Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Основные преимущества оборудования с непрерывными трубами
Мировой опыт применения колонн гибких труб насчитьгвает более 35 лет. За это время были выявлены и неоднократно подтверждались на практике преимущества использования этой технологии проведения работ по сравнению с традиционной. К ним относятся: — обеспечение герметичности устья скважины на всех этапах выполнения внутрискважинных операций, начиная с подготовки комплекса ремонтного оборудования, и вплоть до его свертывания; — возможность осуществления работ в нефтяных и газовых скважинах без их предварительного глушения; — обеспечение циркуляции технологической жидкости на всех этапах выполнения внутрискважинных операций, в том числе — во время СПО; — отсутствие необходимости освоения и вызова притока скважин, в которых выполнялись работы с использованием колонны гибких труб; — безопасность проведения спускоподъемных операций, так как в данном случае не нужно осуществлять свинчивание — развинчивание резьбовых соединений и перемещать насосно-компрессорные трубы (НКТ) на мостки; — значительное улучшение условий труда работников бригад подземного ремонта при выполнении всего комплекса операций; — сокращение времени при спуске и подъеме внутрисква-жинного оборудования на проектную глубину; — обеспечение возможности бурения, спуска забойных инструментов и приборов, а также выполнения операций подземного ремонта в горизонтальных и сильно искривленных скважинах; — соблюдение более высоких требований в области экологии при проведении всех операций по ремонту и бурению скважин, в частности, за счет меньших размеров комплексов оборудования для этих целей по сравнению с традиционными; — существенный экономический эффект в результате применения КНТ как при ремонте, так и при проведении буровых работ. В настоящее время специалисты различных фирм ежегодно выполняют порядка тысячи операций на скважинах с использованием колонн непрерывных труб. Применять КНТ начали для осуществления наиболее простых операций при проведении ПРС — очистки колонны труб и забоев от песчаных пробок. При внедрении данной технологии использовали КНТ с наружным диаметром 19 мм. В настоящее время созданы буровые установки, работающие с колоннами диаметром до 114 мм. При помощи КНТ с промежуточными значениями диаметров в этом диапазоне (19—114 мм) можно осуществлять практически весь набор операций подземного ремонта скважин и бурения. Параллельно с совершенствованием и созданием новых технологий выполнения нефтепромысловых работ шло развитие и технологии изготовления КНТ, а также нефтепромыслового оборудования и инструмента, обеспечивающего их применение. Оборудование для работы с использованием КНТ обеспечивает резкое повышение эффективности процессов ремонта и бурения скважин, особенно при проведении работ на месторождениях со сложными геологическими и климатическими условиями. Однако преимущества КНТ и новые технические решения, способствующие их совершенствованию, позволяют постоянно расширять область применения данного оборудования и повышать эффективность ведения работ. Например, использование колонны непрерывных труб внесло изменения в практику бурения нефтяных и газовых скважин, особенно при их заканчива-нии, а также в технологию выполнения каротажных исследований, работ по вскрытию пласта в сильно искривленных и горизонтальных скважинах. Перспективы дальнейшего применения КНТ обусловлены, в частности, следующими факторами: — к настоящему времени создано оборудование, позволяющее работать с колоннами непрерывных труб практически всех необходимых диаметров и длин при высоких скоростях спуска и подъема; — обеспечена долговечность КНТ в условиях нейтральных и коррозионно-активных жидкостей. Высокая эффективность работ, выполняемых с использованием КНТ, безусловно повлияет на стратегию и тактику разработки месторождений в будущем. Прежде всего это касается эксплуатации месторождений, расположенных в отдаленных и труднодоступных районах, а также тех, пластовая жидкость которых имеет аномальные свойства. Кроме того, при дальнейшем совершенствовании оборудования, обеспечивающего работу КНТ, можно достичь высокой эффективности проведения всего комплекса работ, связанных с бурением, освоением, эксплуатацией и ремонтом горизонтальных скважин. Можно выделить основные ключевые направления развития данных технологий в России: — увеличение количества типоразмеров установок; — повышение технического уровня оборудования, эксплуатационных характеристик агрегатов; — разработка систем