Лекция №2.

Спецагрегаты крепления скважин, применяемые при бурении и капитальном ремонте.

Лекция-4 часа

Практические занятия 2 часа

План лекций:

1. Назначение спецагрегатов и область применения.

2. Устройство и принцип действия спецагрегатов его узлов и механизмов и размещения ЦА на устье скважины производстве работ.

3. Технические характеристики цементировочной техники (ЦА 320М

УНБ-160х63; ДМ-4; СМ20).

4. Техника безопасности при проведении цементировачных работ с агрегатами ЦА-320М, СМ-4, СМ20.

1. Назначения спецагрегатов и область применения.

Цементировочные насосные агрегаты предназначены для нагнетания цементного раствора и продавочной жидкости при цементировании скважин.

Основные задачи цементирования скважин следующие:

1. обеспечить длительную изоляцию продуктивных объектов от верхних и нижних вод;

2. исключить возможность перетока флюида из одного горизонта в другой через затрубное пространство;

3. доукрепить неустойчивые породы путем плотного сцепления цементного камня со стенками скважины и обхадной колонной;

4. предохранить обсадную колонну от смятия внешним давлением и коррозии;

5. предотвратить выброс газа, находящегося под большим давлением в породах, залегающих в зацементированной зоны скважины;

6. изолировать пройденные при бурении маломощные продуктивные горизонты.

Помимо своего основного назначения насосные агрегаты используются для промывки и продавки песчаных пробок, опрессовки труб, обсадных колонн, гидроразрыва пластов и др. работ.

Как правило, транспортная база цементировочных насосных агрегатов – большегрузные автомашины повышенной проходимости: Урал-4320-1912-30, КАМАЗ-43118, КрАЗ-65101 и др. Имеет место и монтаж специального насосного оборудования на санях.

Независимо от типа транспортной базы агрегаты для цементирования скважин снабжены следующим оборудованием:

- цементировочным насосом высокого давления с приводом от транспортного двигателя через коробку отбора мощности или специальным двигателем (дезель-мотор типа В2) с коробкой перемены передач (КПП), установленным на транспортной платформе агрегаты на максимальное рабочее давление 63 – 70 МПа);

- водоподающим насосом с индивидуальным приводом от корбюраторного двигателя (ГАЗ-51) для подачи воды при затворении в смесительном устройстве;

- манифольдом с запорной арматурой, расположенной на агрегате;

- разборным манифольдом для монтажа с оборудованием;

- мерными баками для цементного раствора и продавочной жидкост.

2. Устройство и принцып действия са его узлов и механизмов и размещение ца на устье скважины при проведении работ.

1. Цементировачный агрегат ца-320м

Шасси-автомобиль КРАЗ

Мощность двигател-238л.с.

Тип насоса -9т-поршневой, двойного действия для подачи цементного раствора

Количество поршней-2шт.

Диаметр поршней-100, 110, 127мм.

	2-я передача
	100мм	110мм	127мм
Для Q max	3л/сек	4,1л/сек	5,1л/сек
Для P max	320атм.	230атм.	185атм.

Водоподающий ЦН

Диафрагма

Схема расположения агрегата на площадке скважины.

Для сглаживания (уменьшения)

нагрузок на трубопровод используют

свойство-сжатие воздуха

Для закачки жидкости в скважину используются трубы высокого давлении диаметр 60,3мм.

Насос имеет 4 клапан по 2 на каждом цилиндре ЦН также имеет 1 клапан для удаления жидкости после окончания работы.

ЦА-320М работает в паре с цементносмесителем, который служит также для перевозки цемента, песка, глины на место работы (скважину).

2. Агрегат 2см-20 на базе шасси краз.

Ёмкость бункера-20т, количества шнеков-2.

Перевозят только 10т., т.к. большее не выдерживают шасси; по прибытию на скважину компоненты смеси догружаются до 20т из цементовозов,2СМ-20 устанавливают на подпорки (винтовые домкраты)

около скважины.

Чем быстрее вращаются шнеки, тем быстрее подаётся смесь в смесительное устройство. Предохранительное устройство на 2СМ-20: шпонка на валу шнека при повышении нагрузок срезается, тем самым останавливается работа шнека.

