Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Тема: «Выбор установки для подземного ремонта скважин»Стр 1 из 5Следующая ⇒
ВВЕДЕНИЕ Все, что мы делаем на скважине, влияет на ее продуктивность. Любые наши действия (или бездействия) ведут к изменению дебита. При огромной трудоемкости и материалоемкости скважина является очень хрупкой. Скважинам очень легко нанести ущерб и потребуются большие затраты для его исправления или ликвидации. Какие меры нужно предпринять, чтобы заставить скважину работать с наибольшей отдачей? Что нужно сделать, чтобы не причинить ей ущерб? Комплекс работ по ремонту скважины можно условно разделить на следующие категории: · Ремонт как средство повышения производительности скважины, это работы по интенсификации добычи нефти – обработки ПЗП, гидроразрыв пласта, углубленная перфорация, зарезки боковых стволов. Несомненно, в ряд ремонтных работ по увеличению производительности скважины входят скважино-операции по повышению нефтеотдачи пласта (ПНП). Другим средством увеличения производительности является ограничение роста обнодненности продукции скважины, которое включает в себя различные методы – селективные и неселективные методы изоляции пластовых вод и др.; · Ремонт как средство восстановления работоспособности скважины, это работы связанные с восстановлением целостности и герметичности обсадных колонн, восстановление целостности цементного кольца, ограничение притока вод и межпластовых перетоков, устранение проблем с заканчиванием; · Ремонт как средство восстановления работоспособности скважинного оборудования, это работы по смене насосов, перевод на другой способ добычи нефти, очистки ствола скважины от песчаных, гидратных пробок; · Ловильные работы, это работы по извлечению из скважины аварийного оборудования, труб и других предметов. Все эти процессы, несмотря на их существенные различия по технологиям, производятся в рамках общих операций, которые проходят при выполнении всех этих видов работ, это: · Подготовительные работы, включающие переезд ремонтной бригады, глушение скважины, расстановку и монтаж оборудования, в том числе противовыбросового; · Спускоподъемные операции; · Работы, связанные с промывкой; · Работы, связанные с установкой пакеров; · Ремонтно-изоляционные работы; · Исследовательские работы; · Заключительные работы, включающие освоение после ремонта, демонтаж оборудования, очистка прискважинной территории, сдача скважины в эксплуатацию. Проведение перечисленных выше операций требуют специальных агрегатов, оборудования и инструмента. Практическая работа №1 Тема: «Выбор установки для подземного ремонта скважин» Краткая характеристика работы Выбор необходимого наземного оборудования и инструмента для ремонта скважин производят исходя из категории и разновидности предстоящего подземного ремонта. Для ремонта скважин используют подъемные лебедки, монтируемые на самоходной транспортной базе – автомобиле или тракторе. Лебедка может монтироваться совместно с вышкой, талевой системой и другим оборудованием. В этом случае оборудование в целом называют подъемной установкой, а при более полной комплектации (насосом, ротором, вертлюгом и др.) – комплексом подъемного оборудования. Если на тракторе монтируют только лебедку, такой механизм называют подъемником. В самоходных установках и подъемниках для привода лебедки и других вспомогательных механизмов, как правило, используют двигатель самой транспортной базы. Передача вращения осуществляется от механизма отбора мощности, через трансмиссию и коробку скоростей на барабан лебедки, при вращении которого наматывается или разматывается канат. Выбор установки, комплекса оборудования и инструмента зависит от глубины ремонтируемой скважины, характера и степени сложности работ. Основным критерием для выбора вышки и оборудования является их грузоподъемность.
Цель работы Целью работы является ознакомление с конструкциями ремонтных агрегатов, изучение методики расчета и выбор агрегата, оборудования и талевой оснастки по результатам расчетов.
Задание 1. Произвести расчет грузоподъемности и выбрать подъемник (подъемную установку, комплекс подъемного оборудования) для ремонта скважины. Исходные данные по вариантам изложены в табл. 1.1 и 1.2. 2. Определим максимальную, вертикальную нагрузку, действующую на вышку. 3. Произвести расчет талевой оснастки, выбрать схему и талевый канат. 4. Выбрать оснастку талевой системы, изобразить схему талевой системы. 5. Определить допустимую глубину спуска колонны НКТ с учетом выбранной оснастки. Из табл. 1.1 берутся данные по последней цифре зачетной книжки, а из табл. 1.2 – по предпоследней цифре зачетной книжки.
