ИНСТРУМЕНТ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ ПОДЗЕМНОМ РЕМОНТЕ СКВАЖИН.
Для проведения ПРС используются инструменты, в числе которых трубные и штан-говые элеваторы, трубные и штанговые ключи, а также различные приспособления и лови-льные инструменты.
Ключи трубныеиспользуют для свинчивания и развинчивания труб при спуско-подъемных операциях. Ключи выпускаются для работы вручную и механические (рис.25). Трубный ключ марки КТД для ручного и механического свинчивания труб состоит из большой 2 и малой 1 челюстей, рукоятки 3, соединенных между собой посредством шарнира. На оси шарнира расположена пружина, удерживающая ключ на трубе. На малой челюсти имеется сухарь с вогнутой зубчатой поверхностью.
Штанговые ключипредназначены для свинчивания и развинчивания насосных штанг. Ключи состоят из рукоятки и рабочей части, имеющей зев под головку штанги (рис.26). Рабочая часть; и рукоятка соединяются друг с другом шарнирно. Штанговые ключи изготовляют для штанг всех размеров и отличаются они только размером зева.
Элеваторыпредназначаются для захвата колонны труб или штанг и удержания их на весу при спускоподъемных операциях. По конструкции элеваторы делятся на одно- и двухштропные. Элеваторы для штанг только одноштропные.
Элеваторы устроены так, что часть стенки элеваторов раскрываются для ввода в них НКТ или штанг, затем стенки закрываются, на проушины элеватора надеваются стальные штропы, подвешиваемые к подъемному крюку, и трубы или штанги, опираясь за плечики муфты на торцовую поверхность элеваторов, поднимаются с помощью талевой системы.
Наибольшее распространение при текущем ремонте скважин получили одноштропные элеваторы типа ЭГ конструкции Г. В. Молчанова(рис 27). Элеватор предназначен для работы с использованием автоматических механизмов свинчивания и развинчивания труб, а также для работы с клиновым захват-спайдером. Элеватор состоит из литого корпуса, внутри которого имеется опорный бурт под муфту трубы, створки и защелки, закрепленные на осях, фиксатора с пружиной, шарнирного кольца и серьги.
Рис. 27.Одноштропный элеватор ЭГ: 1-корпус, 2-защелка, 3-пружина, 4-серьга, 5-палец, 6-фиксатор.
 |
Рис. 28. Трубный элеватор: а — элеватор открыт; б – элеватор закрыт:1- шток; 2 — затвор; 3- винт; 4-рукоятка; 5-корпус; 6-ручка штока; 7-стакан.
Двухштропный элеватор ЭТАДсостоит из корпуса, шарнирного выдвижного за-хвата, рукоятки и защелок штропов. Выдвижные захваты сменные, что позволяет рабо-тать одним элеватором для нескольких типоразмеров труб.
Элеватор штанговый ЭШН(рис.29) применяют для захвата и подвешивания насосных штанг при спускоподъемных операциях. Он состоит из корпуса, втулки и штропа., В корпусе и втулке имеется вырез для ввода штанги. Запирание штанги достигается поворотом втулки, которая в закрытом состоянии элеватора фиксируется специальной рукояткой. Элеватор имеет сменные втулки для разных типоразмеров штанг.
Клиновой захватили спайдер(рис.30) служит для захвата и удержания на весу колонны насосно-компрессорных труб при их спуске или подъеме из скважины. Он устанавливается непосредственно на устьевой фланец колонны. Спайдер снабжен съем-ными клиньями, что позволяет использовать его для труб разных диаметров (33, 42, 48, 52 мм)
 |
Для механизации работ по свинчиванию и развинчиванию труб, а также удержания колонны труб на весу применяют автоматы подземного ремонта. На рис.31 показан наи-более широко применяемый автомат АПР. Для автоматического свинчивания и развинчи-вания штанг применяются автоматы АШК. 
Рис. 31. Автомат АПР: а- автомат с центратором, б- разрез автомата.
1- корпус, 2 и 6 – червячная пара, 3 – вращатель, 4 – водило, 5 – кожух. 7 – электродвигатель, 8 – муфта, 9 – спайдер, 10 – центратор,
Талевая система.
