Реконструкция и восстановление скважин
..pdfтуется трехплунжерным горизонтальным насосом Н5-160, мерным баком, двухскоростной коробкой передач, системой продувки и осушки. Насос предназначается для нагнетания в нефтяные и газовые скважины промывочных и продавочных жидкостей при соляно- и углекислотных обработках призабойной зоны пласта, промывках песчаных пробок и цементирования при капитальном ремонте.
Насос универсален и может использоваться для нагнетания различных рабочих сред (коррозионных, абразивосодержащих, быстротвердеющих).
3.6. Оборудование для гидроразрыва пласта
Основное оборудование, применяемое при ГРП: насосные агрегаты 4АН-700, модернизированные 5АН-700 или рамные АНР-700. Агрегаты 4АН-700 и 5АН-700 монтируются на шасси высокопроходимого автомобиля КрАЗ-257. Максимальное давление этих агрегатов 700 кгс/см (70 МПа) при подаче 6 л/с, при давлении 200 кгс/см (20 МПа) подача составляет 22 л/с. Двигатель агрегатадизельный с номинальноймощностью800 л.с. (588 кВт).
Рамный агрегат АНР-700 имеет параметры, аналогичные параметрам агрегата 5АН-700, и состоит из унифицированных узлов: силовой установки, коробки передач, насоса, манифольда, кабины с пультом управления и др.
Для смешивания жидкости-песконосителя с песком применяют пескосмесительные установки типа 3 ПА или 4 ПА, также смонтированные на высокопроходимых автомобилях.
Процесс смешивания песка с жидкостью и подачи смеси на прием насосных агрегатов полностью механизирован.
Пескосмесительный агрегат типа 4 ПА имеет грузоподъемность 9 т и производительность 50 т/ч песка. Он оборудован загрузочным шнеком. Этими агрегатами готовится смесь песка с жидкостью любой заданной концентрации.
Жидкости разрыва перевозятся большегрузными цистернами, смонтированными на автомобилях МАЗ-500А или КрАЗ-257.
141
Автоцистерна 4ЦР предназначена для перевозки 10 т жидкости, автоцистерны АЦН-7,5 и АЦН-11 – для перевозки соответственно 7,5 и 11 т. Эти цистерны снабжены насосами для перекачки жидкости в пескосмесительную установку и вспомогательным оборудованием.
При проведении гидроразрыва устье скважины оборудуется арматурой типа 1АУ-700 или 2АУ-700. Арматура 2АУ отличается от 1АУ габаритными размерами и возможностью подключения ее к 73- и 89-мм подъемным трубам, а также гибкими соединениями отводов.
Арматура (рис. 34) состоит из трубной головки (крестовины) 1 с патрубком 2, устьевой головки 3 с сальником, пробковых кранов 4 и других элементов.
Рис. 34. Арматура устья 2АУ-700
Трубная головка рассчитана на рабочее давление 700 кгс/см (70 МПа) и служит для соединения насосно-компрессорных труб, спущенных в скважину. Из трех горизонтальных отводов трубной головки к двум через пробковые краны присоединяются напорные линии. Устьевая головка имеет четыре отвода, три из кото-
142
рых снабжены пробковыми кранами. К четвертому отводу присоединен манометр и предохранительный клапан гвоздевого типа. На нижнем конце головки нарезана резьба для присоединения к эксплуатационнойколонне.
Все краны арматуры имеют цилиндрические пробки и уплотняющие седла и легко управляются под давлением.
Арматура устья 1АУ-700 и 2АУ-700 универсальная, ее можно применять не только при гидроразрыве пластов и гидропескоструйной перфорации, но и при кислотных обработках, промывках песчаной пробки, цементировании и других операциях, проводимых с нагнетанием жидкостей по заливочным трубам и обсадной колонне.
