатели работы систем для закачки воды в пласт отмечается, что наиболее рациональными являются системы с использованием пластовой воды, которая после соответствующей обработки закачивается в пласт. Подобная система, представляет собой замкнутый контур, вредное влияние которого на окружающую природу минимально.
Оборудование для нагнетания воды в пласт
Очищенная и обработанная вода направляется из резервуаров к насосным станциям – стационарным или блочным. Первые представляют собой капитальные помещения с насосами, аппаратурой управления и контроля, электрооборудованием и бытовыми помещениями. Станции второго типа состоят из блоков заводской комплектации. Кустовые насосные станции соединяются с питающим трубопроводом, который может быть кольцевым и опоясывать месторождение или линейным. От КНС жидкость под давлением направляется к нагнетательным скважинам, причем по мере разработки, добывающие скважины переводятся в нагнетательные.
Блочная кустовая станция состоит из ряда блоков: насосных, управления, электроаппаратуры, распределительного и бытового. Наиболее ответственными элементами КНС являются насосные агрегаты. К ним предъявляются определенные требования:
-
КПД в рабочем режиме 70-75 % -
Равномерная подача -
Моторесурс 7-10 тыс. часов, а продолжительность безостановочной работы 600-1000 часов. -
Минимальные габаритные размеры
5. Устойчивость материала деталей гидравлической части к перекачиваемым жидкостям.
Схема блочной КНС:
1 - магистральный водопровод; 2 —буферная емкость; 3 — приемный коллектор; 4, 9,11 — задвижки; 5 — центробежные насосы; 6 — электродвигатели; 7 —задвижки с дистанционным управлением; 8 — высоконапорный коллектор; 10 — сборный коллектор для грязной воды; 12 — емкость
Насосы, используемые для перекачки жидкости в пласт – специализированные. Их основные параметры: подача от 2 до 1000 м3/ч, давление 3-50 МПа.
Для закачки воды в пласт используются насосы двух типов – центробежные и плунжерные. Центробежные насосы прочны в монтаже и обслуживании. Однако, они работают с пониженным КПД при отклонении подачи от оптимальной. Получение малой подачи и больших давлений при высоком КПД для них невозможно.
Насосы объемного действия выполняются многоплунжерными с рабочими давлениями до 50 МПа, числом оборотов коленчатого вала 280-1000 мин-1. Их КПД при работе в широком диапазоне подач составляет 80-85%. У нас применяются для нагнетания жидкости в пласт многоступенчатые секционные насосы ЦНС с подачей до 1000 м3/ч при давлении 0,4-20 МПа. Напор ЦНС регулируется изменением числа ступеней. Конструкция насоса представляет собой набор секций, зажатых между всасывающей и нагнетательной крышками и стянутых шпильками. Для повышения долговечности, основные детали насоса изготавливаются из хромистых сталей.
Для сокращения расходов на строительство кустовых насосных станций используют центробежные электронасосы в качестве водозаборных и одновременно нагнетательных, для чего они спускаются в водяную скважину. В этом случае закачка производится без водоподготовки, а одновременно с забором воды обеспечивается дополнительный напор (1200-1300м), необходимый для нагнетания воды в пласт. Т.о. вода перемещается из пласта в пласт без контакта ее с воздухом, т.е. без аэрации, без установок водоподготовки, без сооружения кустовых станций. Однако, при этом усложняется контроль и ремонт внутрискважинных насосов. При удачном сочетании расположения водяного пласта и пласта, в который нагнетается вода, используют межпластовый переток, а для обеспечения соответствующего напора устанавливают ЦЭН, обеспечивающий перекачку воды из одного пласта в другой без подъема ее на поверхность. В отдельных случаях, когда имеется высоконапорный водяной пласт, удается обеспечить подачу в продуктивный пласт без применения ЦЭН, только за счет использования энергии пласта.
Оборудование для увеличения проницаемости пласта
Оборудование для гидроразрыва пласта
Гидроразрыв пласта основан на неоднородности (слоистости) структуры нефтесодержащих пластов, способности их расслаиваться под воздействием закачиваемой в пласт жидкости. Процесс осуществляется нагнетанием в пласт под большим давлением порции жидкости гидроразрыва, что приводит к образованию послойных трещин, в которые сразу же закачивается жидкость- песконоситель, продавливаемая с помощью буферной жидкости. Крупнозернистый песок, заполняя трещины, создает высокопроницаемые слои, улучшающие приток жидкости к фильтру скважины. Процесс гидроразрыва – быстротечный, эффективность его находится в прямой зависимости от темпа проведения операций собственно разрыва и заполнения трещин песком. Поэтому комплекс оборудования отличается высокой подачей и большим давлением нагнетания (100МПа). Основное оборудование для гидроразрыва пласта: автоцистерны для трех жидкостей – гидроразрывной, песконосителя и буферной; насосные агрегаты высокого давления для подачи гидроразрывной жидкости, пескосмесители, насосные агрегаты для закачки песка с жидкостью – песконосителем, манифольд, оборудование устья скважины, комплект внутрискважинного оборудования – НКТ, якорь,пакер.
