ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕКУЩЕГО И КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН
На рис. III. 1 приведена схема классификации машин, оборудования, механизмов, сооружений и инструментов, составляющих современный комплекс технических средств для текущего ремонта нефтяных, газовых и нагнетательных скважин. По этой схеме группы оборудования подразделены на подгруппы, без дифференциации их на типы и типоразмеры оборудования.
На рис. III.2 показана схема классификации машин, оборудования, механизмов, сооружений и инструмента для капитального ремонта скважин, необходимых для выполнения групп операций. Здесь техника также подразделена лишь на подгруппы, без дифференциации на отдельные типы оборудования. Видно, что и это оборудование так же, как и оборудование для текущего ремонта скважин, в основном не универсально, а специализировано для выполнения строго определенных операций. Более того, такое оборудование применяют только в одной отрасли промышленности — нефтегазодобывающей.
Главное отличие техники капитального ремонта скважин от техники текущего ремонта заключается в широком использовании комплекса бурового оборудования.
Классификация оборудования по назначению показывает, что по номенклатуре оно отличается большим числом подгрупп и разнообразием. Технологическая специфика обоих процессов превратила их к настоящему времени в сложную и многообразную область техники, сформировавшуюся в самостоятельные службы текущего и капитального ремонтов скважин.
В состав комплекса оборудования входят: вышка с рабочей площадкой и мостками; талевая система; подъемная лебедка или установка (агрегат); насосная установка; ротор; вертлюг; противовыбросовое оборудование; устьевой и подземный инструмент.
В зависимости от вида и сложности производимого ремонта, аварийных ситуаций, возникающих в процессе ремонта скважин, оборудование может поставляться отдельными комплектами или узлами (например, в виде подъемника, вышки или мачты, элементов талевой системы и т. д.), частично укомплектованными (лебедка, вышка, талевая система в комплекте, роторная установка с индивидуальным приводом, насосная установка и т. д.) и полностью укомплектованными механизмами, позволяющими осуществлять весь цикл ремонта скважин.
 |
Вышки и мачты
Вышки и мачты — стационарные или передвижные сооружения (телескопические, транспортируемые на подъемных установках), предназначенные для подвески талевой системы, поддержания на весу колонны труб или штанг при ремонтных работах, проводимых на скважине.
Вышки и мачты различают по грузоподъемности, высоте и конструкции. По системе опор и передачи на фундамент основной нагрузки, а также по степени разборности и методу сборки вышки подразделены на два типа: башенные и мачтовые. А-образные вышки секционные мачтового типа по сравнению с вышками башенного типа обладают меньшей металлоемкостью при равной грузоподъемности, более удобны для размещения на рабочей площадке подъемного и вспомогательного оборудования.
Мачты используют в качестве подъемного сооружения при ремонте неглубоких скважин. Подразделены они на стационарные и передвижные. Конструктивное их исполнение зависит от максимально действующей на нее нагрузки.
Передвижные мачты предназначены для ремонта скважин, не имеющих стационарных вышек и мачт. Применя-
гот их на участках безвышечной эксплуатации скважин с большим межремонтным периодом их работы и при наличии заранее подготовленных площадок и подъездных путей. В восточных нефтяных районах Советского Союза наиболее распространена мачта ПТМТ-40 (передвижная телескопическая мачта трубная грузоподъемностью 400 кН), смонтированная на гусеничной тележке «Восток» и перевозимая с помощью трактора-подъемника. Мачта состоит из двух секций, для подъема которых и выдвижения верхней секции используют лебедку подъемника.
Рабочая площадка у устья скважины, оборудованная стационарной вышкой, должна иметь размеры не менее 4X6 м, мачтой-—3X4 м. При работе с использованием самоходных подъемных установок размеры площадок составляют 4X12, м. Высота площадки от поверхности земли в зависимости от высоты устья и наличия противовыбросозого оборудования может быть от одного до четырех метров.
Площадки сооружают из бутобетона с деревянным настилом толщиной не менее 70 мм с уклоном четырех сторон к а устью, равным 0,03°, а со стороны мостков — 0,015° для обеспечения стока жидкости. Высота фланца эксплуатационной колонны над уровнем рабочей площадки должна быть не менее
Приемные мостки и стеллажи, сооружаемые у вышки или мачты на уровне рабочей площадки с наклоном от ног вышки, служат для укладки труб при спуско-подъемных операциях. Конструкция их в зависимости от применяемого материала бывает различной.
В последнее время в ряде нефтяных районов применяют переносные приемные мостки, выполненные в виде металлической пространственной фермы, перевозимой волоком (на полозьях) с помощью трактора.
