Лекционныйкомплекс по ремонту скважин. 3 Лекционный комплекс РЕМОНТ СКВАЖИН. Общий характер работ по подземному ремонту скважин
 Скачать 223.5 Kb.
|
|
Лекция № 1 Тема: Общий характер работ по подземному ремонту скважин Нормальная работа скважин нарушается по различным причинам, в результате чего снижается или вовсе прекращается добыча нефти. Причинами снижения или прекращения добычи могут быть выход из строя деталей подземного или наземного оборудования, временное прекращение подачи электроэнергии или рабочего агента, а также неполадки, связанные с отложениями парафина или поступлением песка или воды на забое скважины. О длительности остановок судят по коэффициенту эксплуатации-отношению числа дней (или часов) продуктивной работы скважины к общему числу дней (или часов) за данный календарный отрезок времени. Хорошим можно считать коэффициент эксплуатации порядка 0,95-0,96. На коэффициент эксплуатации в значительной степени влияют остановки связанные с подземным ремонтом скважин. К текущему подземному ремонту относят следующие работы :смена глубинного насоса или его деталей, ликвидация обрыва или отвинчивания насосных штанг, промывка насоса, смена, добавление или убавление количества насосно-компрессорных труб и штанг, ликвидация утечек в трубах, очистка песочного якоря, проверка рабочих муфт и пусковых приспособлений, очистка или промывка песчаных пробок, спуск и замена пакера и некоторые другие работы. Эти работы выполняют бригады, организуемые в составе промысла, -бригада по подземному ремонту скважин. Более сложные работы, связанные с ликвидацией аварий, изоляцией вод, выпрамлением смятых колонн, разбуриванием плотных пробок, гидравлическим разрывом пласта и другие, относятся к категории капитального ремонта. Такие работы поручаются конторам капитального ремонта, входящим в состав нефтепромыслового управления. Промысловые бригады по подземному ремонту работают повахтенно. В состав смены (вахты) входят три человека: оператор с помощником работают около устья скважины и третий тракторист (шофер) работают на лебедке подъемного механизма. Все работы по ремонту связаны со спуском и подъемом труб (штанг).Для этих целей при каждой ремонтируемой скважине должны находиться подъемное сооружение и подъемный механизм. Лекция № 2 Тема: Подъемные сооружения и механизмы при подземном ремонте скважин После окончания бурения и освоения буровые вышки передвигают на другое место для бурения новых скважин. Вместо них для спуска и подъема эксплуатационного поземного оборудования необходимо иметь подъемные сооружения облегченного типа. На промыслах применяют подъемные сооружения двух видов: стационарные и передвижные. К стационарным сооружениям относятся различного типа вышки и мачты (двуножки). Вышки изготавливают из сортового проката или из отработанных бурильных и насосно- компрессорных труб. Наиболее распространены вышки высотой 24 и 22 м (ВЭТ-24*75 ВЭТ-22*50) грузоподъемностью 75 и 50 т.Расстояние межу ногами в нижней части от 6 до 8 м, а в вернем части 2 м. Иногда применяются трехногие металлические вышки высотой 24 м и грузоподъемностью 40 т.Ноги такой вышки изготавливают их 100 и 75 мм труб ; расстояние между ногами внизу 5 м и вверху 2 м. Для неглубоких скважин вместо вышек применяют мачты. Промышленностью освоены металлические мачты двух типов: МЭСН-15*15 на грузоподъемность 15 т и МЭСН22*25.Мачта состоит из двух ног ,выполненных из трех насосно- компрессорных труб диаметром 63 мм, связанных между собой поперечинами из 50 –мм труб. Мачта 15* 15 (Н=15 м и Q=15 т) снабжена двухмаршевой лестницей, а мачта 22*25 (Н=22м и Q=25т)-трехмаршевой .На верхней плиты мачт устанавливается кронблок. Для удобство монтажа и транспортирования мачта делается разъемной.