В процессе гидравлического разрыва пласта обычно применяют несколько насосных агрегатов. Для упрощения их обвязки между собой и с арматурой устья при нагнетании жидкости в скважину используют самоходный блок манифольда 1БМ-700, который состоит из напорного и приемнораздаточного коллектора, комплекта труб с шарнирными соединениями и подъемной стрелы. Все это оборудование смонтировано на шасси трехосного автомобиля ЗИЛ-131 повышенной проходимости или на шасси автомобиля ЗИЛ-157К.
Насосные агрегаты с помощью быстросъемных гибких соединений из труб подключаются к блоку манифольда, который, в свою очередь, соединяется с арматурой устья.
3.7. Цементировочные агрегаты и цементосмесительные машины, автоцистерны и кислотовозы, используемые при реконструкции и восстановлении скважин
Автоцистерна АЦН-10С и АЦН-12С
Автоцистерна АЦН-1ОС и АЦН-12С (рис. 35) предназначена для транспортирования неагрессивных технологических жидкостей, плотностью от 0,85 т/м3 до 1,4 т/м3, кинематической вязкостью до 30 сСт и подачи их к передвижным насосным и
143
смесительным установкам при технологических операциях в нефтяных и газовых скважинах (гидроразрыв пласта, цементирование и другие промывочно-продавочные работы). Автоцистерна может эксплуатироваться на дорогах с осевой нагрузкой на них не выше 10 т в условиях умеренного и холодного климата. Представляет собой комплекс специального оборудования, смонтированного на шасси автомобиля «Урал»-4320-1912-30, КрАЗ-65101. В комплексе – центробежный насос, в блоке с редуктором, с приводом от коробки передач двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и карданный вал.
Рис. 35. Автоцистерна АЦН-1ОС
Технические характеристики автоцистерн «Урал» и КрАЗ:
Шасси автомобиля |
«Урал» |
КрАЗ |
Вместимость, м3 |
10 |
12 |
Насос для заполнения и опорожнения цистерны: |
|
|
– подача, дм3/с |
28 |
|
– напор (для воды), МПа |
30±1,5 |
|
– частота вращения рабочего колеса, об/мин |
1450+50 |
|
– наибольшая мощность, отбираемая от двигателя, кВт |
25 |
|
– время заполнения цистерны, с |
390±20 |
|
– диаметр всасывающей линии, мм |
100 |
|
– диаметр нагнетательной линии, мм |
63 |
|
Всасывающее устройство, тип |
эжекционный |
|
Указатель уровня жидкости в цистерне |
поплавковый |
Агрегат цементировочный АЦ-320 или ЦА-320
Агрегат цементировочный АЦ-320 (рис. 36) предназначен для нагнетания различных жидкостей при цементировании скважин в процессе бурения и капитального ремонта, а также
144
для проведения других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах. Монтируется на шасси автомобиля КрАЗ, «Урал».
Рис. 36. Агрегат цементировочный ЦА-320
Технические характеристики цементировочных агрегатов:
Монтажная база-шасси автомобиля |
КрАЗ-250 или |
|
Урал 4320- |
КрАЗ 65101 |
|
1912-М |
|
|
|
||
Грузоподъемность, т |
14,575 |
|
12 |
Мощность двигателя, кВт |
177 |
|
178 |
Частота вращения вала двигателя, (об/мин), |
|
|
|
не более |
35 |
|
35 |
Насос цементировочный |
Поршневой насос НПЦ-32 |
||
Полезная мощность, кВт |
108 |
|
|
Ход поршня, мм |
250 |
|
|
Наибольшее давление, МПа |
32 |
|
|
Наибольшая подача, дм3/с |
26 |
|
|
Вспомогательный двигатель |
ГАЗ-53 |
||
Мощность, кВт, не более |
51,5 |
|
|
Крутящий момент, кВт, не более |
205 |
|
|
Частота вращения вала двигателя: |
|
|
|
– максимальная (об/мин) |
46,6 |
|
|
– рабочая (об/мин) |
29 |
|
|
Насос водяной |
центробежный насос |
||
ЦНС 38-154 |
ЦНС 60-165 |
||
Частота вращения вала насоса, об/мин |
49 |
|
29 |
Подача, дм3/с |
10 |
|
10 |
Давление, МПа |
1,54 |
|
1,65 |
Вместимость, м3: |
|
|
|
– мерного бака |
6,4 |
|
6,0 |
– бака для цементного раствора |
0,25 |
|
0,25 |
145
Манифольд (условный диаметр), мм: |
|
|
|
– приемной линии цементировочного и водя- |
|
|
|
ных насосов |
|
100 |
|
– напорной линии цементировочного и водя- |
|
|
|
ных насосов |
|
50 |
|
Масса агрегата полная, кг |
16 000 |
|
15 440 |
Агрегат кислотной обработки призабойной зоны скважины АНЦ-32/50
Агрегат АНЦ-32/50 (рис. 37) предназначен для транспортировки ингибиторной соляной кислоты и нагнетания в скважины технологических жидкостей при кислотной обработке призабойной зоны скважин. Агрегат предназначен для работы в умеренной и холодной микроклиматических зонах.
