Подземный ремонт нефтяных и газовых скважин

    б) посадку навинчиваемой трубы в муфту предыдущей трубы следует производить плавно, без резких ударов, соблюдая строгую вертикальность трубы и соосность талевого механизма с осью устья скважины;

    в) при свинчивании труб автоматами АПР-2ГП или механическими ключами КМУ необходимо добиваться полного их завинчивания на всю длину резьбы;

    г) не допускать вращения колонны труб при их свинчивании; во избежание этого на муфте необходимо устанавливать контр ключ;

    д) подъем колонны труб для снятия нижнего элеватора или освобождения от клинового захвата, а также спуск колонны и посадку ее на устьевой фланец или фланец тройника следует производить плавно, без рывков и ударов, на малой скорости;

    е) отбракованные трубы убирают с мостков с пометкой «брак»;

    ж) на верхний конец колонны спущенных НКТ в планшайбу или в нижнюю часть тройника следует навинчивать подъемный патрубок;

    з) при спуске труб, помимо надежного завинчивания очередного резьбового соединения, следует докреплять муфту, а при спуске двух трубок — промежуточные муфтовые соединения;

    и) рекомендуется после 10 - 12 ремонтов поменять местами расположение труб в колонне: нижние использовать для верхней части колонны, а верхние — для нижней (если эти трубы одной марки), для чего при подъеме половину труб укладывают на одну сторону мостков, а другую -  на другую сторону.

    Процесс спуска состоит из следующих операций:

    1) Подъем трубы производится с подъемных мостков. Затем захват муфты труб осуществляется с помощью элеватора ЭТА.

     2) Очистка трубы и посадка ее  нижнего конца в муфту спущенной  до этого трубы.

     3) Развинчивание резьбовых соединений. Для свинчивания и развинчивания  резьбовых соединений НКТ на  подъемнике А-50М используется гидроротор-ключ.

     4) Спуск трубы в скважину.

    5) Фиксирование колонны труб, которое  осуществляется с помощью спайдера  АСГ-60.

     Время спуска технологической колонны  составит:

                                                                                       ₍₂₆₎

     где z – число труб, спускаемых в скважину;

                t_ПР= 11 мин;

                t_ЗР= 7 мин; 

     где t_Р - время ручных операций, 67 с (значения t_ПР, t_ЗР, t_Р определяют по справочнику «Единые нормы времени на капитальный ремонт скважин»).

     Подставляя  цифровые значения в формулу, получается:

. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.10. Расчет промывки песочной пробки

       При разработке пластов, сложенных рыхлыми, слабо сцементированными породами (особенно песчаники), в призабойной  зоне разрушается скелет пласта. В  этом случае жидкость и газ во время  движения по пласту увлекают в скважину некоторое, а иногда весьма значительное количество песка. Если скорость недостаточна для подъема песчинок, то они осаждаются на забое, скапливаются, образуя пробку, частично или полностью перекрывающую отверстия фильтра, прекращая доступ жидкости из пласта. Иногда высота песчаной пробки достигает нескольких десятков и даже сотен метров. Для возобновления нормальной эксплуатации скважины возникает необходимость в очистке забоя от скопившегося песка. Ликвидацию песчаных пробок чаще всего проводят промывкой скважин водой.

       Расчет  промывки песчаной пробки, расположенной на уровне  2601 м, уже проводился в соответствующей лабораторной работе. Выбрана максимально эффективная для работы в данных условиях установка – Азинмаш - 32М. Также Азинмаш - 32М обеспечивает наиболее быстрое удаление песчаной пробки из скважины, что также очень значимо при эксплуатации месторождения.

       Следует отметить, что в данных условиях есть  опасность возникновения фонтанов и необходимо использовать комбинированную промывку скважины.

       Необходимо  произвести гидравлический расчет промывки скважины для удаления песочной пробки. Определить: давление на выкиде насоса; давление на забое скважины; необходимую  мощность двигателя; время на промывку скважины для удаления пробки и разрушающее  действие струи при промывке скважины.

       Исходные  данные: глубина скважины Н=2300 м; диаметр эксплуатационной колонны D=146 мм; диаметр промывочных труб d=73 мм; максимальный размер песчинок, составляющих пробку, δ=1,0 мм; глубина фильтра скважины 2304-2309 м; уровень песочной пробки равен 2306 м.

    Прямая  промывка водой

       Определяем  потери напора на гидравлические сопротивления  при движении жидкости в промывочных трубах диаметром 60 мм по формуле:

                                                                       (27)

       где λ — коэффициент трения при движении воды в трубах (данные приведены ниже);

       d_в — внутренний диаметр промывочных труб, м;

       V_н — скорость нисходящего потока жидкости, м/с.

