Умралиев Б.Т., Ермеков М.М. Капитальный ремонт скважин
Подождите немного. Документ загружается.
должны быть идентичны с находившимися в скважине.
После спуска последней трубы монтируют планшайбу и начинают
спускать колонну штанг. Штанги спускают в порядке, обратном
последовательности их извлечения., после чего начинают наращивание
дополнительного числа штанг. При достижении плунжером (насосом)
требуемой глубины устанавливают его правильное положение
относительно цилиндра.
При уменьшении глубины подвески, как и при ее увеличении, вначале
полностью извлекают колону штанг вместе с плунжером (насосом) и
потом поднимают колонну НКТ, пока не укоротят ее длину на
намеченное число труб. После этого колонну НКТ сажают на планшайбу
и спускают необходимое число штанг.
Положение плунжера (насоса) относительно цилиндра регулируют так
же, как было описано ранее.
Особые работы, проводимые на скважине, оборудованной ШНС
Подъем труб с жидкостью. При нормальном ходе работ подъему
колонны труб предшествует подъем колонны штанг вместе с плунжером
трубного насоса или всего насоса, если используют вставной насос.
В первом случае одновременно с подъемом плунжера удаляют узел
всасывающего клапана, во втором — насос в сборе. В результате этого
жидкость, заполнявшая внутреннюю полость НКТ, при их подъеме
вытекает в скважину.
При использовании трубного насоса в результате заклинивания
плунжера в цилиндре или невозможности срыва конуса всасывающего
клапана с посадочной муфты приходится поднимать колонну труб с
жидкостью. Аналогичная ситуация может возникнуть и при
невозможности извлечения вставного насоса. В подобных случаях
разбирают оборудование устья, после чего круговым штанговым ключом
захватывают верхнюю штангу и, вращая против часовой стрелки,
отвинчивают ее. Отвинчивание резьбового соединения может произойти
на любой глубине, после чего отвинченную часть колонны поднимают, а
затем приступают к подъему труб. После отвинчивания очередной трубы
жидкость, заполнявшая ее, вытекает.
Для предотвращения загрязнения рабочих и площадки применяют
приспособление, состоящее из двух шарнирно соединенных половин
трубы, которые устанавливают вокруг муфты перед подъемом
отвинченной трубы.
После появления колонны штанг, оставшейся в трубах, опять,
используя круговой ключ, отвинчивают штанги, извлекают их из
скважины и продолжают подъем труб. Этот процесс повторяют до тех
пор, пока вся колонна штанг и труб не будет поднята на поверхность.
Ликвидация заклинивания плунжера. Работам по ликвидации
заклинивания предшествует подготовка устья скважины, аналогичная
подготовке перед подъемом колонны Штанг.
Захватив колонну штанг элеватором, его плавно поднимают,
подтягивают, чередуя уменьшение и увеличение нагрузки. Если удается
извлечь плунжер из цилиндра трубного насоса, то многократно
повторяют посадку его в цилиндр и полный выход. При этом пластовая
жидкость, заполняющая трубы, устремляется вниз, промывая плунжер и
цилиндр насоса. Для обеспечения перетока жидкости при использовании
192
трехклапанного насоса всасывающий клапан предварительно «ловят».
После выполнения этих операций убеждаются в свободном без
заедания перемещении плунжера в цилиндре. Затем его опускают до
нижнего положения.
После заполнения скважины водой повторяют процессы промывки
плунжера и цилиндра, периодически полностью извлекая его из
цилиндра.
Завершив промывку, сажают всасывающий клапан в гнездо, заливают
насосные трубы водой, собирают устьевое оборудование скважины,
включают станок-качалку и убеждаются в нормальной подаче насоса.
Если плунжер не удается извлечь из цилиндра путем расхаживания,
приходится поднимать колонну труб, как было описано выше.
Для предотвращения заклинивания плунжера необходимо использовать
правильно подобранные трубы для каждого условного размера, не
допускать загрязнения штанг перед спуском их в скважину: при
использовании остеклованных труб — применять защитные
приспособления, не позволяющие попадать в зазор «плунжер-цилиндр»
осколкам стекла.
