2765.Оборудование для добычи нефти и газа Часть 2

—обеспечение комплектности поставок;

—возможность сервисного обслуживания;

—доступная стоимость.

Реализация развития этих направлений будет более эффек­ тивна при условии создания полигонов для испытаний обору­ дования, отработки технологий и эксплуатации установок, вы­ деления участков непосредственно на нефтепромыслах и место­ рождениях для внедрения описываемых технологий — вначале в сопровождении традиционных подъемников для замены муфто­ вых НКТ на КНТ, а затем для полного сервисного обслужива­ ния скважин с использованием всех возможностей технологий, основанных на применении непрерывной трубы для:

—текущего и капитального ремонта объектов;

—освоения скважин;

—эксплуатации КНТ в нагнетательных скважинах;

—применения КНТ в установках штанговых, центробежных, гидропоршневых и струйных насосов;

—обустройства нефтепромысловой сети.

Установки с использованием колонны непрерывных труб сле­ дует создавать компактными и монтировать на автомобильном шасси с проходимостью, обеспечивающей передвижение в ус­ ловиях намывных кустов и дорог без твердого покрытия. Обору­ дование агрегата должно работать при температуре окружающей среды от -45 до +45 °С и быть стойким к агрессивным средам. Необходимо, чтобы монтаж-демонтаж установки на устье сква­ жины проводился без привлечения дополнительной грузоподъ­ емной техники.

Агрегат должен обеспечивать выполнение следующих техно­ логических операций:

—очистку эксплуатационных колонн от гидратопарафино­ вых пробок путем промывки горячим солевым раствором с плот­ ностью до 1200 кг/м3 и температурой до 150 °С;

—удаление песчаных пробок;

—извлечение бурового раствора из скважины;

—ловильные работы при капитальном ремонте скважин (КРС);

—цементирование скважин под давлением;

—кислотные обработки под давлением;

—разбуривание цемента;

—изоляцию пластов.

Основное оборудование должно состоять из набора блоков. Первый блок включает:

—барабан с намотанной трубой;

—монтажное устройство;

—инжектор — устройство, транспортирующее КНТ;

—кабину управления агрегатом;

—насосную (компрессорную) станцию для прокачки техно­ логической жидкости.

Второй блок включает:

—емкость для технологической жидкости (8—10 м3), снаб­ женную теплоизоляцией;

—нагревательное устройство для технологической жидкости;

—насос для перекачивания технологической жидкости с при­ водом от ходового двигателя агрегата.

В состав вспомогательного оборудования, которым должна укомплектовываться установка, входят:

—уплотнительный элемент устья;

—противовыбросовый превентор;

—комплект быстроразборного манифольда для технологи­ ческой жидкости;

—прибор, регистрирующий нагрузку от веса колонны труб;

—комплект внутрискважинного инструмента (локаторы конца трубы, шарнирные отклонители, разъединитель с извлекающим устройством, центраторы колонны, обратные клапаны, струй­ ные насадки, ясы и акселераторы и т.п.).

В комплект оборудования входит инструмент и запасные части. Необходимо, чтобы конструкция агрегата соответствовала тре­ бованиям техники безопасности, действующим в нефтяной и

газовой промышленности:

—система освещения установки должна быть защищена от взры­ вов и обеспечивать освещенность на устье скважины, равную 26 лк;

—уровень звукового давления на рабочих местах не должен быть выше 85 дБ;

—площадки, расположенные на высоте более 1 м, должны иметь перильные ограждения высотой не менее 1 м;

—для подъема на платформу агрегата нужны маршевые лес­ тницы с перильными ограждениями шириной не менее 0,75 м;

—выхлопную систему двигателей агрегатов следует снабжать искрогас ителями;

—пост управления агрегатом нужно размещать с учетом хо­ рошей видимости рабочих мест как у скважины, так и на других участках;

—расположение центра тяжести агрегата должно обеспечи­ вать его устойчивое положение при перемещении по дорогам с уклоном до 25° в осевом направлении и до 15° в боковом;

—агрегат необходимо снабжать электрической панелью с вы­ ходом 220/50 В для освещения, зарядным устройством и транс­ форматором-выпрямителем на 24 В постоянного тока для под­ зарядки аккумуляторов и аварийного освещения.

Габаритные размеры агрегата в транспортном положении не должны превышать по высоте 4,5 м, а по ширине — 3,2 м.