       По  графику, приведенному в пособии  к лабораторной работе путем интерполирования находим скорости нисходящего потока воды при соответствующей подаче наcoca (см. табл.1) на I (3,16 дм³/с), II (4,61 дм³/с), III (7,01 дм³/с) и IV (10,15 дм³/с) скоростях: Vн_I=1,05 м/с; Vн_II=1,52 м/с; Vн_III =2,33 м/с; Vн_IV =3,4 м/с. Ниже приведены коэффициенты гидравлического сопротивления.

       Таблица 7

                     Коэффициенты гидравлического сопротивления

Диаметр труб, мм	48	60	73	89	102	114
λ	0,040	0,037	0,035	0,034	0,033	0,032

       Подставив численные значения величин, входящих в формулу (27), находим потери напора h₁ при работе установки:

       на I скорости 

       на II скорости 

       на III скорости 

       на IV скорости 

       Определяем  потери напора на гидравлические сопротивления  при движении смеси жидкости с  песком в затрубном пространстве скважины по формуле

                                                                             (28)

       где φ — коэффициент, учитывающий повышение гидравлических потерь напора в результате содержания песка в жидкости (колеблется в пределах 1,1—1,2, принимается φ=1,2);

       λ— коэффициент трения при движении воды в затрубном пространстве, определяется по разности диаметров 146-мм (D_в=130 мм) и 73-мм (d_н=73 мм) труб: 130-73 мм=57 мм, что почти соответствует внутреннему диаметру 48-мм труб, для которых λ=0,04;

         d_н — наружный диаметр промывочных труб;

       Vв — скорость восходящего потока жидкости в затрубном пространстве, м/с (определяется по графику).

       Таблица 5 

           Скорость движения жидкости в затрубном пространстве (м/с)

Расход  жидкости q, дм3/с	Диаметр эксплуатационной колонны, мм 146
	Диаметр насосно-компрессорных труб, мм
	60	73
1	0,11	0,14
2	0,23	0,27
3	0,34	0,41
4	0,45	0,54
5	0,57	0,68
6	0,68	0,81
7	0,79	0,95
8	0,91	1,08
9	1,02	1,22
10	1,14	1,35
12	1,36	1,62
15	1,70	2,03
17	1,93	2,30
20	2,27	2,70

 

       Для этого на оси ординат находится  точка, соответствующую заданному  объемному расходу q (например, q=8,0 дм³/с) и из нее проводится прямая, параллельную оси абсцисс до пересечения с прямой, соответствующей заданному сочетанию диаметров эксплуатационной колонны и промывочных труб (146×73 мм). Из точки пересечения этих прямых восстанавливается перпендикуляр на ось абсцисс, где и находится значение линейной скорости (Vв=0,6 м/с). По расходу скорость восходящего потока для заданного сочетания диаметров эксплуатационной колонны и промывочных труб можно найти также из данных табл.№7(выше).

       Для расходов жидкости на I, II, III и IV скоростях  рассматриваемой насосной установки, равных  соответственно 3,16; 4,61; 7,01 и 10,15 дм³/с, по графику находим, соответствующие значения скоростей восходящего потока для 73-мм промывочных труб, спущенных в 146-мм колонну; они равны _м/с.

       Подставляя  численные значения величин, входящих в формулу (28), получим потери напора h₂ при движении жидкости с песком в затрубном пространстве:

       на I скорости 

       на II скорости 

       на III скорости 

       на IV скорости 

       Определяются  потери напора на уравновешивание столбов  жидкости разной плотности в промывочных  трубах и в затрубном пространстве по формуле К.А. Апресова:

                                                       (29)

       где m — пористость песочной пробки (принимаем равной 0,3);

       F — площадь проходного сечения 146-мм эксплуатационной колонны (F=132 см²);

       l — высота пробки промытой за один прием (длина двухтрубки равна 14 м);

       f — площадь поперечного сечения кольцевого пространства между 146-мм и 73-мм трубами (f=91 см²);

       ρ_п — плотность зерен песка (ρ_п=2600 кг/м³);

       ρ_ж — плотность промывочной жидкости — воды (ρ_ж=1000 кг/м³);

       v_кр — скорость свободного падения песчинок в воде для песчинок размером d=1,0 мм равна 9,5 см/с (берется из данных табл.№6);

       v_в — скорость восходящего потока жидкости, см/с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 6             

Скорость  свободного падения песчинок в воде V_кр

Размер  зерен, мм	Скорость свободного падения, см/с	Размер зерен, мм	Скорость свободного падения, см/с	Размер зерен, мм	Скорость свободного падения, см/с
0,01	0,01	0,17	2,14	0,45	4,90
0,03	0,07	0,19	2,39	0,50	5,35
0,05	0,19	0,21	2,60	0,60	6,25
0,07	0,35	0,23	2,80	0,70	7,07
0,09	0,60	0,25	3,00	0,80	7,89
0,11	0,90	0,30	3,50	0,90	8,70
0,13	1,26	0,35	3,97	1,00	9,50
0,15	1,67	0,40	4,44	1,20	11,02