При заклинивании плунжера вставного насоса в том случае, если
расхаживание его не удается произвести с усилием меньше того, при
котором он выходит из замковой пружины, насос вместе с колонной
извлекают на поверхность. В скважину производят спуск новый насос, а
заклинивший насос отправляют в ремонтные мастерские.
Ликвидация обрыва или отвинчивания штанг. Обрыв колонны штанг
определяют по изменению режима работы станка-качалки. По его
динамограмме можно ориентировочно определить глубину, на которой
произошел обрыв. Для его ликвидации устье скважины готовят так же,
как для проведения подземного ремонта.
Вначале извлекают верхнюю часть оборванной колонны, после этого в
насосные трубы спускают шлипс — ловильный инструмент для захвата
тела оборванной штанги. После подъема колонны оборванную штангу
отвинчивают и на ее место ставят штангу того же диаметра и той же
марки стали, что используется в колонне. Обычно эту штангу берут из
запаса (2—3 штанги), который должен находиться на мостках у
скважины.
При отвинчивании штанги предварительно извлекают верхнюю часть
колонны, после чего в насосные трубы спускают штанговый ловитель для
захвата штанги и извлекают нижнюю часть колонны на поверхность. Если
отвинчивание произошло в нижней части колонны, то ее извлекают на
поверхность всю.
Если резьба отвинтившихся штанг имеет дефекты, то обе они
заменяются новыми.
Участившиеся обрывы колонны штанг свидетельствуют о не-
правильном выборе ее конструкции, плохом режиме работы или ее
износе. При этом должна быть устранена первоначальная причина,
вызывающая повышение аварийности. Для уменьшения числа
отвинчиваний резьбовых соединений штанг основным способом является
использование при свинчивании механических ключей, обеспечивающих
стабильный крутящий момент, и штанговращателей.
193
4.5. Ремонт скважин, оборудованных погружными
центробежными электронасосами
Перед спуском в скважину погружного агрегата или перед его
подъемом устье скважины и площадку вокруг нее готовят к подземному
ремонту.
В состав вахты, выполняющей работы по подъему или спуску
погружного электроцентробежного насоса, может вводиться допол-
нительно еще один рабочий, управляющий кабеленаматывателем. Для
выполнения операций, связанных с обслуживанием агрегата перед его
спуском в скважину, привлекают дополнительный специально обученный
персонал.
Перед спуском погружного агрегата в скважину проверяют состояние
экспуатационной колонны на глубине, превышающей глубину спуска
агрегата не менее чем на 100 м, шаблоном длиной не менее 10 м и
диаметром, превышающим на 4 мм максимальный диаметральный габарит
погружного агрегата.
Перед спуском в скважину погружной агрегат собирают у устья —
соединяют двигатель с гидрозащитой и насосом. Для этого на
компенсатор надевают монтажный хомут, поднимают с мостков и
спускают в скважину до посадки хомута на фланец эксплуатационной
колонны, после чего снимают защитную крышку вала. Надевают хомут на
двигатель, поднимают его над устьем и, сняв защитную крышку,
соединяют с компенсатором. Затем вывинчивают пробку на три—четыре
оборота, открывают перепускной клапан двигателя и ввинчивают пробку
обратно.
Приподняв собранные узлы, снимают монтажный хомут с компенсатора
и плавно сажают монтажный хомут двигателя на фланец
эксплуатационной колонны.
Сняв крышку с кабельного ввода двигателя, промывают контакты
обезвоженным трансформаторным маслом и проверяют сопротивление
изоляции двигателя и кабеля.
Для заполнения двигателя маслом ввинчивают штуцер масло-насоса и
закачивают масло до перелива его через отверстие кабельного ввода.
Соединив муфту кабеля с колодкой токоввода, устанавливают крышку,
открывают перепускной клапан и испытывают герметичность кабельного
ввода и соединения двигателя с компенсатором опрессовкой давлением
0,1 МПа в течение 5 мин. После опрессовки с двигателя снимают
верхнюю крышку, проверяют с помощью шлицевого ключа легкость
вращения вала двигателя.