Рис. 37. Агрегат кислотной обработки призабойной зоны скважины АНЦ-32/50
Технические характеристики кислотных агрегатов:
Монтажная база |
Шасси автомобиля КрАЗ-65101 |
||
Насос высокого давления |
трехплунжерный |
|
горизонтальный |
Идеальная подача, л/с: |
|
|
|
– наибольшая |
12,8 |
|
12,5 |
– наименьшая |
3,5 |
|
2,24 |
Давление, МПа: |
|
|
|
– наибольшее |
32 |
|
50 |
– наименьшее |
8,0 |
|
12,5 |
Привод насоса высокого давления |
от тягового двигателя |
|
автомобиля через |
|
раздаточную коробку, коробку отбора |
||
|
мощности и коробку передач агрегата |
||
Коробка передач |
двухскоростная двухвальная с косо-зубой |
||
|
цилиндрической передачей |
||
Емкость цистерны, м3 |
7,5 |
|
146
Транспортируемая жидкость |
раствор ингибированной соляной кислоты |
|
|
(концентрация 8–21 %), а также в смеси с |
|
|
кислотами плавиковой (5 % от объема |
|
|
соляной кислоты) и уксусной (2 % – в |
|
|
пересчете на 100%-ную соляную кислоту) |
|
Управление агрегатом |
централизованное из кабины автомобиля |
|
Условные проходы манифольда, мм: |
||
– всасывающего |
100 |
|
– нагнетательного |
50 |
|
Вспомогательный трубопровод (обвязка агрегата с устьем скважины), мм: |
||
– условный проход |
50 |
|
– общая длина |
21500 |
|
Скорость передвижения на пря- |
70 |
|
молинейном участке шасси, км/ч |
||
|
Агрегат для депарафинизации АДПМ 12/150
Агрегат АДПМ (рис. 38) предназначен для депарафинизации призабойной зоны скважин горячей нефтью. Наличие технологических и вспомогательных трубопроводов дает возможность быстро подключать агрегат к скважине и емкости с нефтью. Агрегат легко запускается в работу, нефть нагревается до установленной температуры за 20 мин с момента пуска.
На агрегате применена независимая трансмиссия привода основного насоса и топливного насоса с вентилятором, что обеспечивает при необходимости предварительный подогрев котла без запуска нагнетательного насоса.
Агрегат выпускается на шасси Урал, КрАЗ и TATRA.
Рис. 38. Агрегат для депарафинизации АДПМ 12/150
147
Технические характеристики агрегата для депарафинизации АДПМ 12/150:
|
|
Производительность по нефти, м3/ч |
12±0,5 |
Температура нагрева нефти, °С: |
|
– безводной |
50±10 |
– обводненной до 30 % |
122±5 |
Нагреваемая среда |
нефть сырая |
Вязкость, СПЗ, не более |
400 |
Давление рабочее, МПа (кгс/см2) |
16±1 (160±10) |
Топливо |
дизельное |
Расход топлива на нагрев нефти, кг/ч, не более |
115 |
Нагнетательный насос |
трехплунжерный |
|
1.3 ПТ-50Д2 |
Топливный насос |
шестеренчатый |
|
ШФ 0,6-25 |
Агрегат промывочнопродавочный ППА-200
Агрегат промывочно-продавочный ППА-20 предназначен для нагнетания различных не агрессивных жидких сред в скважине в процессе их текущего и капитального ремонта, а также при проведении других нефтепромысловых промывочнопродавочных работ. Агрегат выпускается на шасси КрАЗ-250 или КрАЗ-65101.
