Нефтегазопромысловое оборудование (1). Содержание введени оборудование общего назначения
 Скачать 3.16 Mb.
|
|
8.6. Оборудование для промывки скважин В скважинах, через которые эксплуатируются нефтяные горизонты, сложенные рыхлыми песками, мощность песчаных пробок достигает 200 ¸ 400 м. Приток нефти снижается и может прекратиться. Ликвидацию песчаных пробок проводят промывкой скважин водой, различными жидкостями, газожидкостными смесями, пенами, продувкой воздухом, очисткой скважины с помощью струйного насоса, желонки или гидробура. 8.6.1. Установки насосные При проведении различных технологических операций в нефтяных и газовых скважинах, включая цементирование, гидравлический разрыв пластов, кислотную обработку, промывку песчаных пробок и другие промывочно-продавочные работы, применяются насосные установки, которые обеспечивают выполнение вышеперечисленных работ. Агрегат насосный цементировочный АНД 320 (рисунок 70) (АНД 320У) предназначен для нагнетания рабочих жидкостей при цементировании скважин в процессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ на нефтяных и газовых скважинах. Рисунок 70 — Агрегат насосный цементировочный АНД 320 Агрегат АНЦ 320 дополнительно оборудован устройством для подогрева гидравлической части насоса НЦ 320, коллектором для обеспечения одновременной работы нескольких агрегатов, комплектом ЗИП, различными приспособлениями. Технические характеристики агрегата АНЦ 320: Монтажная база шасси автомобиля КрАЗ, УРАЛ, КаМАЗ Насос НЦ320: предельное давление нагнетания, МПа 40 наибольшая идеальная подача, дм 3 /с 26 Мощность, кВт, не более 32 Центробежный насос ЦНС 38-154: подача, дм 3 /с 10.5 давление, МПа 1.54 Манифольд: Вместимость, м 3 мерного бака 6 бачка для цементного раствора 0.25 Условный диаметр, мм: приемной линии цементировочного и центробежного насосов 100 напорной линии цементировочного и центробежного насосов 50 Габаритные размеры агрегата АНЦ 320, мм, не более 10150 ´2700´3225 Масса агрегата полная, кг 16000 78 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Агрегат АНЦ 320 является улучшенным агрегатом Грозненского ЦА-320. Агрегат наносный продавочный АНП 320 (АНП 320У) предназначен для нагнетания различных жидких сред в скважины в процессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах. Технические характеристики агрегата АНП 320: Монтажная база шасси автомобиля КрАЗ-250 (УРАЛ-4320) Насос НЦ320: Полезная мощность, кВт 108 Предельное давление нагнетания, МПа 40 Наибольшая идеальная подача, дм 3 /с 26 Габаритные размеры агрегата, мм, не более 10150 ´2700´3225 Масса агрегата, кг: полная 15000 комплекта 14460 Установка, насосная УНК предназначена для нагнетания неагрессивных жидких сред в скважины в процессе их текущего и капитального ремонта. Техническая характеристика УНК: Монтажная база шасси автомобиля повышенной проходимости КамАЗ- 43101 Наибольшее давление нагнетания, МПа 23 Наибольшая идеальная подача, дм3/с 15.35 Агрегат промывочный ПА-80 (ПА-80-01) предназначен для закачки промывочной жидкости в скважины при геологоразведочном, структурно-поисковом бурении и перекачки жидкости. Техническая характеристика: Монтажная база шасси автомобиля УРАЛ-4320 (КрАЗ-260Г) Предельное давление, МПа 12 Наибольшая объёмная подача, л/с 10.8 Насосные установки УН1-100 ´200, УНТ1-100´250, УНБ1- 100´250, УНБ1Р-100´250 предназначены для нагнетания различных жидких сред в скважины в процессе текущего и капитального ремонта, а также при проведении других промывочно- продавочных работ. Насосная установка УНТ1-100 ´250 (рисунок 71) смонтирована на базе трактора Т-130МГ, состоит из насоса, коробки отбора мощности, коробки передач, цепного редуктора, манифольда, вспомогательного трубопровода, системы управления, обогрева и продувки. Привод насоса от тягового двигателя через коробку отбора мощности, карданные валы, четырехскоростную коробку передач и цепной редуктор. Рисунок 71 — Насосная установка УНТ 1-100 ´250 1 — гусеничная транспортная база трактора Т-130МГ; 2 — обогрев; 3 — продувка; 4 — насос; 5 — манифольд; 6 — цепной редуктор. 