1232

замковой резьбой для свинчивания с колонной бурильных труб. В отличие от серийных фрезеров типа ФЗ в армированном слое предусмотрены дополнительные промывочные каналы, по кото­ рым промывочная жидкость поступает непосредственно в зону резания. Улучшена конструкция армировки и обеспечена боль­ шая удельная нагрузка на фрезеруемый объект при одинаковой осевой нагрузке. Увеличена высота армированного слоя. Вве­

вания аварийных легкосплавных металлических предметов и очистки ствола скважины. На режущем его торце предусмотре­

резьба для присоединения фрезера к бурильной колонне.

Для предохранения внутренней поверхности обсадной колон­ ны от зарезания все периферийные режущие кромки зубьев фрезера утоплены в корпусе, в котором предусмотрены сквоз­ ные стружкоотводящие противозаклинивающие каналы, и заплавлены латунью.

Для нормального режима работы осевая нагрузка в началь­ ный период фрезерования должна быть не более 5 кН с равно­ мерным повышением до 25 кН при частоте вращения ротора 60—80 об/мин и подаче промывочного насоса не менее 12 дм3/с.

Фрезеры ФЗЭ выпускают 15 типоразмеров.

Ф р е з е р и с т и р а ю щ е - р е ж у щ и й к о л ь ц е в о й ФК, предназначенный для фрезерования прихваченных бурильных и НКТ в закрепленных обсадной колонной скважинах, состоит из корпуса, резьбовой головки и режущей кромки, армированной композицонным материалом, состоящим из дробленного твер­ дого карбидо-вольфрамового сплава и материала связки.

В отличие от других конструкций на внутренней поверхнос­ ти корпуса этих фрезеров нарезаны винтовые пазы, пересека­ ющие вертикальные каналы, расположенные в теле. Направле­ ние пазов противоположно вращению фрезера.

Фрезеры ФК выпускают 13 типоразмеров, они могут рабо­ тать в колоннах диаметром от 114 до 273 мм. Наружные диа­ метры фрезеруемых НКТ от 48 до 114 мм, бурильных труб от

47 до 168 мм.

Фр е з е р ы - л о в и т е л и м а г н и т н ы е ФМ предназначе­ ны для ликвидации аварий в бурящихся и эксплуатационных скважинах путем фрезерования и извлечения мелких металли-

Рис. 111.28. Фрезер-ловитель магнит­ ный ФМ (исполнение 1)

Рис. II 1.29. Фрезер-ловитель магнит­ ный ФМЗ (исполнение 2)

ческих предметов неопределенных размеров и формы с помощью магнита и механизма захвата. Разработаны они в двух испол­ нениях: 1) без механического захвата (ФМ) — 13 типоразмеров и 2) с механическим захватом (ФМЗ) — 10 типоразмеров. Все они обеспечивают ликвидацию аварий в эксплуатационных и бурящихся скважинах (закрепленных и не закрепленных обсад­

армированной дробленным твердым сплавом. Магнитная сис­ тема представляет собой набор постоянных магнитов цилин­ дрической формы из сплава марки ЮН14ДК25БА.

М а г н и т н ы й ф р е з е р с м е х а н и ч е с к и м з а х в а ­ т ом ФМЗ (исполнение 2) состоит из переводника 1, корпуса 2, магнитной системы 3 и захватного узла 4 (рис. III. 29). При­ меняют его для очистки забоя скважины при засорении круп­ ными металлическими предметами. Механизм захвата состоит из шести лопастей.

Фр е з е р спускают в скважину и, не доводя до забоя на 5—6 м, начинают промывку с одновременным вращением буриль­ ных труб, а затем медленно доводят до забоя, фрезеруют и накрывают аварийный объект. Затем, прекратив промывку, под­ нимают инструмент на поверхность. При этом нельзя допускать ■резких посадок колонны на ротор и резких торможений. У под­

нятого фрезера очищают рабочую часть от металлических пред­ метов и промывают ее водой. Присоединительную резьбу очи­ щают и смазывают. Магнитный фрезер необходимо хранить отдельно от металлических предметов. Разбирать его следует после полного использования ресурса работы (не менее трех спусков в скважину), так как преждевременный разбор приво­ дит к размагничиванию магнитной системы.

Ф р е з е р з а б о й н ы й к о м б и н и р о в а н н ы й Ф З К предназначен для кольцевого фрезерования по наружному диа­ метру и последующего фрезерования по всему сечению неза­ крепленных металлических предметов в обсаженной скважине. Состоит он из переводника, торцового и кольцевого фрезеров. Торцевой фрезер имеет промывочные каналы и присоедини­ тельную резьбу для хвостовика, режущая его часть армирована.