Таблица 1.1 Варианты задания
Таблица 1.2 Варианты задания
Пример: – для студента, имеющего шифр зачетной книжки 2Б870/20 Номер варианта – 20 Условия таблицы 1.1
Условия таблицы 1.2
Часть I
Выбор подъемной установки
В процессе ремонтных работ на вышку (мачту) действуют вертикальные и горизонтальные нагрузки. Выбор вышки производят по вертикальным нагрузкам, для чего определяют максимальное значение, которое может испытывать вышка в процессе ремонта скважины. Методика расчёта 1. Определить максимальную, вертикальную нагрузку, действующую на вышку, по формуле
(1.1)
где Pкр – максимальная нагрузка, действующая на крюк, кН; Рхк, Рнк – натяжение соответственно ходового и неподвижного концов талевого каната, кН; Ртс – вес талевой системы, кН.
2. Определить вес колонны насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину (1.2)
где qнкт – вес 1 м гладкой насосно-компрессорной трубы, Н (приложения, табл. 1.3); L – длинна колонны, м; qм – вес муфтового соединения НКТ, Н; l – средняя длинна трубы, м. При выполнении расчетов веса колонны НКТ вес труб и муфт необходимо перевести в Н, т.к. в таблице 1.3 приложений он дан в килограммах.
3. Определить статическую нагрузку, действующую на крюк, с учетом облегчения веса труб в буровом растворе
(1.3) где К – коэффициент, учитывающий затяжки и прихват колонны (К = 1, 25…1, 30); Gк – вес колонны, кН; ρ бр , ρ м – плотность соответственно бурового раствора и материала труб, кг/м3. Исходя из максимальной нагрузки на крюке, для производства ремонтных работ в данной скважине в первом приближении выбираем подъемный агрегат оборудованный вышкой–мачтой грузоподъемностью соответствующей расчетной максимальной нагрузке (приводится техническая характеристика установки). В соответствии с выбранной установкой подбираем комплект оборудования талевой системы (приводятся технические характеристики выбранного оборудования).
4. Рассчитать вес талевой системы
(1.4)
где qкб – вес кронблока КБЭР; qтб – вес талевого блока; qкр – вес крюка.
5. Число рабочих струн оснастки талевой системы определяем по формуле (1.5)
где РIтк – наибольшее тяговое усилие на набегающем конце талевого каната на I скорости (берётся характеристики выбранной установки); η тс – к. п. д. талевой системы. К. п. д. талевой системы зависит от числа шкивов, кронблока и талевого блока.
Согласно расчету принимаем оснастку в соответствии с оснасткой выбранной установки. Количество струн принимаем равным в соответствии с талевой оснасткой выбранной установки (при оснастке 2х3 – n = 4; при оснастке 3х4 – n = 6 и т.д.).
6. Определить допустимую глубину спуска колонны НКТ с учетом выбранной оснастки
(1.6) где β – коэффициент, учитывающий трение в подшипниках шкивов и каната о шкивы (равен 1, 03–1, 04, принимаем 1, 03); PIтк – максимальное натяжения каната, Н (берется из характеристики выбранной установки); n – число струн талевой оснастки (число струн талевой оснастки без ходового и неподвижного концов, рис. 1.1); q´ – вес 1 м НКТ с учетом веса муфт, Н
q´ = Gкр / L, (1.7) где L длина колонны НКТ, м; Gкр –вес колонны насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину, рассчитанный по формуле (1.2).
По результатам расчёта и выбранной оснастке необходимо сделать вывод, можно ли проводить работы в скважине с насосно-компрессорными трубами, которые заданы (по условию задания) на проектную глубину.
7. Определить натяжение ходового и неподвижного концов, а также натяжение рабочих струн талевого каната. При подъеме колонны труб наибольшее натяжение возникает в ходовом конце талевого каната, наименьшее – в неподвижном. Схема распределения усилий в струнах талевого каната приведена на рис. 1.1.
8. При подъеме колонны натяжение ходового конца талевого каната определяют по формуле
(1.8)
где Роб – вес поднимаемого оборудования (например, якоря и отсекателя Роб = 8, 0 кН).