На протектор надевают монтажный хомут, поднимают его над устьем
скважины и после проверки легкости вращения соединяют валы
шлицевой муфтой и корпус двигателя и протектора.
Через клапан в головке двигателя закачивают трансформаторное масло
до появления его в отверстии под пробкой, ввинчивают в отверстие
манометр и спрессовывают фланцевое соединение протектора с
двигателем. После опрессовки давление снижают, манометр
вывинчивают, а верхнюю крышку протектора снимают.
Насос поднимают над устьем скважины, снимают защитную крышку и,
проверив легкость вращения валов насоса и протектора, соединяют их
валы шлицевой муфтой и затем их фланцы. После этого собранный
агрегат приподнимают, вывинтив «пробку из компенсатора, открывают
194
перепускной клапан и ввинчивают пробку.
Для определения правильности присоединения кабеля к двигателю
кратковременно включают его и маркируют жилы верхнего конца кабеля.
Далее погружной агрегат соединяют с трубой, над которой монтируют
спускной клапан, и приступают к спуску колонны НКТ одновременно с
кабелем.
Технология спуска колонны труб аналогична технологии при обычном
подземном ремонте, но при этом параллельно спускают кабель и крепят к
колонне с помощью металлических хомутов с пряжкой.
Процесс спуска одной трубы состоит из следующих операций:
подачи штропов к элеватору, установленному на трубе, лежащей на
мостках;
подъема трубы с мостков;
посадки очередной трубы в муфту колонны;
свинчивания резьбового соединения;
снятия элеватора с колонны труб и крепления кабеля клямсами;
спуска колонны труб в скважину и посадки загруженного элеватора.
Рассмотрим более подробно две последние операции, отличающиеся от
описанных ранее.
После снятия трубных ключей оператор дает сигнал на подъем,
отцепляет крючок от кабеля и подходит к устью скважины. Машинист
приподнимает трубы на 0,25 м, оператор с помощником снимают
элеватор, переносят его к мосткам и надевают на очередную трубу.
Возвратившись к устью, помощник берет две клямсы и устанавливает
одну выше, а вторую ниже на 20—30 см муфты, одновременно принимая
кабель с клямсой к трубе. После закрепления кабеля оператор дает
сигнал машинисту на спуск колонны труб. Машинист выполняет его со
скоростью не более 0,25 м/с. Одновременно оператор на пульте
управления включает кабеленаматыватель на спуск.
После посадки колонны труб на элеватор оператор выключает
кабеленаматыватель, помощник, во время спуска колонны очищавший и
смазывавшей резьбу очередной трубы, лежащей на мостках, зацепляет
кабель за крючок. Вместе с помощником оператор вынимает
предохранительные шпильки из отверстий и выводит штропы из
проушин.
На этом цикл спуска одной трубы завершается.
После спуска всей колонны НКТ вместе с кабелем выполняют
заключительные работы:
навинчивают пьедестал на колонну труб;
сажают пьедестал на фланец эксплуатационной колонны;
набивают сальник, крепят пьедестал и снимают подъемный патрубок;
устанавливают арматуру устья и проверяют состояние задвижек;
подключают ЭЦН к блоку управления, опускают его и ожидают подачу
насоса.
Извлекают агрегат из скважины в обратном порядке. Прежде чем
приступить к работам, отключают установку, отсоединяют кабель.
Подготовка устья скважины к демонтажу насоса описана в п 4.2.
Поднимают агрегат со скоростью не более 0,25 м/с. По мере подъема
колонны кабель освобождается от хомутов и равномерно навивается на
верхнюю часть барабана. При этом не допускаются касание кабелем
земли, резкие перегибы и удары металлическими предметами по броне.
Извлекают из скважины погружной агрегат с помощью монтажных
195
хомутов — сначала насос, потом протектор, двигатель, компенсатор.
После разборки фланцевых соединений отдельных узлов их закрывают
транспортными крышками.