79 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Насосная установка УНБ1Р-100 ´250 на раме состоит из силового агрегата, трансмиссии, насоса, манифольда, вспомогательного трубопровода, мерного, бака, системы управления, электрооборудования и кабины оператора. Привод насоса - от дизельного двигателя через коробку передач. Во всех установках насос - трехплунжерный горизонтальный одностороннего действия. Насосные установки УН1-100 ´200 и УНБ1-100´250 (рисунок 72) состоят из насоса, коробки отбора мощности, карданного вала, манифольда и вспомогательного трубопровода. Рисунок 72 — Насосная установка УНБ1-100 ´250 1 — шасси автомобиля УРАЛ-4320; 2 — мерный бак; 3 — насос Н5-160; 4 — манифольд; 5 — вспомогательный трубопровод; 6 — рама. Привод насоса от тягового двигателя автомобиля через односкоростную коробку отбора мощности и карданный вал. Установка насосная передвижная УНБ-160 ´32 предназначена для нагнетания различных жидких сред при цементировании, освоении и капитальном ремонте скважин, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтегазоперерабатыващей промышленности и других отраслях в условиях умеренного и холодного микроклиматических районов. Техническая характеристика установки УНБ-160 ´32: Автомобильное шасси КраЗ-250 (или ТАТРА-815-2) Насос высокого давления 9ТМ Полезная мощность, кВт 108 Наибольшее давление нагнетания, МПа 32 Наибольшая идеальная подача, дм 3 /с 26 Вместимость мерного бака, м 3 6 Габаритные размеры, мм 10150 ´2700´3225 Масса установки полная, кг 16000 8.6.2. Выбор оборудования для очистки скважин от песчаной пробки Оборудование для очистки скважин от песчаной пробки зависит от технологической схемы (рисуноки 73 и 74). Промывочный насос определяется исходя из требуемых давления и подачи (производительности). 80 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Рисунок 73 — Схема прямой (а) и обратной (б) промывок скважин 1 — колонна; 2 — НКТ; 3 — устьевой тройник; 4 — промывочный вертлюг; 5 — промывочный насосный агрегат; 6 — устьевой сальник; 7 — переводник со шлангом. Рисунок 74 — Оборудование скважины при промывке ее аэрированной жидкостью с добавкой ПАВ 1 — обратный малан; 2 — манифольд; 3 — устьевой сальник; 4 — НКТ; 5 — шланг; 6 — вентили; 7 — манифольд; 8 — манометр; 9 — смеситель-аэратор; 10 — обратные клапаны; 11 — вентиль; 12 — расходомер; 13 — насос; 14 — емкость. Производительность первоначально целесообразно принять: из условий минимальной подачи насоса (1 передача коробки перемены передач двигателя); из условий размыва песка струей жидкости из насадки. Для определения необходимого давления следует провести гидравлический расчет промывки. Способ промывки: 1 — прямая; 2 — обратная; 3 — комбинированная; 4 — непрерывная. При гидравлическом расчете промывки подлежат определению следующие параметры, которые устанавливают технологические характеристики проведения работ с оценкой требуемого давления и расхода жидкости, а также времени на осуществление процесса. 81 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 1. Скорость восходящего потока жидкости должна быть больше скорости падения в ней частичек песка: w v v в n , где n v — скорость подъёма песчинок; в v — скорость восходящего потока жидкости; w — средняя скорость свободного падения песка в жидкости, определяемая в зависимости от диаметра частиц песка. Диаметр частиц песка, мм 0.3 0.25 0.2 0.1 0.01 w , см/с 3.12 2.53 1.95 0.65 0.007 Обычно принимается, что w v в 2 , тогда 2 / 2 / в в в n v v v v 2. Общие гидравлическое потери при промывке: 6 5 4 3 2 1 h h h h h h h , м. Здесь 1 h — потери напора в промывочных трубах: ж 2 н 1 2g × × × V d H h , (1) где H — длина промывочных труб, м; d — внутренний диаметр промывочных труб, м; н V — скорость нисходящего потока жидкости в трубах, м/с; ж — плотность жидкости, т/м 3 , — коэффициент гидравлических сопротивлении (таблица или расчет). Условный диаметр труб, мм 48 60 73 89 114 0.040 0.037 0.035 0.034 0.032 ж 2 в н в 2 2g × × × × V d D H h , (2) где — коэффициент, учитывающий увеличение потерь вследствие содержания в жидкости песка ( 2 1 12 1 ¸ ); в D — внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м; н d — наружный диаметр промывочных труб, м. При определении гидравлических сопротивлении обратной промывки пользуются теми же формулами, только формула (1) используется для восходящего потока, а формула (2) — для нисходящего. × × × × × 1 1 1 в ж п ж 3 V f l F m h , (3) где m — доля пустот между частицами песка, занимаемая жидкостью, 45 0 3 0 ¸ m ; F — площадь сечения обсадной колонны, м 2 ; l — высота пробки, прошиваемой за один прием ( 6 l или 12 м); f - площадь сечения кольцевого пространства, м 2 ; п — плотность песка (для кварцевого песка 7 2 65 2 ¸ п т/м 3 4 h и 5 h — потери, напора, соответственно, для вертлюга и шланга определяются по опытным данным и могут быть приняты следующие (см. ниже). 