9. Определить натяжение неподвижного конца талевого каната по формуле (1.9)
10. Подставляя полученные цифровые значения в формулу (1.1), получим:
Принимаем Рmax (округляя до целого числа) и делаем заключение (соответствует или нет выбранная предварительно установка заданным условиям). Пример решения Задание 1. Выбрать оборудование, вышку и оснастку талевой системы для производства работ в скважине, осваиваемой методом вызова фонтанного притока при следующих данных: · проектная глубина скважины – 2850 м; · диаметр эксплуатационной колонны, в которых будут производиться работы – 146 мм; · интервал продуктивного горизонта – 2607–2630 м; · диаметр НКТ 73 мм; толщина стенки – 5, 5 мм; · длина спускаемой колонны НКТ – 2600 м; · плотность бурового раствора – 1260 кг/м3. Решение 1. Определим максимальную, вертикальную нагрузку, действующую на вышку, по формуле 1.1
где Pкр – максимальная нагрузка, действующая на крюк, кН; Рхк, Рнк – натяжение соответственно ходового и неподвижного концов талевого каната, кН; Ртс – вес талевой системы, кН.
2. Определим вес колонны насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину по формуле 1.2
где qнкт – вес 1 м гладкой насосно-компрессорной трубы, Н (приложения, табл. 3); L – длинна колонны, м; qм – вес муфтового соединения НКТ, Н; l – средняя длина трубы, м.
При выполнении расчетов вес труб и муфт необходимо перевести в Н, т.к. в таблице 3 приложений он дан в килограммах. Вес одного метра НКТ 73 при толщине стенки равной 5, 5 мм равен 9, 2 кг, тогда qнкт в Ньютонах будет равен qнкт = 9, 2 х 9, 81 = 90, 252 Н, qм – вес муфтового соединения НКТ 2, 5 кг, будет равен в Ньютонах qм = 2, 5 х 9, 81 = 24, 525 Н, тогда
3. Определим статическую нагрузку, действующую на крюк, с учетом облегчения веса труб в буровом растворе
где К – коэффициент, учитывающий затяжки и прихват колонны (К = 1, 25–30); Gк – вес колонны, кН; ρ бр , ρ м – плотность соответственно бурового раствора и материала труб, кг/м3. Тогда, приняв К = 1, 3 определим статическую нагрузку, действующую на крюк
Исходя из максимальной нагрузки на крюке, которая составляет 264, 8 кН, для производства ремонтных работ в данной скважине в первом приближении выбираем подъемный агрегат типа А-50М, смонтированный на автомобиле КрА3–257 и оборудованной вышкой–мачтой грузоподъемностью 65 т. Техническая характеристика подъемника приведена в табл. 4 приложений, а оборудование для талевой системы – в табл. 5, 6, 7, 8.
4. Вес талевой системы будет равен
где qкб – вес кронблока КБЭР-50 (равен 7, 64 кН); qтб – вес талевого блока БГЭ-50 (равен 5, 17 кН); qкр – вес крюка КрЭ-50 (равен 2, 69 кН) = 7, 64 + 5, 17 + 2, 69 = 15, 5 кН.
5. Число рабочих струн оснастки талевой системы определим по формуле
где РIтк – наибольшее тяговое усилие на набегающем конце талевого каната на I скорости, для подъемника А–50М РIтк = 100 кН (см. табл. 4); η тс – к. п. д. талевой системы, равный 0, 85. К. п. д. талевой системы зависит от числа шкивов, кронблока и талевого блока.
n = 242, 63/100·0, 85=2, 854
Согласно расчету и выбранному агрегату принимаем оснастку 3× 4 с креплением неподвижного конца талевого каната диаметром 25 мм к серьге в основании вышки (число рабочих струн – n = 6).
