книги из ГПНТБ / Еникеев В.Р. Автоматические скребки для очистки подъемных труб от парафина

ТУРУ> а при ловильных и других работах может быть вытянут

вверх до отказа, что при длине штока около 1100 мм позво­ ляет закрывать центральную задвижку и отвинчивать буферную головку и извлекать скребок без каких-либо потерь нефти.

Внутри выдвижного штока находится штанга 2, на нижнем конце которой закреплен отбойник 24. Верхний конец штанги 2

проходит через сальниковый узел 5 выдвижного штока и имеет два стопорных кольца 4, фиксирующих положение штанги при помощи защелки 3. Выдвинутое положение штока фиксируется

зацепом 6.

Операция вдвижения штока в арматуру механизирована. На присоединительном патрубке амортизатора смонтирована простая

ручная лебедка, на барабан которой наматывается трос 11, пере­ брошенный через ролик 1 и закрепленный за крючок 8. При вра­ щении лебедки на шток может быть приложено усилие до 250 кг, чего вполне достаточно для преодоления буферного давления' более 40 ат. Обратное движение штока обеспечивается за счет буферного давления. Захват скребка и его освобождение осуще­ ствляются тремя лапками 23, расположенными по окружности кор­ пуса амортизатора через 120°. Положение лапок изменяется отбой­ ником 24. Двигаясь вниз вместе со штангой, отбойник упирается в выступы, расположенные в средней части лапок, и, преодоле­ вая сопротивление пружин, сжимающих лапки, разводит их

в стороны, при этом торец отбойника закрывает отверстие амор­

тизатора и воспринимает удары скребка. Когда штанга вытянута

вверх, концы лапок под действием пружин 21 сходятся к оси амортизатора и готовы к захвату скребка. Для обеспечения на­ дежной работы амортизатора нужно найти и зафиксировать такое

положение штанги, при котором сближение концов лапок обеспе­

чивает наилучшие условия для захвата скребка. Если штанга чрезмерно вытянута вверх, концы лапок могут сдвинуться вплот­ ную и головка скребка во время удара не сможет раздвинуть их.

В амортизаторе ВА-2 предусмотрена очистка парафина со сте­ нок арматуры и с корпуса амортизатора без извлечения его на­

ружу. Очистка корпуса амортизатора обеспечивается тонкостен­ ной трубкой, закрепленной с нижней стороны буферной головки.

Когда шток вытягивается вверх, корпус амортизатора входит в эту трубку и очищается ее заостренной кромкой. Для очистки стенок арматуры установлен кольцевой нож на корпусе аморти­

затора, но он закреплен неудачно и создает большое сопротивле­

ние потоку, поэтому его приходится снимать с амортизатора. Опыт работы показывает, что при низком буферном давлении

автоматические скребки иногда прекращают работу вследствие

быстрого запарафинивания промежутка между корпусом аморти­

затора и стенками арматуры и резкого снижения дебита скважины.

В таких случаях применяют упрощенный верхний амортизатор,

который состоит из буферной головки, выдвижной штанги и от­ бойника диаметром 20—30 мм с кольцевым ножом. Кольцевой

59

нож служит не только для очистки арматуры, но и для центри­

рования штанги в арматуре. Кольцевой зазор шириной 15 мм, образующийся при установке такого амортизатора, устраняет одну из причин остановки скребков. Отсутствие ловильного приспособления на таком амортизаторе не затрудняет эксплуата­

цию скребков, поскольку им приходится пользоваться только при запуске и профилактических осмотрах скребка, а замена

упрощенного амортизатора на амортизатор с ловильным приспо­ соблением занимает всего 5—10 мин.

На устье скважины, оборудованной автоматическим скребком, желательно устанавливать низкую арматуру, внутренний диаметр

которой соответствует внутреннему диаметру труб, спущенных в скважину.

Для фонтанных скважин наиболее пригодна крестовая арма­ тура, собранная по схеме трубная головка — планшайба — цент­ ральная задвижка — крестовина с буферной и манифольдными

задвижками. В Башнефти такие арматуры изготовляются путем переделки стандартных тройниковых 1АФТ-2-21/2,,-125 и 2АФТ-21/2,/-125, причем из одной стандартной получают две упро­ щенные арматуры хорошего качества.

