Классификация видов ремонта и операций в скважинах.
Подземный ремонт скважин подразделяется на текущий ремонт и капитальный ремонт скважин (КРС).
Текущий ремонт скважин (ТРС) – это комплекс работ по проверке, частичной или полной замене подземного оборудования, очистке его, стенок скважины и забоя от различных отложений (песка, парафина, солей, продуктов коррозии), а также по осуществлению в скважине геолого-технических и других мероприятий по восстановлению и повышению добывающей способности скважины. Текущий ремонт включает:
Предупредительный ремонт включает работы:
— смену насоса или клапанов;
— депарафинизацию труб и штанг;
— устранение утечек в НКТ.
Вынужденный ремонт включает:
— ликвидацию обрыва или отвинчивания штанг;
— смена насоса на другой диаметр;
— смена НКТ и штанг на другой диаметр;
— изменение глубины подвески насоса;
— замена якоря, фильтра и т.п.
Капитальный ремонт включает работы:
— ликвидацию аварий обсадной колонны;
— ликвидацию аварий с трубами и штангами;
— изоляцию проявившихся вод;
— переход на другой продуктивный горизонт;
— гидравлический разрыв пласта (ГРП);
— забуривание второго пласта;
— термическая обработка забоя;
— кислотная обработка забоя;
— крепление призабойной зоны;
— правка эксплуатационной колонны;
— вырезка и подъем эксплуатационной колонны из скважины и т.п.
ТРС и КРС имеют общность проводимых операций на 60-80% и, соответственно, по применяемому оборудованию.
Классификация оборудования для ТРС
Оборудование для ТРС включает:
1. Спускоподъемное оборудование:
1.1 Подъемники и агрегаты (подъемники, стационарные вышки, передвижные мачты);
1.2 Агрегаты спускоподъемные;
1.3 Агрегаты для спуско-подъема труб под давлением;
1.4 Агрегаты для внутрискважинных работ
2. Инструмент для СПО:
2.1 Элеваторы трубные и штанговые;
2.3 Ключи трубные и штанговые.
3. Средства механизации спускоподъемных работ:
3.2 Механические ключи трубные и штанговые;
3.3 Механизированные стеллажи;
3.4 Вертикальная расстановка НКТ и подвеска штанг.
4. Технологическое оборудование:
4.1 Промывочные агрегаты;
4.2 Депарафинизационные агрегаты;
4.3 Тартальное оборудование.
5. Транспортное оборудование:
5.1 Транспортные базы колесные;
5.2 Транспортные базы гусеничные;
5.3 Транспортные базы плавучие;
5.4 Транспортные базы рамные.
Классификация оборудования для КРС
1. Спускоподъемное оборудование:
1.1 Подъемники и агрегаты;
1.2 Агрегаты спускоподъемные.
2. Инструмент для СПО:
2.1 Элеваторы для НКТ и бурильных труб;
2.2 Клинья и спайдеры;
2.4 Ключи механические;
2.5 Вертикальная расстановка НКТ и подвеска штанг.
3. Оборудование для промывки, бурения и цементирования скважин:
3.1 Оборудование для вращения бурильных труб (роторы, гидророторы, верхний силовой привод);
3.2 Промывочное оборудование (буровые насосы, манифольды, буровые рукава, вертлюги и др.)
4. Инструмент для внутрискважинных работ:
4.1 Ловильный инструмент для труб и штанг;
4.2 Инструмент для обследования колонны и скважины;
4.3 Инструмент для ремонта эксплуатационной колонны;
4.5 Бурильные трубы;
4.7 Забойные двигатели;
4.8 Противовыбросовое оборудование и др.
