Противовыбросовое оборудование

В состав этого оборудования входят:

20

1) блок превенторов, предназначенный обеспечивать герметиза­цию устья скважины при наличии или отсутствии в скважине колтю-бинговой трубы, а также удерживать колтюбинговые трубы при вне­штатных ситуациях (рис. 2.3, табл. 2.1).

Таблица 2.1 Характеристика блока превенторов

	Т	ип превенто]	зов
	БП65х70	БП80х70	БП100х70
Условный проход, мм	65	: 80	100
Максимальное давление на устье
скважины, МПа	70	70	70
Диаметр уплотняемой трубы, мм	19,05- 44.45	19.05- 60.3	44,5-88,9
Давление гидропривода управления, МПа
- номинальное	15	15	16
- максимальное	20	20	25
Масса, кг, не более	800	900	2000

Назначение превентора - это обеспечение безопасности в процес­се ведения работ при возникновении внештатных ситуаций. Под по­следними подразумевают аварийную потерю работоспособности ос­новных устройств агрегата - транспортера и герметизатора, а также внезапные проявления скважины - выбросы и фонтанирование.

Превентор должен включать секции, которые позволяют удержи­вать колонну гибких труб, перерезать ее, обеспечивать герметизацию полости скважины по всему ее поперечному сечению и при обжатии гибкой трубы плашками. Для этого применяют четырехсекционные превенторы, включающие секции с клиновыми захватами трубы, обжи­мающими последнюю, и секцию со срезающими и глухими плашками.

Учитывая малую вероятность в необходимости использования пре­вентора, можно применять конструкцию с ручным приводом плашек. Од­нако использование комбинированных приводов - ручного и гидравличе­ского - позволяет повысить комфортность управления агрегатом.

Превентор является изделием, широко применяющимся при буре­нии и добыче нефти и газа.

Ниже превентора устанавливают тройник, обеспечивающий за­качку технологической жидкости в кольцевое пространство между ко­лоннами КГТ и НКТ (или эксплуатационной колонной). Этот же трой­ник используют для отвода отработанной жидкости;

Рис. 2.4. Герметизатор 21

2) герметизатор, который обеспечивает герметизацию скважинно-го пространства от внешней среды в процессе проведения спускоподъ-емных операций с колтюбинговой трубой (рис. 2.4, табл. 2.2).

Таблица 2.2 Техническая характеристика герметизаторов

	Т	ип герметизаторе	)В
Параметры	ГТ65	ГТ80	гтюо
Условный проход, мм	65	80	100
Рабочее скважинное давление. МПа	70	70	70
Диаметр уплотняемой трубы, мм	19.05-44,45	19.05-44,45	60,3-73.0
Габаритные размеры, мм
— длина	785	785	1 500
- диаметр	470	470	420
Масса, кг. не более	100	180	965

Основное назначение герметизатора - это изоляция внутренней по­лости скважины и колонны лифтовых труб от внешней среды. При этом в изолируемых полостях могут находиться под давлением 16-20 МПа про­дукция скважины (нефть, газ, вода), технологическая жидкость, исполь­зуемая при обработке скважины (соляной раствор, жидкость на нефтяной основе, растворы кислот), а также твердые включения (песок, окалина, частицы парафина). В процессе работы комплекса оборудования при вы­полнении технологических операций в скважине спуске или подъеме тру­бы КГТ соответственно перемещается со скоростью 0,01—0,05 и 0,4—1 м/с. В любом случае герметизатор должен исключать утечки в зазоре между его корпусом и поверхностью гибких труб.

Кроме того, герметизатор устья служит для пропуска в полость скважины инструментов и приборов, наружный диаметр которых пре­вышает наружный диаметр трубы в 1,2—1,5 раза.

Условия эксплуатации агрегатов предопределяют оперативное управление герметизатором в зависимости от величины давления в по­лости скважины.

Но самым важным требованием является надежная работа уплотни-тельного элемента, в частности, обеспечение его работоспособности как при штатном режиме функционирования агрегата, так и при отказе или остановке каких-либо систем, например, при внезапной остановке привод­ного двигателя и последующей паузе при его запуске (или ремонте).

С учетом всех перечисленных требований герметизатор выпол­няют в виде контактного уплотнения с использованием в качестве уп-лотнительного элемента втулки из эластомера. Материалом для созда­ния герметизатора служит маслобензоизносостойкая резина или поли­уретан. Уплотнение осуществляют с принудительным поджимом к уп­лотняемой поверхности, для чего используют гидравлический привод, которым управляют из кабины оператора агрегата.

