§ 7. Канатная техника

Большинство работ при подземном ремонте скважины связано с необходимостью спуска в нее инструмента или приборов, для чего, как правило, используют колонну, собранную из бурильных

93

или насосно-компрессорных труб. При этом извлечение оборудо­вания на поверхность или его спуск связаны с большим объемом спуско-подъемных операций. В то же время часть операций, про­водимых с внутрискважинным оборудованием, не требует значи­тельных вертикальных усилий. К ним относятся: спуск приборов для измерения температуры, давления и других приспособлений, служащих для измерения различных параметров на забое сква­жины, монтаж-демонтаж клапанов-отсекателей, пусковых, цирку­ляционных, ингибиторных и рабочих клапанов, штуцеров и т. п. устройств. Для их выполнения предназначена группа оборудова­ния, получившая название канатной техники.

Применение канатной техники позволяет также спускать в сква­жину в специальных контейнерах тампонирующие материалы, хи­мические реагенты и другие вещества.

В комплект оборудования входят агрегаты для подъема кана­та, устьевое оборудование, собственно канат, а также инструмент или приборы для работы в скважине.

Подъемный агрегат служит для спуска, подъема и управления работой инструмента, на нем же располагаются вторичные при­боры для регистрации измеряемых параметров скважины. Осно­вой агрегата является специальная лебедка, привод которой, ор­ганы управления и контроля обычно располагаются на шасси ав­томобиля высокой проходимости или гусеничном вездеходе. Все это оборудование защищается утепленным кузовом, позволяющим осуществлять работы в любую погоду.

Основные требования к подъемнику:

спуск инструмента точно на заданную глубину;

плавное изменение скорости подъема или спуска инструмента;

контроль натяжения каната при любой операции и плавное ре­гулирование усилий.

Этим условиям наиболее полно соответствуют лебедки с бес­ступенчатой гидравлической трансмиссией. Так, например, уста­новка для скважинных работ ЛСГ1К-131 представляет собой ком­плекс оборудования, состоящего из гидроприводной лебедки и пульта управления, расположенных в кузове, установленном на шасси автомобиля ЗИЛ-131А. Она оснащена приспособлениями для монтажа, крепления и транспортирования приборов и инстру­ментов, используемых в работе. Основное назначение агрегата — обслуживание фонтанных и газлифтных скважин. Агрегат может работать в скважинах глубиной до 4000 м и с использованием про­волоки диаметром 2,5 мм или каната диаметром 4,8 мм. Максимальное тяговое усилие, развиваемое лебедкой,—11,2 кН.

При работе с внутрискважинным оборудованием, спускаемым¹ на канате или проволоке, лебедка обеспечивает:

плавный спуск, подъем и остановку инструмента на заданной глубине;

быстрый разгон барабана лебедки для достижения требуемой скорости при выполнении ударов вверх или. вниз механическим яс- сом;

:94

плавное повышение и сохранение натяжения проволоки при медленном перемещении;

постоянное натяжение проволоки независимо от изменения ве­личины и направления нагрузки — для предотвращения аварии,, связанной с запутыванием проволоки при подъеме инструмента под действием усилий, направленных на него снизу вверх, или прекращения его движения после установки в посадочное гнездо; регулирование натяжения проволоки и скорости ее движения в; широких пределах;

предохранение проволоки от обрыва, а привод лебедки от пе­регрузок.

В объемный гидравлический привод лебедки (рис. 111.23) вхо­дят: насос /, гидродвигатель 2, связанный через механическую трансмиссию с барабаном лебедки, золотниковый распределитель 3, дроссели 4 и 5 прямого и обратного хода, тормозной обратный клапан 6, предохранительные клапаны 7, клапан 8, система дис­танционного управления 9, манометры контроля давления напора. 11 и слива 10, масляный бак 12, фильтр 13 и обратный клапан 14. В зависимости от положения золотника распределителя лебед­ка может работать в следующих режимах:

при среднем положении — в тормозном режиме независимо от направления вращения барабана лебедки;

при левом положении — подъем или спуск инструмента с обес­печением натяжения каната;

при правом положении — спуск инструмента с принудительным вращением барабана, с которого сматывается проволока.

При подъеме инструмента распределитель переключают в левое положение, а дроссель 4 закры­вают.

95

При спуске инструмента боль­шого веса в тех случаях, когда возникает опасность его выброса из скважины, распределитель устанавливают в левое положе­ние, дроссель 5 закрывают, дрос­сель 4— открывают. Если при спуске оборудования в скважину встречается какое-либо препятст­вие, то проволока остается натя­нутой, поскольку гидродвигатель, на который перестал действовать крутящий момент, перестанет ра­ботать в режиме насоса и будет наматывать проволоку до тех пор, пока момент, обусловленный натяжением проволоки на бара­бане, не уравновесит приводной момент на валу гидродвигателя. Величина последнего зависит от

Рис. 111.24. Устьевой лубри­катор для спуска и подъема газлифтных клапанов с помо­щью канатной техники

96

регулировки дросселя 4—от степе­ни открытия его поперечного сечения. Если спускаемый в скважину инстру­мент после остановки начнет подни­маться вверх под действием, напри­мер, потока пластовой жидкости, то барабан будет автоматически наматы­вать проволоку, обеспечивая ее задан­ное натяжение.

