Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Дрогобицький коледж нафти і газу

Методична розробка

з дисципліни

“Технологія підземного ремонту свердловин”

на тему:

“Боротьба з піском в свердловинах”

для студентів спеціальності 5.05030401

“Експлуатація нафтових і газових свердловин”

Підготував Д.Ф.Добрянський

2013

Обговорено і схвалено на засіданні циклової комісії

“Експлуатації нафтових і газових свердловин”

Протокол №____ від “____” _____________2013р.

Голова циклової комісії М.Ю.Шимко

1 Очистка свердловини від піщаних пробок желонками, безтрубними гідробурами

У даний час ліквідація глинопіщаних пробок здійснюється в основному, промиванням вибою рідиною через опущені НКТ з наконечником або застосуванням гідростатичних канатних желонок, безтрубних гідробурів.

Очищення желонками. Найбільш повно піщану пробку можна видалити з допомогою желонки, причому проникність привибійної зони у цьому випадку не порушується. Цей метод дає змогу очищувати свердловини з негерметичними експлуатаційними колонами за відсутності проникнення в привибійну зону пласта технологічних рідин.

Цей метод полягає у послідовних здійсненнях операцій опускання на вибій і піднімання на поверхню желонки.

Не дивлячись на простоту, цей метод має ряд істотних недоліків: а) велика тривалість процесу; б) можливість протирання експлуатаційних колон; в) можливість обривання тартального каната; г) забруднення робочого місця.

Рекомендовані області застосування желонок:

Діаметр колони труб, мм 114 127 140 146 168 178 194 і більше

Діаметр желонки,мм 73 89 114

Цей процес обмежується глибиною свердловин (1200-1400м).

Не допускається очищення свердловин желонками за наявності зламів і зім‘ять у колоні.

Для усунення сипких пробок невеликої висоти застосовують прості желонки, для щільних – двохкамерні, у спеціальних випадках – автоматичні.

Проста желонка являє собою трубу діаметром 73-114мм і довжиною 8-12м з тарілчастим або кульковим клапаном на нижньому кінці і з дугою для кріплення каната на верхньому кінці. Її підвішують на канаті діаметром 16 або 19,5мм для оснащення талевої системи «напряму». У процесі роботи желонку опускають на канаті із середньою швидкістю, а за 10-15м до пробки опускають із великою швидкістю. Тоді желонка вдаряється до пробки, клапан відкривається і пісок разом з рідиною заповнює її внутрішній об‘єм. Для надійного закриття клапана желонку відривають від вибою на максимальній швидкості піднімання.

На рисунку 1 показано двокамерну желонку гідравлічної дії ЖД-89. Вона складається з порожнистого штока 1. корпусу 2, що являє собою повітряну (зверху) і пісочну камери, між камерного клапана 3, засувки 4. зворотного клапана5, знімного наконечника 6 і вушка 7 з кульковим клапаном. Замість фрезерного наконечника можна застосувати піковий наконечник. Канат прикріплюють до желонки за вушко 7 і перед опусканням у свердловину закривають вікно пісочної камери желонки засувкою 4. Під час опускання желонки у свердловину повітряна камера герметично закривається з одного кінця між камерним клапаном 3, а у верхній частині – ущільнювачем між порожнинним штоком і головкою желонки.

Рисунок 1 – Двокамерна желонка гідравлічної дії ЖД -89:

1 – шток; 2 – корпус; 3 – міжкамерний клапан; 4 – засувка;

5 – зворотний клапан; 6 – знімний наконечник.

Порожнистий шток опускається на піщану пробку і, впершись у шток клапана 3, відкриває канал сполучення між повітряною і пісочною камерами. У цей час рідина з піском під дією перепаду тиску перетікає зі свердловини у пісочну камеру желонки. Після вирівнювання тисків у камерах желонки клапани 3 і 5 закриваються. Тоді желонку витягують зі свердловини і відкривши засувку, звільняють її від піску. Тобто, робота гідравлічної желонки ґрунтується на дії розрядження тиску в порожнині корпусу, а для того, щоб пісок не випадав із корпусу, желонка має зворотний клапан.

Автоматична желонка (Рис.2) складається з верхньої і нижньої частин. Верхня частина може телескопічно насуватися на нижню в межах довжини канавки, виточеної на зовнішній поверхні пісочної камери. Конусний клапан 1 розділяє внутрішні порожнини на дві камери: верхню повітряну і нижню пісочну 3, що утримуються кульками 10. У нижній частині пісочної камери є клапан 4, який відкривається всередину камери. Під час заглиблення желонки в рідину цей клапан відкривається і пісочна камера з заповнюється рідиною. Конусним клапаном 1 повітряна камера герметично відділена від пісочної камери і тиск у ній залишається рівним атмосферному. Тиск у пісочній камері є недостатнім для того, щоб припідняти конусний клапан 1, тому що він врівноважений тиском повітря, яке знаходиться в стакані 6 і стиснуте рідиною, що заповнює пісочну камеру. Діаметри сідла у верхній частині клапана забезпечують майже однаковий тиск зверху і знизу на клапан, який притискається до сідла тільки під дією пружини 7.

Рисунок 2 – Автоматична желонка:

1 – конусний клапан; 2 – верхня повітряна камера; 3 – нижня пісочна камера; 4 – клапан; 5 – кульковий клапан; 6 – стакан;

7 – затискна пружина; 8 – пружина; 9 – ударник;

10 – утримувальні кульки.

У разі досягнення желонкою піщаної пробки повітряна камера насувається на нижню частину, стискуючи пружину 8 до тих пір, поки хвостовик конусного клапана не обіпреться на ударник 9. Рідина, яка знаходиться в пісочній камері, під дією тиску стовпа рідини над желонкою спрямовується в повітряну камеру, а пісочна камера заповнюється піщаною пробкою.

Під час піднімання желонки верхня камера припіднімається відносно нижньої, конусний клапан сідає на сідло і обидві камери знову роз‘єднуються. У міру піднімання желонки вверх тиск у верхній камері, заповнений рідиною зі стиснутим повітрям, буде вже більшим, ніж тиск у нижній камері.

У верхній частині повітряної камери, для запобігання створення дуже великого тиску всередині неї, встановлено клапан 5, відрегульований стисканням пружини на різницю тисків всередині камери і ззовні неї на 0,4-0,5МПа. Витягнуту на поверхню желонку встановлюють на спеціальний башмак, повертають засувку і, послабивши канат, дають можливість повітряній камері опуститися, поки хвостовик клапана не обіпреться на ударник. Тоді рідина з піском під тиском повітря витискається через боковий отвір, чим очищається желонка від піску і рідини.

Очищення гідробуром. Гідробур включає в себе желонку (ємністю25л) з інерційним сепаратором (типу піскового якоря зворотної дії) і плунжерний насос, а в нижній частині має долото (рис.3).

Рисунок 3 – Беструбний гідробур 2 ГБ-90:

1 – долото; 2 – желонка; 3 – плунжерний насос; 4 – плунжер;

5 – корпус насоса; 6 – боковий клапан; 7 – корпус желонки;

8 – шарожковий клапан; 9 – центральна трубка.

Гідробур опускають на І або ІІ передачі піднімача у свердловину на канаті діаметром 15,5мм, який кріпиться до штока плунжера, після посадки на пробку його припіднімань на 2-3м і вдаряють долотом до пробки. У ході чергового припіднімання плунжер засмоктує рідину з піском із-під долота, пісок через сепаратор поступає в желонку, а рідина – в насос.