Канатные работы в скважине

Содержание

 

 

Примеры канатных работ………………………………………………………...3

Оборудование для свабирования в скважинах…………………….....................4

Оборудование для обслуживания скважин…………………………………….14

Оборудование для чистки НКТ  от парафиногидратов и прогрева ПЗП……..18

Подъёмники для поведения канатных работ…………………………………..21

Установки для проведения скважинных работ………………………………..25

Список литературы………………………………………………………………28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Канатный инструмент – это набор инструментов и принадлежностей для различных операций, проводимых непосредственно в скважине и спускаемых в нее на проволоке или канате. Оборудование для канатных работ в скважине состоит из канатного инструмента и вспомогательного оборудования. Все эти инструменты можно разделить на следующие категории:

 

1) Стандартный канатный набор для создания ударов вверх и вниз

(механический и гидравлический  яссы, грузоштанги, шарниры, замки);

 
2) Инструмент для установки и извлечения клапанов всех видов, оснащенных замком (отклонитель для работ в скважинных камерах, спускной и подъемный инструмент и др.);

 
3) Инструменты специального назначения (оправка, скребок, печать, ловильный инструмент, инструмент для открытия – закрытия циркуляционного клапана, желонка для песка и др.).

 
4) Инструменты для свабирования

 

 

Примеры канатных работ:

• Свабирование скважин;
• Смена газлифтных клапанов;
• Посадка гидравлического пакера;
• Перфорация НКТ;
• Шаблонировка НКТ;
• Ловильные работы;
• Чистка НКТ от парафиногидратов.

 

 

 

 

 

 

 

Оборудование  для свабирования в скважинах

 

Стандартное оборудование для свабирования включает узел сваба с утяжеляющей штангой (грузом), лубрикатор с устройством для герметизации каната и систему дистанционного управления им, превенторы для каната и тройник для отвода поднимаемой жидкости с обратным клапаном. Привод барабана лебедки может осуществлятъся от двигателя автомобиля, реже — от независимого двигателя. Мощность двигателя обычно составляет 150..200 л.с. Как правило, установки снабжены направляющим и оттяжным канатными роликами и предусматривают возможность использования при свабировании как собственной мачты, так и стационарной вьшки или мачты агрегата для ремонта скважин, хотя в последних случаях затраты времени на подготовку (разворачивание) комплекса оборудования с учетом монтажа канатных роликов возрастают (в среднем на 1 ч).

В зависимости от применяемых технических  средств и условий свабирования, компоновка оборудования на скважине может осуществляться по различным схемам. На рис. 1 показана типовая схема компоновки при свабировании скважины подъемным агрегатом с собственной мачтой.

На рис. 2 показана схема компоновки оборудования при свабировании скважин с использованием лебедки без мачтового передвижного агрегата и мачты другого подъемника.

Последняя схема целесообразна, когда  свабирование производят как промежуточную технологическую операцию в процессе ремонта скважины, поскольку применение в таких случаях комплекса для свабирования с собственной мачтой может потребовать временного демонтажа подъёмного агрегата для ремонта скважины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тяговые органы сваба

В качестве тяговых органов  сваба в передвижных подъемных агрегатах применяются стальные канаты и геофизические грузонесущие кабели. Поперечное сечение некоторых типоразмеров тяговых органов в одном масштабе показано на рис. 3.

 

Рис. 1.Схема компоновки оборудования при свабировании скважины подъёмным агрегатом с собственной мачтой:

1 – подъёмник, 2 – устьевое оборудование, 3 – скважинное оборудование.

 

1) Геофизические грузонесущие кабели

Применяются, как правило, на каротажных подъемниках и, благодаря наличию токопроводящих жил, при необходимости позволяют спускать в скважину глубинные приборы с целью исследования скважины в процессе свабирования. Достоинством геофизических кабелей по сравнению с канатом является сравнительно гладкая наружная поверхность. Недостатки — меньшая несущая способность и более высокая стоимость. При работе с геофизическими грузонесущими кабелями скорость спуска и подъема сваба, как правило, не должна превышать 2,8 м/с, а диаметр направляющих роликов не должен быть меньше 40 диаметров кабеля.

