Подземный ремонт нефтяных и газовых скважин

    Прямая  промывка

       При прямой промывке промывочная жидкость нагнетается через спущенную  в скважину колонну промывочных  труб. Размытая пробка вместе с жидкостью  выносится из скважины по кольцевому пространству между эксплуатационной колонной и колонной промывочных  труб. По мере вымывания пробки добавляют  промывочные трубы, которые постепенно и осторожно опускают, приближая  конец труб к верхней кромке пробки. При спуске промывочные трубы  держат все время навесу. Малейшая неосторожность при подаче труб может  привести к перекрытию конца трубы  и повышению давления на выкиде насоса. При резком повышении давления и  снижении нагрузки, нужно, не прекращая  прокачки жидкости, приподнять колонну  до восстановления нормального давления и затем вести промывку с замедленным  опусканием труб. Если же конец их забьется песком так, что давление насоса будет  недостаточным для освобождения труб от песка, колонну промывочных  труб необходимо поднять на поверхность  и после очистки их снова спустить и продолжить промывку до полного  освобождения скважины от пробки.

       Для лучшего разрыхления пробки на конец  промывочной колонны труб навинчивают  специальные  наконечники, одновременно увеличивающие  разрушающее действие струи жидкости. 

       Мундштук  представляет собой короткий патрубок со срезанным косо концом («перо») или  с закругленным концом в виде конуса («карандаш») с отверстием диаметром  от 12 до 37 мм. Фреза представляет собой патрубок с зубьями на его торце.

       Промывочная жидкость от промывочного агрегата по нагнетательной трубе поступает  к стояку, установленному у ноги вышки, затем по гибкому промывочному шлангу и через промывочный вертлюг  нагнетается в скважину. При промывке корпус вертлюга опирается на элеватор, благодаря чему вертлюг разгружается от веса колонны промывочных труб.

          Промывку ведут до тех пор,  пока вертлюг не опустится  до тройника на устье скважины. В этом положении прокачка  жидкости продолжается до тех  пор, пока весь промытый песок  не будет вынесен из скважины. Для ускорения процесса промывки  и лучшего выноса песка жидкость  подают на высоких скоростях  промывочного агрегата. Выходящая  из скважины жидкость направляется  в амбар или в специальную  емкость.

            Для скважин, на которых во  время промывки может произойти  выброс или фонтанирование, применяют  специальное противовыбросовое  приспособление и обвязку устья  скважины. Благодаря этому можно  предотвратить открытое фонтанирование  и глушить скважину нагнетанием  в нее жидкости повышенной  плотности. К недостаткам прямой  промывки относится малая скорость  восходящей струи жидкости, вследствие  чего размытый песок медленно  поднимается по стволу скважины. При больших диаметрах эксплуатационной  колонны скорость потока настолько  низка, что она может не обеспечить  выноса крупных зерен песка.  Поэтому для улучшения промывки  скважины требуется подача большого  количества жидкости и, как  следствие, создание повышенного  давления на выкиде промывочного  насоса.

       Перед каждым наращиванием нового колена промывочных  труб требуется дополнительная промывка до чистой воды во избежание прихвата труб осаждающимся в кольцевом пространстве песком, который находится во взвешенном состоянии. Это сильно удлиняет процесс  промывки.

    Обратная  промывка

       При обратной промывке скважин промывочную  жидкость нагнетают в кольцевое  пространство между обсадной колонной и промывочными трубами, а жидкость с размытым песком поднимается по промывочным трубам. Таким образом  достигается увеличение скоростей  восходящего потока жидкости и сокращается  время выноса песочной пробки.

       Для обратной промывки необходима специальная  промывочная головка, герметизирующая  устье скважины. Во время промывки под давлением промывочной жидкости, закачиваемой через боковой патрубок головки, резиновая манжета прижимается  к промывочным трубам и тем  самым герметизирует внутреннюю полость головки.

