Оборудование для эксплуатации
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
И ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН
Справочное пособие к практическим занятиям
по дисциплине «Техника и технология бурения
нефтяных и газовых скважин»
Уфа 2017
Приведены обзор конструкций применяемых агрегатов для подземного ремонта скважин, в частности ОАО «Красный пролетарий» и их технические характеристики
Составители:
Рецензент
Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2017
СОДЕРЖАНИЕ
| 1Основные понятия о подземном ремонте скважин | |
| 2 Подъемные агрегаты, применяемые при подземном ремонте скважин 2.1 Лебедка 2.2 Подъемный агрегат. Основные механизмы подъемных агрегатов 2.3 Монтаж и демонтаж подъемного агрегата | |
| 3 Конструкции и основные характеристики отечественных подъемных агрегатов 3.1 ОАО «КРАСНЫЙ ПРОЛЕТАРИЙ» г. Стерлитамак (с дискеты) 3.2 ОАО «АзИНМАШ» г. Баку 3.3 ОАО «Машиностроительный завод» г. Санкт-Петербург 3.4 Ишимбайский завод нефтепромыслового оборудования 3.5 Кунгурский машиностроительный завод (агрегат А60/80) 3.6 Агрегаты для работы с колонной гибких труб (КГТ) | |
| 4 Приложение ГОСТ Р 52203-2004 ГОСТ 31825-2012 ГОСТ 632-80 | |
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПОДЗЕМНОМ РЕМОНТЕ СКВАЖИН
Подземным ремонтам скважин (ПРС) принято называть комплекс работ, связанных с операциями по воздействию на оборудование, находящееся в скважине, скважину или прилежащие к ней участки пластов. ПРС подразделяют на текущий и капитальный [1].
Выделяют два вида подземного ремонтов: текущий и капитальный, которые различаются по объему и видам операций.
Текущий подземный ремонт (ТРС) - комплекс работ по исправлению или изменению режима работы внутрискважинного и устьевого оборудования, по поддержанию скважины в работоспособном состоянии. Объектом воздействия при проведении ТРС является оборудование, находящееся в скважине. К нему, в частности, относятся и работы по устранению нарушений в работе или замене этого оборудования.
Капитальный ремонт скважины (КРС) - комплекс работ по восстановлению ее работоспособности и устранению дефектов в конструкции скважины. Объектом воздействия при проведении КРС является эксплуатационная и обсадные колонны, заколонное пространство, призабойная зона, а также прилегающие к скважине участки пластов. К КРС принято также относить такие работы по воздействию на пласт с целью его очистки и изменения фильтрационных свойств, как; промывка призабойной зоны, ее прогрев, кислотная обработка и гидравлический разрыв пласта.
Скважино- операцией ремонтных работ по повышению нефтеотдачи пластов является комплекс работ в скважине по введению в пласт агентов, инициирующих протекание в недрах пласта физических, химических или биохимических процессов, направленных на повышение коэффициента конечного нефтевытеснения на данном участке залежи.
В зависимости от причин, вызывающих необходимость проведения текущего ремонта, его подразделяют:
- на предупредительный (или профилактический) - ремонт, который проводится в соответствии с графиком; его основная цель - поддержание режима эксплуатации скважины на заданном уровне;
- вынужденный (или восстанови тельный) - ремонт, вызванный непредвиденными изменениями режима или вообще прекращением эксплуатации скважины, например, в результате отказа в работе насосного оборудования;
- технологические работы, выполняемые при введении в эксплуатацию новых скважин после бурения или капитального ремонта, а также при необходимости изменения режима их работы (изменение глубины спуска насосного оборудования, замена насосного оборудования на другой типоразмер и т.п.).
Наиболее трудоемкими при выполнении ремонтов являются спуск и подъем колонны различных труб (НКТ. бурильных труб, насосных штанг), скважинного оборудования, а также выполнение бурения и аварийных работ. Для этих целей применяют агрегаты для ремонта скважин, которые в большинстве случаев представляют собой подъемные установки.
Текущий ремонт обеспечивает замену или ревизию подземного и устьевого оборудования скважин с помощью подъемного агрегата.
Капитальный ремонт предусматривает реализацию комплекса геолого-технических мероприятий, направленных на повышение нефтеотдачи пласта и устранение аварий подземного оборудования, произошедших в процессе эксплуатации скважин.
Виды работ, относящиеся к текущему и капитальному ремонтам скважины перечислены в Правилах ведения ремонтных работ в скважинах [2].
Литература
1 Буровые комплексы/под общ.ред. К.П. Порожского.- Екатеринбург: Издательство УГГУ, 2013.- 768 с.:ил. С.25
2 РД 153-39-023-97 Правила ведения ремонтных работ в скважинах . Дата введения 1997-11-01.