Если диаметр арматуры больше диаметра труб, спугценных в скважину, то в планшайбу нужно навинтить патрубок такого же диаметра, что и трубы, верхний развальцованный торец этого направляющего патрубка должен находиться на 5—6 см ниже клина центральной задвижки. При отсутствии такого приспосо­ бления автоматический скребок работает плохо.

Ловитель (шлипс)

Скребок в случае прекращения работы извлекается из сква­

жины при помощи специального шлппса-ловителя. Без ловителя

практически невозможна эксплуатация автоматических скребков.

Приставка сменных головок к ловителю позволяет использовать

его для ликвидации различного рода аварий.

Ловители изготовляются двух размеров для 2" и для 21/г"

труб и имеют одинаковое устройство. Максимальный диаметр

2" ловителя 45 мм и вес около 4,5 кг, а для 21/2/' ловителя со­ ответственно 53 мм и 6,5 кг. Ловитель (рис. 25) состоит из мас­ сивной штанги 2, к нижней части которой привинчивается корпус

6. Во внутренней конической расточке корпуса помещаются три сухарика 8, имеющих насечки такой же формы, как и головка

скребка. Когда сухарики находятся в нижней наиболее узкой

части корпуса, они сближаются друг с другом вплотную, а встре­ чаясь с головкой скребка, они сдвигаются вверх, расходятся при этом и захватывают головку. При извлечении скребка сухарики смещаются вниз и заклиниваются между конической расточкой корпуса и головкой скребка, надежно удерживая ее. Во время спуска ловителя сухарики упруго удерживаются в своем нижнем положении пружиной 5 и направляющей втулкой 7. Положение

60

втулки и корпуса относительно штанги фиксируется шпилькой 3 и винтом 4. Ловитель подвешивается к проволоке при помощи

т. е. несколько больше, чем внутренний диаметр труб. Это затрудняет спуск скребка в скважину. Скребки, диаметр рас­ хождения ножей которых больше внутреннего диаметра труб, применяют лишь. в отдельных случаях.

Желательно иметь скребки-шаблоны двух размеров и использо­ вать их в зависимости от встретившихся условий. Скребок-ша­ блон с диаметром расхождения ножей на 1,5—2 мм меньшим,

чем внутренний диаметр труб, пригоден для очистки труб в боль-

61

шинстве скважин от парафина перед запуском автоматического

ЗАПУСК И ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СКРЕБКОВ

Запуск автоматических скребков

Успешный запуск и длительная работа скребка в скважине определяются -в основном качеством регулировки и наладки его механизма. Скребок, у которого при предварительной проверке

62

даже редко периодически заклинивался подвижный механизм, нельзя запускать в скважину.

Запускать скребок в скважину удобнее при помощи верхнего амортизатора ВА-2.

Перед работой следует замерить и запомнить длину выдвиж­

ного штока амортизатора, длину скребка и расстояние между клином центральной задвижки и лапками амортизатора при край­ нем верхнем положении выдвижного штока для того, чтобы

в случае каких-либо осложнений можно было определить поло­

жение скребка в арматуре.

Все работы по запуску скребка выполняются группой из двух операторов, которые хорошо знают слесарное дело. Автоматиче­ ские скребки запускаются после предварительной очистки подъ­ емных труб скребком-шаблоном соответствующего диаметра.

Процесс освоения скребка состоит из последовательных запу­ сков его в скважину, внешнего осмотра после каждого запуска, очистки от парафина и устранения мелких неисправностей. Обычно при первом и втором запусках скважина закрывается на время падения скребка до нижнего амортизатора. Этим прове­

ряются прочность скребка, надежность установленного нижнего амортизатора и соответствие пружины замка весу головки скребка. При первых запусках необходимо внимательно прослушивать падение скребка в арматуре и трубах, засекая при этом на се­ кундомере или на обычных часах момент освобождения скребка лапками верхнего амортизатора и момент его удара о нижний амор­

тизатор.

Двигаясь вниз по арматуре, скребок создает характерный шелестящий звук, а при падении в трубах он ударяется о стыки и его движение отмечается звонкими ударами различной силы, сви­ детельствующих о том, что трубы хорошо очищены от парафина. Удар о нижний амортизатор заметно отличается от ударов о стыки труб. Отсутствие шума во время падения, наоборот, указывает на то, что трубы очищены недостаточно и парафиновая корка

на их стенках тормозит движение скребка; в таких случаях скре­ бок часто не раскрывается на нижнем амортизаторе.