       Для прохождения муфты через сальник, слегка поворачивая крышку, ослабляют  резиновую манжету. После пропуска муфты, вращая крышку в обратную сторону (вправо), манжету вновь прижимают  к промывочным трубам. Трубы спускают, не прекращая прокачки жидкости.

       Для отвода промывочной жидкости, выходящей  из колонны промывочных труб, в  муфту верхней трубы ввинчивают специальную отводную головку. Восходящий поток жидкости из скважины поднимается  по промывочным трубам, проходит через  отвод, шланг и попадает в приемный чан.

       Рекомендуется иметь две отводные головки, чтобы  при наращивании труб можно было поднимать с мостков колено с  заранее навинченной головкой. Иногда головку для отвода жидкости заменяют обычным вертлюгом с резиновым  шлангом. Очередное промывочное  колено следует наращивать только после промывки скважины до чистой воды.

    Комбинированная промывка

       Комбинированная промывка заключается в периодическом  изменении направления движения промывочной жидкости. Для размыва  пробки промывочную жидкость нагнетают  в промывочные трубы, т.е. ведут  прямую промывку. После частичного размыва пробки для ускорения  выноса размытой породы на поверхность  направление движения промывочной  жидкости изменяют, переключая последнюю  в кольцевое пространство, т.е. ведут  обратную промывку. После выноса размытой породы на поверхность жидкость вновь  направляют в промывочные трубы  для размыва новой порции пробки; затем направление жидкости изменяют в том же порядке. Комбинированная  промывка имеет все преимущества прямой и обратной промывки.

       К отличительной  особенности этой схемы относится  наличие выкидной линии, состоящей  из патрубков, тройников и задвижек, что позволяет изменять направление  движения промывочной жидкости, т.е. вести попеременно прямую и обратную промывку.

       Комбинированная промывка осуществляется следующим  образом. После спуска колонны промывочных  труб до соответствующей глубины  наращивают очередное колено промывочных  труб и начинают нагнетать жидкость через промывочные трубы. При  этом кран 13 должен быть закрыт, а краны 11, 15, и 16 открыты. Тогда жидкость будет подаваться от насоса через трубу 12, кран 11, стояк 10, шланг 1 и вертлюг 2 в промывочные трубы, а жидкость из скважины — выноситься на поверхность через кольцевое пространство и выходить частично через тройник 9 и краны 15 и 16. Когда при постепенном опускании промывочных труб планшайба 5 приблизится к тройнику 9, не прекращая промывки, направляют планшайбу так, чтобы отверстия на ней и фланце тройника совпали. Когда планшайба сядет на фланец тройника, скрепляют оба фланца болтами (в это время жидкость будет полностью выходить через краны 15 и 16) и изменяют направление движения промывочной жидкости. Для этого отвинчивают пробку 3, открывают кран 13, закрывают краны 11 и 15 и начинают обратную промывку. После выноса песка через боковой отвод тройника 4 и появления чистой воды приостанавливают прокачку жидкости в скважину, открывая кран 15 и закрывая кран 16. Затем приподнимают колонну промывочных труб, отвинчивают вертлюговое промывочное колено со шлангом и спускают его в шурф. Добавив очередное колено и опустив колонну труб, вновь ввинчивают вертлюговое колено и возобновляют промывку.

       Вертлюговое колено испытывает наибольшее напряжение при промывке и от частого вывинчивания и навинчивания резьба на конце колена срабатывается. Поэтому нужно периодически проверять крепление муфтовых соединений и по мере износа заменять старое колено новым.

       При прямой и комбинированной промывке во избежание прихвата или забивания  конца промывочных труб песком вертлюговое  колено должно быть всегда на 1—3 м больше всех двух-трубок, наращиваемых на колонну труб при промывке.

    Оборудование  для промывки скважин

    Промывочный агрегат Азинмаш-32М

       Промывочный агрегат Азинмаш-32М, смонтированный на тракторе Т-100М, состоит из узла отбора мощности, коробки передач 4КД, цепной передачи, насоса 1НП-160, манифольда и механизмов управления агрегатом.