на многорядных скважинах устанавливают вышку или мачту с двумя или тремя кронблоками в зависимости от числа спущенных колонн. При небольших расстояниях между центрами устьев двухствольных скважин устанавливают «качающиеся» мачты, у которых наклон кронблока в той или другой скважине обеспечивается ослаблением и подтягивание оттяжек. Стационарные вышки или маты используются всего лишь 2-3 % календарного времени в году. Строительство вышек около каждой скважины приводит к довольно крупным неоправданным денежным расходам, а также к большому расходу металла. В связи с этим в последнее время начали пользоваться передвижными мачтами и передвижными агрегатами с мачтами или вышками для ремонта скважин. На промыслах Башкирии передвижные телескопические мачты ПТМТ-40.Все узлы установки смонтированы на гусеничной тележке «Восток». Высота мачты при выдвижении первой ступени 15 м, а второй -20 м.При работе на первой ступени грузоподъемность мачты 40 т, на второй-25т. Для выполнения спуско- подъемных операций служит подъемник, представляющий собой лебедку, смонтированную на тракторе или автомашине и приводящуюся в действие трактора или автомобиля. Отечественными заводами освоено производством нескольких передвижных агрегатов с установленными на них подъемными сооружениями. Передвижной агрегат «Бакинец» представляет собой комплекс оборудования, смонтированного на гусеничном тракторе Т-100, в состав которого входят: мачта 3,кронблог, талевй блок с трехрогим крюком 4, сборка барабана 17, коробка перемены передач 16 и механизм подъема мачты 1. Мачта, транспортируемая сложенной вдвое состоит из двух частей, шарнирно связанных между собой. Наибольшая грузоподъемность на первой скорости 37 т, высота мачты около 18 м, диаметр бочки барабана 320 мм, а длина ее 635 мм.18,5 мм и 2000м при диаметре 12,5мм. Кронблок имеет четыре канатных шкива, а талевый блок – три. Диаметр канатных шкивов 450 мм с профилем под диаметром 18,5 мм. На промыслах Башкирии применяют самоходные установка СУПР-25все узлы которых смонтированы на базе трактора-подъемника. Установка состоит из мачты, талевой системы, автомата для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб (АПР) с гидропроводом. А образная мачта поднимается гидравлическим домкратом. Грузоподъемность 25 т, высота разрабатывается установки грузоподъемностью 15,25 и 50 т. Для сокращения времени на подготовительные работы (установка агрегата, центрирование и крепление мачт и вышек) у безвышечных скважин строят стационарные площадки-фундаменты. Основания под передвижные агрегаты делают их железобетонных плит, которые укладываются на гравийную подушку. Для освоения и подземного ремонта скважин пользуются передвижными агрегатами А- 40 и А- 50 и грузоподъемностью 40 и 50 т.Все механизмы агрегата А-40,кроме промывочного насоса, монтируются на шасси автомашины. Промывочный насос 9Т смонтирован на одноосном автоприцепе. Привод насоса осуществляется от трансмиссии агрегата карданной передачей. Производительность насоса при 100 мм втулке: на 1-й скорости 147 л/мин и на 2-й скорости 258 л/ мин. Агрегатом управляют с пульта управления расположенного и кабине автомашине. Высота мачты 22 мм. Оснастка талевой системы 3*4, при которой грузоподъемности 40 т. Лебедка двухбарабанная ,двухскоростная с пневматическим управлением. Для разбуривания пробок, а также для механического свинчивания и развенчивания труб агрегат имеет двухскоростной ротор. Привод от гидродвигателя. Клиновой захват ротора рассчитан на применение труб диаметром от 50 до 100 мм. Во время перевозки ротор укладываются на раму, а во время устанавливают на фланец эксплуатационной колоны. Для подземного ремонта скважин глубиной до 1500 м применяют агрегаты Азинмаш-36 на базе автомобиля ЗИЛ-157 К. Имея грузоподъемность на крюке 16 тонн может поднимать 50-мм трубы с глубины 2280 м.63-мм- с 1680 м,75мм- с 1165 м и 100мм- с 835 м. Оснастка 2*3.