1474
.pdfВ агрегатах подземного ремонта в зависимости от поставлен ных задач могут быть использованы насосно-компрессорные или бурильные трубы, в некоторых случаях используются обсадные трубы. Это позволяет передавать значительные нагрузки на ин струмент и при подаче и подъеме жидкости изолирует обсадную колонну от воздействия на нее. Основным недостатком данного способа является высокая трудоемкость спуско-подъемных опе раций и сопутствующих работ (монтаж-демонтаж, глушение сква жин и т.д) и их большая продолжительность. Достоинство зак лючается в универсальности этого способа и возможности пере дачи больших силовых воздействий.
Как уже говорилось выше, основное разделение работ проис ходит на текущий и капитальный ремонт. Приведенные на ри сунках 10.3 и 10.4 общие схемы проведения работ показывают основные операции и их последовательность. Из анализа схем видно, что общими для всех являются подготовительные работы и спускоподъемные операции, которые в ряде случаев занимают до 70% от общего времени проведения работ. Поэтому очевид но, что основным направлением работ по совершенствованию оборудования являются в первую очередь усовершенствования связанные с подготовительными работами и спуско-подъемны ми операциями.
К подготовительным работам относится в первую очередь глушение скважины. Подземный ремонт может проводиться при открытом иди закрытом (герметизированном) устье. Работа с открытым устьем, в подавляющем большинстве случаев, связана с глушением скважин. Данная операция нзобходима, чтобы обе зопасить работу бригады от газопроявлений из скважины, кото рые могут привести к отравлению или пожару (взрыву). В тех случаях, когда скважина имеет высокую обводненность, низкий газовый фактор и низкую проницаемость пласта, при открытом устье может не происходить газопроявление. Тогда, по согласо ванию с Госгортехнадзором, можно проводить работы с откры тым устьем без глушения. Глушение, в большинстве случаев, производится путем замещения внутрискважинной жидкости на жидкость глушения. Жидкость глушения должна быть безо пасной, иметь большую плотность, чем скважинная жидкость и не быть агрессивной по отношению к оборудованию и сква жине. В качестве жидкости глушения используется, как правило,
попутно добываемую воду. Ее очищают от примесей и добавля ют соли для повышения плотности. Глушение скважины, в боль шинстве случаев, существенно ухудшает состояние призабой ной зоны скважины и может привести к снижению ее дебита. Для борьбы с этим в жидкость глушения добавляются специаль ные присадки, производящие отмыв призабойной зоны от раз личных отложений. К сожалению, данный способ в ряде случа ев не снижает время вывода скважины на режим. Неплохие ре зультаты дает глушение скважин очищенной нефтью, но из-за низкой плотности нефти и повышенной пожароопасности спо соб не нашел широкого применения. Еще одним направлением работ, исключающим глушение скважин, является использова ние клапанов-отсекателей, устанавливаемых в скважине. Кла- паны-отсекатели устанавливается на пакере. Они разобщают призабойную зону от устья и поэтому позволяют проводить ра боты по смене оборудования без глушения. Существует большое количество различных конструкций клапанов-отсекателей. Они различаются по форме запорного органа, по системе управле ния клапана. Несмотря на большое многообразие конструкций повсеместного применения клапана-отсекатели не нашли. Это связано с тем, что способ имеет существенные недостатки. Это дополнительная стоимость оборудования, затраты необходимые для его установки и съема, невозможность проведения капи тального ремонта в скважине с установленным в ней пакером, повреждение стенок обсадной колонны в месте установки пакера, необходимость переустановки пакера при снижении забой ного давления, необходимость использования высококачествен ных материалов в конструкции клапанов-отсекателей.
Относительно новым и наиболее перспективным направле нием является глушение скважин растворами не проникающи ми в пласт, но и не дающими газу выходить из пласта. Как пра вило, это гелеобразные растворы, которые после проведения ремонта подвергаются специальной обработке и выносятся с откачиваемой жидкостью. В этом случае призабойная зона не ухудшает своих свойств. Более того, при соответствующем под боре компонентов возможна очистка зоны перфорации от раз личного рода отложений с последующим их удалением.
Проведение работ возможно и с герметизированным устьем. В этом случае ремонт производится без глушения скважины,
что не приводит к снижению ее дебита после ремонта, улучша ются условия работы бригады подземного ремонта и снижается вероятность загрязнения окружающей среды. Но при этом тре буется сложное дорогостоящее оборудование, включающее ус тьевые превенторы и уплотнение устья, способное обеспечивать герметичный пропуск труб с муфтами. Кроме того, в отличие от ремонта при открытом устье, где спуск оборудования происхо дит под его собственным весом, в этом случае необходимо ис пользование специальных устройств на устье, обеспечивающих создание осевой нагрузки на трубы для проталкивания колонны в скважину при больших давлениях на нем. При существующей схеме спуско — подъема на колонне свинчиваемых труб это со пряжено с большими затратами времени и труда и поэтому не применяется. В тоже время, как уже указывалось выше, разделе ние работ и оборудования и, следовательно, их усовершенство вание можно разделить по способам доставки инструмента, при боров и технологических материалов к месту работ в скважине. Это:
1)с помощью специально спускаемой колонны труб;
2)путем закачивания по НКТ или межтрубному пространству;
3)на кабеле или на канате (проволоке).