Один из вариантов схемы герметизатора приведен на рисунке 2.5. Он включает корпус 7, в нижней части которого расположен уплотни-тельный элемент 6. Выше него находится приводной гидроцилиндр 4 диаметром Д полый шток 3 которого перемещается поршнем 2.

22

Рис. 2.5. Схема герметизатора устья с осевым расположением приводного цилиндра

Колонна гибких труб 1 проходит через полый шток 3, центриру­ется направляющей втулкой 5 и взаимодействует с уплотнительным элементом. Для установки нового и извлечения изношенного уплотни-тельного элемента в нижней части корпуса предусмотрен затвор 8, по­ложение которого относительно корпуса фиксируется посредством упорной резьбы или байонетного соединения. Для крепления гермети­затора на превенторе имеется фланец 9.

Описанная конструкция герметизатора наиболее проста, но ее недос­татки - это значительные осевые габариты и существенная масса. Однако они компенсируются высокой надежностью и удобством обслуживания.

При необходимости повышения герметизирующей способности уп-лотнительного элемента в процессе его работы в полости А увеличивают давление рабочей жидкости гидропривода, а для разгрузки уплотнительного элемента последнее или уменьшают в полости А, или увеличивают в полос­ти В. При этом уплотнительный элемент может быть полностью разгружен, и между ним и наружной поверхностью гибкой трубы образуется зазор.

В процессе работы в кольцевом пространстве С между гибкой тру­бой и полым штоком накапливается технологическая жидкость, прони­кающая туда из полости скважины. При перемещении колонны гибких труб вниз необходимо следить за тем, чтобы эта жидкость постоянно там находилась, обеспечивая смазку поверхности трубы, взаимодействующей с уплотнением. Для этого, например, рекомендуют периодически умень­шать давление в приводном цилиндре, увеличивая утечку до тех пор, пока жидкость не заполнит весь кольцевой объем. После его заполнения и по­явления жидкости у верхней кромки полого штока давление следует опять

23

увеличить. Невыполнение этого условия приведет к тому, что уплотни-тельный элемент начнет «гореть» и интенсивно изнашиваться.

Приводной гидроцилиндр должен иметь определенный запас хода, который в процессе работы позволяет сжимать изношенный уплотни-тельный элемент, обеспечивая сохранение работоспособности всего узла в целом. Этот запас хода дает возможность также выталкивать из корпуса изношенный уплотнительный элемент при его замене, что облегчает и ускоряет проведение ремонтных работ в промысловых условиях.

Меньшей массой и меньшими осевыми габаритами обладают гер­метизаторы с радиальным расположением природных цилиндров (рис. 2.6). При использовании подобной схемы усилие прижима уплот-нительного элемента обеспечивается несколькими поршнями (плунже­рами), размещенными в боковой поверхности корпуса. Недостатком подобной конструкции является то, что равномерное прижатие уплот-нительного элемента к поверхности гибкой трубы начинает обеспечи­ваться при сравнительно высоких давлениях (порядка 5-6 МПа). Это обусловлено тем, что эластомерный уплотнительный элемент, распо­ложенный в замкнутом объеме корпуса, только в этих случаях ведет себя подобно жидкости. При меньших давлениях он работает как упру­гое тело, подчиняющееся закону Гука. Поэтому при высоких давлениях уплотняемой среды в полости скважины обеспечивается равномерное изнашивание по всей длине ушютнительного элемента, а при малых -неравномерное, в основном в средней его части.

Рис. 2.6. Схема герметизатора устья с радиальным расположением приводных цилиндров:

/ - корпус герметизатора устья; 2 — цилиндр; 3 - плунжер; 4 — колонна гибких труб

Уплотнительный элемент является специфическим узлом, приме­няемым только для агрегатов ПРС. Поэтому расчет его основных эле­ментов в технической литературе практически не освещен.

3) Шлюз-лубрикатор служит для предупреждения выбросов сква-жинной среды на этапе спуска забойных компановок в скважину (рис. 2.7, табл. 2.3).

Рис. 2.7. Шлюз-лубрикатор

24

Таблица 2.3 Техническая характеристика шлюза-лубрикатора

Параметры	Тип шлюза-лубрикатора
	ФА2-152	ФА2-152-01
Условный проход, мм	152	144
Давление рабочей среды, МПа - рабочее	35	35
- пробное	40	40
Температура рабочей среды, °С, не более	80	80
Масса, кг, не более	2800	2800