Эксплуатация вышек и мачт. Вышки и мачты периодически осматривают: после их сборки и подъема; до и после транспортирования в собранном виде; перед производством сложных работ (ловильных, расхаживание прихваченного инструмента, спуск обсадной колонны и т. п.); после сильного ветра (на открытой местности свыше 8 баллов и в лесистой — 10 баллов) и открытых нефтегазопроявлений.
При осмотрах вышки (мачты) особое внимание следует обращать на прямолинейность ног и зазоры в стыках труб, состояние фундаментов (деформацию, трещины, коррозию и другие дефекты); состояние сварных швов, диагональных тяг, балконов, лестниц, ограждений и оттяжек. Так как во время ремонтных работ вышка подвергается воздействию различных нагрузок и вибрациям, необходимо следить за тем, чтобы болтовые соединения на всех узлах были надежно затянуты и укреплены контргайками.
Выявленные дефекты необходимо немедленно устранять.
Источник
Оборудование для ремонта скважин под давлением
Для ремонтов скважин под давлением разработаны техника и технология , обеспечивающие сохранение депрессии на пласт и исключение воздействия на него утяжеленных растворов. Подобные работы называются работами под давлением. При их проведении используется оборудование, герметизирующее устье скважины и позволяющее проводить процесс спуска-подъема через это оборудование при избыточном давлении в скважине.
При работах под давлением, например при подъеме НКТ, выполняют следующие операции:
• в нижней части извлекаемой колонны устанавливают устройство (пробка, обратный клапан), препятствующие доступу пластовой жидкости в подъемную колонну;
• поднимают колонну труб при герметизации межколонного пространства;
• после подъема последней трубы устье скважины герметизируется.
При спуске колонны эти работы выполняют в обратной последовательности. Особенностью грузоподъемного механизма , применяемого при выполнении всех этих операций, является обеспечение усилия, направляемого не только вверх при подъеме, но и вниз
 |
 |
Рис 5.2 Схема спуско-подъемного механизма:
1- захват (спайдер) подвижной; 2- подвижная траверса;
3-захват неподвижный; 4- шток; 5- корпус цилиндра; 6-
Рис 5.1 Печать универсальная:
1- Резиновый стакан; 2- винт; 3- алюминиевая оболочка; 4- наживная втулка; 5- направляющий винт; 6- наживная гайка; 7- корпус; 8- переводник;
Рис. 5.3 Схема выполнения спуско-подъемных операций с колонной труб на
скважине под давлением
 |
При подземном ремонте выполняются следующие операции:
Транспортные— доставка к скважине необходимого оборудования и инструмента;
Подготовительные— установка оборудования на площадке у скважины и подготовка его к работе;
Спуско-подъемныеоперации — извлечение или спуск в скважину оборудования;
Собственно опрерации ремонта;
Заключительные— свертывание комплекса оборудования и подготовка его к транспортировке.
Подразделение операций при подземном ремонте достаточно условно. В ряде случаев операции, собственно подземного ремонта занимает очень мало времени по сравнению со всеми остальными, например смена цилиндра трубного скважинного насоса. Иногда спуско-подъемные операции являются целью ремонта, например при изменении глубины спуска колонны подъемных труб.
Подземный ремонт скважин включает в себя текущий и капитальный ремонты, а текущий ,в свою очередь, подразделяется на предупредительный, вынужденный и технологические работы.
Предупредительный ремонтв зависимости от способа эксплуатации включает следующие операции.
При фонтанной или компрессорной эксплуатации;
Спуск или подъем колонны труб;
Замену отдельных изношенных или имеющих дефекты труб;
Установку или замену пакеров, якорей, газлифтных клапанов, клапанов-отсекателей;
Очистку внутренней полости труб от песка, парафина, солей или продуктов коррозии (с подъемом и без подъема труб на поверхность);
При эксплуатации ШСН или ЭЦН:
К перечисленным операциям добавляют
Спуск или подъем насоса, проверку его состояния, замену новым:
Проверку и замену клапанных узлов;
Проверку, очистку или замену защитных приспособлений насоса;
Спуск, подъем или замену подземного оборудования скважин, оборудованных ЭЦН;
Установку или замену клапанов-отсекателей.
Вынужденный ремонтпроводят для устранения внезапно появившихся отказов или дефектов в работе оборудования:
Ликвидация обрывов или отвинчивания колоннны насосных штанг;
Расхаживание заклиненного плунжера;
Расхаживание прихваченных труб.
При текущих ремонтах целесообразно совмещать несколько операций; например при замене ШСН целесообразно очистить поднятые трубы от песка или парафина, осмотреть и отбраковать дефектные штанги и трубы и т.п.
К технологическим работамотносятся:
Изменение глубины подвески рядов труб или их диаметров при фонтанной или газлифтной эксплуатации;
Изменение глубины подвески насоса;
Замена насоса на другой.