Эти способы позволяют эффективно проводить работы с гер метизированным устьем.
Наибольшее распространение получил первый из указанных способов — ремонт с использованием непрерывных труб. В этом случае используются установки с наматываемыми на барабан трубами (рис. 10.5).
Это объясняется существенными преимуществами данного вида оборудования и упрощением устьевого оборудования вслед ствие отсутствия муфт на трубах, наматываемых на барабан; воз можностью быстрого проведения спускоподъемных операций, возможностью непрерывного проведения промывки при спуске или подъеме колонны НКТ в скважину и широкого применения средств автоматизации и контроля. Подобные технологии все больше используются в нашей стране для борьбы с парафино выми, гидратными пробками. Известно их применение для спуска исследовательских приборов, установки газлифтных клапанов, т.е. в случаях, где не обходим быстрый спуск приборов при гер метизированном устье скважины. С использованием азотных
//
10
Рис. 10.5. Схема установки с наматываемыми на барабан трубами для подземного ремонта скважин:
1 — циркуляционный переводник; 2 — гибкие НКТ; 3 — колонная голов ка; 4 — дроссель; 5 — отводная линия; 6 — циркуляционный тройник с дросселем противодавления и задвижкой; 7 — четырехплащечный пре вентор; 8 — сальниковая коробка; 9 — индикатор веса; 10— Инжекторная головка для подачи и извлечения колонны гибких труб; 11 выпрямля ющее устройство; 12 — подъемный кран инжектора; 13 — барабан с ко лонной НКТ; 14 — кабина управления; 15 — энергетический блок
технологий, т.е. мобильных азотных установок для генерации азота и его применения для различных технологических процес сов освоения и ремонта скважин, получили широкое распрост ранение установки с трубами. Азот позволяет обеспечить безо пасное ведение работ связанных с разбуриванием цементных пробок, забуриванием горизонтального ствола и т.д.
Второй способ заключается в закачке жидкости по колонне НКТ или межтрубному пространству и использовании колон ны, как канала, по которому производится спуск и подъем обо рудования и приборов. Возможно использование нескольких
колонн труб. Как правило, при применении нескольких сква жинных трубопроводов, их размещают концентрично по типу «труба в трубе». Параллельное подвешивание НКТ требует боль ших диаметров обсадных колонн и специального оборудования, например — пакеров с двумя параллельно расположенными ство лами. Поэтому такое размещение колонн труб не нашло широ кого применения в нашей стране. Замена оборудования при до ставке насосного агрегата или комплекта приборов жидкостью без подъема труб производится переключением кранов на об вязке устья и работами по установке и выему насоса из лубрика тора. Т.е. необходим только легкий подъемный агрегат для сня тия и установки лубрикатора. Такой способ используется на сква жинах, оснащенных гидроприводными установками.
Несколько сложнее, хотя и похоже, происходит канатная или кабельная доставка, т.к. требуется установка с лебедкой. Насос ный агрегат или приборы устанавливаются в лубрикатор и на проволоке или кабеле спускаются в скважину. При этом уплот няется только проволока или канат. В этом случае затраты вре мени значительно меньше чем при традиционном способе. Та кой способ также используется на скважинах оснащенных гид роприводными установками.
10.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРС
Как уже рассматривалось ранее, все оборудование, инстру мент и материалы для подземного ремонта можно разделить по выполняемым видам работ. Наиболее общие группы это обору дование Поверхностное I и Скважинное II. В свою очередь По верхностное оборудование подразделяется на Общее I.I, кото рое используется практически при всех видах работ по ПРС, и Специальное I.II, которое определяется видами проводимых ра бот. Скважинное оборудование также можно разделить на Об щее II.I, используемое в большинстве проводимых ремонтных работ и Специальное И.П, определяемое конкретными видами ремонта. К Общему оборудованию I.I относятся Агрегаты с ис пользованием развинчиваемых труб I.I.1 и агрегаты с непрерыв ной трубой I.I.2.
Взависимости от условий эксплуатации Агрегаты I.I.1 состо ят из следующего оборудования:
Грузоподъемного оборудования 1.1.1.1, транспортной базы 1.1.1.2., средств механизации 1.1.1.3 и инструмента для спуско подъемных операций 1.1.1.4.
Всостав Грузоподъемного оборудования 1.1.1.1 входят: выш ки 1.1.1.1Л, мачты и стрелы 1.1.1.1.2; лебедки 1.1.1.1.3; талевая система 1.1.1.1.4.
Вкачестве транспортной базы 1.1.2. используются автомоби ли общего назначения и специальные, трактора, как на колес ном так и на гусенечном ходу и прицепы.
Средства механизации для спускоподъемных операций 1.1.1.3
взависимости от выполняемых работ включают ключи механи ческие трубные 1.1.1.3.1 и штанговые 1.1.1.3.2, манипуляторы 1.1.1.3.3.