Спускоподъемные операции проводятся с помощью талевой системы, состоящей из кронблока, талевого блока, крюка и талевого каната.
Неподвижные ролики полиспаста, собранные вместе, называются кронблоком(рис32) и устанавливаются на верхней части вышки или мачты. Все ролики кронблока свободно насажены на один вал, укрепленный на раме. Подвижные ролики талевой системы также свободно насажены на одном валу в один узел и называются талевым блоком(рис. 33). Талевый блок висит на стальном канате, который поочередно пропускается через ролики кронблока и талевого блока и обратно в том же порядке. Талевый блок, крюк и подвешен-ный на нем груз висят на нескольких струнах каната. Число струн каната от 2 до 8. Приме-няемые канаты изготавливают из стальной проволоки с пределом прочности от 140 до 190 кгс/мм, диаметром от 11 до 28 мм.
Источник
Вопрос 5. Основные технологические операции, выполняемые при ремонте скважин и их характерные особенности.
Характерной особенностью подземных ремонтов является то, что независимо от их назначения, продолжительности и сложности, в большинстве случаев выполняются одни и те же технические операции с использованием одних и тех же специальных машин и инструментов.
Технологический цикл подземного ремонта скважин можно расчленить на три основных этапа:
— освоение скважины после ремонта.
Первый технологический этап – подготовительные работы – состоит из двух частей, выполняемых независимо друг от друга:
а) подготовка скважины к проведению ремонта,
б) подготовка оборудования и инструмента для ремонта.
Скважину считают подготовленной к ремонту, если создана возможность проведения в ней всех необходимых технологических операций, при соблюдении охраны труда, исключении загрязнения окружающей природной среды и потерь продукции скважины. Такие условия могут быть обеспечены созданием репрессии на эксплуатируемый объект или использованием специальных технических устройств и технологий, предупреждающих возможные проявления пластовых флюидов в процессе ремонта.
Ко второй группе подготовительных работ относят:
— транспортные – доставка на скважину наземного и подземного оборудования, механизмов, инструмента и пр.
— подготовительные – монтаж оборудования и развертывание агрегатов на площадке у скважины, подготовка его к работе, обвязка, опробование.
— заключительные – свертывание комплекса оборудования и подготовка к транспорту, рекультивация и пр.
К этой группе подготовительных работ можно отнести исследование и обследование скважин перед ремонтом.
Собственно ремонт заключается в доставке к заданной зоне ствола скважины необходимого оборудования, инструмента, приборов, технологических материалов (реагентов) и выполнения определенных технических манипуляций, соответствующих цели ремонта.
Этап собственно ремонта включает и процесс извлечения из скважины подземного эксплуатационного оборудования для замены, ревизии или подготовки к необходимым технологиям ремонта.
Подавляющее большинство текущих и капитальных ремонтов связано с производством спуска и подъема колонны труб (СПО), поэтому эти операции являются частью структуры собственно ремонта и фактически определяют общую его продолжительность.
Освоение скважины заключается в обеспечении условий для притока флюидов из эксплуатационного объекта к ее забою после ремонта.
В зависимости от вида и цели ремонта, способов эксплуатации, величин пластовых давлений, комплектации наземного и внутрискважинного оборудования, систем и особенностей разработки месторождений перечень и количество операций на всех этапах ремонта, а также их характер могут видоизменяться. Так, на скважинах укомплектованных соответствующим оборудованием или с низкими пластовыми давлениями нет необходимости создания репрессии на продуктивные объекты. Некоторые ремонтные операции можно выполнить без спуска и подъема труб, есть виды ремонта, выполняемые проведением одной операцией спуска и подъема, при других – требуется несколько таких операций. Иногда спускоподъемные операции являются целью ремонта, например, для изменения глубины башмака (подвески) подъемных труб.
Вопрос 6. Техническое обеспечение технологий ремонта скважин.
Для выполнения подготовительных работ, транспортных и вспомогательных операций, обслуживания оборудования в процессе ремонта, наряду с техническими средствами общего назначения используют и специальные агрегаты.