Заметить момент освобождения скребка и момент его удара о нижний амортизатор необходимо потому, что продолжительность падения скребка в работающей и остановленной скважинах и их сравнение позволяют в дальнейшем определить оптимальный вес сменного груза скребка.

При установке нижнего амортизатора на глубине 840—860 м продолжительность падения скребка в остановленной скважине

составляет 2 мин. 50 сек.—3 мин. 30 сек. и зависит от конструкции скребка, его веса и степени очистки подъемных труб.

После удара скребка о нижний амортизатор задвижку на сква­ жине открывают и отмечают секундомером момент ее пуска.

Обычно при первом своем подъеме автоматический скребок сре­ зает большую часть парафина, оставшегося после работы скребка-

63

шаблона, поэтому желательно, чтобы в это время скорость газо­ нефтяного потока была большей для облегчения и ускорения

15 мин. в последней фазе подъема скребка (при первых признаках пульсации буферного давления).

Продолжительность подъема скребка зависит от многих фак­ торов и может быть равной 15—120 мин.

Сразу же после удара скребка о верхний амортизатор скважину

останавливают (закрывают манифольдные задвижки) и прове­ ряют на слух его положение.

В случае, когда скребок не заловлен амортизатором и слышен

шум его падения в трубах, нужно дождаться удара скребка о нижний амортизатор и вновь открыть скважину. Повторный

цикл скребка после первого подъема крайне нежелателен,

так как запарафинившийся скребок может не раскрыться на ниж­ нем амортизаторе.

Если же скребок заловлен амортизатором и находится в ар­

матуре, то шток амортизатора осторожно выдвигают вверх, за­ крывают центральную задвижку и извлекают скребок.

Его осматривают, очищают от парафина, промывают в керосине

или дизельном топливе и затем проверяют работу механизма. При отсутствии неисправностей скребок повторно запускается

востановленную на время его падения скважину, подъем его осу­ ществляется при нормальном для данной скважины дебите, т. е. при одном открытом манифольде.

Третий и последующие запуски скребка производятся при ра­ ботающей скважине; скважина останавливается только на 10— 20 сек., когда скребок освобождается лапками амортизатора и

движется в арматуре.

Продолжительность падения скребка в работающей скважине при установке на глубине амортизатора 840—860 м может быть равна 4—6 мин., а продолжительность подъема будет меньше, чем в случае, когда задвижку на скважине открывали после удара скребка о нижний амортизатор. Это объясняется тем, что

вмомент пуска скважины газо-нефтяная смесь постепенно прихо­

дит в движение и подъем скребка начинается лишь через 1 —

2 мин. после того, как началось движение газо-нефтяной смеси около устья. Запуски скребка в работающую скважину с после­ дующим осмотром и очисткой производятся до тех пор, пока в колонне эксплуатационных труб не останется скоплений пара­ фина.

Скребок оставляют для постоянной работы в скважине, когда

скопления парафина на клапанах будут незначительными и легко отпадают при очистке, а продолжительность подъема скребка

при каждом запуске не различается более чем на 1—2 мин. В про­ цессе освоения скребка обычно делается по 4—5 повторных за­ пусков и лишь в особо неблагоприятных условиях по 7—8.

64

В первые 2—3 часа работы скребка в скважине следует отме­ чать продолжительность каждого цикла и силу ударов скребка о верхний амортизатор. По истечении этого испытательного периода скребок извлекается из скважины, очищается от пара­ фина и вновь запускается в скважину. На этот раз запуск является

заключительным.

Все операции по освоению скребка могут быть выполнены за 5—8 час., но чтобы уложиться в этот срок, следует начать

очистку труб скребком-шаблоном в предшествующую смену. При запуске и извлечении скребка из арматуры нужно осто­ рожно обращаться с буферной и центральной задвижками и за­ крывать их, лишь убедившись, что скребок или часть его не нахо­ дятся против клина задвижки. Смятие корпуса автоматического

скребка клином задвижки является наиболее тяжелой аварией и происходит только из-за неопытности или небрежности обслу­ живающего персонала.