В процессе эксплуатации скважины, оборудованной ЭЦН, текущие
ремонты, связанные с чисткой и промывкой песчаных пробок, удалением
отложений парафина и солей, проводят, как на обычных скважинах.
К специфическим относятся аварийно-ремонтные работы, которые
приходится выполнять при падении на забой скважины погружной
установки с кабелем в результате нарушения резьбового соединения труб.
При этом оборванный конец кабеля может располагаться различным
образом относительно разрушенного резьбового соединения или трубы и,
как правило, усложнять ловильные работы.
В процессе подъема погружного агрегата может произойти его
заклинивание, обусловленное изменением толщины стенки эксплу-
атационной колонны или попаданием в скважину посторонних предметов.
Наконец, в результате нарушения правил работы с инструментами кабель
может разрушиться у устья.
Монтировать и демонтировать наземное электрооборудование
погружных электроцентробежных и винтовых насосов, осматривать,
ремонтировать и налаживать его должен электротехнический персонал.
Операторам, мастерам разрешается только их пуск или остановка.
Запрещается подвешивать кабельный ролик на пеньковой веревке— он
должен быть укреплен с помощью хомута. Запрещается прикасаться к
кабелю при опробовании электродвигателя погружного агрегата на устье
скважины.
Намотка и размотка кабеля на барабан должны быть механизированы.
Запрещается транспортировка кабеля без барабана.
4.6. Чистка и промывка песчаных и гидратных пробок
Выбор оборудования и технологии очистки пробок обусловлен типом
пробки, местом ее расположения, состоянием эксплуатационной колонны
(степенью ее герметичности и износа), пластовым давлением.
Технологию очистки пробок выбирают таким образом, чтобы, с одной
стороны, ее удалить, а с другой — свести к минимуму ухудшение
гидродинамических свойств пласта, например, в результате попадания в
него технологических жидкостей, используемых для промывки.
Образующиеся в процессе эксплуатации скважины песчаные пробки
были подробно рассмотрены в разделе 1. Они бывают забойными,
образующимися на забое скважины, и патронными, располагающимися в
средней и верхней части колонны. Пробки бывают рыхлыми и плотными.
Существуют два основных метода очистки скважин — удаление
песчаных пробок желонками и промывкой. В первом случае в колонну
труб на канате последовательно опускают и поднимают желонку —
цилиндрическую емкость, снабженную каналами и рядом устройств для
захвата материала пробки, например песка, подъема его на поверхность и
быстрого опорожнения.
Во втором случае в засоренные подъемные трубы или эксплуа-
тационную колонну спускают колонну промывочных труб и спе-
циальными промывочными насосами создают циркуляцию жидкости для
размывания пробки и выноса составляющих ее материалов на
поверхность.
196
Необходимо иметь в виду, что при образовании песчаной пробки в
случае полного прекращения подачи пластовой жидкости давление в
нижней части колонны увеличивается и в процессе удаления пробки
может произойти выброс части пробки, нефти, а иногда и оборудования,
спущенного в скважину. Поэтому при удалении пробки следует строго
выполнять правила техники безопасности.
Рассмотрим подробно каждый из указанных методов.
Удаление песчаных пробок желонками
Преимущества этого метода — простота применяемого оборудования и
процесса очистки, исключение проникновения в призабойную зону пласта
технологических жидкостей; возможность очистки скважин с
негерметичными эксплуатационными колоннами.
Недостатки метода: длительность процесса; возможность протирания
эксплуатационной колонны; возможность обрыва каната, на котором
спускается инструмент; загрязнение территории вокруг устья скважины
извлеченным материалом пробки; невозможность чистки желонкой
колонн, имеющих смятия или сломы.
При очистке желонкой скважины она должна быть оборудована
подъемником, колонна подъемных труб должна быть поднята и уложена
на мостки; рядом с устьем скважины установлен отбойный ящик для
сбора материала пробки.
Диаметр желонки выбирается исходя из диаметра колонны, в которой
образовалась пробка.