6 h — потери напора в наконечнике: насадки диаметром Æ 10 ¸37 мм, фрезер и др., 2 н н 2 ж 6 2 f g Q h × × × , (4) где ж — плотность жидкости, г/см 3 ; Q — подача жидкости, см 3 /с; 980 g см/с 2 ; 9 0 н — коэффициент расхода насадки; н f — сечение насадки, см 2 3. Время, необходимое для подъема размытой породы на поверхность: n V H T / , где n V — скорость подъема размытой породы. 82 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ При промывке нефтью изменения в расчет будут внесены только в определение коэффициента : при турбулентном режиме — 4 Re 3164 , 0 ; при ламинарном режиме — Re 64 , где Re — число Рейнольдса: при течении жидкости в трубе — v Vd / Re ; при течении жидкости в кольцевом пространстве — v d D V × Re , где V — скорость течения жидкости, м/с; v — кинематическая вязкость жидкости, м 2 /с. При 2320 Re — режим движения жидкости ламинарный, 2800 Re — турбулентный. 8.7. Установки для цементирования скважин При цементировании скважин, кроме насосных установок применяется различное оборудование: смесительные агрегаты и машины 2АУМ, ОСБ-2-30, УС-4, УС6-30, УС5-30, 1СМР-20, УЦП, цементировочные головки (ГУЦ, ГЦК), цементировочная, арматура. Смесительные установки предназначены для транспортирования сухих порошкообразных материалов (цемента, тампонажных смесей, песка и др.), регулируемой подачи этих материалов и приготовления тампонажных растворов и других песчано-жидкостных смесей при цементировании нефтяных и газовых скважин и гидравлическом разрыве пластов. Установка смесительная УС6-30 (рисунок 75) предназначена для транспортирования сухих порошкообразных материалов (цемента, тампонажных смесей), механически регулируемой подачи этих материалов винтовыми конвейерами и приготовления тампонажных растворов при цементировании нефтяных и газовых скважин. Она состоит из бункера, коробки отбора мощности, трансмиссии, загрузочного и дозировочных винтовых конвейеров, смесительного устройства, системы управления и вспомогательного оборудования. 83 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Технические характеристики установок Таблица 18 Показатели УС6-30 УС5-30 Монтажная база КрАЗ-250 КрАЗ-250 Максимальная производительность при приготовлении тампонажного раствора (плотность 1850 кг/м 3 ), дм 3 /с 27 30 Плотность приготавливаемого раствора, кг/м 3 1300 ¸ 2400 1300 ¸ 2400 Время выхода на заданную плотность раствора, с, не более 40 60 Число бункеров 1 2 Максимальная масса транспортируемого материала, т 11 8 Максимальная производительность по сухому тампонажному материалу, т/ ч: система загрузки система выгрузки 15 132 15 ¸ 30 132 Вместимость бункера, м 3 14.5 4 ´2 Тип смесительного устройства Гидровакуумный Гидроструйный Габариты установки, мм 8920 ´2500´3430 9500 ´2500´3150 Масса установки, кг 12750 12700 Рисунок 75 — Смесительная установка УС6-30 1 — шасси автомобиля КрАЗ-250; 2 — коробка отбора мощности; 3 — загрузочный и дозировочный винтовые конвейеры; 4 — бункер; 5 — система управления; 6 — смесительная устройство. Загрузка и выгрузка сыпучего материала механическая, с помощью дозирующих винтовых конвейеров. Привод винтовых конвейеров - от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и карданные валы. Установка смесительная УС5-30 состоит из двух вертикальных цилиндроконических бункеров с аэроднищем, смесительного устройства, ротационного компрессора, трубопроводной обвязки, массомера, пневматической системы загрузки и выгрузки тампонажного материала, продуктопровода, системы управления, сепаратора, приемной воронки и вспомогательных рукавов. Загрузка установки осуществляется вакуумным способом с применением того же компрессора или гравитационным способом - через верхние люки бункеров. Система выгрузки сыпучего материала пневматическая. Установка цементировочная передвижная УЦП предназначена, для нагнетания различных неагрессивных жидких сред