Следует учитывать, что запуск скребка иногда может быть неудачным: недостаточная регулировка механизма, неполная

Освоение скребка на данной скважине можно считать закон­

ченным, если в течение 5—6 суток после первого запуска скребок

не останавливался и не имел значительного самопроизвольного

В дальнейшем остановки скребков могут быть вызваны износом деталей механизма, резким снижением дебита скважины (менее

40 т/сутки) или же грубейшими нарушениями правил его экс­ плуатации.

При извлечении из скважины автоматического скребка, пре­ кратившего работу, следует соблюдать меры осторожности. Лови­ тель спускают при остановленной скважине, при этом точно под­ считывают число оборотов барабана лебедки. Скважина остана­ вливается для того, чтобы исключить возможность подброса ловителя в верхнем интервале подъемных труб и более точно заметить момент его остановки.

Вслучае остановки ловителя в середине пути спуск неме­ дленно прекращают и включают лебедку на подъем. Ловитель

поднимают сразу же после встречи его с каким-либо препятствием,

чтобы уменьшить вероятность повреждения скребка при его про­ талкивании до амортизатора.

Вбольшинстве случаев скребок останавливается на нижнем амортизаторе и ловитель захватывает его именно там. В начале подъема ловителя скважину можно открыть, но при достижении им зоны интенсивного выделения газа из нефти скважина вновь закрывается во избежание возможности подброса скребка с лови-

телем восходящим газо-нефтяным потоком, спутывания и обрыга скребковой проволоки.

Если промежуток времени с момента прекращения работы

автоматического скребка до начала ловильных работ значителен,

то целесообразно перед спуском ловителя 2—3 раза спустить и поднять скребок-шаблон до глубины 400—600 м.

Эксплуатация автоматических скребков

Накопленный опыт эксплуатации автоматических скребков подтверждает их высокую эффективность как в отношении сни­ жения трудоемкости обслуживания, так и в увеличении коэф­ фициента эксплуатации скважин.

Мнение некоторых промысловых работников о том, что автома­ тические скребки ненадежны в эксплуатации, часто останавли­ ваются, вследствие чего много времени затрачивается на повтор­

ные запуски, неверное, и сложилось в результате неправильной

практики освоения скребков.

Опыт эксплуатации автоматических скребков показывает,

что при правильной организации работы и хорошем знании всех их особенностей наибольшие затраты труда и времени прихо­ дятся только на период освоения скребка, в дальнейшем же

эксплуатация скважины, оборудованной автоматическим скреб­ ком, требует значительно меньше труда и времени, чем эксплуата­

ция скважины с использованием простых скребков, подвешенных на проволоке.

В процессе эксплуатации скважины, оборудованной автома­ тическим скребком, необходимо регулярно контролировать работу

скребка.

Профилактический осмотр и замена изношенных или повре­

жденных деталей автоматического скребка производятся в зави­ симости от параметров скважины и конструкции применяемого скребка один раз в 3—6 месяцев и занимают не более 4—5 час. График профилактических осмотров скребков устанавливается

индивидуально для каждой скважины с учетом всех ее особен­

ностей и предшествующего опыта эксплуатации скребка в ней. Некоторого внимания требует также и устьевое оборудование скважины — верхний амортизатор и арматура. Обычно обработка арматуры и манифольдных линий паром производится регулярно,

и период работы скважины между очередными пропарками редко

превышает 10—12 дней. За это время участок арматуры, где ножи скребка не очищают парафин со стенок, и корпус верхнего амор­ тизатора запарафиниваются мало, так как здесь вследствие суже­

66

вой зазор между корпусом амортизатора и стенками арматуры все же засоряется парафином. В результате этого в период между очередными пропарками дебит скважины резко сокращается и скребок прекращает работу. Необходимо, особенно зимой, регулярно очищать корпус амортизатора и стеики арматуры от парафина через сравнительно короткие промежутки времени (1—4 суток).

Очистка корпуса верхнего амортизатора особых трудностей

не представляет и может быть выполнена силами одного опера­ тора за 10—15 мин. На нижнем конце амортизатора устанавли­ вается кольцевой нож, очищающий стенки арматуры, а с нижней стороны буферной головки монтируется тонкостенный патрубок для очистки корпуса амортизатора (амортизатор ВА-2). Чтобы удалить весь парафин из арматуры, достаточно несколько раз вытянуть шток амортизатора вверх до крайнего положения.