На внутренней поверхности кольцевого фрезера выполнен ряд чередующихся пазов, направленных по винтовой линии и пересекающих вертикальные промывочные каналы. Режущие кромки армированы композиционным материалом.

Применение фрезеров ФЗК позволяет в ряде случаев со­ вмещать работы, выполняемые забойными и кольцевыми фрезе­ рами в отдельности, и тем самым сократить спуско-подъемные операции.

Ф р е з е р и с т и р а ю щ е - р е ж у щ и й п и л о т н ы й ФП предназначен для фрезерования в обсаженной колонне насос­ но-компрессорных и бурильных прихваченных труб, пакеров, сплошного дна, муфт, хвостовиков, замков, элементов погруж­ ных электронасосов и др. В необходимых случаях применяют его для подготовки фрезеруемых объектов к захвату ловильным инструментом.

Фрезер пилотный состоит из хвостовика с присоединитель­ ной резьбой и направляющего штока с режущей коронкой, на­ конечники которых армированы износостойким композицион­ ным материалом. Поверхность пазов штока наплавлена рели­ том. В коронке и штоке имеются промывочные каналы.

Фрезер пилотный отличается от забойных наличием направ­ ляющего штока, приваренного к концу режущей части корпу­ са. При фрезеровании шток, заходя в аварийный объект, обес­ печивает центровку фрезера и предохраняет инструмент от прихвата и других осложнений.

Применение фрезера пилотного позволяет совместить работы кольцевых и забойных фрезеров и значительно сократить число спуско-подъемных операций.

Ф р е з е р к о л о н н ы й к о н у с н ый Ф К К предназначен для фрезерования поврежденных мест (смятий, сломов) эксплу­ атационных и обсадных колонн скважин под шаблон соответ­ ствующего размера, а также при калибровке обсаженного ствола скважины для очистки его внутренней поверхности от цементной корки. В верхней части его корпуса выполнена зам­ ковая резьба для присоединения к колонне бурильных труб.

Цилиндрическая, коническая и нижняя торцовые часта фрезера оснащены режущими зубьями, в пазах которых уста­ новлены твердосплавные пластины.

Фрезеры ФКК изготавляют в двух исполнениях: с боковымч промывочными отверстиями, расположенными под углом к оси инструмента, с центральными и боковыми промывочными от­ верстиями.

Пакеры и якори

П а к е р ы — специальные устройства, предназначенные для разобщения отдельных участков ствола скважины, разобщения пластов и изоляции подъемной колонны труб от воздействия среды в процессе эксплуатации скважин и при ремонтно-изоля­ ционных работах в них. Их широко применяют при проведении многих технологических операций: гидроразрыве, кислотных и термических обработках пласта, изоляционных работах и т. д. Для раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной по параллельным рядам подъемных труб используют двухпро­ ходные пакеры.

В зависимости от направления действующих усилий разли­ чают пакеры следующих типов.

ПВ — перепад давлений направлен вверх; ПН — перепад давлений направлен вниз;

ПД — перепад давлений направлен как вниз, так и вверх.

Я к о р я — устройства, предназначенные для закрепления колонны подъемных труб за стенку эксплуатационной колонны с целью предотвращения перемещения скважинного оборудова­ ния под воздействием нагрузки.

Якоря применяют преимущественно с пакерами типа ПВ и ПН.

Шифр пакеров означает: буквенная часть — тип пакера (ПВ, ПН, ПД), способ посадки и освобождения (Г — гидравли­ ческий, М — механический, ГМ — гидромеханический) и нали­ чие якорного устройства (буква Я); цифра перед буквами — номер модели; первое число после букв — наружный диаметр (в мм); второе число — рабочее давление (максимальный пере­

ния участков эксплуатационной колонны нефтяных и газовых скважин и защиты ее от воздействия пласта, состоит из уплот­ нительного устройства, плашечного механизма и фиксатора типа байонетного замка.

На стволе свободном насажены конус и уплотнительные манжеты. Плашки, входящие в пазы плашкодержателя в пакерах с наружным диаметром 118 и 136 мм (рис. III. 30, б), при-

Рис. 111.30. Пакер ПН-ЯМ.

ром захватами. Корпус фонаря соединен с замком, имеющим фигурный паз, в котором может перемещаться палец, связан­ ный со стволом. Посадка пакера проводится путем приподъема труб на расстояние, необходимое для создания на него расчет­ ной осевой нагрузки, поворота на 1,5—2 оборота вправо и за­ тем спуска труб вниз. Благодаря трению башмаков о стенку эксплуатационной колонны обеспечивается неподвижность кор­ пуса фонаря и плашек. Палец при повороте скользит по фигур­ ному пазу и опускается вниз совместно со стволом.