при цементировании скважин в процессе капитального ремонта. Цементировочные головки предназначены для обвязки устья скважин. Выпускают их под шифрами ГУЦ и ГЦК. Различаются они конструкцией, размерами и эксплуатационной характеристикой и позволяют применять только одну верхнюю разделительную цементировочную пробку типа ПВЦ. Техническая характеристика установки УЦП: Монтажная база шасси автомобиля повышенной проходимости КамАЗ-43101 Наибольшее давление нагнетания, МПа 23 84 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Наибольшая идеальная подача, дм 3 /с 25, 35 Диаметр условного прохода трубопроводов манифольда, мм: всасывающего 100 нагнетательного 50 Вместимость мерного бака, м 3 , не менее 5 Насос водоподающего блока: наибольшее давление, МПа 1.54 наибольшая подача, дм 3 /с 10 Габаритные размеры, мм, не более: длина 8600 ширина 2500 высота 3600 Полная масса, кг 15205 Головки ГУЦ (рисунок 76) поставляют с кранами высокого давления (цементировочную пробку вставляют в нее заблаговременно, что исключает необходимость ее разборки в процессе цементирования), а головки ГЦК (рисунок 77) — без кранов (цементировочную пробку в нее вставляют после закачки цементного раствора). Цементировочная арматура, устанавливаемая на устье скважины, предназначена для герметичного соединения НКТ с обсадной колонной, продавки в пласт цементного раствора, нагнетания жидкости при прямой и обратной промывках скважин. Рисунок76 — Головка цементировочная ГУЦ 85 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Рисунок77 — Головка цементировочная ГЦК 86 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 8.8. Оборудование противовыбросовое и превенторы Противовыбросовое оборудование (ОП) предназначено для герметизации устья строящихся и ремонтируемых скважин с находящейся в ней колонной труб или при её отсутствии, при проворачивании, расхаживании колонны труб между замковыми и муфтовыми соединениями. Противовыбросовое оборудование позволяет производить циркуляцию промывочной жидкости с противодавлением на пласт. Основные параметры ОП и его составных частей должны соответствовать ГОСТУ 13862-90. Технические характеристики ОП1-180 ´35 ОП1-180 ´35К2 Условный проход стволовой части, мм 180 180 Рабочее давление, МПа 35 35 Условный диаметр труб, уплотняемых плашками превентора, мм 60 ¸ 127 60 ¸ 114 Рабочее давление в гидросистеме, МПа 6 ¸ 10 6 ¸ 10 Масса полного комплекта, кг 12950 — Тип манифольда МПБ2-80 ´3 МПБ2-80 ´7035К2 Превенторы типа ППГ и ППМ (рисунок 78) обеспечивают возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье, подвешивание колонны на плашки и удержание колонны плашками от выброса под действием скважинного давления. Рисунок 78 — Превентор ППМ Основные узлы и детали превентора — корпус, крышки корпуса с гидроцилиндрами и плашки. Для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин выпускаются превенторы следующих типов: ППГ-150 ´21 с гидравлическим зажимом плашек и механическим поджимом; ППМ-150 ´21 с механическим зажимом плашек. Технические характеристики: ППГ-150 ´2 ППМ-150 ´21 Диаметр проходного отверстия, мм 150 150 Рабочее давление, МПа (кГс/см 2 ) 21 (210) 21 (210) Максимальное давление в рабочих камерах приводных цилиндров, МП 10 — Диаметр уплотняемых труб 50; 60,3; 63,5; 73; 89 глухая плашка позволяет перекрывать скважину при отсутствии в ней трубы Пробное давление, МПа (кГс/см 2 ) 42 (420) 42 (420) Рабочая среда нефть, газ, газоконденсат, вода, буровой раствор и их смеси Масса, кг 540 470 Превентор плашечный штанговый ППШ-62 ´21 (рисунок 79) применяется при ремонте нефтяных скважин, эксплуатируемых штанговыми насосами. Превентор ППШ предназначен для герметизации штанг при аварийных работах. 87 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 НЕФТЕГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Рисунок 79 — Превентор плашечный штанговый ППШ-62 ´21 Техническая характеристика ППШ-62 ´21: Диаметр проходки, мм 62 Рабочее давление, МПа (кГс/см 2 ) 21 (210) Диаметр герметизируемых штанг при смене уплотнителей, мм 16, 19, 22, 25 Привод плашек ручной Рабочая среда нефть, газ, газоконденсат, вода Температура рабочей среды и окружающего воздуха (градусы Цельсия) от -10 до +100 °C Масса, кг 32 88 vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |