Курсовая работа: Подземный ремонт скважин
Курсовая работа: Подземный ремонт скважин
ВВЕДЕНИЕ
Увеличение фонда добывающих нефтяных скважин, в том числе
механизированных, сопряжено с постоянным ростом числа подземных ремонтов
скважин.
Подземным ремонтом скважины называется комплекс работ, связанных с
предупреждением и ликвидацией неполадок с подземным оборудованием и стволом
скважины.
При ремонтных работах скважины не дают продукции. В связи с этим
простои скважин учитываются коэффициентом эксплуатации Кэ, т.е. отношением
времени фактической работы скважин к их общему календарному времени за месяц,
квартал, год. Коэффициент эксплуатации в среднем составляет 0,94-0,98.
Подземный ремонт скважин условно можно разделить на текущий и
капитальный. Текущим ремонтом скважин (ТРС) называется комплекс работ,
направленных на восстановление работоспособности скважинного и устьевого
оборудования, и работ по изменению режима эксплуатации скважины, а также по
очистке скважинного оборудования, стенок скважины и забоя от различных
отложений (парафина, гидратных пробок, солей, продуктов коррозии). Текущий
ремонт скважин подразделяют на: планово-предупредительный (или
профилактический) и восстановительный.
Планово-предупредительный ремонт скважин - это ремонт с целью
предупреждения отклонений от заданных технологических режимов эксплуатации
скважин, вызванных возможными неполадками в работе, как подземного оборудования,
так и самих скважин. Планово-предупредительный ремонт планируется
заблаговременно и проводится в соответствии с графиками ремонта.
Восстановительный ремонт скважин - это ремонт, вызванный
непредвиденным резким ухудшением технологического режима эксплуатации скважин
или их остановкой из-за отказа насоса, обрыва штанговой колонны и т.п.
Капитальным ремонтом скважин (КРС) называется комплекс работ,
связанных с восстановлением работоспособности обсадных колонн, цементного
кольца, призабойной зоны, ликвидацией сложных аварий, спуском и подъемом
оборудования при раздельной эксплуатации и закачке
В настоящее время более 90 % всех ремонтов выполняется на
скважинах с ШСНУ и менее 5 % - с УЭЦН.
При подземном ремонте скважин проводятся следующие операции:
а) транспортные - доставка оборудования на скважину;
б) подготовительные - подготовка к ремонту.
в) спускоподъемные -подъем и спуск нефтяного оборудования;
г) операции по очистке скважины, замене оборудования, ликвидации
мелких аварий;
д) заключительные - демонтаж оборудования и подготовка его к
транспортировке.
В данной курсовой работе рассматривается операция проведения
спускоподъема нефтяного оборудования, а именно технология проведения СПО,
оборудование и инструмент, применяемый при СПО, охрана труда и правила пожарной
безопасности при СПО, а также меры по охране окружающей среды и недр при
спускоподъемных операциях.
СПО занимают основную долю в общем балансе времени на ремонт
скважины (в зависимости от характера подземного ремонта занимают от 50 до 80 %
всего времени, затрачиваемого на ремонт, то есть фактически определяют общую
продолжительность текущего ремонта). Технологический процесс СПО состоит в
поочередном свинчивании (развинчивании) НКТ, являющихся средством подвески
оборудования, каналом для подъема добываемой жидкости и подачи технологических
жидкостей в скважину, а в некоторых случаях инструментом для ловильных,
очистных и других работ.
Целью курсовой работы является обоснование
проведения спускоподъемных операций в нефтяных и газовых скважинах в процессе
выполнения в них ремонтных работ, описание технологии проведения данного вида
операции, рассмотрение мер по охране труда, техники безопасности и
противопожарной безопасности, а также расчет машинного времени при подъеме НКТ
и расчет потребной длины талевого каната для проведения СПО.
1 ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Расчет машинного времени при подъеме
насосно-компрессорных труб
Рассчитать машинное время
на подъем насосно-компрессорных труб трактором-подъемником С-80 с лебедкой
ЛТ-11 КМ, если длина одной трубы l = 8,5 м; длина бочки барабана lб = 0,695 м; диаметр бочки
барабана dб = 0,355 м; диаметр талевого каната δ = 0,026 м; число струн
оснастки талевого каната i =10; частота вращения барабана при разных скоростях, об/мин:
п1 =33,5
об/мин; п2 = 53,5 об/мин ; п3 = 107,5 об/мин и n4 = 168,5 об/мин;
1. Определяем длину
каната, навиваемого на бочку барабана lk , м, по формуле
lк = (l + 0,5) i , (1)
lк = (8,5 + 0,5)×10 = 90 м.