Агрегаты для текущего и капитального ремонта скважин
ТехничеТТех. характеристики агрегатов для ПРС
Высота
Грузо-
вышки от
Мощность
Трансмис-
Наименование
Транспортная база
подъем-
Оснастка
земли до
приводного
сия
агрегата
ность,
оси
двигателя,
(привод
кН
кронблока,
кВт
лебедки)
м
1. АзИНМАШ-37
КрАЗ-225Б
2х3
176-220*
М**
2. АПРС-32
КрАЗ-225
2х3
176-220
М
3. АПРС-32-01
КрАЗ-260,260Г
2х3
М
4. АПРС-40У
УРАЛ-4320-1912-30
3х4
М
5. АПРС-40М
КрАЗ-260г, 6322
3х4
М
6. АПРС-40К
КАМАЗ 43181
3х4
М
7. УАРС-40
КЗКТ-7428
2х3
Г***
8. А2-32
УРАЛ-4320-1912-30
2х3
М
9.А2-32
КАМАЗ-431118
2х3
М
10. А4-32
КрАЗ-260Г
2х3
18,2
М
11. А5-40
КрАЗ-260Г
3х4
М
12. А5-40М
УРАЛ-4320-1912-30
2х3
М
Агрегаты АР-32 и АР-32/40 предназначены для проведения текущих ремонтов эксплуатационных скважин. Транспортная база – автошасси КрАЗ-260Г и Урал- 4320- 1912 соответственно. Привод механизмов от ходового двигателя ЯМЗ-238Л. Агрегаты отличаются высокой проходимостью, монтажеспособностью. Кабина оператора размещена в непосредственной близости от устья скважины, обеспечивает хороший обзор и удобства в работе.
Агрегат ремонтный АР60предназначен для освоения, ремонта и бурения нефтяных и газовых скважин.
Транспортная база подъемного блока – автошасси КрАЗ-65101.Привод механизмов – от ходового двигателя – ЯМЗ-238 М2.
Агрегат в исполнении для бурения комплектуется полатями верхового рабочего для вертикальной расстановки труб и буровым основанием с подсвечником, насосным блоком на прицепе, ротором со встроенным клиньевым захватом, транспортабельной котельной установкой или воздушным теплогенератором.
Агрегат А60/80предназначен для ремонта, бурения и освоения нефтяных и газовых скважин. Механизмы агрегата смонтированы на полноприводных шасси БАЗ-695071 или КрАЗ-260Г.
Блок подъемныйвключает в себя следующие узлы:
· транспортную базу (шасси);
· талевый блок с серьгой (крюкоблок);
· мачту двухсекционную телескопическую с 5-роликовым кронблоком;
· лебедку вспомогательную гидроприводную;
· трансмиссию привода лебедок, ротора и гидронасосов;
· рычажно-балансировочную тормозную систему;
· ограничитель переподъема талевого блока;
·систему управления работой двигателя и исполнительных механизмов (включая останов и запуск двигателя с рабочего места оператора);
• контрольно-измерительные приборы (нагрузка на крюке, давление
в гидро-, пневмосистемах, дублирующие датчики работы двигателя);
· электрооборудование (освещение мачты);
· гидравлические цилиндры подъема мачты;
·механизм выдвижения верхней секции посредством вспомогательной лебедки;
• гидравлический домкрат (аутригер) для установки подъемного блока (4 шт.);
• опору аутригера (4 шт.).
В конструкции подъемного блока использованы следующие технические решения:
· цепной при вод лебедок выполнен в виде редуктора с масляной ванной;
·включение привода барабанов производится через фрикционные пневматические дисковые муфты;
• гидросистема подъемного блока раздельная: гидродомкраты подъема мачты и аутригеры (монтажная линия) питаются от насоса НШ-32; вспомогательная лебедка, гидрораскрепитель и гидроротор (рабочая линия) питаются от аксиально-поршневых насосов модели 3102.112;
• выдвижение верхней секции мачты производится с помощью гидро-
Оборудование комплектующее включает:
· буровой ротор P-41O;
· трубу рабочую (квадрат);
· буровое основание трехопорное;
· подсвечники на рабочей площадке;
· приемные мостки со стеллажами (по заказу потребителя);
· насосный блок с манифольдом (по заказу потребителя);
· сборное основание под задние аутригеры;
· устройство крепления и перепуска талевого каната.