Таблица 4.2
Выбор диаметров желонки для очистки скважины от песка
Диаметр труб, мм 114 127 140 146
168 и
более
Диаметр желонки, мм 73 89 89 89 114
В зависимости от характера пробки используют следующие типы
желонок: для рыхлых пробок—простые, при плотных — поршневые, в
специальных случаях — автоматические.
Простую желонку подвешивают на тартальном канате диаметром 16
или 19,5 мм при оснастке талевой системы «на прямую». В процессе
работ следует систематически проверять надежность крепления каната к
желонке и состояние каната.
Длина каната, намотанного на барабан лебедки, должна быть такой,
чтобы при самом нижнем положении желонки в скважине на барабане
оставалось бы не менее одного ряда каната.
Простая желонка представляет собой трубу диаметром 73— 114 мм и
длиной 8—12 м с тарельчатым или шариковым клапаном на нижнем
конце и дужкой для крепления каната на верхнем конце. Хотя желонки
подобной конструкции малоэффективны, но из-за простоты конструкции
их часто применяют на промыслах.
В процессе работы желонку опускают на канате со средней скоростью.
За 10—15 м до пробки скорость увеличивают и желонка врезается в
пробку, клапан в нижней части открывается и песок вместе с жидкостью
заполняет ее внутренний объем. Для надежного закрытия клапана
197
желонку отрывают от забоя на максимальной скорости подъема.
Подняв желонку из скважины, ее с помощью крючка отводят от устья к
отбойному ящику, в дне которого укреплен стержень. Установленный на
стержне клапан открывается, и песок вместе с жидкостью стекает в ящик.
Освобожденную желонку опускают в скважину и повторяют .процесс
ее заполнения.
Поршневые желонки (рис. 4..9) отличаются от простых наличием в них
поршня, установленного на штоке, свободно проходящем через верхнюю
крышку корпуса. Шток поршня должен быть достаточно массивным,
чтобы обеспечивать его движение вниз относительно корпуса желонки
при провисании каната. Для амортизации удара на шток надеты две
пружины — одна снаружи, другая внутри корпуса.
Для обеспечения перетока жидкости из подпоршневой полости в
надпоршневую в поршне имеется ряд осевых каналов, закрытых сверху
эластичной шайбой. Клапан в нижней части желонки снабжают штоком с
пикообразным наконечником.
При достижении желонкой забоя клапан открывается, а поршень
опускается вниз, пока верхняя пружина не упрется в пробку.
Во время подъема каната сначала начинает двигаться вверх поршень, в
результате давление под поршнем уменьшается и переток с жидкостью
через открытый клапан засасывается внутрь корпуса. После отрыва
корпуса желонки от забоя клапан закрывается и предупреждает
освобождение желонки от песка.
Для хорошего наполнения желонки ее несколько раз сажают на забой,
опуская поршень в нижнее положение.
После подъема желонки на поверхность ее крючком отводят к
отбойному ящику, опирают штоком клапана на его дно. После вытекания
жидкости с песком процесс повторяют.
Автоматическая желонка (рис. 4.8) имеет более сложное по сравнению
с описанными устройство. Принцип ее действия основан на
использовании двух герметичных камер — воздушной и песочной. Эти
камеры имеют герметичные клапаны. Приемный клапан при достижении
желонкой песчаной пробки открывается и, поскольку давление в
скважине значительно превышает давление воздуха во внутренней
полости желонки, песочная камера интенсивно заполняется материалами,
образовавшими пробку. При заполнении
песочной камеры воздух,
находящийся в воздушной камере, сжимается, при подъеме желонки на
поверхность давление в ней сохраняется и поддерживается на уровне 1
МПа.
После извлечения желонки из скважины ее отводят в сторону от
скважины и устанавливают в отбойный ящик. При открытии нижнего
спускного отверстия содержимое желонки давлением «сжатого воздуха,
находящегося в воздушной
камере, интенсивно вытесняется из
внутренней полости песочной камеры желонки. Во время открытия
спускного отверстия под действием реактивной силы желонка смещается
вбок, поэтому ее необходимо надежно упереть в дно ящика-отбойника и
предусмотреть меры, исключающие попадание выбрасываемого
содержимого желонки на рабочих.