3. Агрегат см-4 на базе шасси зил-131.

Ёмкость бункера 4т., количество шнеков-1.

Для небольших объёмов закачки (капремонт, бурение артезианских скважин т т.д.) используется агрегат СМ4.

Техника безопасности при работе на 2СМ-20, СМ-4

1. При загрузке сухого цемента в агрегат персонал должен быть в респираторах и очках.

2. Сухой цемент должен быть загружен максимум за сутки до работы из-за слёживания.

4. Агрегат унцм-4 для изоляционных работ.

Схема работы насоса.

-центробежный насос работает на х-х через себя, чтобы жидкость, которая циркулирует в нем нагревалась и не замерзала в зимнее время.

Кроме рассмотренных типов ЦА в настоящие время нашли большее распространение следующие типы на пневмоходу, агрегаты УНБ-320,

СИН-31, Унб-1-160х63.

Далее дадим технические характеристик различных типов СА для крепления стенок скважин цементным раствором.

3. Технические характеристики цементеровачной техники ( ца-320м,

УНБ-160-63, СИН31, СМ4, СМ-20).

Цементировочный агрегат ЦА - 320М (техническая характеристика).

Транспортная база........................... КАМАЗ-43118 или КрАЗ-65101

Цементировочный насос

Тип………………………………………………………………………….9Т

Конструктивная особенность.............................................горизонтальный

двухцилиндровый двухстороннего действия

максимальная подача при давлении

4МПа, дмЗ/с...................................................................................................23

Гидравлическая мощность, кВт...................................................................93

Водоподающий насос

Тип…………………………………………………………………………..1В

Конструктивная особенность..................вертикальный трехплунжерный

одностороннего действия

Подача, дмЗ/с.................................................................................................13

Давление нагнетания, МПа..........................................................................1,5

Приводной двигатель

Тип…………………………………………………………………………..1В

Мощность, кВт...............................................................................................52

Емкости и манифольд

Вместимость бака, мЗ

Мерного..........................................................................................................6,4

Цементного...................................................................................................0,25

Диаметр трубопроводов насосов 9Т и 1В, мм Приемных......................................................................................................100

Нагнетательных ............................................................................................50

Габариты агрегата, мм

Длина.............................................10425

Ширина...........................................2500

Высота.............................................3235

Масса агрегата, кг.........................16000

Подача агрегата ЦА-320М на различных передачах КПП при коэффициенте =0.95 приведена в табл.1

На рис2. приведен общий вид цементировочного агрегата ЦА-320М.

Рис2. Цементеровачный агрегат ЦА-320М:

1-шасси автомобиля, 2-коробка отбора мощности, 3-насос 1В, 4-двигатель ГАЗ-51А,

5-двухцилиндровочный насос 9Т, 6-манифольд агрегата, 7-защитный клапан насоса,

8-мерный бак, 9-донные клапаны, 10-гибкий металлический шланг, 11-платформа агрегата, 12- цементомешалка, 13-коленчатый вал, 14- колена, 15-фары и электрооборудование, 16-выходная труба.

Преимущества
• Установка является единственной, серийно выпускаемой в своем классе. • Насос оснащается плунжерами трех типов размеров и комплектуется уплотнениями, предназначенными для работы с различными жидкостями. • Используется гидромеханическая пятиступенчатая коробка передач. • Управление и контроль состояния основных систем установки, а также регулировка давления и расхода нагнетаемой жидкости осуществляется дистанционно из кабины водителя.
Технические характеристики
Монтажная база (шасси)	трехосное КрАЗ-65053и (65101), БАЗ-69095" четырехосные: "Урал-532362"
Полезная гидравлическая мощность, кВт (л.с.)	420(571)
Трехплунжерный насос высокого давления	СИН31
Диаметр плунжеров, мм	80, 100, 125
Давление максимальное, МПа при диаметре плунжеров:
80 мм	100
100 мм	70
125 мм	45
Наибольшая идеальная подача, л/с (м3/час) при диаметре плунжеров и давлении:
80 мм 37 Мпа	11,3 (40,7)
100 мм 23 Мпа	17,7(63,7)
125 мм 15 Мпа	27,5 (99)
Двигатель привода насоса	Дизель, В2-800ТК-С4
Диаметр проходного сечения манифольда, мм
приемного	100
нагнетательного	50
вспомогательного	50
Дополнительные возможности и комплектация
• Оснащение мерной емкостью объемом 3 м3 или 5 м3 и пультом дистанционного управления. • Электронный регистратор выходных параметров. • Система обогрева и продувки гидравлической части насоса. • Возможность переоборудования для выполнения дополнительных операций.