 

Рис.2.Схема компоновки оборудования при свабировании скважины с передвижным  агрегатом с лебёдкой без собственной  мачтой:

1 – подъёмник, 2 – устьевое оборудование, 3 – скважинное оборудование, 4 –  оттяжной ролик, 5 – подвесной ролик, 6 – мачта агрегата для ремонта.

 

Рис.3.Сечение тяговых органов  сваба в одном масштабе:

а, б – по ГОСТ 2688 – 80 типов 15Г  – ВК – Н – Р – Т и 13Г – ВК – Н – Р – Т; в – кабель грузонесущего геофизического типа КГСв1х 0,75 – 70 – 150, ОСТ – 159 – 39.1 – 005 – 00; г – стальной ленты сечением 50,0 х 1,5 мм.

2) Стальные канаты

В качестве тягового органа находят наибольшее применение при свабировании как в отечественной практике, так и за рубежом. Канат состоит из свитых в пряди стальных проволок и сердечника из органических материалов, либо металлического.

Канаты с металлическим  сердечником в виде тонкого стального каната (одной пряди) обладают повышенным разрывным усилием. В то же время металлический сердечник увеличивает массу каната, придает ему повышенную жесткость на изгиб. Канат с металлическим сердечником быстрее изнашивается при перегибах на направляющих ролике и барабане лебедки, поэтому в отечественных установках для свабирования применяют более гибкие стальные канаты с органическими сердечниками.

         Рис. 4. Прядь каната с линейным касанием проволок по слоям.

 

 

Таблица 2

Стальные канаты типа ЛК - Р по ГОСТ 2688 – 80, применяемые  при свабировании скважин

Диаметр, мм					Расчетная площадь сечения всей проволок, мм2	Ориентировочная масса 1000 м каната, кг	Маркировочная группa 1770, Н/ мм2
каната	Проволоки
	центрального	первого слои (внутреннего)	второго слоя (наружного)
							Разрывное усилие, Н
							суммарное всех проволок	каната в целом
	Число проволок
	6	36	36	36
12,0	0,85	0,80	0,65	0,85	53,87	527,0	95000	78550
13,0	0,90	0,85	0J0	0,90	61,00	596,6	107500	89000
14,0	1,00	0,95	0,75	1,00	74,40	728,0	131000	108000
15,0	1,10	1,00	0,80	1Д0	86,28	844,0	152000	125500
16,5		1,10	0,90	1,20	104,61	1025,0	184500	152000

 

 

 

Наиболее простой, базовой скважинной компоновкой для проведения свабирования, является компоновка, которая приведена на рис. 18, а. Компоновка, показанная на рис. 18, б, отличается введением в состав оборудования ясса, установленного между секциями груза. Ясс обеспечивает проталкивание застрявшего в трубах сваба, кроме того позволяет более четкое определение момента входа сваба в жидкость при ходе вниз по характерному уменьшению нагрузки на тяговом органе. В компоновке, приведенной на рис. 18, в, под свабом установлены якорь, груз и ясс с ловителем, обеспечивающий съем с седла в НКТ приемного клапана.

Рис.18. Компоновки скважинного оборудования при свабировании:

а, б – комплекс на базе Азинмаш  – 37А, в – комплекс на базе КСС – 1:

1 – тяговый орган (канна, кабель), 2 – узел крепления тягового  органа, 3 – вертлюг, 4 – цельный  груз, 5 – быстроразъёмное соединение, 6 – сваб, 7 – секции грузов, 8 –  ясс, 9 – якорь, 10 – ловитель, 11- колонна  НКТ, 12 – клапан, 13 – седло.  

Якорь служит для торможения сваба и предотвращения его выброса в случае резкого подьёма давления под свабом в процессе свабирования (проявления скважины). Последняя компоновка скважинного оборудования требует применения полного комплекта устьевого оборудования с аварийным и рабочим превенторами, спайдером и лубрикатором и применяется реже, чем приведенные на рис. 18, а, б.

 

 

Свабы

 

Выпускаются различных конструкций, но на практике находят наибольшее применение свабы двух типов — манжетные и плашечные.