Вышеприведенный блок подъемный является базовым комплектом агрегата, расшифровка которого в заказе необязательна; оборудование комплектующее оговаривается в заказе. Потребитель должен определиться в следующем:
· выбор ротора и его привода:
— буровой ротор Р-250 с механическим приводом;
— буровой ротор Р-250 с гидроприводом;
— буровой ротор P-410 с механическим приводом;
— буровой ротор P-410 с гидроприводом;
— вертлюг ВБ-100 с кабельным лубрикатором (в комплекте с рукавом
высокого давления и ручным насосом).
Базовый комплект агрегата Л60/80 обладает:
· высокой мобильностью и проходимостью;
·повышенной устойчивостью при транспортировании и проведении спуско-подъемных операций;
• улучшенным доступом для обслуживания узлов, систем агрегата и шасси;
• улучшенной ремонтопригодностыо в связи с простой кинематической схемой, унификацией узлов и деталей с серийными агрегатами АР60, А5ОМ, АР32, БА15.
Основныепараметры
1. Допускаемая нагрузка на крюке, кН (тс) 800 (80)
В том числе при спуска-подъемных операциях 600 (60)
2. Условная глубина бурения скважин (масса 1 пог. м бу-
3. Условная глубина скважин при ремонте и освоении (спуск
или ЯМЗ-238Л 6. Отбор мощности, кВт (л. с.):
с двухленточным тормозом, пневмоусилителем тормоза, дисковыми пневматическими муфтами
скорость подъема талевого блока, м/с:
число скоростей подъема талевого блока:
скими муфтами и одноленточным тормозом
с ограничителем выдвижения верхней секции и переподъема талевого блока
высота мачты от земли до оси кронблока, мм 22000
10. Талевая система:
диаметр каната (талевого) на буровом барабане, мм 25
диаметр каната на тартальном барабане, мм 15 (или 13,5)
11. Вспомогательная гидроприводная лебедка:
допускаемая нагрузка на крюке при двухструнной оснастке
12. Гидросистема привода механизмов:
14. Манифольд (стояк с буровым рукавом):
! 7. Габаритные размеры блока подъемного в транспортном
положении, мм, не более:
18. Масса блока подъемного, кг:
19. Буровой ротор с механическим (гидравлическим) приводом:
нагрузка статическая на стол ротора, кН (тс) 800 (80),
максимальный момент на столе ротора, кН,м (кгс.м) 12(1200),
Оборудование и инструмент для подземного ремонта скважин
Капитальный ремонт скважин включает в себя операции, связанные с ремонтом собственно скважины и воздействием на призабойную зону и пласт. Кроме того, обычно к ним относятся сложные вынужденные операции текущего ремонта, например извлечение оборванных штанг и труб.
Помимо обследования скважин и уточнения номенклатуры предстоящих к выполнению операций, капитальный ремонт включает:
1. ремонтно-исправительные работы (герметизация устья, исправления и замена поврежденной части колонны, перекрытие дефектов в колонне, установка и разбуривание цементных пробок),
2. изоляционные работы,
3. крепление пород призабойной зоны,
5. переход на другой продуктивный горизонт,
6. зарезка и бурение второго ствола,
7. ловильные работы.
К капитальному ремонту также относят и работы, связанные с воздействием на призабойную зону пласта: кислотные обработки скважины, гидравлический разрыв пласта, тепловое воздействие на призабойную зону, виброобработка призабойной зоны скважины, обработка призабойной зоны ПАВ.
При подземном ремонте глубоких скважин применяют эксплуатационные вышки и мачты, стационарные или передвижные, предназначенные для подвески талевой системы, поддержания на весу колонны труб или штанг при ремонтных работах, проводимых на скважине.
