43. Оборудование ствола скважины, законченной бурением

В понятие конструкции скважины входят, в частности, диаметр ствола скважины, который определяется размером долота, глубина бурения, диаметры и глубина спуска обсадных колонн, высота поднятия цементного раствора. При некоторых эксплуатационных работах необходимы сведения об этих параметрах. Сведения необходимы для правильного оснащения скважины оборудованием и выбора наиболее рационального технологического режима.

Наиболее часто при эксплуатации необходимо знать размеры эксплуатационной колонны и конструкцию обвязки обсадных труб на устье скважины, т. е. конструкцию колонной головки. Внутренний диаметр обсадной колонны ограничивает габариты оборудования, спускаемого в скважину. А от габаритов оборудования зависят его параметры, в частности подача скважинного насоса и мощность привода скважинных насосов с погружным электродвигателем. В

некоторых случаях малый диаметр эксплуатационной колонны скважины может ограничить отбор продукции пласта через данную скважину. Сведения о колонной головке и особенно данные о верхнем фланце определяют подсоединительные размеры эксплуатационного оборудования, монтируемого на устье скважины. При некоторых работах требуются и более подробные сведения. Так, например, при термическом воздействии на пласт часто надо знать размеры цементного кольца, качество цементного раствора и камня.

В зависимости от геологических условий и условий бурения скважина может иметь две, три или больше обсадных колонн. Соответственно изменяется и сложность колонной головки.

Колонные головки удерживают в подвешенном состоянии колонны обсадных труб, герметизируют межтрубные пространства,

имеют верхний фланец для подсоединения к нему эксплуатационного оборудования. Внутренние колонны обычно подвешиваются на клиньях. Колонная головка при эксплуатации скважины должна не только герметизировать межтрубные пространства, но и позволять замерять в них давление, отводить из них газ или заполнять их тяжелой жидкостью при газопроявлении. Для этого в колонных головках имеются отверстия, закрытые пробками. Вместо пробок можно подсоединять трубки манометров или технологические трубопроводы. В некоторых случаях должно быть обеспечено передвижение колонн относительно друг друга без потери герметичности затрубного пространства (например, в случае подачи в скважину теплоносителя). Тогда колонная головка оснащается сальником, который позволяет эксплуатационной колонне перемещаться в вертикальном направлении без нарушения герметичности затрубного пространства.

44. Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми насосами. Основные причины выхода из строя скважины при эксплуатации штанговыми насосами.

Наиболее распространённый способ добычи нефти – с помощью глубинных насосов – штанговых и бесштанговых.

ШТАНГОВЫЕ СКВАЖИННЫЕ НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ (ШСНУ)

Две трети фонда (66%) действующих скважин стран СНГ (примерно 16,3% всего объема добычи нефти) эксплуатируются ШСНУ. Дебит скважин составляет от десятков килограммов в сутки до нескольких тонн. Насосы спускают на глубину от нескольких десятков метров до 3000 м., а в отдельных скважинах на 3200 ¸ 3400 м.

Рис. 3.12. Схема установки штангового скважинного насоса

ШСНУ включает:

1. Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.

2. Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги (НШ), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Отличительная особенность ШСНУ обстоит в том, что в скважине устанавливают плунжерный (поршневой) насос, который приводится в действие поверхностным приводом посредством колонны штанг (рис. 3.12).

Штанговая глубинная насосная установка (рис. 3.12) состоит из скважинного насоса 2 вставного или невставного типов, насосных штанг 4 насосно-компрессорных труб 3, подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске 8, сальникового уплотнения 6, сальникового штока 7, станка-качалки 9, фундамента 10 и тройника 5. На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра 1.

Станок-качалка и есть один из элементов эксплуатации скважин штанговым насосом. По сути, станок-качалка является приводом штангового насоса, расположенного на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.

Если по порядку описать происходящие процессы при данном виде эксплуатации, то получится следующее. На электродвигатель станка-качалки подается электричество. Двигатель вращает механизмы станка-качалки так, что балансир станка начинает двигаться как качели и подвеска устьевого штока получает возвратно-поступательные движения. Энергия передается через штанги – длинные стальные стержни, скрученные между собой специальными муфтами. От штанг энергия передается штанговому насосу, который захватывает нефть и подает ее наверх.

При эксплуатации скважины штанговыми насосами к добываемой нефти не предъявляются строгие требования, которые имеют место при других способах эксплуатации. Штанговые насосы могут качать нефть, характеризующуюся наличием механических примесей, высоким газовым фактором и так далее. К тому же, данный способ эксплуатации отличается высоким КПД.

В России изготавливаются станки-качалки 13 типоразмеров по ГОСТ 5688-76. Штанговые насосы производят ОАО «Элкамнефтемаш» г.Пермь и ОАО «Ижнефтемаш» г.Ижевск.

При эксплуатации скважин ШНУ могут происходить следующие осложнения:

- Износ штанг и истирание НКТ;

- Поступление из пласта в скважину вместе с нефтью пластовой воды;

- Поступление из пласта в скважину газа и песка;

- Отложение парафина на клапанах насоса, стенках и поверхностях труб и штанг.