где 0,5 м - высота
подъема трубы над устьем скважины.
2. Определяем число
витков талевого каната в одном слое а, витков, по формуле
(2)
Таблица 1
Коэффициент, учитывающий
замедление подачи крюка при включении и торможения лебедки
Подъемник |
Скорость подъема |
Значение k, когда скважина
оборудована насосами |
штанговыми |
электропогружными |
подъём |
спуск |
подъём и спуск |
Трактор подъёмник
С-80 с лебёдкой
ЛТ-11 КМ
|
I, II,
III, IV
|
1,2; 1,3 |
1,3 |
1,5 |
где с = 1 – уменьшение числа витков из-за неплотной намотки
каната.
3. Определяем диаметр бочки барабана с учетом навиваемых слоев
каната, di , м, по формуле
(3)
где m = 1, 2 и 3.
В этом случае по формуле (3) получим:
при m = 1
d1 = 0,355 + 0,026 + 1,87 • 0,026 • 1 = 0,43 м;
при m = 2
d2 = 0,355 + 0,026 + 1,87 • 0,026 • 2 = 0,478 м;
при m = 3
d3 = 0,355 + 0,026 + 1,87 • 0,026 • 3 = 0,527 м;
4. Определяем длину каната в каждом слое барабана lki , м, по формуле
(4)
в первом слое (m = 1)
lk1 = π•d1 •a = 3,14 • 0,43 • 26 =
35,1 м;
во втором слое (m = 2)
lk2 = π•d2 •a = 3,14 • 0,478 • 26 =
39,0 м;
в третьем слое (m=3)
lk3 = π•d3 •a = 3,14 • 0,527 • 26 = 43
м;
5. Определяем общую длину навитого каната в трех слоях l0 , м, по формуле
l0 = lk1 + lk2 + lk3 (5)
l0 = 35,1+ 39,0+43 = 117,1 м
Эта длина соответствует найденной полной длине каната, навиваемого
на бочку барабана (90 м), а поэтому число рабочих слоев каната m = 3.
6. Определяем средний диаметр бочки барабана лебедки, dср , м, по формуле
(6)
7. Определяем машинное время подъема на каждой скорости лебедки tm , мин, по формуле
(7)
скорость I (n1 = 33,5 об/мин):
скорость II (n2 = 53,5 об/мин);
скорость III (n3 = 102,5 об/мин);
скорость IV (n4 = 163,5 об/мин);
1.2 Расчет потребной длины талевого каната
Определить необходимую длину талевого каната для оснастки талевой
системы 4ģ5 на вышке ЭС-28-80 высотой 33 м.
1. Определяем потребную длину каната lК, м, по формуле
lК = НВ (n + 2) + l0 + l′ (1)
где n + 2 – число рабочих струн оснастки с учетом ходового и
неподвижного концов талевого каната;
l0 – длина каната, постоянно навитого на барабан
лебедки;
l′ - длина каната, необходимого на замену сработанной
части ходового конца (l′ = 30 м)
lК = 33 (8 + 2) + 18 + 30 = 377 м;
Это в случае, когда передвижной подъемник установлен около рамного
бруса вышки. Если ходовой конец талевого каната протянут через направляющий
оттяжной ролик, к вычисленной длине каната необходимо добавить длину, равную
высоте вышки + 10 м, т.е. (НВ + 10 м), тогда
lК = 377+ (22 + 10) = 420 м.
1.3 Технология проведения спускоподъемных
операций
1.3.1 Подготовительные работы перед проведением
спускоподъемных операций
Подготовительные работы проводят до начала ремонта скважины для
обеспечения бесперебойной работы бригады по ремонту скважин. В процессе
подготовительных работ проверяют состояние вышки (мачты), центровку ее по устью
скважины, крепление оттяжек вышки или мачты, кронблока и талевой системы при
необходимости ремонтируют площадку у устья скважины и мостки. Доставляют к скважине
необходимое оборудование -трубы, штанги, талевый блок, подъемный крюк, канат и
др. Выполняют оснастку и разоснастку талевой системы. При отсутствии вышки или
мачты к скважине доставляют передвижной агрегат, устанавливают на площадке и
укрепляют оттяжками. На скважинах с погружными центробежными электронасосами устанавливают
кабеленаматыватель, закрепляют подвесной ролик на вышке или мачте для
направления движения токоподающего кабеля. В случае необходимости глушения к скважине
доставляют задавочную жидкость и промывочный агрегат.