6. Определим допустимую глубину спуска колонны НКТ с учетом выбранной оснастки где β – коэффициент, учитывающий трение в подшипниках шкивов и каната о шкивы (равен 1, 03 – 1, 04, принимаем 1, 03); PImax – наибольшее тяговое усилие на набегающем конце талевого каната на I скорости; n – количество рабочих струн талевой оснастки; q´ – вес 1 м НКТ с учетом веса муфт, Н
q´ = Gкр / L, где L длина колонны НКТ, м; Gкр – вес колонны насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину, рассчитанный по формуле (2)
7. Вес колонны насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину q´ = Gкр / L = 242, 63 / 2600 = 0, 093319 кН = 93, 319 Н
Таким образом, при выбранной нами оснастке 3× 4 можно проводить работы в скважине с насосно-компрессорными трубами диаметром 73 мм до глубины 5805, 21 м, что более чем в двое превышает проектную глубину скважины, составляющую 2850 метров.
8. Определим натяжение ходового и неподвижного концов, а также натяжение рабочих струн талевого каната. Схема распределения усилий в струнах талевого каната приведена на рис. 1. При подъеме колонны натяжение ходового конца талевого каната определяем по формуле
где Роб – вес поднимаемого оборудования (якоря и отсекателя Роб = 8, 0 кН).
9. Определим натяжение неподвижного конца талевого каната по формуле
Подставляя полученные цифровые значения в формулу (1.1), получим:
Принимаем Рmax = 343 кН.
Рис. 1.1. Схема распределения усилий в струнах талевого каната
Агрегат А–50М (рис. 1.2) предназначен для освоения и ремонта нефтяных, газовых и нагнетательных скважин с проведением спускоподъемных операций с насосно-компрессорными и бурильными трубами, промывки песчаных пробок, глушения скважин, циркуляции промывочного раствора при бурении, фрезеровании и разбуривания 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 насосного оборудования используется ходовой двигатель в агрегате А-50У шасси КрАЗ-257, а в А-50М шасси КрАЗ-250.
Рис. 1.2. Агрегат А-50М: 1 – компрессор; 2 – трасмиссия; 3 – гидродомкрат подъема; 4 – талевая система; 5 – двухбарабанная лебедка; 6 – вышка; 7 – система управления; 8 – ротор
На основании проведенного расчета, предварительно выбранный, агрегат А-50М с вышкой-мачтой телескопической конструкции, номинальная грузоподъемная сила которой равна 650 кН (приложения, табл. 4) имеет более чем двукратный запас. Следовательно, необходимо выбрать для производства работ другой агрегат, например АзИНмаш–37А, АПРС-32 или АПРС-40, грузоподъёмность которых составляет соответственно 32 и 40 тонн.
Часть II
Запасовка каната
Бухту каната устанавливают на металлическую ось приспособления, расположенного справа от передней грани вышки-мачты. Соединяют конец талевого каната с концом пенькового вспомогательного каната, длиной около 50 м. Затем раскрепляют узел крепления неподвижного конца каната и пропускают через него пеньковый канат. После этого пеньковый канат последовательно пропускают через шкивы 4 кронблока и III талевого блока, 1 кронблока и I талевого блока, затем 3 – II – 2 – ПК, как показано на рис. 1.3. По мере запасовки пенькового каната по указанной схеме за ним движется закрепленный талевый канат последовательно по указанным шкивам блоков. Когда конец талевого каната со шкива 2 достигнет пола рабочей площадки отсоединяют пеньковый канат, а конец ведущей струны талевого каната укрепляют в зажимном приспособлении реборды барабана лебедки и наматывают на барабан восемь витков. Одновременно неподвижный конец талевого каната зажимается в узле крепления, при этом талевый блок должен висеть над гидроротором, слегка касаясь стола ротора крюком. После закрепления каната в узле крепления тарируют датчик и индикатор веса инструмента.
Рис. 1.3. Схема крестовой оснастки 3× 4: а – заводской барабан; б – защитная труба; в – механизм крепления неподвижной струны каната; г – барабан лебедки; 1-4 – шкивы кронблока; I-III – шкивы талевого блока Приложения Приложение 1 Вышек и мачт
Таблица 2
Приложение 2 УПРБ-125 на базе БАЗ
Установка подъёмная для ремонта и бурения скважин УПРБ-125 предназначена для: – бурения ротором и забойными двигателями скважин глубиной 2700 м (при массе колонны 24 кг/м); – капитальных ремонтов, освоения и восстановления нефтяных и газовых скважин, глубиной до 5400 м. (НКТ I4 кг/м).