В пакере (см. рис. III. 30, б) при движении ствола конус раздвигает плашки и последние закрепляются на стенке экс­ плуатационной колонны. В пакере (см. рис. III. 30, а) ствол совместно с головкой, упором, манжетами, конусом, плашками н плашкодержателем, опускаясь, доходит до упора в цилиндр. При этом захваты заходят в паз, освобождая ствол, а конус раздвигает плашки в радиальном направлении и закрепляет их. Сжатие манжет и герметизация разобщаемых пространств происходит при дальнейшем опускании ствола за счет массы колонны подъемных труб. Пакер извлекается из скважины в результате подъема труб. При этом освобождаются манжеты, а ствол своим буртом вытягивает конус из-под плашек, кото­ рые, освобождаясь, одновременно приводят корпус плашек с захватами в исходное положение. При подъеме труб и поворо­ те их влево на 1,5—2 оборота палец на стволе автоматически входит в фигурный паз башмака, благодаря чему пакер может

газовых вертикальных и наклонных скважин, состоит из уплот­ няющего, заякоривающего, клапанного устройства и гидропри­ вода. Для посадки его в подъемные трубы сбрасывают шарик. Жидкость под воздействием давления через отверстие а в стволе попадает на поршень. При давлении 10 МПа поршень толкает плашкодержатель, срезает винты, плашки надвигают­ ся на конус и, упираясь в стенки эксплуатационной колонны, создают упор для сжатия уплотнительных манжет. Под дейст­ вием массы труб плашки внедряются в стенку эксплуатацион­

седло с шариком выпадает. Пакер извлекают при подъеме ко­

скольжения скважинного оборудования внутри эксплуатацион­ ной колонны труб.

врадиальном направлении и внедрении в стенку эксплуатаци­ онной колонны. После прекращения нагнетания жидкости плаш­ ки под Действием пружин возвращаются в исходное положение,

врезультате чего освобождается якорь.

Э к с п л у а т а ц и я п а к е р о в и якоре й . Прежде чем спустить в скважину пакер, необходимо обследовать колонну конусной печатью и установить проходимость шаблоном с устья до верхних отверстий фильтра. Длина и диаметр шаблона должны быть несколько больше соответствующих размеров пакера и якоря. При этом шаблон должен свободно проходить до необходимой глубины. В противном случае устраняют повреж­

дения или очищают стенки колонны труб от цементной корки, отложений парафина, солей и продуктов коррозии.

Перед каждым спуском пакера проверяют: подвижность фо­ наря и штока; целостность уплотнительных элементов (манже­ ты, имеющие дефекты, заменяют новыми); надежность крепле­ ния резьбовых соединений. При этом особое внимание обраща­

80% жирового солидола УС-2 или УС-3 с 20% графита.

В пакерах, имеющих плоские пружины, проверяют наличие трещин или надломов (особенно в местах заклепочных соеди­ нений), а с опорой на забой выбирают длину хвостовика с таким расчетом, чтобы пакер находился на расстоянии 5—7 м выше верхних отверстий фильтра. После установки на задан­ ной глубине его испытывают на герметичность агрегатом.

Перед каждым спуском якоря проверяют; надежность креп­ ления резьбовых соединений корпуса с головкой и хвостовиком; герметичность уплотнений и выдвижение плашек при избыточ­ ном внутреннем давлении. С этой целью якорь опрессовывают в течение 5 мин, вставляя его в отрезок обсадной трубы соот­ ветствующего диаметра. Давление опрессовки должно быть на 25% больше максимального рабочего давления для данного якоря. Утечки через резьбовые соединения не допускаются, их устраняют. Затем якорь опрессовывают вторично и, лишь убе­ дившись в отсутствии утечек, спускают в скважину. При боль­ шой скорости спуска гидравлического якоря и малом диаметре труб вследствие возникновения избыточного давления возможно произвольное его закрепление. Во избежание этого скорость спуска должна быть примерно 3 м/с для 89-мм труб и 4 м/с для 102-мм труб. Пакер следует поднимать на поверхность через 1—2 ч после того, как будет снято давление на забое. Якорь от связи с колонной освобождают созданием давления в затрубном пространстве.

После подъема этих устройств их тщательно промывают и очищают от грязи, песка и парафина. Особенно тщательно очищают от нефти резиновые манжеты. Затем пакер и якорь разбирают для осмотра или замены вышедших из строя дета­ лей; смазывают трущиеся поверхности и резьбу.