1.3.2 Технология проведения спускоподъемных
операций
СПО являются трудоемкими и в зависимости от характера подземного
ремонта занимают от 50 до 80 % всего времени, затрачиваемого на ремонт, то есть
фактически определяют общую продолжительность текущего ремонта. Технологический
процесс СПО состоит в поочередном свинчивании (или развинчивании) НКТ,
являющихся средством подвески оборудования, каналом для подъема добываемой
жидкости и подачи технологических жидкостей в скважину, а в некоторых случаях
инструментом для ловильных, очистных и других работ.
При спуске труб необходимо тщательно шаблонировать каждую из них,
очищать резьбу трубы щеткой от грязи и песка, смазывать графитовой смазкой.
Крепить трубы надо до отказа. Нельзя допускать спуск в скважину дефектных труб,
то есть негерметичных, с поврежденной резьбой, кривых, помятых. Во избежание
заедания торцов муфт за внутренний край эксплуатационной колонны тройников и
крестовиков следует пользоваться направляющими воронками.
Спуск и подъем насосных штанг проводят так же, как и труб на более
высоких скоростях ввиду их меньшей массы, чем НКТ. Поднятые штианги укладывают
на мостки и между ними прокладывают деревянные рейки. Укладывание штанги должны
иметь не менее шести опорных точек, равномерно распределенных по всей их длине.
Провисание концов штанг и соприкосновение с грунтом не допускаются.
Для облегчения работы во время спуска штанг обратно в скважину,
каждый последующий их ряд должен быть выдвинут к устью скважины против
предыдущего ряда на 15-20 см. Обнаруженные при подъеме дефектные штанги
откладывают в сторону и по окончанию ремонта убирают с мостков. Перед спуском
насосных штанг в скважину каждую из них тщательно осматривают. Не допускается
смешивание штанг, изготовленных из сталей различных марок. При спуске
ступенчатой колонны необходимо строго придерживаться данных наряда. Перед
свинчиванием резьбу тщательно очищают и смазывают графитовой смазкой, а затем
закрепляют до отказа.
Отбракованные штанги доставляют на базу, где после сортировки,
наиболее сохранившиеся штанги отбирают для применения их в неглубоких скважинах
при небольших нагрузках.
Для составления колонны насосных штанг строго определенной длины
применяют штанги укороченной длины. Свинчивание и развинчивание НКТ во время
СПО выполняют с помощью автоматов АПР-2ВБ с приводом от электродвигателя,
АПР-ГП с гидроприводом, механическим ключом КМУ-32 и КМУ-50 грузоподъемностью
32 и 50 т. КМУ-ГП с гидроприводом. При ремонте скважин с УЭЦН широкое
применение получили ключи КМУ. Для свинчивания и развинчивания насосных штанг
используют штанговые ключи АШК-Г и АШК-Т. Как было указано выше, резьбовое
соединение смазывают графитовой смазкой, для приготовления которой рекомендуют
следующие рецепты (по массе): первый: графит-50-60 %; технический жир-5%;
каустическая сода -1,5%; машинное масло 33,5-43,5%. Второй: графит 30%; солидол
24%; машинное масло 35%; канифоль 2%.
В качестве смазки резьбовых соединений НКТ применяют и готовые
консистентные смазки Р-2 или Р-402.
1.4 Оборудование и инструмент, применяемые при
спускоподъемных операциях
1.4.1 Оборудование, применяемое при проведении
спускоподъемных операций
Для выполнения подземных ремонтов скважин применяют различные
комплексы оборудования и инструментов в сочетании с технологическими
установкам. Оборудование это можно поставлять отдельными комплектами или
узлами.
К основному оборудованию, при помощи которого проводят СПО,
относят подъемные лебедки и установки, монтируемые на самоходных транспортных
базах (гусеничные или колесные). Подъемные установки в отличие от лебедок
оснащены вышкой с талевой системой и ключами для свинчивания и развинчивания
НКТ и насосных штанг. При выполнении капитальных ремонтов подъемные установки
комплектуют насосным блоком, ротором, вертлюгом, циркуляционной системой и
другим оборудованием.