Необходимо отметить, что такое деление операций на перечисленные группы достаточно условно, но оно приводится здесь для облегчения понимания назначения и целей всего многообразия работ, проводимых со скважиной и оборудованием, спущенным в нее.
Например, образование пробок или отложений парафина может вызвать вынужденный ремонт, если наблюдение за работой скважины велось плохо и появление пробки привело к прекращению подачи, или предупредительный — при постоянном наблюдении за работой скважин.
Рассмотрение технологии подземных ремонтов показывает, что спуск-подъем штанг или труб присутствует практически во всех случаях. Исследования показывают, что на эти процессы уходит 70-90 % всего времени, затрачиваемого на подземный ремонт.
Работа по сокращению времени и трудоемкости спуско-подъемных операций ведется в двух направлениях:
Создание машин и механизмов для ускорения и облегчения труда бригад подземного ремонта в сочетании с совершенствованием технологии выполнения операций;
Разработка оборудования, исключающего вообще или значительно сокращающего отдельные операции спуска-подъема.
В качестве примера первого направления можно привести создание автомата Молчанова (автомат АПР-2) с комплексом инструментов, в качестве второго — эксплуатацию скважин с помощью вставных насосов (исключающих необходимость подъема труб при смене насоса) или использование гибких штанг, при подъеме и спуске которых исключается разборка колонны и т.п.
Что касается остальных операций, выполняемых при подземном ремонте, то анализ показывает, что они механизированы в значительно большей степени и длительность их проведения обусловлена не физическими возможностями людей, выполняющих эти операции, а технологией проведения операций и техническими характеристиками оборудования.
Текущий ремонт скважин организационно осуществляется цехом по подземному ремонту скважин (ЦПРС), в составе которого может быть несколько участков. Участок объединяет несколько бригад подземного ремонта и бригаду для проведения комплекса подготовительных работ. Число участков и бригад зависит от размера площади, разрабатываемой нефтегазодобывающим управлением, механизированного фонда скважин и его состояния. Бригада подземного ремонта состоит из вахт, число которых может изменяться от 1 до 4. Подготовительные бригады, обычно одна на четыре-пять бригад подземного ремонта, осуществляют следующие работы.
Подготовку площадки у устья скважины для работы бригады текущего ремонта.
Подготовку бетонной площадки для установки подъемного агрегата.
Установку в грунте якорных петель для крепления оттяжек от подъемной мачты или вышки агрегата.
Устройство или ремонт мостков для укладки насосных труб и штанг.
Заготовку и транспортировку к скважине технологической и утяжеленной жидкости для глушения скважины и предупреждения перелива, если в этом возникает необходимость.
Заливку жидкости в скважину промывочным агрегатом и промывку скважины.
Подготовку и расчистку прилегающей к скважине территории в радиусе примерно 40 м для размещения на ней культ-будки, осветительных прожекторов, барабана кабеленаматывателя (при ремонте скважины с ПЦЭН). В некоторых случаях подготовительная бригада принимает участие в установке оборудования и агрегата для подземного ремонта. Подготовительная бригада состоит, как правило, из двух вахт и работает в одну или две смены. Бригада возглавляется мастером или начальником участка. Создание подготовительных бригад позволило повысить коэффициент использования оборудования, сократить его простои и время пребывания скважины в ремонте. Специализация работ повысила их качество исполнения. После установки агрегата и мачты бригада подземного ремонта приступает непосредственно к ремонту скважины. Работа бригады по текущему ремонту происходит по четко расписанной инструктивной карте. В ней расписаны все операции и их последовательность для каждого типового ремонта (ШСНУ, ПЦЭН, тип подъемного агрегата и пр.). В подземном ремонте скважин обычно преобладают спуско-подъемные операции. Поэтому при выполнении этих работ широко используются механизмы для свинчивания и развинчивания штанг и труб, а также автоматическая намотка кабеля на барабан кабеленаматывателя.
Заключительные операции выполняются в порядке, обратном подготовительным. После сборки устьевой арматуры или подвески штанг к головке балансира скважина пускается в эксплуатацию. При наличии нескольких скважин, ожидающих ремонта, предпочтение отдается многодебитной скважине. Однако существуют математические методы планирования работ бригад текущего ремонта, в основе которых лежит один или несколько критериев (функций цели) и, в частности, такой важнейший, как минимум потерь нефти в целом по промыслу или НГДУ из-за ремонта и простоя в ожидании ремонта, связанного с определением оптимального числа бригад. В связи с ростом механизированного фонда скважин значение текущего ремонта скважин сильно возрастает. Объемы этих работ по отрасли растут очень быстро, и всякая рационализация этого вида работ существенно сказывается на экономических показателях деятельности нефтепромысловых управлений. В этом отношении целесообразно более широкое использование различных вспомогательных агрегатов на колесном ходу как для подготовительных работ (1ПАРС), так и для механизированной установки якорей-оттяжек (АМЯ-6Т). Ускорение спуско-подъемных операций достигается путем использования автоматов и увеличением мощности подъемных агрегатов, что позволяет повысить скорости подъема талевого блока и извлекаемых труб. Однако определяющая роль в проблеме сокращения темпов роста работ по текущему ремонту скважин остается за увеличением надежности работы оборудования скважин, используемого при добыче не
Подготовка скважин к ремонту.