Если инструмент имеет нормаль­ный вес и опасность его выброса от­сутствует, то распределитель 3 уста­навливают в нейтральное положение, дроссель 4 открывают, дроссель 5 — закрывают. Спуск, инструмента проис­ходит под действием его веса, а гид­родвигатель работает в режиме, насо­са под действием крутящего момента, обусловленного действием нагрузки на лебедку. В этот период насос 1 ле­бедки работает в холостом режиме. Торможение лебедки осуществляется постепенным закрытием дросселя 4. Для исключения проскальзывания ба­рабана лебедки под действием нагруз­ки и полной остановки барабана слу­жит механический тормоз.

Если вес инструмента мал и необ­ходимо принудительное вращение ба­рабана на спуск, например, в началь­ный период спуска инструмента, когда силы трения в уплотнителе, гермети­зирующем скважину, превышают вес инструмента, распределитель пере­ключают в правое положение, дрос­сель 4 открывают, а дросселем 5 регу­лируют количество жидкости, направ­ляемое от насоса 1 в гидродвигатель 2, управляя таким образом скоростью вращения барабана, с которого раз­матывается проволока. Предохрани­тельный клапан 9 при этом устанав­ливают на минимальное давление, не­обходимое для преодоления сил тре­ния в лебедке, и при остановке спу­скаемого в скважину инструмента ба­рабан перестает вращаться.

При спуске в скважину приспособ­ления для установки пли извлечения

клапанов (экстрактора) или измерительных приборов используют специальное оборудование устья (рис. 111.24), позволяющее про­водить все работы без остановки или глушения скважины. Обору­дование устья — лубрикатор специальной конструкции — устанав­ливают на фланец верхней крестовины 1 фонтанной арматуры или на фланец буферной задвижки, он состоит из превентора 2, луб­рикатора 3 с сальником 6, через который пропущена проволока или тонкий канат 8, ролика 7 и оттяжного шкива 9.

Превентор с ручным управлением служит для перекрытия ство­ла арматуры и позволяет полностью изолировать его от лубрика­тора независимо от того, располагается в ней проволока или нет. К превентору с помощью быстросъемного соединения крепят кор­пус лубрикатора, внутрь которого перед началом работ устанавли­вают спускаемый в скважину инструмент (экстрактор). Инстру­мент в скважину спускают на проволоке (канатике) через сальник, препятствующий истечению в атмосферу продукции скважины. Ка­натик перебрасывают через ролики и направляют на барабан ле­бедки, располагающейся вблизи устья скважины.

В устьевом оборудовании используют герметизатор двух ти­пов — с гидростатическими и гидродинамическими уплотнениями. В первых зазор между проволокой и корпусом герметизируется за счет уплотнения из эластичного материала, прижимаемого с оп­ределенным давлением к поверхностям этих деталей и препятст­вующего проникновению в атмосферу жидкости или газа, находя­щихся во внутренней полости оборудования. Во вторых — за счет создания зазора малой величины и большой длины. При исполь­зовании подобной конструкции герметизатор снабжается специ­альной обвязкой, включающей дренажные трубопроводы для от­вода утечек.

Для регистрации натяжения каната служит датчик 10, преоб­разующий силу в электрический сигнал, передаваемый по кабелю 11 к индикатору.

После установки инструмента во внутреннюю полость лубрика­тора его с помощью мачты 4 поднимают полиспастом 5 в верти­кальное положение и соединяют с корпусом превентора (послед­ний в это время закрыт). После затяжки соединения внутренняя полость лубрикатора с помощью кранов и системы трубок соеди­няется с внутренней полостью арматуры, после чего открывают превентор, проверяют, открыта ли стволовая задвижка, и начина­ют спуск инструмента в скважину.

Помимо смены клапанов канатная техника служит для откры­тия и закрытия циркуляционных клапанов, разъединения пакеров с подъемными трубами, очистки от парафина и песчаных пробок.

При работе с использованием канатной техники применяют сле­дующие приспособления: устройство для крепления проволоки для передачи усилия от проволоки к спускаемому инструменту, гид­равлический и механические яссы для сообщения спускаемому в скважину инструменту ударных импульсов, направленных вверх или вниз, инструмент для извлечения или установки в скважине

97

клапанов с замками или фиксаторами, отклонители различных кон­струкций, шаблоны, печати, ловильный проволочный инструмент, скребки для очистки от парафина, желонки.

Рабочим инструментом при внутрискважинных работах явля­ется экстрактор для отклонения от оси скважины спускаемого ин­струмента, его захвата или освобождения.

При работах экстрактор спускают в скважину на глубину рас­положения соответствующей скважинной камеры. В зависимости от выполняемой операции, например установки газлифтного кла­пана или его извлечения, экстрактор либо несет его, либо свободен. После попадания в скважинную камеру экстрактор приподнимают, в результате чего он ориентируется направляющей втулкой таким образом, что плоскости расположения осей захватной части эк­страктора и посадочного гнезда совпадают. После этого посадоч­ный инструмент под действием пружин, установленных в шарнир­ных соединениях, поворачивается и при последующем медленном спуске обеспечивает захват посадочным инструментом головки кла­пана, расположенного в камере (по его извлечению), или же по­садку клапана в карман. При подъеме клапана захватным устрой­ством оно срывает его с посадочного места и извлекает на поверх­ность.