Наиболее широко применяют тракторный подъемник ЛПТ-8 и установки
подъемные типов АзИНмаш-37А, УПТ-50, А-50М, АПР60/80,
УПА-60,УПА-60А(60ģ80),УПА-100 и другие.
При работе с подъемниками скважины должны иметь вышку или мачту с
кронблоком, талевой системой с эксплуатационным крюком и оттяжным роликом.
Агрегат А-50М. Взамен агрегата А-50У выпускают
модернизированный агрегат А-50М с повышенными надежностью и грузоподъемностью.
Агрегат A-50M также предназначен для освоения и ремонта нефтяных, газовых
и нагнетательных скважин с проведением спускоподъемных операций с
насоснокомпрессорными и бурильными трубами, промывки песчаных пробок, глушения
скважин, циркуляции промывочного раствора при бурении, фрезеровании и
разбуривании цементных стаканов для проведения ловильных и других работ по
ликвидации аварий в скважинах. Все механизмы агрегата, кроме промывочного
насоса, смонтированы на шасси КрАЗ-250 с подогревателем ПЖД-44-П. Промывочный
насос 9МГр смонтирован на двухосном прицепе.
В качестве привода навесного оборудования
используется ходовой двигатель в агрегате А-50У шасси КрАЗ-257, а в А-50М шасси
КрАЗ-250. Мощность от двигателя отбирается через коробку отбора мощности 23,
установленную на раздаточной коробке автомобиля. Карданный вал 21 коробки
отбора мощности соединен с раздаточным редуктором 20, смонтированным на раме
22.
От раздаточного редуктора мощность отбирается при
помощи клиновых ремней на компрессорную установку 4, питающую пневмоуправление
16 сжатым воздухом, а также на силовую передачу 29 через карданные валы 27 и
28. Через силовую передачу мощность передается на промывочный насос 26 при
помощи карданного вала. Цепной передачей 30 в кожухе 32 осуществляется привод
лебедки 6 и через промежуточный вал 33 привод бурового ротора. Переключение
коробки отбора мощности на промежуточный вал выполняется рычагами управления
зубчатыми муфтами 19.
В рабочем положении мачта 14 одной стороной
опирается на лебедку, другой через домкрат 18 — на грунт. Установку мачты из
транспортного положения в вертикальное — рабочее и обратно проводят посредством
домкратов 7, цилиндры которых защищены кожухом. Кронблок мачты и талевый блок
10 оснащены талевым канатом 9. На мачте размещены подвеска ключей 11 и подвеска
бурового рукава 12, который соединяется с насосом при помощи манифольда 25. При
необходимости к талевому блоку можно подвесить вертлюг 13 с квадратной штангой
15. Нагрузка на крюке определяется при помощи индикатора веса 8,
устанавливаемого на «мертвом» конце талевого каната. В транспортном положении
мачта опирается на переднюю опору 1, размещенную на переднем буфере, где также
находится балка для крепления силовых оттяжек 24, и на среднюю опору 2, на
которой установлена вспомогательная электролебедка 3. Гидросистема 5
обеспечивает питание гидрораскрепителя 31 и гидроротора 17.
В состав установки входит также
электрооборудование 34, узел управления и освещения шасси 36, установка
запасного колеса и площадки оператора 35.
Рис.1 Агрегат А-50М
Рис. 2 Агрегат А-50М. Вид сверху
1 -передняя опора; 2 -средняя опора; 3
-электролебедка; 4-компрессорная установка; 5-гидросистема; 6-лебедка;
7-домкрат; 8-индикатор веса; 9-талевый канат; 10-талевый блок; 11-подвеска
ключей; 12-подвеска бурового рукава; 13-вертлюг; 14-мачта; 15-домкратная
штанга; 16-пневмоуправленне; 17-гидроротор; 18-домкрат; 19-зубчатая муфта;
20-редуктор; 21-карданный вал; 22-рама; 23-коробка отбора мощности; 24-силовые
оттяжка; 25-маннфольд; 26-промывочный насос; 27, 28-карданные валы; 29-силовая
передача; 30-цепная передача; 31-гидрораскрепитель; 32-кожух; 33-промежуточный
вал; 34-электрооборудование; 35-площадка оператора; 36-узел управления и освещения
шасси;
Страницы: 1, 2, 3
|