Технические характеристики агрегата ППА-20:
Монтажная база: |
КрАЗ-65101 |
– грузоподъемность, т |
14,575 |
– мощность двигателя, кВт |
177 |
– частота вращения вала двигателя, об/мин, не более |
35 |
Насос НПЦ-32: |
|
– полезная мощность, кВт |
91,9 |
– наибольшее давление, МПа |
32 |
– ход поршня, мм |
250 |
– наибольшая подача, дм3/с |
21,8 |
Вместимость цистерны, м3 |
5 |
Уловный диаметр приемной линии насоса, мм |
100 |
Условный диаметр напорной линии насоса, мм |
50 |
Цистерна-кислотовоз
Цистерна-кислотовоз АЦ-11К (рис. 39) предназначена для транспортирования раствора ингибрированной соляной кисло-
148
ты концентрацией до 21 % и подачи ее на прием насосной установки при кислотных обработках призабойной зоны скважин. Оборудование автоцистерны включает цистерну, насосный блок с трансмиссией, манифольд и другое оборудование, смонтированное на автошасси Урал-4320-1912-30. Цистерна из коррозионно-стойкой (нержавеющей) стали Х18Н10Т имеет внутренние перегородки для гашения ударов транспортируемой жидкости при резких торможениях и ускорениях автоцистерны. На цистерне предусмотрена наливная горловина с дыхательным клапаном на крышке. Центробежный насос в кислотостойком исполнении серии X приводится от тягового двигателя автошасси через коробку отбора мощности, установленную на боковом люке коробки передач двигателя. Управление работой насосного блока осуществляется из кабины автошасси. По сравнению с кислотовозами, имеющими гуммированные емкости для перевозки кислот и максимальный срок службы 2–3 года, АЦ-11К с емкостью из нержавеющей стали Х18Я10Т служит 6–8 лет.
Рис. 39. Цистерна-кислотовоз
Установки смесительные
Установки (рис. 40) предназначены для транспортировки сухих порошкообразных материалов, механически регулируемой подачи этих материалов винтовыми конвейерами и приготовления тампонажных растворов при цементировании нефтяных и
149
газовых скважин. Привод винтовых конвейеров – от двигателя автомобиля через коробку отборамощности, карданные валы.
Рис. 40. Установка смесительная УС-50-14Кр
Установки смесительные механические изготавливаются на шасси автомобилей КрАЗ и «Урал». Смесительные установки – передвижные нефтепромысловые. Состоит из бункера, коробки отбора мощности, загрузочного и дозировочных винтовых конвейеров, смесительного устройства с щелевидной насадкой, централизованного поста управления установкой и другого вспомогательного оборудования.
Регулировку плотноститампонажного растворапроизводят:
–изменением давления жидкости затворения перед щелевидной насадкой;
–изменением частоты вращения дозирующих винтовых конвейеров. Тонкую регулировку плотности раствора производят поворотом пробки крана ГРПП на требуемый угол.
Стабильность плотности приготавливаемого тампонажного раствора достигается поддержанием постоянного давления перед щелевидной насадкой.
Технические характеристики смесительной установки:
Наибольшая производительность (для тамп. раство- |
27 |
ра плотностью 1,85 г/см3), дм3/с |
1,2–2,4 |
Плотность приготовленного раствора, г/см3 |
|
Максимальная масса транспортируемого материала |
по дорогам, т: |
– с твердым покрытием |
11,5 |
– по остальным, включая участки бездорожья |
9,5 |
150