Автоматические желонки работают тем лучше, чем выше столб
жидкости в
скважине над пробкой. Однако эффективность их работы в
основном зависит от герметичности клапанов. Даже незначительная
утечка воздуха или жидкостно-песочной смеси приводит к резкому
198
уменьшению степени ее наполнения и скорости опорожнения.
В процессе очистки песчаной пробки желонкой следует соблюдать
следующие правила.
1) Выбирать скорость спуска желонки таким образом, чтобы
предупредить образование петель каната, которые могут возникнуть во
время спуска желонки в скважину и в том случае, если она зацепляется за
выступ колонны труб.
2) При подъеме
не допускать затаскивания желонки под кронблок. Для
этого на тартальном канате выше желонки на 100 м навязывают метку.
При
199
Рис. 4.8. Автоматическая желонка:
1-головка; 2-шариковый клапан; 3-стакан; 4-
конусный клапан; 5-ударник; 6-шариковый
фиксатор; 7-пружина; 8-заслонка; 9-приемный
клапан; А-воздушная камера; В - выпускное
отверстие
Рис. 4.9. Поршневая желонка:
1,3 –пружина; 2-корпус;
4-шток; 7-клапан
198
подходе метки к барабану лебедки машинист уменьшает скорость
подъема и сосредоточивает внимание на устье скважины, ожидая
появления желонки.
3) При спуске желонки при приближении ее к уровню жидкости в
скважине скорость вращения барабана лебедки должна быть уменьшена,
поскольку в период погружения желонки в жидкость. ее скорость резко
уменьшается, что может привести
к образованию петли из тартального
каната.
Для лучшей ориентации тракториста на канате должна быть укреплена
метка, соответствующая забою скважины. Приближение этой метки к
устью скважины означает посадку желонки на забой, образованный
песчаной пробкой.
5) После посадки желонки на максимально возможной скорости спуска
на песчаную пробку она должна без промедления подниматься на
поверхность.
6) При чистке песчаных пробок запрещается опорожнять желонку
непосредственно на пол рабочей площадки.
7) В случае соскакивания тартального каната с оттяжного ролика или
кронблочного шкива следует прекратить спуско-подъемные операции, а
канат до завода его в ролик или шкив надежно закрепить на устье двумя
зажимами, расположенными накрест. Запрещается чистить желонкой
песчаные пробки в фонтанных скважинах, выделяющих газ.
8) При промывке пробок в скважинах, из которых возможны выбросы,
следует на промывочных трубах установить противовыбросную задвижку
или на устье герметизирующее устройство и применять промывочную
жидкость с удельным весом, обеспечивающим гидростатическое давление
столба большее, чем пластовое давление.
9) Промывочный шланг должен иметь по всей длине петлевую обвивку
из мягкого металлического канатика, прочно прикрепленного к стояку и
вертлюгу.
При промывке песчаной пробки водой промывочную жидкость следует
отводить в промышленную канализацию. Промывать пробки нефтью
следует по замкнутому циклу.
10) В ночное время при внезапном выключении освещения во время
промывки скважины следует находящиеся в ней трубы приподнять и
посадить на элеватор, не прекращая циркуляцию промывочной жидкости.
Удаление песчаной пробки промывкой
Для реализации этого способа в скважину опускают колонну
промывочных труб, а у устья скважины размещают насосы, резервуары с
промывочной жидкостью и другое оборудование, необходимое для
промывки по одному из следующих способов: прямой, обратной,
комбинированной или непрерывной.
Расположение оборудования у устья скважины, эксплуатирующейся,
например, штанговым скважинным насосом, может быть следующим (рис.
4.10): подъемник устанавливают, как обычно при спуско-подъемных
операциях,— по одной оси с мостками, а промывочный агрегат —
напротив станка-качалки, не более чем в 10 м от устья скважины так,
чтобы его кабина не была обращена к устью. Позади агрегата может быть
расположена емкость для промывочной жидкости или автоцистерна.
Промывочная жидкость, поступающая из скважины, может
непосредственно направляться в промысловую канализацию либо в
199