Автоцистерны
Требования к автоцистернам:
-
Наличие емкости заданного объема. -
Наличие средств стабилизации температуры жидкости. -
Наличие средств перекачки жидкости. -
Автоцистерна должна обладать хорошей проходимостью.
Наиболее часто применяемые цистерны: ППЦ-23-552П, АЦН-11-257, АЦН-75-5334, ЦР-7АП и т.д.
Конструкция цистерны представляет собой емкость эллиптического или круглого сечения. В качестве насосов для перекачивания жидкости используются центробежные насосы, приводимые в действие ходовым двигателем. Цистерны имеют дополнительное оборудование для контроля режима работы насосов.
Насосные агрегаты
Гидроразрывная и буферная жидкости должны закачиваться одним и тем же агрегатом с автономным приводом. Насосы агрегата должны иметь большую подачу и создавать давление, необходимое для гидроразрыва в условиях района применения. Давление для образования трещин в пласте приблизительно может быть определено как Р = 1,5 - 2,5L, где L- глубина скважины.
Насосный агрегат 4АН-700
Для создания давления используются насосные агрегаты 4АН-700 на шасси КРАЗ-257. Оборудование агрегата включает в себя силовую установку, коробку передач, горизонтальный трехплунжерный насос, манифольд и систему управления. Агрегат обеспечивает подачу от 0,3 – 22 л/с, давление от 21 МПа-70МПа.
Пескосмеситель
Обеспечить перевозку песка и приготовление песчано-жидкостной смеси. Агрегаты имеют две емкости для заполнения песком двух фракций – мелкой и крупной. Бункер оснащен загрузочным шнеком, приводимым в действие гидромотором. Гидропривод работает от ходового двигателя автомобиля. Для исключения прилипания песка к стенкам емкости на ней смонтированы пневматические вибраторы. Песчано-жидкостная смесь получается в гидросмесителе. Производительность 50-75 т/ч. Смесь подается к насосным агрегатам песковым насосом. В настоящее время применяются пескосмесительные агрегаты 4-ПА и УСП-50.
1 2 3 4 5 6 7
Пескосмесительный агрегат
1 – пульт управления; 2 – аккумулятор; 3 – смесительный горшок; 4 – регулятор выдачи сыпучего материала; 5 – рабочий шнек; 6 – бункер; 7 – загрузочный шнек; 8 – пневмовибратор; 9 – монтажная рама
Манифольд
Предназначен для соединения в одну систему всех агрегатов комплекса, управления процессом гидроразрыва, контроля и защиты. Блок манифольда состоит из двух групп коммуникаций низкого и высокого давлений. В настоящее время применяется блок манифольда 1БМ-700, который включает в себя напорный и приемный коллекторы, подъемную стрелу и комплект труб с шарнирными соединениями.
Оборудование устья
Схема расположения оборудования при проведении гидроразрыва пласта:
1 – насосный агрегат 4АН-700; 2 – пескосмесительный агрегат; 3 – автоцистерна; 4 – песковоз; 5 – блок манифольда 1БМ-700; 6 – арматура устья 2АУ-700; 7 – станция контроля и управления процессом
Предназначено для соединения напорной линии, идущей от манифольда к скважине, с устьем скважины и колонной НКТ с разными трубопроводами. Для этого применяются специализированные устьевые арматуры высокого давления. В настоящее время устья скважин оборудуют универсальной арматурой АУ-700, которая может также использоваться при гидропескоструйной перфорации и цементировании скважин. Максимальное рабочее давление на которое рассчитана арматура – 70 МПа.
Внутрискважинное оборудование
Предназначено для направления потока жидкости в пласт при обеспечении сохранности ствола скважины. Для этого скважина оснащается комплектом НКТ с пакером над фильтровой зоной ствола, предохраняющим ствол от воздействия высокого давления жидкости. Для исключения возможности смещения пакера при больших осевых усилиях и разгрузке колонн труб устанавливается якорь.
Оборудование для кислотной обработки
Обработка нефтесодержащего коллектора, в составе которого находятся карбонатные породы, кислотой улучшает проницаемость пласта в зоне скважины. Для обработки пласта кислотой применяется комплекс оборудования, в состав которого входят: арматура для устья скважины, насосный агрегат для нагнетания кислоты в скважину,