Стационарные вышки и мачты используются крайне нерационально, т.к. ремонтные работы на каждой скважине проводятся всего лишь несколько дней в году, всё остальное время эти сооружения находятся в бездействии. Поэтому целесообразно использовать при подземном ремонте подъемники, несущие собственные мачты. Транспортной базой их служат тракторы и автомобили.
Подъемник – механическая лебедка, монтируемая на тракторе, автомашине или отдельной раме. В первом случае привод лебедки осуществляется от тягового двигателя трактора, автомашин, в остальных от самостоятельного двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя.
Агрегат – в отличие от подъемника оснащен вышкой и механизмом для ее подъема и опускания.
Широко применяются тракторные подъемники «АзИНмаш-43П», ЛПТ-8, агрегаты «АзИНмаш-43А», «Бакинец-3М», А50У, УПТ, «АзИНмаш-37» и др.
Тракторный подъемник АзИНмаш-43П – предназначен для проведения подземного ремонта скважин, оборудованных подъемными сооружениями. Подъемник представляет собой самоходную механизированную лебедку, смонтированную на гусеничном болотоходном тракторе Т-100МЗБГС или обычный Т-100МЗ.
Управление основными исполнительными механизмами подъемника – электропневматическое; управление тормозом лебедки – ручное механическое, сдублированное ножным пневматическим; управление остальными механизмами – механическое.
Для обеспечения воздухом пневмосистемы подъемника под капотом двигателя установлен автомобильный компрессор, имеющий привод от шкива вентилятора двигателя.
Масса агрегата 18,2 т, глубина обслуживаемых скважин от 1500 м до 6400 м (при НКТ от 114 до 48 мм).
К подъемным установкам типа УПТ относятся: УПТ-32, УПТ1-50, УПТ1-50Б, предназначенные для спуско-подъемных операций в процессе текущего и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин. Установки самоходные, смонтированные на гусеничных тракторах. Состоят из следующих основных узлов: однобарабанной лебедки, установленной на специальном основании под оборудование, вышки с талевой системой, задней и передней опор вышки, кабины водителя.
Установки укомплектованы механизмами для свинчивания – развинчивания труб; оснащены устройством противозатаскивания крюкоблока и взрывобезопасной системой освещения рабочей площадки на устье скважины и пути движения крюкоблока.
В отличие от УПТ-32, установки УПТ1-50 и УПТ-50В снабжены узлом привода ротора, а также укомплектованы гидрораскрепителем.
Привод исполнительных узлов и механизмов УПТ1-50 (рисунок 12.1) и УПТ1-50Б – от двигателя трактора; лебедки и ротора – через трансмиссию; подъем вышки, привод гидрораскрепителя и механизм для свинчивания – развинчивания труб гидравлические; включение фрикционных муфт – пневматическое.
Подъемные установки типа АзИНмаш-37 (рисунок 12.2) предназначены для спускоподъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки при текущем и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, не оборудованных вышечными сооружениями.
Подъемные установки этого типа подразделяются – на АзИНмаш-37А, АзИНмаш-37А1, АзИНмаш-37Б, смонтированные на базе автомобилей повышенной проходимости КрАЗ-255Б и КрАЗ-260.
Подъемные установки АзИНмаш-37А и АзИНмаш-37А1 комплектуются автоматами АПР для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и автоматическим ключом типа КШЭ с электроприводом для свинчивания насосных штанг.
Подъемные установки оснащены ограничителем подъема крюкоблока, системой звуковой и световой сигнализации установки вышки, контрольно-измерительными приборами работы двигателя и пневмосистемы, а также другими системами блокировки, обеспечивающими безопасность ведения работ при монтаже установки вблизи скважины и спуско-подъемных операциях.