Рис. 1. Установка подъемная для ремонта и бурения скважин УПРБ-125 на базе БАЗ
Технические характеристики
Полуприцепа
Установка подъемная передвижная УПР-100 предназначена для бурения ротором и забойными двигателями скважин глубиной 2500 м (при массе колонны 24 кг/м), капитальных ремонтов, освоения и восстановления нефтяных и газовых скважин, глубиной до 5000 м. (НКТ 14кг/м) и обеспечивает: – переезд от скважины к скважине; – монтаж и демонтаж на скважине; – спускоподъемные операции с насосно-компрессорными и бурильными трубами, устанавливаемыми вертикально свечами и насосными штангами; – ловильные и другие виды работ, ликвидация скважин; – разбуривание песчаных пробок, цементных стаканов; – фрезерование металлических предметов; – освоение скважин после бурения и т. д.; – зарезки вторых стволов и бурения скважин. Климатическое исполнение «У», категория размещения 1 по ГОСТ 15150 при температуре окружающего воздуха от минус 40º С до плюс 40º С. Установка предназначена для внутренних поставок и на экспорт, для применения в умеренном и холодном макроклиматических районах по ГОСТ 16350. Установка соответствует Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности ПБ 08-624-03 для агрегатов грузоподъёмностью свыше 40 тс.
Рис. 2. Установка подъемная передвижная УПР-100 на шасси БАЗ, полуприцепа Технические характеристики
Технические характеристики
* – по требованию заказчика агрегат исполняется на шасси а/м КамАЗ 6560, КрАЗ 7140 ** – по требованию заказчика комплектуется силовой площадкой высотой до 5, 5 м.
Дополнительное оборудование по заказу. Возможна комплектация силовым вертлюгом PS85 (производство «Logan Oil Tools» Inc. USA, авторизованный дистрибьютор в России ООО " Нефтепромсервис" ).
ВВЕДЕНИЕ Все, что мы делаем на скважине, влияет на ее продуктивность. Любые наши действия (или бездействия) ведут к изменению дебита. При огромной трудоемкости и материалоемкости скважина является очень хрупкой. Скважинам очень легко нанести ущерб и потребуются большие затраты для его исправления или ликвидации. Какие меры нужно предпринять, чтобы заставить скважину работать с наибольшей отдачей? Что нужно сделать, чтобы не причинить ей ущерб? Комплекс работ по ремонту скважины можно условно разделить на следующие категории: · Ремонт как средство повышения производительности скважины, это работы по интенсификации добычи нефти – обработки ПЗП, гидроразрыв пласта, углубленная перфорация, зарезки боковых стволов. Несомненно, в ряд ремонтных работ по увеличению производительности скважины входят скважино-операции по повышению нефтеотдачи пласта (ПНП). Другим средством увеличения производительности является ограничение роста обнодненности продукции скважины, которое включает в себя различные методы – селективные и неселективные методы изоляции пластовых вод и др.; · Ремонт как средство восстановления работоспособности скважины, это работы связанные с восстановлением целостности и герметичности обсадных колонн, восстановление целостности цементного кольца, ограничение притока вод и межпластовых перетоков, устранение проблем с заканчиванием; · Ремонт как средство восстановления работоспособности скважинного оборудования, это работы по смене насосов, перевод на другой способ добычи нефти, очистки ствола скважины от песчаных, гидратных пробок; · Ловильные работы, это работы по извлечению из скважины аварийного оборудования, труб и других предметов. Все эти процессы, несмотря на их существенные различия по технологиям, производятся в рамках общих операций, которые проходят при выполнении всех этих видов работ, это: · Подготовительные работы, включающие переезд ремонтной бригады, глушение скважины, расстановку и монтаж оборудования, в том числе противовыбросового; · Спускоподъемные операции; · Работы, связанные с промывкой; · Работы, связанные с установкой пакеров; · Ремонтно-изоляционные работы; · Исследовательские работы; · Заключительные работы, включающие освоение после ремонта, демонтаж оборудования, очистка прискважинной территории, сдача скважины в эксплуатацию. Проведение перечисленных выше операций требуют специальных агрегатов, оборудования и инструмента. Практическая работа №1 Тема: «Выбор установки для подземного ремонта скважин» Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-24; Просмотров: 1496; Нарушение авторского права страницы