Инструмент для выполнения спускоподъемных операций 1.1.1.4 включает элеваторы I.1.1.4.1, слайдеры 1.1.1.4.2, штропы и серьги I.1.1.4.3, трубные I.1.1.4.4 и штанговые IЛЛ .4.5 ключи. Указанный инструмент различается по конструктивному испол нению, грузоподъемности и габаритам труб и штанг.
Всостав Агрегатов с непрерывной трубой I.I.2. входят бара бан для намотки непрерывной трубы I.I.2.1., экстрактор для про ведения спуско-подъемных операций с непрервной трубой I.I.2.2., превенторы для герметизации устья для работы с колонной без глушения скважин I.I.2.3., транспортные базы I.I.2.4.
КСпециальнному оборудованию I.II относится во — первых оборудование дополняющее общее 1.П.1 в целом ряде операций. Это Роторы I.II.1.1, Вертлюги I.II.1.2, Насосы 1.11.1 -3, Компрес соры I.II. 1.4. Далее в эту же группу оборудования входят Агрега ты для нагнетания пен IЛ1.2, Агрегаты для гидроразрыва пласта 1.1.3.
В состав Общего скважинного оборудования ПЛ входят тру бы НКТ II.I.1. Причем они подразделяются в зависимости от используемых агрегатов на резьбовые и непрерывнее.
Кскважинному специальному оборудованию ПЛ1 относятся также в первую очередь трубы Бурильные ИЛЫ И Обсадные II.II.2. Одним из наиболее часто используемых видов скважин ного оборудования являются Пакера Н.П.З., а имеющего наибо лее широкую номенклатуру — Аварийный инструмент IIЛ1.4.
Яссы II.II.5 могут использоваться как для проведения текущего ремонта, так и при ликвидации аварий и поэтому выделены в отдельную группу оборудования. Номенклатура скважинных Кла панов II.II.6 так же достаточна широка. Для очистки забоя сква жины все шире применяются Желонки II.II.7 различных типов. Для вызова притока жидкости в скважину используются как Свабы II.II.8, так и Различные по конструкции Насосы II.II.9. Среди широко применяемых средств воздействия на призабой ную зону необходимо отметить Вибраторы II.II. 10 и Термовоз действующее оборудование II.II II.II.il. В определенных случа ях используются и другие виды оборудования обычно относя щиеся к прочему.
10.4. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Как уже говорилось ранее, наибольший удельный вес по вре мени занимают спускоподъемные операции. Для их проведения задействован комплекс оборудования и инструмента. Рассмот рим вначале инструмент. К инструменту относятся элеваторы, слайдеры, трубные и штанговые ручные ключи. От надежности и простоты работы с этими инструментами зависит производи тельность труда на установках подземного ремонта. Поэтому инструмент выполняется достаточно легким и не требующим большого количества сложных движений в работе. Надежность достигается простотой и отработанностью конструкций и дублирванием ряда элементов.
10.4.1. ЭЛЕВАТОРЫ
При проведении спуско-подъемных операций необходимо захватывать и удерживать на весу подземное оборудование. Для той цели используются различные захватные приспособления, крепящиеся на крюке. К ним относятся элеваторы и хомуты. Хомуты, предназначенные для монтажа ЭЦН, уже рассматрива лись в первом томе в параграфе 5.2.5.8 и, поэтому здесь будем рассматривать только элеваторы. Элеваторы различаются по на значению и конструкции.
По назначению элеваторы бывают трубные и штанговые, со ответственно для труб и штанг.
Трубные элеваторы.
По типу захвата и удержания трубные элеваторы разделяются на элеваторы:
а) с захватом под муфту; б) с захватом под высадку трубы;
в) с захватом за тело трубы (элеватор-спайдер).
Элеваторы первого типа наиболее распространены и пред назначены для работы с муфтовыми трубами. Элеваторы второ го типа необходимы для работы с трубами с высадкой наружу, а третьего типа — для работы с безмуфтовыми трубами, а также в случае, когда контактная нагрузка от веса колонны превышает допустимую.
Конструктивное исполнение элеватора зависит от диаметра захватываемых труб, от способа захватывания, несущей нагруз ки и технологии ремонта. Этим объясняется многообразие кон струкций трубных элеваторов, применяемых при подъемном ре монте скважин. Для насосно-компрессорных труб применяют втулочные с одним штропом и балочные с двумя штропами эле ваторы. Первые получили наибольшее распространение в под земном ремонте.
Элеватор относится к наиболее ответственным инструментам спускоподъемных операций, его отказ может привести к челове ческим жертвам и серьезным авариям, ликвидация которых по требует значительных средств.
В элеваторе наиболее ответственным элементом является ме ханизм запирания (затвор), который должен обеспечить надеж ное соединение захватного устройства в период спуско-подъем ных операций.
К элеваторам предъявляются следующие требования:
—обеспечение надежной работы в условиях сильного загряз нения поверхности трубы нефтью, парафинами и солями, а так же при низких температурах;
—стойкость к динамическим нагрузкам от рывков и ударов, воз никающих при эксплуатации, например при ловильных работах;
—легкость и удобство в работе;
—отсутствие выступающих частей во избежание задевания при подъеме за элементы талевой системы, одежду оператора и т.д.