Ремонт скважин связан с большим числом однотипных операций, которые выполняются машинами, агрегатами и инструментами одного и того же типа и назначения, как в текущем, так и капитальном ремонте, но с различными параметрами. Все многообразие машин, агрегатов и механизмов, используемых при собственно ремонте скважин предназначены для выполнения двух основных групп операций:
с п у с к о п о д ъ е м н ы х
т е х н о л о г и ч е с к и х
Спускоподъемные операции (СПО) заключаются в извлечении и спуске лифтовых (подъемных) колонн в эксплуатационных скважинах и технологических колонн, посредством которых выполняются ремонтные работы. Для их выполнения создано большое количество машин, инструментов и средств механизации.
Конструкция установок, машин и механизмов для работы с прерывными и непрерывными колоннами принципиально отличаются.
Комплект для СПО прерывных колонн составляет:
— инструменты и механизмы для отворота и заворота труб, их
захвата и удержания на весу
— средства механизации спускоподъемных операций.
Грузоподъемное оборудование имеет в своем составе вышку или мачту, оснащенную талевой системой и лебедку. Талевая система включает неподвижный кронблок, установленный на верху вышки (мачты) и подвижный талевый блок, через шкивы которых пропущен талевый канат. Один конец талевого каната подвижный (ходовой) соединен с барабаном лебедки, другой конец неподвижный («мертвый») – крепится к основанию вышки (мачты) или к оси талевого блока.
Рис. 3.1 Схема талевых систем
а – на прямом канате, би в –с креплением свободного конца каната к основанию подъемной установки или якорю; г— с креплением свободного конца к талевому блоку; 1 – кронблок; 2 – талевый блок; 3 – талевый канат.
К талевому блоку присоединяется крюк, к которому подвешивается колонна труб или штанг. Грузоподъемный а г р е г а т для ремонта скважин это комплекс подъемных машин и вспомогательных технических средств, размещенных на транспортной базе и соединенных в единый механизм (установку), приспособленный для выполнения спускоподъемных операций. Привод лебедки от тягового двигателя транспортных средств.
Рис 3.4 а . Принципиальная схема подземного ремонта скважин
1 – ходовой конец талевого каната, 2 – барабан лебедки, 3 – направляющий ролик,
4 – колонна труб, 5 – элеватор, 6 – штропы, 7 – крюк, 8 – талевый блок, 9 – вышка,
10 – кронблок, 11 – мостки, 12 – рабочие ветви талевого каната.
Агрегаты для текущего ремонта комплектуются набором инструмента и средств механизации для спускоподъемных операций. Агрегаты и установки для капитального ремонта скважин комплектуются дополнительно механизмами вращения колонны труб и промывки скважины – ротором, насосным блоком, механизмами приготовления и очистки промывочных жидкостей, противовыбросовым оборудованием.
К инструментам для свинчивания и отворота труб и штанг, захвата и удержания их на весу относят трубные и штанговые элеваторы, спайдеры, ключи, штропы и ряд подобных приспособлений, конструкция которых весьма специфична (ПРИЛОЖЕНИЕ 1 к гл 3).
Элеватор – инструмент для захвата и удержания на весу труб (трубный) или штанг (штанговый) в процессе СПО. Элеватор надевается на трубу (штангу) под муфту, к крюку подвешивается посредством штропов. Спайдер – предназначен для удержания колонны захваченной за тело трубы при помощи клиновой подвески путем ее перемещения по наклонной поверхности корпуса. Клиновая подвеска подпружинена и включает обычно три клина, рабочие поверхности которых снабжены плашками.
Элеватор – спайдер предназначен для захвата и удержания на весу безмуфтовых труб. Используют в качестве элеватора подвешенного к крюку, и в качестве спайдера, закрепленного на устье скважины.
Штропы служат для подвески элеваторов к крюку талевой системы. В стержневых элеваторах эта деталь постоянно соединена с его корпусом и не отделяется в процессе работы. Ключи различных конструкций и размеров используют для свинчивания и отвинчивания труб при спускоподъемных операциях.
Подразделяются на ключи для операций выполняемых вручную и с использованием механического привода.