 

1) Манжетный сваб (рис. 19), как правило, содержит центральный стержень (мандрель) 1 крестообразного сечения, на которой с возможностью ограниченного осевого перемещения между седлом 2 и упором 3 установлена манжета 4. Верхняя часть мандрели снабжена резьбой для присоединения к грузу или к узлу крепления тягового органа, а в нижней части может быть установлен центратор 5, улучшающий работу сваба на наклонных участках скважины. При подъеме сваба манжета под действием веса столба жидкости над свабом своим нижним торцом прижимается к верхней торцевой поверхности седла 2 (см. рис. 19), обеспечивая герметичный контакт, наряду с этим, под действием давления жидкости манжета боковой поверхностью плотно прижимается к внутренней стенке труб, обеспечивая минимальные утечки при подъеме жидкости. При спуске сваба под действием силы трения о стенку труб манжета перемещается по мандрели в верхнее положение до упора 3, открывая проход для жидкости по каналам вдоль мандрели (см. сечение А-А на рис. 19) и обеспечивая погружение сваба под уровень жидкости.

 

 

 

 

2) Свабы плашечного типа (рис. 24) не имеют зарубежных аналогов и, как правило, не имеют ограничений по развиваемому напору.

Величина столба жидкости, поднимаемого такими свабами, лимитируется только технической характеристикой применяемого подъемного агрегата и прочностью тягового органа сваба. Среди плашечных свабов могут быть выделены два типа:

— свабы, у которых поджим уплотняющих плашек к стенке НКТ осуществляется за счет упругих элементов (пружин) и не зависит от давления столба жидкости над свабом;

— свабы, у  которых поджим плашек к стенке НКТ осуществляется за счёт давления столба жидкости над свабом. Примером плашечных свабов первого типа могут служитъ конструкции плунжеров для длннноходовых насосных установок, разработанные ОАО «Оренбургнефть» и ВНИИнефти (см. рис. 24, а).

Плашечные свабы второго  типа разработаны и выпускаются  Бугульминским филиалом ВНИИнефти (см. рис. 24, б). Ресурс работы стальных плашечных свабов этой конструкции на порядок превышает ресурс манжет свабов корзинчатого типа. В результате возможности подъема за один ход большего объема жидкости и соответственно уменьшения пробега сваба при освоении каждой скважины, число осваиваемых скважин одним свабом плашечного типа в десятки раз больше, чем свабом с манжетой корзинчатого типа. К преимуществам плашечных свабов следует отнести меньшие требования к подготовке поверхности НКТ к свабированию и возможность увеличения герметичности сваба путем увеличения его длины (последнее относится только к свабам с поджимом уплотняющих плашек за счет упругих элементов).

При необходимости исследования скважины в процессе свабирования к нижнему концу НКТ может быть присоединен контейнер для глубинного прибора с автономной регистрацией давления и температуры. Прибор может быть спущен в контейнере при спуске, а извлечен при подъеме НКТ после свабирования скважины. При необходимости более оперативного получения информации могут применяться специальный контейнер для размещения глубинного прибора и инструмент для его спуска и подъема агрегатом для свабирования скважин. Устройство такого оборудования, разработанного ТатНИПИнефтью ОАО «Татнефть», показано на рис. 25.

 

Способ свабирования с помощью желонки

Для реализации этого  способа в ТатНИПИнефти разработан комплекс оборудования, представленный на рис. 26. Комплекс предназначен для подъема жидкости (в том числе с динамической вязкостью более 1,0 Пас) при гермегазированном устье из непереливающих скважин, не оборудованных УСШН и НКТ. Глубина снижения уровня, обеспечиваемая комплексом, не превышает 1500 м, а содержание сероводорода соответствует области применения оборудования в обычном исполнении. Для тартальных работ с комплексом оборудования применяются существующие агрегаты для свабирования; их грузоподъемность и допустимая ветровая нагрузка соответствуют максимальным нагрузкам, ожидаемыми в процессе подъема жидкости с глубины до 1500 м в умеренной климатической зоне по ГОСТ 16350—80. Комплекс оборудования (см. рис. 26) включает устьевое оборудование 1, желонку 3 и помещенный внутрь нее сваб 2 с клапаном. Снизу к свабу 2 подсоединен груз 4, а сверху сваб прикреплен к тяговому органу 5, В верхней части  желонки размещен зажим 6 для фиксации тягового органа.