В настоящее время испытываются агрегат грузоподъемностью 50 т с пышной высотой 24 м. Поскольку на промыслах пока еще недостаточно грузоподъемных автомобилей с установленными на них лебедками и мачтами, а также тракторов с мачтами, для спускоподъемных операций применяют передвижные подъемники, смонтированные на гусеничных тракторах. Подъемники монтируются на тракторах Т-100. Лекция № 3 Тема :Талевая система Для облегчения подъема и спуска оборудования применяется талевая система , состоящая из кронблока и таль-блока. К талевой системе относится также крюк и талевый канат. Один конец талевого каната "мертвый" прикрепляется к подвижному блоку или основанию вышки, другой (тяговый или ходовой ) наматывается на барабан лебедки. Если мертвый конец каната закрепляется на низ вышки, то поднимаемый груз распределяется на 2n струн каната ( где n-число подвижных роликов талевого блока). Если же мертвый конец каната закреплен за серьгу подвижного блока, то нагрузка на один конец каната определится делением веса поднимаемого груза на удвоенное число подвижных роликов плюс один, т.е. на 2n+1. В соответствии с этим натяжение на конце канате , идущее от лебедки , а значит , и усилие q на барабане лебедки будет q=Q/2nn и q=Q/(3n+1)n где Q=вес поднимаемого груза n=коэффициент полезного действия талевой системы зависящий от числа роликов в талевой системе В эксплуатации кронблоках все шкивы располагаются на общей оси, закрепленной на чугунных опорах. У кронблока КБН5-50 опоры смонтированы на раме, которая устанавливается на головной части вышки. В каждый канатный шкив вмонтировано по два роликоподшипника. Во избежание соскальзывания талевого каната шкивы прикрыты защитным кожухом. Крон-блоки выпускаются на грузоподъемность 15,20,25,50 и 75 m. Талевые блоки изготовляют с числом шкивов от одного до четырех. Как видно на рисунке 197, шкивы блока сидят на общей оси 2. В каждый шкив монтировано по 2 роликоподшипника 4. Щеки в верхней части соединены мостом (верхняя серьга 1), к которому прикрепляется конец талевого каната . К нижней части щек подвешивается серьга 6 для соединения с подъемным крюком. Талевые блоки выпускают на грузоподъемность 10,15,25,50 и 75 m. Для подвешивания элеваторов, вертлюгов и т.д. употребляются подъемные крюки четырех типов грузоподъемность 10,15,25 и 50m. Крюк КН-50(рис. 198,б) так же, как и крюк КН-25, предназначен для подвески двухштропных трубных элеваторов, а крюк КН-для подвески одноштопорного элеватора. Крюк КН-10(198 а) выполнен за одно целое со стержнем крюка и предназначен для подвешивания штангового элеватора. Передача каната непосредственно с лебедки на кронблок не допускается во избежание опрокидывания подъемника и подъемного сооружения , поэтому она осуществляется через направляющий натяжной ролик. Последние изготовляются грузоподьемностью 4,8 и 12 m. На рис. 199 показан 8-m ролик устанавливается на специально-изготовленном фундаменте. Для оснастки и спуска желонок используют стальные канаты изготавливаемые из стальной проволоки высокого сопротивления с пределом прочности на растяжение от 1,4-10 *5 до 1,9*10*5 н/м2 (от 140 до 190 кг/мм2); проволока светлая, без антикоррозийоннго покрытия. Применяются в основном канаты двух типов попькового сердечника, вокруг которого навивается шесть прядей из семи проволок, в каждой пряди; Диаметры канатов 16,19, 22,5 и 24,5 мм. Всего в канате 42 проволоки. Канат второго типа (ГОСТ 3070-55) состоит их одного пенькового сердечника вокруг которого навивается шесть прядей по 19 проволок в каждой пряди; всего 114 проволок, диаметр канатов 15,5, 18,5 22 и 36 мм. Канаты малых диаметров (до 19 мм) называют также тартальными , так как на таких канатах производят чистку забоев желонками. Рекомендуется подбирать канаты так, чтобы запас прочности был не менее 2,5. Лекция №4 Тема: Основные инструменты для подъема и спуска труб и штанг. Для захвата труб под муфту и удержания на весу колонны труб применяют трубные элеваторы. Нормаль 11716-54 предусматривает изготовление элеваторов двух типов: двухштопорные грузоподъемностью 50 и 25m и одноштропных 15 m. При свинчивании и