Противовыбросовое оборудование устанавливается на устье с целью предотвращения проникновения в атмосферу газа или жидкости находящихся в скважине в полости НКТ и межтрубного пространства. Комплектуется герметизаторами и превенторами.
Превенторы в подземном ремонте предназначены для герметизации устья скважины при наличии и отсутствии в ней колонны труб. Для обвязки предназначены манифольды, составной частью которых являются запорные устройства (задвижки, краны), тройники, угольники, напорные трубы, манометры.
Оборудование для технологических операцийвключает оборудование наземное и спускаемое в скважину.
К наземному оборудованию относят оборудование, выполняющие технологические операции с дневной поверхности:
— агрегаты для транспортирования, приготовления и нагнетания в скважину технологических жидкостей, манифодьды и трубопроводы для их обвязки и соединения со скважиной,
— установки для производства пара и нагрева нефти и пластов,
— агрегаты и приборы для исследования и обследования скважин перед выполнением ремонта,
— прочее оборудование, устанавливаемое на устье скважины для выполнения технологических операций,
— специальное оборудование и механизмы, участвующие в технологическом процессе и дислоцированные вне территории скважины.
Агрегат для нагнетания технологических жидкостей представляет собой транспортную базу, на платформе которой смонтированы один, два и более насоса. Агрегат укомплектован всасывающими и нагнетательными линиями, системой управления и контроля. Транспортной базой служат автомобили и тракторы.
Для транспортирования жидкостей предназначены установленные на шасси автомобиля цистерны (автоцистерны), укомплектованные приспособлениями для подачи жидкости к передвижным насосным и смесительным установкам.
Для транспортирования растворов ингибированной соляной кислоты предназначены цистерны-кислотовозы, у которых цистерны изготовлены из нержавеющей (коррозионностойкой) стали, а насос и насосная обвязка в кислотостойком исполнении.
Блок манифольдов предназначен для обвязки нескольких насосных установок между собой и с устьевым оборудованием при нагнетании жидкости в скважину под высоким давлением. Все оборудование смонтировано на шасси автомобиля и включает высоконапорный и приемо-раздаточный коллекторы, комплект всасывающих и нагнетательных линий, подъемную стрелу.
Прогрев скважины паром, промывка горячей нефтью производится парогенераторными установками и агрегатами для депарафинизации, представляющие транспортную базу, на которой смонтированы генераторы пара и нагнетательные насосы.
К оборудованию, спускаемому в скважину, относят:
— устройства для разобщения и герметизации отдельных интервалов скважины и удержания инструментов от перемещения.
— инструменты, применяемые для ликвидации аварий,
— инструменты для разрушения и изменения формы колонны или скважины,
-забойные двигатели для вращения скважинных инструментов,
— механизмы и приспособления для разрушения и очистки скважины от образовавшихся пробок и отложений на обсадных и подъемных трубах,
— трубы технологических колонн, используемых для ремонтных операций,
Якорь скважинныйприменяется для закрепления в стволе скважины различного оборудования – насосов, фильтров, приборов, пакеров и т.п.
Наиболее широко применяется гидравлический якорь с плашечными закрепляющими элементами. Их преимущество заключается в автоматическом закреплении при создании давления в трубах и откреплении при его снятии. Состоит из корпуса, в радиальных отверстиях которого утоплены плашки с зубчатой поверхностью, удерживаемые пластинчатыми пружинами. Созданием давления в корпусе плашки выдвигаются до контакта с обсадной колонной и воспринимают усилия в любом направлении. При снятии давления пружины возвращают плашки в исходное положение.
Для герметизации и разобщения заданного интервала ствола скважины по вертикали при различных ремонтных операциях предназначены пакеры и разобщающие пробки. Основной частью любого пакера является уплотнительный узел (уплотнитель). Материалом уплотнителя обычно служит резина с большим сопротивлением разрыву Пакер доставляют в заданный интервал ствола скважины в транспортном положении, когда уплотнитель не деформирован. Перекрытие ствола происходит за счет расширения уплотнителя в результате его деформации и заполнения межтрубного пространства.
Источник