Управление всеми механизмами установки при спуско-подъемных операциях осуществляется из трехместной отапливаемой кабины оператора, расположенной между лебедкой и кабиной автомобиля. Управление установкой вышки, в рабочее и транспортное положения, осуществляется дистанционно – с ручного выносного пульта.
Агрегаты подъёмные АПРС-32 и АПРС-40 предназначены для производства спуско-подъемных операций при ремонте скважин, необорудованных вышечными сооружениями, для производства тартальных работ, для чистки песчаных пробок желонкой и для возбуждения скважин поршневанием (свабированием).
Агрегат является самоходной нефтепромысловой машиной, смонтированной на шасси трехосного автомобиля высокой проходимости УРАЛ4320 или КрАЗ-260, и состоит из однобарабанной лебедки и двухсекционной телескопической вышки с талевой системой. Вышка агрегата имеет повышенную прочность, изготовляется из низколегированной морозостойкой стали.
Агрегат для освоения и ремонта скважин А-50М (рисунок 12.3) предназначен для:
· разбуривания цементной пробки в трубах диаметром 5 – 6 дюймов и связанных с этим процессом операций (спуска и подъема бурильных труб, промывки скважин и т.д.);
· спуска и подъема насосно-компрессорных труб;
· установки эксплуатационного оборудования на устье скважин;
· проведения ремонтных работ и работ по ликвидации аварии;
· проведения буровых работ.
Мобильная установка УПД-5М используется для: разрушения гидратных и парафиновых пробок; закачки в скважину технологических жидкостей; цементирования скважин в призабойной зоне; геофизических исследований. УПД-5М представляет собой самоходную нефтепромысловую машину совместно с монтажной базой, включающей в себя барабан с укладчиком для намотки длинномерных труб, механизм подачи трубы в скважину, закрепленную на шасси автомобиля КаАЗ-65101/100, или каком-либо другом типе шасси, по желанию заказчика.
Привод всех механизмов установки осуществляется гидромоторами, для про-ведения вспомогательных работ имеется гидроманипулятор грузоподъемностью 300 кг.
Все работы по подземному и капитальному ремонту сопровождаются спуском в скважину и подъемом из нее труб, штанг и различных инструментов. Поэтому над устьем скважины устанавливается подъемное сооружение – вышка, мачта с оборудованием для спускоподъемных операций (СПО).
Эксплуатационные кронблоки являются неподвижной частью талевой системы, изготовляются грузоподъемностью 12,5; 20; 32; 50; 80 и 125 т с числом канатных шкивов 3 – 6. Кронблоки КБН для работы в районах с умеренным климатом и типа КБ – в умеренном и холодном. Пример обозначения: КБН-50 кронблок грузоподъемностью 50 т.
Талевые блоки, подвижная часть талевой системы при СПО, предназначены для работы с умеренным климатом (типа БТН) и с умеренным и холодным климатом БТ. По грузоподъемности талевые блоки, подъемные крюки выпускаются как и кронблоки от 12,5 до 125 т. Обозначения: БТ-50 и др.
Подъемные крюки, предназначенные для подвешивания элеваторов, вертлюгов и другого оборудования при СПО, изготавливаются двух типов: однорогие (исполнение I) и трехрогие (исполнение II). Крюки КН – для работы в умеренном климате, КПШ – в умеренном и холодном. Обозначения: КН-50 и др.
Штропы служат для подвески элеватора на крюк. Конструктивно это замкнутая стальная петля овальной формы, сильно вытянутая по одной оси. Изготавливают их цельнокатанными или сварными в стыке контактной сваркой с последующей термообработкой. Штропы различают по назначению: буровые нормальные – ШБН; буровые укороченные – ШБУ и эксплуатационные – ШЭ. Для капитального ремонта скважин выпускают штропы ШЭ-28-П-Б и ШЭ-50-Б грузоподъемностью 28 и 50 т.
Трубные элеваторы – для захвата обсадных, бурильных и НКТ применяют нескольких типоразмеров.