Цементно-смесительная машина- СМ-4, СМ-20. (аналогично)

Назначение.

Предназначена для транспортирования сухого цемента и механизированного приготовления цементного раствора.

Устройство.

Все оборудование смонтировано на шасси автомобиля ЗИЛ- 131А

Высокой проходимости и включает следующие устройства: смеситель 8,

механизм управления оборотами дозирующего шнека 6, бункер 4, муфту

редуктора 2,

карданный вал 3, коробку отбора мощности 1, приемную воронку 7 и напорную трубу 9.

Техническая характеристика

Масса перевозимого цемента, т........................................................................4

Максимальная скорость передвижения, км/ч……………………………….80

Производительность машины по раствору м³/мин......................... .....0,4- 0,6

Плотность приготовляемого раствора, г/см³.........................................1,7- 2,0

Тип смесителя..........................................................вакуумно-гидравлический

Давление жидкости перед смесительным устройством,

МПа.............................................................................................................0,6-0,1

Габаритные размеры мм:

Длина..............................................................................................................7080

Ширина...,,......................................................................................................2380

Высота……………………………………………………………………….6800

Цемент загружают в бункер через люки стационарным шнеком или

другими средствами на цементном складе. Дозирующий шнек приводится в движение от двигателя через коробку перемены передач

(вторую передачу), коробку отбора мощности (КОМ-1) установленную на

раздаточной коробке автомобиля, карданный вал, редуктор и предохранительную муфту.

Включают коробку отбора мощности из кабины водителя рычагом

управления. Цемент подается шнеком к задней стенке бункера в

приёмную воронку и далее в смесительное устройство.

С другой стороны к смесительному устройству через регулятор давления

Подводится вода. Струя воды, истекающая из сопла штуцера смесительного устройства, создает в нем разрежение и, захватывая цемент, направляет его в

напорную трубу, в которой благодаря турбулентности потока цемент

перемешивается с жидкостью.

В зависимости от заданной плотности раствора и производительности в

смесительное устройство устанавливают штуцер необходимого сечения. В комплект входят штуцера с диаметрами отверстий 9,55; 11,0; 12.35: 13,5; 14,6

и 15.6 мм.

Плотность цементного раствора регулируют, изменяя количество цемента,

подаваемого в смесительное устройство.

Смесительное устройство вакуумно-гидравлического типа со сменными штуцерами подвешивается к приёмной воронке с помощью специального разъёмного хомута.

ПРОМЫВОЧНО-ПРОДАВОЧНЫЙ АГРЕГАТ ППА-200

Предназначен для нагнетания различных неагрессив­ных жидкостных сред в скважины в процессе их текущего и капитального ремонта, а также при проведении других работ при промывке скважин. Агрегат смонтирован на шасси автомобиля повышенной проходимости КрАЗ-65101.

Техническая характеристика

Насос высокого давления

Тип...................................................................... АЦП-32, поршневой,

горизонтальный с приводом от

тягового дизель-мотора через КОМ

Максимальное давление, МПа......................... 32

Максимальная подача, дм³/с ………………. 21

Водоподающий насос

Тип....................................................................... ЦНС-38-154

Давление нагнетание МПа............................... 1,5

Максимальная подача, дм³/с............................. 10,5

Тип приводного двигателя................................. ЗМЗ-511 (ГАЗ-53)

Мощность кВт…………………………………. 84,8

Емкость и манифольд

Вместимость мерного бака, м³....................... 5

Диаметр линии насоса, мм:

приёмной…………………... 100

нагнетательной..................... 50

Габариты агрегата, мм:

длина……………………….. 9750

ширина……………………... 2500

высота………………………. 3500

Масса, кг………………………………………. 18300