автоматизированного контроля за функционированием узлов агрегатов и технологическими процессами; — создание установок с непрерывными трубами большого диаметра для забуривания вторых стволов и проходки горизонтальных участков скважин; — обеспечение комплектности поставок; — возможность сервисного обслуживания; — доступная стоимость. Реализация развития этих направлений будет более эффективна при условии создания полигонов для испытаний оборудования, отработки технологий и эксплуатации установок, выделения участков непосредственно на нефтепромыслах и месторождениях для внедрения описываемых технологий — вначале в сопровождении традиционных подъемников для замены муфтовых НКТ на КНТ, а затем для полного сервисного обслуживания скважин с использованием всех возможностей технологий, основанных на применении непрерывной трубы для: — текущего и капитального ремонта объектов; — освоения скважин; — эксплуатации КНТ в нагнетательных скважинах; — применения КНТ в установках штанговых, центробежных, гидропоршневых и струйных насосов; — обустройства нефтепромысловой сети. Установки с использованием колонны непрерывных труб следует создавать компактными и монтировать на автомобильном шасси с проходимостью, обеспечивающей передвижение в условиях намывных кустов и дорог без твердого покрытия. Оборудование агрегата должно работать при температуре окружающей среды от -45 до +45 " С и быть стойким к агрессивным средам. Необходимо, чтобы монтаж-демонтаж установки на устье скважины проводился без привлечения дополнительной грузоподъемной техники. Агрегат должен обеспечивать выполнение следующих технологических операций: — очистку эксплуатационных колонн от гидратопарафиновых пробок путем промывки горячим солевым раствором с плотностью до 1200 кг/м3 и температурой до 150 °С; — удаление песчаных пробок; — извлечение бурового раствора из скважины; — ловильные работы при капитальном ремонте скважин (КРС); — цементирование скважин под давлением; — кислотные обработки под давлением; — разбуривание цемента; — изоляцию пластов. Основное оборудование должно состоять из набора блоков. Первый блок включает: — барабан с измотанной трубой; — монтажное устройство; — инжектор — устройство, транспортирующее КНТ; — кабину управления агрегатом; — насосную (компрессорную) станцию для прокачки технологической жидкости. Второй блок включает: — емкость дли технологической жидкости (8-10 м3), снабженную теплоизоляцией; — нагревательное устройст но для технологической жидкости; — насос для перекачивания технологической жидкости с приводом or ходового двшателя агрегата. В соскш вспомогательного оборудования, которым должна укомплектовывания установка, входят: — уплотнительпый элемент устья; — мротивовыбросовый превептор; — комплект быстроразборного манифольда для технологической жидкости; — прибор, регистрирующий нагрузку от веса колонны труб; — комплект впутрискважииною инструмента (локаторы конца грубы, шарнирные откломители, разъединитель с извлекающим устройством, центраторы колонны, обратные клапаны, струйные насадки, ясы и акселераторы и т.п.). В комплект оборудования входит инструмент и запасные части. Необходимо, чтобы конструкция агрегата соответствовала требованиям техники безопасности, действующим в нефтяной и газовой промышленности: — система освещения установки должна быть защищена от взрывов и обеспечивать освещенность на устье скважины, равную 26 лк; уровень звукового давления на рабочих местах не должен быть выше 85 дБ; — площадки, расположенные на высоте более 1 м, должны иметь перильные ограждения высотой не менее 1 м; — для подъема на платформу агрегата нужны маршевые лес-гнниы с перильными ограждениями шириной не менее 0, 75 м; — выхлопную систему двигателей агрегатов следует снабжать искрогасителями; — пост управления агрегатом нужно размещать с учетом хорошей видимости рабочих мест как у скважины, гак и на других участках; — расположение центра тяжести агрегата должно обеспечивать его устойчивое положение при перемещении по дорогам с уклоним до 25º в осевом направлении и ло 15º и боковом; — агрегат необходимо снабжать электрической панелью с выходом 220/50 В для освещения, зарядным устройством и трансформатором-выпрямителем па 24 В постоянного тока для подзарядки аккумуляторов и аварийною освещения. Габаритные размеры агрегата в транспортом положении не должны превышать по высоте 4, 5 м, а по ширине - 3, 2 м. Агрегаты подземного ремонта, использующие колонну непрерывных труб, характеризуются следующими параметрами: — длиной колонны труб; — диаметром колонны труб; — типом