развинчивании труб вручную ( без применения механизмов) пользуются элеваторами конструкции Халатяна и завода "Красное Сормово". Элеваторы Халатяна последних типов имеют сравнительно малый вес от 14 кг для труб диаметром 38 мм до 35 для 102-мм труб. Корпус двуштопрного элеватора по бокам приливы с проушинами , куда вставляются штропы , изготовляемые грузоподъемностью 75,50 и 25 m. Для захвата насосных штанг под головку служат штанговые элеваторы , выпускаемые двух типов : ЭШН-5 грузоподъемностью 5m ЭШН-10 грузоподъемностью 10 m. При работе вручную спуск и подьем выполняется двумя элеваторами. Переносить элеваторы от устья к мосткам и обратно очень тяжело. Для облегчения этих работ используется клиновым захватом-спайдером постоянно подвешенном на крюке, а для удержания колонны труб на устье скважины устанавливают спайдер. Спайдеры по нормали выпускают двух типов :грузоподъемностью 10 m для 50 и 63 мм труб и 40 m для 75 и 102 мм труб. большого распространения не получили из-за сложности конструкции , сравнительно большого веса конструкции, сравнительно большого веса, быстрого износа плашек и ненадежности в работе. Для свинчивания и развинчивания труб при работе вручную применяют цепные и шарнирные ключи. В основном пользуются цепными ключами номер 13 и 14 . Преимущество цепного ключа в простоте конструкции и универсальности. К недостаткам относится сравнительно большой вес, истирание и смятие тела трубы при завинчивании, неудобство зарядки и трудность освобождения цепи в случае заклинивания. Более совершенный шарнирный ключ. Он легче цепного , легко и удобно надевается и снимется с трубы , не портит трубу. Для удобства работы употребляют ключи с укороченной ручкой. Для свинчивания и развинчивания насосных штанг применяют штанговые ключи трех типов . Обычный штанговый ключ изготавливают из целого куска стали (рис. 204) .Ключи изготовляются с короткой ручки (350 мм ) и с длинной ручкой (650 мм). Ключ с короткой ручкой применяют в начале свинчивания; окончательно крепят штанги ключом длинной ручкой. Штанговый ключ усовершенствованного типа с шарниром позволяет при окончательном креплении резьбы штанг или ее ослабление в начале развинчивание делать легкие удары рукояткой ключа, что способствует более крепкому свинчиванию или более легкому развинчиванию. Для отвинчивания штанг при прихвате плунжера глубинного насоса и вообще для вращения штанг в осложненных условиях применяют угловой ключ. Лекция № 5 Тема:Механизация и автоматизация при спуско - подъемных операциях Спускоподъемные работы занимают от 45 до 80 % всего затрачиваемого на ремонт времени. Раньше , а некоторых промыслах и теперь, спускоподъемные операции производят с укладкой труб и штанг на мостки . Работы эти трудоемки , малопроизводительны и утомительны. Свыше 50% времени ремонта тратится на ручные операции. Доля машинного времени не превышает 10-15 % . Остальное время уходит на частично механизированные работы . В последнее время созданы механизмы , облегчающие труд рабочих и ускоряющие процесс ремонта скважин. Начиная с 1936 г. предлагались различные механизмы для свинчивания и развинчивания труб. Некоторые из них были изготовлены в виде опытных образцов. Впервые наиболее полно и последовательно вопросами механизации и автоматизации занялся Г.В. Молчанов, которой сконструировал комплекс механизмов, получивший в дальнейшем шифр АПР-1. Этот комплекс предусматривает 1) автоматический захват и удержание колонны труб в спайдере при работе с одним облегченным элеватором 2) механическое свинчивание и развинчивание труб 3) автоматическое ограничение усилия свинчиваниями ; 4) автоматическое центрирование колонны труб в скважине Комплекс механизмов АПР-1 включает: автомат для свинчивания и развинчивания труб, соединенный в одно целое со спайдером; одноштропный облегченный элеватор; трубный ключ; стопорный ключ подкладную вилку и центратор. Между автоматом и электродвигателем