Для увеличения периода между чистками корпуса верхнего

амортизатора следует применять упрощенный верхний амортиза­ тор с небольшим диаметром корпуса. Опыт показывает, что при

применении амортизатора с диаметром корпуса, равным 20—

30 мм, период времени между очередными чистками увеличивается

более чем вдвое.

Во избежание остановок автоматических скребков на сква­ жинах с буферным давлением менее 5 ат следует регулярно очи­ щать арматуру и верхние амортизаторы по специальному графику, который составляется с учетом особенностей каждой скважины.

В холодное время года предусматривается более частая очистка, так как интенсивность отложения парафина в наземном оборудо­ вании увеличивается. В скважинах с буферным давлением более

5 ат чистка арматуры и верхнего амортизатора производится только в случае нарушения графика пропарок скважин.

Таковы основные работы при эксплуатации автоматических скребков. Затраты труда и времени на повторные запуски авто­

матических скребков при их непредвиденных остановках могут быть значительными лишь в первый период их освоения, в даль­ нейшем же по мере накопления опыта и при проведении регуляр­ ных профилактических осмотров время, затраченное па работы по повторному запуску, сокращается до минимума.

Рассмотрим несколько примеров массового использования

автоматических скребков.

На промысле № 4 НПУ Туймазанефть в конце 1957 г. автома­ тическими скребками, в основном скребками УфНИИ-3, было оборудовано около Vз всех фонтанных скважин. Скребки по­ стоянно работали при дебите скважин около 60 т/сутки (см. при­ ложение 2). После внедрения автоматических скребков на про­ мысле было сокращено количество групп обслуживания сква­ жин и несколько повысилась производительность труда опера­ торов. Однако из-за отсутствия приборов, надежно контроли­ рующих работу скребков, их эффективность была неполной,

особенно в зимнее время, и постепенно количество скважин, оборудованных автоматическими скребками, сократилось.

На промысле № 1 НПУ Октябрьскнефть массовое внедрение автоматических скребков началось только с середины 1958 г.;

ранее их использовали в скважинах с дебитом не менее 80— 100 т/сутки, так как считалось, что это значение дебита является предельным. Высокодебитных скважин на этом промысле имеется

мало.

После ознакомления с опытом промысла № 4 здесь начали успешно осваивать скребки в скважинах с дебитом менее

60 т/сутки, при этом результаты по сравнению с результатами туймазинцев были лучше. Применение индукционных и контакт­

скважин, а на участке № 2 этого промысла, где количество фон­ танных скважин и скважин, оборудованных погружными электро­ насосами, равно 21, автоматические скребки работают на 16 сква­ жинах (см. приложение 3). Освоение автоматических скребков здесь сопровождалось обучением большинства операторов всему комплексу работ по их запуску и обслуживанию.

Следует отметить, что на всех скважинах, оборудованных

автоматическими скребками, не было аварийных остановок, вызванных засорением эксплуатационных труб, а трудоемкость

профилактического обслуживания и повторных запусков автома­ тических скребков в среднем за год оказалась значительно мень­ шей, чем профилактическое обслуживание электролебедок, рабо­

тающих автоматически или полуавтоматически.

Износ и поломки автоматических скребков

Общая продолжительность работы автоматического скребка при соблюдении правил эксплуатации составляет в среднем 2— 2V2 года (40000—60000 рабочих циклов). После этого большин­

ство деталей сильно изнашивается, вследствие чего нецелесооб­

разно ремонтировать скребки.

Как показывает практика, автоматические скребки могут ра­ ботать без профилактического ремонта по 5—7 месяцев, а по исте­ чении этого срока могут остановиться в любой момент, если своевременно не проверить механизм скребка.

Во всех скребках наиболее подвержены износу детали шарико­ вого замка — верхний шток и головка. Износ этих деталей про­

является в виде продольных бороздок и лунок на их поверхности в местах касания фиксирующих шариков. При проверке работы замка в случае такого износа затруднено перемещение подвиж­ ного узла. Обычно в первую очередь изнашивается верхний шток, головка же работает в 3—4 раза дольше. В скребках

68