монтажной базы (автомобильное или тракторное шасси, прицеп); — диаметром барабана для хранения труб; — тяговым усилием при извлечении трубы, развиваемым транспортером; — скоростью перемещения трубы транспортером; — давлением в полости ремонтируемой скважины; — давлением технологической жидкости: — составом бригады, обслуживающей агрегат; — массой агрегата; — показателями надежности. Главными параметрами являются диаметр и длина колонны гибких труб и агрегата. Именно они влияют на остальные параметры, конструкцию агрегата и его компоновку. Например, диаметр и длина колонны труб определяют диаметр барабана и тяговое усилие. Эти же показатели существенно влияют и на давление насосов, перекачивающих технологическую жидкость, и компоновку агрегата, от которой зависит тип монтажной базы. Диаметр КНТ в определенной степени связан с длиной колонны. Эта зависимость обусловлена рядом факторов, которыми, например, являются расход технической жидкости и прочностные показатели материала, из которого изготавливают трубы. По результатам исследования таких взаимосвязей устанавливают, какой длине колонны гибких труб должен соответствовать определенный диаметр. Решение данной задачи строится на следующих логических основах — для выполнения любых технологических операций комплекс наземного оборудования должен обеспечивать необходимую подачу технологической жидкости. При ее прокачивании по колонне гибких труб гидродинамические потери ∆ pтр составляют, как правило, больше половины общей величины давления на выходе насосной установки. Остальные компоненты, например, перепад давления на забойном двигателе, устанавливаются согласно паспортным характеристикам устройств. Помимо влияния расхода жидкости, значение диаметра КНТ зависит еще и от прочностных показателей материалов, из которых изготавливают трубы. В опасном сечении (верхнее сечение колонны труб, спущенных в скважину) материал находится в сложном напряженном состоянии. Эквивалентные напряжения, действующие в этом сечении, зависят от внутреннего давления в трубах, глубины их спуска, реактивного момента, возникающего при работе забойного двигателя, и других силовых факторов, проявляющихся в поперечном сечении труб при выполнении определенных технологических операций. Для предварительной оценки напряженного состояния может быть использована теория прочности, в соответствии с которой эквивалентные напряжения могут быть определены следующим образом [68]: где γ — удельный вес материала труб; d — диаметр срединной поверхности трубы; σ т — нормальные напряжения, действующие в меридиональном направлении трубы при внутреннем давлении р. Исходя из условия прочности σ экв < kтσ т после преобразования формулы (10.1) получаем
где кт — коэффициент запаса прочности по пределу текучести; σ т — предел текучести материала, из которого изготовлена труба; δ тр —толщина стенки трубы. В табл. 10.20 приведены значения диаметров труб в зависимости от глубины подвески и максимального давления ртах при [σ ] = 0, 8σ т = 400 МПа [68]. Количество агрегатов, работающих с колонной непрерывных труб, по сравнению с количеством машин массового производства относительно мал. При этом разброс параметров отдельных типоразмеров установок весьма велик. Следовательно, нецелесообразно унифицировать их металлоконструкции, элементы шасси и другие части, ремонт которых не запланирован, а срок службы соответствует сроку службы всего агрегата. В данной ситуации важнее унифицировать узлы, сложные в кинематическом отношении, составляющие, обеспечивающие быструю перенастройку при необходимости перехода во время работы с одного диаметра труб на другой, а также узлы, непосредственно не связанные с величиной параметров агрегатов, например, пульты управления, элементы оборудования кабин операторов и другие, а также сложные комплектующие изделия, прежде всего элементы гидропривода. При выборе комплектующих следует ориентироваться на изделия, применяемые для агрегатов, работающих в аналогичных условиях, к которым, прежде всего, относятся дорожные и строительные машины, а также транспортная техника. В настоящее время для них освоена широкая гамма комплектующих изделий гидропривода — насосы, моторы, управляющая и регулирующая аппаратура, элементы гидросистем. Эти изделия обладают наибольшей надежностью по сравнению с имеющимися аналогами в других отраслях. Для них создана ремонтная база, система приобретения этих изделий достаточно хорошо отработана. Таблица 10.20 |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 532; Нарушение авторского права страницы