включена муфта ограничения момента вращения. Применение механизмов Молчанова показало высокую эффективность , однако первые их экземпляры широко не применялись вследствие большого веса. Отдельные недостатки были устранены в автоматах АД-25, которые широко внедрены на промыслах Азербайджана. Однако практика показала, что и этот автомат имеет большие недостатки Был разработан более совершенный автомобиль АПР-2, который отличается от предыдущих конструкций (АПР-1, АД-25) значительно меньшим весом, большей грузоподъемностью и более удобным монтажом на устье скважины. Автомат АПР-2 выпускается серийно и в связи с этим прекращены выпуски автоматов АПР-1 и АД-25. Общий вес автомата АПР-2 с приводом 140 кг. В последнее время автомат АПР-2 выпускают под шифром АПР-2ВБ с взрывобезопасным приводом грузоподъемностью 75 т. Для спускоподъемных операций с погружными электронасосами выпущены автоматы АПР-2ЭПН. Они позволяют механизировать свинчивание и развинчивание насосно-компрессорных труб и одевание хомутов для крепления токонесущего кабеля к колонне труб. Для свинчивание и развинчивания труб выпускают ключи под шифром КТГ, которые в отличие от ключей других систем, например КТМ, имеют значительно меньший вес. Их используют как при работе с автоматами типа АПР-2, так и при ручной работе. На рис. 207 показан трубный ключ к автомату АПР-2. Для свинчивания и развинчивания насосных штанг имеются два типа штанговых ключей: АШК и МШК. Ключ АШК-М состоит из трех блоков. В состав первого блока входят: электродвигатель 1, редуктор 10, демпфирующая муфта 2, тормозной барабан 7, узел штангового (или трубного) захвата 8, система контр ключа 6 со сменными вилками 4 и 5. Второй блок – блок подвески 9 и третий блок – блок реверсивного переключения 3. Ключ управляется электродвигателем вручную или от ножной педали. Автоматический штанговый ключ может быть непосредственно подвешен над устьем скважины или установлен на специальном кронштейне. Выпускается он в шести формах исполнения. Ключи последнего выпуска имеют шифр АШКГ. Общий цикл спускоподъемных операций с применением автоматов значительно сокращается при применении новой технологии. Технология известная под шифром МСПД (механизация спускоподъемных работ при добыче нефти), предусматривает совмещение времени свинчивания и развинчивания труб и штанг с временем подъема и спуска талевого блока с порожним элеватором. Трубы и штанги не укладывают на мостки, а размещают в вертикальном положении в вышке; штанги подвешивают, а трубы устанавливают за палец. В результате этого достигается более высокая производительность труда. Основным элементом оборудования при МСПД является люлька, служащая рабочим местом верхового рабочего. Люлька может перемещаться на втулках 4 по вертикальным направляющим Трубам 3, прикрепленный в свою очередь к опорным трубам 1 рамы. Люлька может быть закреплена на любой высоте при помощи болтов. В люльке имеется ручной барабан 9 со штурвалом и тормоз 10. На барабане закреплен канат 5, другой конец его перекинут через блок-подвеску 6, прикрепленную к подкронблочной балке вышки. К этому концу каната каната крепится штангодержатель или трубодержатель S. Штангодержатель служит для захвата трубы под нижний торец муфты. К подкронблочной балке 6 подвешивается на стальном канате подвеска или люстра 2 – 7 – стальной диск с прорезями для завода в них штанг. Диск имеет 20 прорезей для 120 колец 22 или 25-мм штанг не расходились, к полу крепится ограничитель 12. При размещении МСПД ускоряются спускоподъемные операции на 12 – 15%, кроме того, обеспечивается сохранность труб и штанг от деформации, изгибов, порчи резьбы и загрязнения. МСПД применяют в южных районах, так как конструкция люльки не обеспечивает защиту верхового рабочего от холодных ветров и осадков. В восточных районах, где имеется большое количество парафинистой нефти, установка труб за палец пока не производится. Лекция 6 |