2.7.5 Ограничение давления на устье скважины

Комментарии

Стандартное оборудование для работы с гибкими НКТ рассчитано на-максимальное устьевое давление, равное 3500 фунт/кв. дюйм (245 кг/см²), При такой величине устьевого давления спуск колонны гибких труб в скважину затруднен. Такие трудности фактически возникают при давлении свыше 2000 фунт/кв. дюйм (140 кг/см²) из-за конструкционных особенностей инжекторной головки.

Устьевое давление считается нормальным, если оно не превышает (или равно) 2000 фунт/кв. дюйм (140 кг/см²), и высоким при превышении указанной величины. Основные проблемы, возникающие из-за высокого устьевого давления, следующие:

• Появление сжимающих нагрузок в гибких НКТ;

• Трение, возникающее при прохождении колонны• гибких НКТ через пакерующий элемент лубрикатора (+0,5 фунт на каждый фунт/кв. дюйм устьевого давления).

Однако при изменении компоновки оборудования, удавалось проводить работы при давлении до 10000 фунт/кв. дюйм (700 кг/см²).

• Вследствие сжимающих нагрузок, возникающих на устье скважины (при величине устьевого давления 10000 фунт/кв. дюйм (700 кг/см²), наружном диаметре и толщине стенки гибких НКТ 1 1/2" (38.1 мм) и 0,156" (3.96 мм) соответственно), усилие, передаваемое инжекторной головкой, составляет 8387 фунтов + 5 000 фунтов = 13 387 фунтов (11372 + 6780 = 18152 кг).

Так как расстояние от лубрикатора до цепи инжектора составляет около 1 фута (0,3 м), то гибкие НКТ имеют тенденцию к спиральному изгибу, а инжекторная головка приподнимается на своем шарнирном соединении, в результате чего тенденция к спиральному изгибу возрастает.

С целью предотвращения подобных явлений необходимо:

- установить на инжекторной головке второй датчик системы Martin Decker, который позволит измерять усилие подачи гибких НКТ в скважину под давлением и предотвратить подъем инжекторной головки;

- установить в верхней части лубрикатора усиленный направляющей желобной патрубок, ограничивающий длину свободной секции НКТ между инжекторной цепью и верхней частью лубрикатора до 3-4 см;

• Выбор лубрикатора:

- установить двухсекционный лубрикатор с целью уменьшения вдвое дифференциального давления на пакерующий элемент (до 5000 фунт/кв. дюйм (350 кг/см²) для каждой секции лубрикатора);

- обе секции лубрикатора должны быть рассчитаны на давление в 1.5 раза превышающее рабочее давление, и оборудованы износоустойчивыми пакерующими элементами;

- желательно, чтобы нижняя секция лубрикатора имела боковую откидную створку

- точка смазки гибких НКТ должна находиться над пакерующим элементом верхней секции лубрикатора

•Устьевое давление оказывает значительное усилие на плашки превентеров в

компоновке ПВО (таблица 3 и рис. 11):

• убедитесь, что аккумулятор обеспечивает давление, достаточное для перерезания гибких НКТ;

• при устьевом давлении свыше 3000 фунт/кв. дюйм (210 кг/см²) может потребоваться другое оборудование в компоновке оборудования;

- перед началом работ следует провести стендовые испытания.

• Удостовериться, что толщина стенки гибких НКТ достаточна для создаваемого давления:

- с целью уменьшения- опасности появления усталостного износа из-за изгибающих нагрузок толщина стенки гибких НКТ должна быть больше, чем для обычных НКТ;

• Перед спуском колонны гибких НКТ в скважину под давлением их следует опрессовать путем прокачки с небольшим расходом:

- во избежание смятия колонны гибких НКТ открыть створчатый обратный клапан на конце колонны (это уменьшит силу противодействия при спуске колонны гибких НКТ в скважину);

• При давлении свыше 2000 фунт/кв. дюйм (140 кг/см²) в колонне гибких НКТ необходимо устанавливать два обратных клапана в последовательном порядке.

Необходимо регулярно проводить проверку целостности колонны труб и заменять их, когда максимальный наружный диаметр достигает 1.05 от номинального, а максимальная овальность - 110%.

ПРИМЕЧАНИЕ:

При использовании гибких НКТ марки QT-800 с наружным диаметром 1,25" (31,8 мм) и толщиной стенки 0,156" (3.96 мм), при глубине скважины 14000 футов (4200 м) и устьевом давлении 9500 фунт/кв. дюйм (645 кг/см'), смена гибких НКТ производилась через 15 полных рабочих циклов.

• Проверить инжекторную головку, форму захватов, форму роликов и натяжение цепи (если натяжение цепи не отрегулировано, толкающее, усилие инжектора уменьшается).

• С целью уменьшения усталостного износа колонны гибких НКТ необходимо увеличить радиус направляющего желоба и барабана для гибких НКТ.

• Необходимо иметь систему для создания противодавления на скважину с дистанционным управлением или специальный манифольд для этой цели.

• пример комплекта оборудования, использованного при высоком давлении, представлен на рис. 12.

1 – емкость аккумулятора; 2 – 113,4 л (30 галлонов); 3 – 75,6 л (20 галлонов); 4 – 37,8 л (10 галлонов); 5 – рабочее давление в гидравлической системе 196 кг/см² (2800 фунт/дюйм); 6 – начальное давление нагнетания азота 105 кг/см² (1500 фунт/дюйм²); 7 – объем рабочей жидкости, расходуемый на цикл «закрытие - открытие» для одного плашечного превентора, 161 см³ (59,3 дюйм³).

Рисунок 11 – Давление в аккумуляторе после окончания циклов

«закрытие - открытие» для компоновки ПВО.

1 – радиус направляющего желоба 2440 мм (96^”); 2 – гибкие НКТ, диаметр 31,8 мм (1,25^”), толщина стенки 3,96 мм (0,156^”); 3 – инжекторная головка с тяговым усилием45400 кг (1000000 фунтов) при подъеме и толкающим усилием 18160 кг (40000 фунтов) при спуске гибких НКТ в скважину; 4 – датчик контроля целостности труб; 5 – точка смазки низкого давления; 6 – точка смазки высокого давления; 7 – усиленный направляющий желобной патрубок; 8 – стандартный лубрикатор на давление 70,0 МПа (10000 футн/дюйм²); 9 – радиальный лубрикатор на давление 105,0 МПа (15000 фунт/дюйм²); 10 – компоновка ПВО из 4-х превенторов на давление 105,0 МПа (15000 фунт/дюйм²); 11 – циркуляционный тройник; 12 – одинарный превентор с трубными плашками.

Рисунок 12 – Принципиальная схема основного оборудования для

работы с гибкими НКТ при высоком давлении.