Агрегаты подземного ремонта, использующие колонну непре­ рывных труб, характеризуются следующими параметрами:

—длиной колонны труб;

—диаметром колонны труб;

—типом монтажной базы (автомобильное или тракторное шасси, прицеп);

—диаметром барабана для хранения труб;

—тяговым усилием при извлечении трубы, развиваемым транспортером;

—скоростью перемещения трубы транспортером;

—давлением в полости ремонтируемой скважины;

—давлением технологической жидкости;

—составом бригады, обслуживающей агрегат;

—массой агрегата;

—показателями надежности.

Главными параметрами являются диаметр и длина колонны гибких труб и агрегата. Именно они влияют на остальные па­ раметры, конструкцию агрегата и его компоновку. Например, диаметр и длина колонны труб определяют диаметр барабана и тяговое усилие. Эти же показатели существенно влияют и на давление насосов, перекачивающих технологическую жид­ кость, и компоновку агрегата, от которой зависит тип мон­ тажной базы.

Диаметр КНТ в определенной степени связан с длиной ко­ лонны. Эта зависимость обусловлена рядом факторов, которы­

ми, например, являются расход технической жидкости и проч­ ностные показатели материала, из которого изготавливают тру­ бы. По результатам исследования таких взаимосвязей устанав­ ливают, какой длине колонны гибких труб должен соответство­ вать определенный диаметр.

Решение данной задачи строится на следующих логических основах — для выполнения любых технологических операций комплекс наземного оборудования должен обеспечивать необ­ ходимую подачу технологической жидкости. При ее прокачива­ нии по колонне гибких труб гидродинамические потери Артсо­ ставляют, как правило, больше половины общей величины дав­ ления на выходе насосной установки. Остальные компоненты, например, перепад давления на забойном двигателе, устанавли­ ваются согласно паспортным характеристикам устройств.

Помимо влияния расхода жидкости, значение диаметра КНТ зависит еще и от прочностных показателей материалов, из кото­ рых изготавливают трубы.

В опасном сечении (верхнее сечение колонны труб, спущен­ ных в скважину) материал находится в сложном напряженном состоянии. Эквивалентные напряжения, действующие в этом сечении, зависят от внутреннего давления в трубах, глубины их спуска, реактивного момента, возникающего при работе забой­ ного двигателя, и других силовых факторов, проявляющихся в поперечном сечении труб при выполнении определенных тех­ нологических операций.

Для предварительной оценки напряженного состояния мо­ жет быть использована теория прочности, в соответствии с ко­ торой эквивалентные напряжения могут быть определены сле­ дующим образом [68]:

где у — удельный вес материала труб; dc — диаметр средин­ ной поверхности трубы; ат— нормальные напряжения, действу­ ющие в меридиональном направлении трубы при внутреннем давлении р.

Исходя из условия прочности аэ|со < ктат, после преобразова­ ния формулы (10.1) получаем

где кт— коэффициент запаса прочности по пределу текучес­ ти; ат — предел текучести материала, из которого изготовлена труба; 8тр — толщина стенки трубы.

В табл. 10.20 приведены значения диаметров труб в зависи­ мости от глубины подвески и максимального'давления ртм при [а] = 0,8сгт = 400 МПа [68].

Количество агрегатов, работающих с колонной непрерыв­ ных труб, по сравнению с количеством машин массового про­ изводства относительно мал. При этом разброс параметров отдельных типоразмеров установок весьма велик. Следователь­ но, нецелесообразно унифицировать их металлоконструкции, элементы шасси и другие части, ремонт которых не заплани­ рован, а срок службы соответствует сроку службы всего агре­ гата.

В данной ситуации важнее унифицировать узлы, сложные в кинематическом отношении, составляющие, обеспечивающие быструю перенастройку при необходимости перехода во время работы с одного диаметра труб на другой, а также узлы, непос­ редственно не связанные с величиной параметров агрегатов, например, пульты управления, элементы оборудования кабин операторов и другие, а также сложные комплектующие изделия, прежде всего элементы гидропривода.

При выборе комплектующих следует ориентироваться на из­ делия, применяемые для агрегатов, работающих в аналогичных условиях, к которым, прежде всего, относятся дорожные и стро­ ительные машины, а также транспортная техника. В настоящее время для них освоена широкая гамма комплектующих изделий гидропривода — насосы, моторы, управляющая и регулирующая аппаратура, элементы гидросистем. Эти изделия обладают наи­ большей надежностью по сравнению с имеющимися аналогами в других отраслях. Для них создана ремонтная база, система при­ обретения этих изделий достаточно хорошо отработана.