При заклинивании пакера в скважине колонну НКТ враща­ ют по часовой стрелке. При этом якорь отвинчивается от па­ кера и извлекается на поверхность вместе с НКТ. В скважину спускают режуще^истирающий кольцевой фрезер ФК> офрезеровывают пакер и извлекают его на поверхность.

МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ РЕМОНТА

Текущий и капитальный ремонт скважин — наиболее трудо­ емкие операции. Механизация процессов ремонта скважин — одна из важнейших задач технического прогресса в технологии добычи нефти и газа.

Для механического свинчивания и развинчивания НКТ применяют автомат АПР-2ВБ, для механического свичнивания

операций по свинчиванию-развинчиванию и автоматизации опе­ раций по захвату, удержания на весу, освобождению и центрированию колонны насосно-компрессорных труб при текущем ремонте скважин. Состоит он из блока вращателя, инерционного электрического привода и клиньевых подвесок для труб.

Блок вращателя представляет собой корпус слайдера с чер­ вячным редуктором и водилом, передающим вращающее усилие трубному ключу. Редуктор защищен кожухом, образующим масляную ванну. Корпус автомата, в который вставляют клино­ вую подвеску, состоящую из направляющей с кольцевым осно­ ванием с шарнирно подвешенными тремя клиньями, крепится к пьедесталу центратора болтами. Центратор удобен в работе и позволяет ускорить переход на трубы другого диаметра. Со­ стоит он из пьедестала, фиксатора и сменных вкладышей под каждый размер трубы. Клинья.для 60 и 73-мм труб — сборные состоят из корпуса и сменных плашек, закрепляемых шплин­

момент захвата трубы. Клиньевую подвеску соответствующего трубе размера на время работы вставляют в корпус автомата. Перемещение подвески вверх — вниз осуществляется при помо­ щи балансира с грузом.

Инерционный электрический привод — взрывобезопасный с питанием от промысловой сети напряжением 380 В. Инерцион­ ное устройство позволяет регулировать крутящий момент на во­ диле автомата путем установки соответствующих сменных махо­ виков. Управление электроприводом осуществляется посредст­ вом магнитного пускателя и кнопочного поста управления.

Автомат АПР-2ВБ работает в комплекте с элеваторами ти­ па ЭТА, трубными ключами КТДУ, стопорными ключами КСМ и подкладными вилками.

М е х а н и ч е с к и й у н и в е р с а л ь н ы й к л ю ч К МУ-5 О предназначен для механизации операций по свинчиванию — развинчиванию и удержанию колонны насосно-компрессорных труб при текущем ремонте скважин, эксплуатируемых всеми видами оборудования, включая погружные электронасосы. Состоит он из блока вращателя с электроприводом, слайдера с~блоком клиньев и блока управления электроприводом.

разрезное колесо с установленным на нем водилом. В корпусе вращателя и разрезном колесе предусмотрены прорези для пропуска насосно-компрессорных труб, совмещенные механиз-

MOM, расположенным на корпусе -вращателя. Подшипником скольжения разрезного колеса служит бронзовая втулка. Зев вращателя перекрывается специальным устройством.

резного корпуса, сменных блоков клиньев для труб диаметра­ ми 60, 73 и 89 мм, рукоятки управления и хомута. К корпусу приварен кронштейн, к которому крепится с помощью оси и болта вращатель. Блок клиньев, раскрывающихся с помощью пружины, состоит из трех корпусов со сменными плашками.

При спуско-подъемных работах колонна насосно-компрес­ сорных труб заклинивается в полуавтоматическом слайдере. Ключ надвигается на колонну вращением вокруг оси, при этом фиксатор скользит по поверхности корпуса слайдера, доходит до упора и под действием пружины входит в паз. Включением привода с кнопочного поста управления осуществляется враще­

типа ЭТА, трубными ключами типа КТДУ или КТГУ и стопор­ ными ключами КСМ. Выполнен он в виде блоков, что создает удобство при монтаже и транспортировке, прост в эксплуата­ ции, обеспечивает высокие темпы работы. Разрезная конструк­ ция слайдера и вращателя позволяет применять ключ на сква­ жинах, оборудованных погружными электронасосами, а в ава­

значенный для свинчивания и развинчивания НКТ диаметром 48—114 мм, -состоит из вращателя со сменными вкладышами с тремя заклинивающими роликами, приводного гидравлического двигателя с гидросистемой и подвесного кронштейна. Применя­ ют его лишь с подъемными установками, снабженными гидро­ системой.

Отличительная особенность ключа— приложение усилия от­ винчивания в трех равномерно расположенных по окружности точках, что значительно повышает эффективность особенно при

из вращателя, гидравлического двигателя с гидроприводом и подвесного кронштейна. Ключ входит в комплект подъемных