       Коробка передач предназначена для  изменения  частоты вращения вала при передаче вращения от двигателя к насосу. Коробка передач — четырехскоростная, двухходовая, с промежуточными скоростями.

       Насос 1НП-160— трехплунжерный, горизонтальный, одинарного действия. Клапанная коробка  насоса, сварная, литая, крепится к станине 10 двадцатью шпильками 1М-24 и центрируется специальными кольцами. Доступ к клапанам тарельчатого типа предусмотрен через клапанные и цилиндровые крышки, которые уплотняются резиновыми кольцами.

       Плунжеры  насоса направляются грундбуксами и  уплотняются манжетами, помещающимися  в цилиндрах, приваренных к литой  части клапанной коробки.

       Поверхность плунжера хромирована. Диапазон давлений от 4 до 16 МПа, принятый для агрегата Азинмаш-32М, обеспечивается при одном размере плунжера (без его смены).

       Агрегат снабжен приемным и напорными  манифольдами. Приемный рукав из прорезиненной  ткани соединен с приемным коллектором  насоса и транспортируется на агрегате. Напорная линия комплектуется рабочим  угловым пробковым краном 4 (рис.3) высокого давления и контрольным  краном 1 с сектором. Частью напорной линии являются воздушный колпак 3 с манометром и предохранительный  клапан 2 гвоздевого типа.

       Для соединения напорной линии с головкой на устье скважины агрегат оборудуется  гибким металлическим шлангом.

       Управление  коробкой передач осуществляется с  поста, расположенного в кабине трактора. На посту находятся рычаги управления трактором, рычаг управления переключением  скоростей коробки передач 4KП  и манометр давления масла в масляной системе насоса 1НП-160.

       Манометр  дистанционного типа связан с насосом  трубкой диаметром 10 мм, за которой необходимо тщательно следить. В кабине имеется схема переключения рычага управления.

    Техническая характеристика агрегата Азинмаш-32М

Мощность  двигателя Д-108, кВт ………………………..……..….80

Частота вращения вала, об/мин …………………………..……….1070

Передаточные  числа коробки передач 4КП:

    I передача ……………………………………………..……..3,71

    II передача …………………………………………..……….2,54

    III передача ……………………………………….…….……1,67

    IV передача ……………………………………….………….1,1

Модуль  зубчатой цилиндрической передачи с  косым зубом …….m=7

Угол  наклона зуба …………………………………………….β=10°55΄َ

    опора валов ……………….Конические ролико-подшипники

    заправочная вместимость ванны, л. …………….…………..30

Цепная  передача:

    цепь  …………………………Трехрядная, втулочно-роликовая

    передаточное  число …………………………………………1,285

    вместимость ванны, л …………………………….………….3

Ход плунжера насоса 1НП-160, мм ………………………………..130

Диаметр плунжера, мм ……………………………………………..130

Наибольшее  число двойных ходов в минуту ..................................168

Максимальное  рабочее давление, МПа ………………….………..16

Модуль  зубчатой цилиндрической передачи с  косым зубом ……m=7

Угол  наклона зуба …………………………………………………..β=30°

Передаточное  число ………..………………………………………4,5

Заправочная вместимость ванны, л …….…………………………70

Диаметр нагнетательной линии манифольда, мм  …….…………50

Диаметр приемного трубопровода, мм …………………………..100

Габариты  агрегата, мм:

    длина ………………………………………………………..5250

    ширина  …………………………………….……………….2400

    высота  ………………………………………………………2920

Масса агрегата, кг ………………………….……………………..15100 

Таблица 9    

Производительность  и давления, развиваемые агрегатом                                 (n_дв=850 об/мин, N_дв=80 кВт, к.п.д. агрегата η=0,75)

Включенная  скорость	Число двойных  ходов в минуту	Производительность, л/с (дм3/с)	Давление, МПа
I	37,7	3,16	16,0
II	58,0	4,61	10,9
III	88,2	7,01	7,18
IV	134,0	10,15	4,33