Элеваторы ЭЗН – одноштропные (СПО с помощью двух элеваторов) грузоподъемностью 15, 25 и 50 т. В комплект входят: два элеватора, захватное приспособление и штроп.
Элеваторы ЭГ – одноштропные предназначены для работы с автоматами АПР-2ВБ и спайдерами, грузоподъемностью 16, 50 и 80 т.
Элеваторы ЭХЛ для НКТ с условным диаметром от 48 до 114 мм, грузоподъемностью 10 – 40 т.
Штанговые элеваторы ЭШН (рисунок 12.4) – для захвата колонны штанг и удержания ее в подвешанном состоянии при СПО, грузоподъемностью 5 и 10 т. Конструкция их предусматривает использование двух пар вкладышей для втулок, одна предназначена для штанг Ж12, 16, 19 и 22 мм, вторая – для штанг Ж25 мм.
Автоматы типа АПР (рисунок 12.5) предназначены для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию, а также для автоматизации по захвату, удержанию на весу, освобождению и центрированию колонны НКТ.
Рисунок 12.5 – Автомат АПР-2ВБМ
1 – корпус автомата; 2 – червячное колесо; 3 – клиньевая подвеска; 4 – корпус клина;
Для механизации процесса свинчивания и развинчивания насосных штанг применяют штанговые ключи АШКТМ, КМШЭ, КАРС (автоматические и механические ключи), принцип аналогичен АПР.
Ключи механические универсальные КМУ применяют при текущем ремонте скважин для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию НКТ с удержанием на весу и центрированием колонны труб. Наибольшее применение ключ получил при ремонте скважин с погружными центробежными электронасосами. Ключи КМУ-50, КМУ-ГП-50, КМУ-32 имеют электрический инерционный взрывобезопасный с питанием от промысловой сети привод.
Универсальный механический ключ КМУ-50 (рисунок 12.6) состоит из блока вращателя с электроприводом, спайдера с блоком клиньев и блока управления электроприводом.
1 – блокировочная рукоятка; 2 – механизм совмещения прорезей рабочей шестерни и корпуса; 3 – водило; 4 – редуктор; 5 – электропривод; 6 – сменный механизм;
7 – кронштейн; 8 – вращатель; 9 – спайдер
Спайдеры предназначены для автоматизации операций по захвату, удержания на весу, освобождения и центрирования колонны насосно-компрессорных или бурильных труб в процессе спуска их в скважину. На рисунке 12.7 показан автоматический спайдер АСГ-80. Он состоит из корпуса, клиньевой подвески, сменных центраторов и механизма подъема клиньев.
Механический гидроприводной ключ КПР-12 предназначен для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных и бурильных труб в процессе выполнения спуско-подъемных операций при текущем и капитальном ремонте скважин.
Состоит из следующих основных узлов: трубного ключа, производящего свинчивание и развинчивание с расчетным крутящим моментом; гидравлической насосной станции, создающей требуемые расход и давление масла в гидросистеме, и подвески ключа с гидроподъемником и амортизатором.
Ключ представляет собой двухскоростной цилиндрический редуктор с разрезной рабочей шестерней, в которой устанавливаются сменные захваты. Комплектуется объемным стопорным устройством.
Ключ трубный типа КТЛ (рисунок 12.8) предназначен для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб (НКТ) и замков бурильных труб механизированным, а также ручным способом при текущем и капитальном ремонте скважин. Обеспечивает надежный захват НКТ, сохранность НКТ от деформаций.
Обладает по сравнению с ключами типа КТГУ в зависимости от типоразмера меньшей на 20 – 43 % массой, повышенной в 5 – 10 раз стойкостью сухарей.
Ключи цепные применяются при ручном свинчивании и развинчивании труб различного диаметра. Ключ состоит из рукоятки, двух шарнирно соединенных щек с зубьями с плоскими шарнирными звеньями. Для придания прочности щеки термически обрабатываются.