Скважину (эксплуатационную или нагнетательную) считают подготовленной для подземного ремонта, если создана возможность проведения всех необходимых операций при условии соблюдения безопасности рабочего персонала, исключения загрязнения окружающий среды и потерь нефти.
Подготовка скважины состоит из двух составных частей:
Собственно подготовки скважины к проведению планируемых работ и подготовки используемого при этом оборудования.
К первой группе относятся работы, связанные с глушением скважины и предупреждением ее фонтанирования или каких-либо проявлений в процессе проведения работ. Ко второй -установка или ремонт мостков, проверка якорей, установка передвижного агрегата подземного ремонта либо приведение в порядок стационарной вышки (ремонт полов и мостков, проверка состояния кронблока и мачты, смазка шкивов, оснастка талевой системы, установка оттяжного ролика), подвешивание ролика к поясу вышки при работе на скважинах, оборудованных ЭЦН, расстановка оборудования на площадке.
Помимо этого к подготовительным работам относят: доставку к скважине труб, насосных штанг, каната, талевого блока, подъемного крюка, укладку труб и штанг в стеллажи, райберовку труб, крепление муфт на трубах , работы связанные с исследованием состояния скважины (определение уровня жидкости, места расположения пробки, глубины забоя и т.п.).Необходимость подготовки скважин, эксплуатирующихся механизированными способами, обусловлена возможностью ее проявления при подземном ремонте, причем вероятность самоизлива скважины тем выше, чем большая депрессия создавалась на забое в процессе ее эксплуатации. Это объясняется следующим образом. Большинство месторождений разрабатывают с поддержанием пластового давления. При высокой обводненности и работе скважин в режиме форсированных отборов перепады между пластовым и забойным давлением весьма велики. Если после остановки такой скважины не заглушить ее, то через сравнительно небольшой промежуток времени давление восстановится и статический уровень жидкости поднимется настолько, что начнется самоизлив скважины.
Для фонтанирующих скважин глушение обязательно, поскольку в противном случае начнется ее открытое фонтанирование.
Для эксплуатационных скважин подготовка их к ремонту может быть выполнена несколькими способами.
1. Наиболее рационально перекрытие клапана-отсекателя, установленного выше перфорационных отверстий эксплуатационной колонны. Для этого необходима предварительная установка клапана-отсекателя, позволяющего проводить ремонт без глушения скважины.
2. Промывка скважины в сочетании с глушением.
3. Оснащение устья скважины оборудованием, позволяющим проводить работы под давлением.
Рис. 5.4 Схема размещения оборудования при спуско-подъемных операциях:
1 – площадка для установки агрегата подземного ремонта; 2 – устье скважины; 3 – рабочая площадка; 4 – станок-качалка; 5 – направляющий желоб для выведения НКТ; 6 – стеллаж для НКТ или штанг; 7 – зона установки дополнительных стеллажей; 8 – дополнительная площадка для укладки устьевой арматуры.
После завершения промывки и задавливания скважины (в тех случаях когда это необходимо) вокруг нее размещают и монтируют оборудование для выполнения подземного ремонта.
В зависимости от способа эксплуатации, особенностей конструкции, особенностей конструкции оборудования, спущенного в скважину, целей подземного ремонта состав и I размещение оборудования могут быть различными. Общим для большинства работ является наличие у скважины приемных мостков со стеллажами для насосно-компрессорных труб и штанг (при эксплуатации скважин ШСН), якорей для соединения со страховочными оттяжками, площадки для подъемника. При ремонте скважины, оборудованной УЭЦН, размещение оборудования несколько иное.
Основная литература 1 [стр.659-667], 3 [стр.371-377].
1. Технология проведения ремонта скважин под давлением.
2. Какая техника применяется при ремонте скважин под давлением.
3. Особенности грузоподъемного механизма при ремонте скважин под давлением.
4. Схема выполнения спуско-подъемных операций с колонной труб на скважине под давлением.
5. Технология текущего ремонта скважин.
6. На какие виды ремонтов делится текущий ремонт.
7. В каких случаях проводят вынужденный ремонт.
Тема лекции 6
Подготовка к ремонту скважин при различных способах добычи. Устьевое оборудование. Райберовка насосно-компрессорных труб.
Источник