10.6.6.2. Конструкции агрегатов для работы с КНТ

Агрегатами для работы с колоннами непрерывных труб назы­ ваются наборы оборудования, позволяющие выполнять все тех­ нологические операции при подземном ремонте скважин с при­ менением КНТ. К ним относятся:

—транспортные операции по доставке оборудования на мес­ то проведения работ;

—спуск и подъем колонны непрерывных труб;

—подготовка технологической жидкости, применяемой при ремонте скважины, — доставка жидкости, ее подогрев и т.д.;

—собственно подземный ремонт — промывка пробок, сбив­ ка клапана и т.д. К этой же группе операций относится и закач­ ка жидкости в скважину;

—операции по восстановлению свойств технологической жид­ кости, использованной в процессе подземного ремонта, — дега­ зация, очистка и подогрев. При определенной организации ра­ бот эта группа операций может не выполняться.

Некоторые агрегаты, например, выпускаемые заводом «Рудгормаш», фирмой «ОКБ БН-Коннас», «Борец», позволяют осу­ ществлять только спуско-подъемные операции с колонной не­ прерывных труб. Поэтому при использовании их во время под­ земного ремонта скважин необходимо дополнительно иметь на­ сосный агрегат для закачки технологической жидкости, пере­ движные парогенераторные установки для подачи тепла в ем­ кость для хранения, нагрева и дегазации жидкости.

Все элементы, входящие в комплекс рассматриваемого обо­ рудования, выполняются мобильными. Отличаются они лишь количеством единиц, входящих в комплекс, типами транспорт­ ных средств, используемых для их перемещения, и компоновка­ ми основных узлов на последних. Пристальное внимание к сред­ ствам транспортирования обусловлено тем, что они в значитель­ ной степени определяют общую компоновку машин и их основ­ ные показатели.

Рассмотрим наиболее характерные и достаточно хорошо от­ работанные в настоящее время конструктивные решения.

Наиболее типичным из комплексов, размещенных на двух транспортных средствах, является оборудование фирмы Dreco. Оно представляет собой два агрегата, один из которых осуще­

Последний в рабочем положении на скважине опирается на четыре гидравлических домкрата. Для обслуживания оборудова­ ния агрегат имеет удобные лестницы и трапы, позволяющие бе­ зопасно перемещаться и работать на нем.

Агрегат, обеспечивающий нагрев и закачивание технологи­ ческой жидкости, смонтирован на специализированном авто­ шасси с формулой «6x4», конструкция кабины управления ана­ логична применяемой в агрегате для работы с колонной непре­ рывных труб. Кабина для обслуживающего персонала здесь от­ сутствует, а управление узлами агрегата осуществляется со спе­ циального пульта, расположенного в средней части установки. На агрегате имеется печь для нагрева технологической жидкости, насос для закачивания ее в колонну непрерывных труб, емкость для хранения, топливные баки и контрольно-измерительная ап­ паратура.

Нагретая жидкость подается от насоса к агрегату с КНТ по металлическому трубопроводу, снабженному быстроразборны­ ми соединениями.

Кабины управления транспортными базами не только опи­ санного оборудования, но и всех других импортных агрегатов хорошо спроектированы. Они удобны при управлении машина­ ми в дорожных условиях и обеспечивают достаточный обзор в рабочем положении при установке их на скважинах.

Основным недостатком рассматриваемого комплекса являет­ ся ограниченная проходимость, обусловленная, прежде всего, малым диаметром колес шасси.

Для полноты обзора конструкций агрегатов следует отметить, что существуют различные варианты размещения комплекса оборудования на транспортном средстве и его прицепе. Они интересны тем, что кабина оператора располагается в кормовой части за барабаном. При этом оператор имеет хороший обзор устьевого оборудования, однако наблюдение за процессом на­ мотки трубы на барабан затруднено.

Использование оригинальных либо изготавливаемых малы­ ми сериями шасси приводит к существенному удорожанию аг­ регата и оправдано лишь в тех случаях, когда стандартное се­ рийное шасси не обеспечивает заданных требований по грузо­ подъемности или габаритам. В то же время применение серий­ ных образцов, хотя и приводит к удешевлению транспортной