3 Справочник по добыче нефти/ В.В. Андреев,К.Р. Уразаков, В.У. Далимов и др.; Под ред. К.Р. Уразакова.- 2001 г., с.376.
4 Справочник по добыче нефти/ К.Р. Уразаков, С.Е. Здольник, М.М. Нагуманов и др.; Под ред. К.Р. Уразакова. - СПб: ООО «Недра», 2012 г. - с.672.
Лебедка
Лебедка (подъемная лебедка), обычно устанавливается на тракторе, автомобиле или отдельной раме. Приводом лебедки является тяговый двигатель трактора, автомобиля или от самостоятельного двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя.
Подъемная лебедка предназначена для работы в сочетании со стационарными вышками, установленными над устьем скважины (рисунок 2) . На верху вышки монтируется кронблок 12, оснащенный талевым канатом с талевым блоком 10. На талевом блоке 10 подвешивается крюк 9, на котором с помощью штропов 8 и элеватора 3 крепится колонна НКТ 6 или штанг. Стальной талевый канат 2 от лебедки трактора- подъемника 1 пропускается через оттяжной ролик 5, расположенный в низу вышки 11, через ролики кронблока 12 и талевого блока 10 и обратно в том же порядке. Неподвижный конец каната прикрепляется у основания вышки, а подвижный – к барабану лебедки. Оттяжной ролик 5 предупреждает опрокидывание вышки при подъеме или спуске колонны труб.
Рисунок 1 – Размещение оборудования при подземном ремонте скважин
1 –тракторный подъемник с лебедкой; 2 – канат; 3 – упор для трактора; 4 – мостки; 5- оттяжной ролик; 6 – труба; 7 – элеватор; 8 – штропы; 9 – крюк; 10 – талевый блок; 11 – стационарная вышка; 12 - кронблок
Рисунок 2 – Подъемник ЛПТ-8:
1 – трактор; 2 – лебедка; 3 – коробка передач; 4 – редуктор привода катушки;
5 – катушка лебедки; 6 – трансмиссия; 7 – кабина машиниста; 8 – компрессор;
9 – пневмосистема; 10 – топливный бак; 11 - упоры
Подъемный агрегат
В настоящее время большее распространение получили агрегаты для подземного ремонта скважин, на которых смонтированы вышка (мачта), механизм для ее подъема и опускания и все необходимое оборудование для проведения спуско - подъемных работ (рисуноки 3,4).
Основные механизмы агрегата для подземного ремонта скважин:
- транспортная база (шасси автомобиля, тип и мощность двигателя),
- лебедка основная и вспомогательная (тип и привод лебедки, номинальное тяговое усилие, диаметр каната, тип тормоза, управление тормозом),
- вышка (тип, грузоподъемность, высота),
- талевая система (оснастка, грузоподъемность, канат). Основными механизмами талевой системы является кронблок, талевый блок, талевый канат .
- механизм подъема вышки,
- буровой ротор,
- насосный блок,
- другие механизмы и инструменты, необходимые для ремонта.
Различия между агрегатами для текущего и капитального ремонтов скважин условные, в одних случаях агрегат может использоваться для текущего ремонта, а в других – для капитального. Считается, что агрегат для капитального ремонта должен позволять проводить буровые работы т.е. в его состав должен входить насосный блок, блок очистки и подготовки бурового раствора, передвижные мостки с рабочей площадкой, и иметь большую грузоподъемность.
Рисунок 3 – Общий вид агрегата в транспортном и рабочем положении
Рисунок 4 – Агрегат А-50У:
1-передняя опора; 2 – промежуточная опора; 3 – компрессор; 4 - трансмиссия;
5 - промежуточный вал; 6 – гидроцилиндр подъема вышки; 7 - ограничитель подъема
крюкоблока; 8 - талевая система; 9 - лебедка; 10 – вышка; 11 – пульт управления;
12 – опорные домкраты; 13 - ротор
ПОДЪЕМНЫХ АГРЕГАТОВ
Лебедка
Тип…………………………………………………………………….однобарабанная.
номинальное тяговое усилие
(на втором ряде намотки каната), кН(кГс) ............................................... 105 (10500)
тормоз .................................................................................... ленточный, колодочный
управление тормозом ................... ножное пневматическое и ручноемеханическое
муфта включения барабана.......................................... однодисковая, фрикционная,
пневматическая с плавающими кладышами
скорость перемещения крюка, м/с
наибольшая ............................................................................................................ 1,326
наименьшая ............................................................................................................ 0,224
Коробка передач............................................................... КП01.00.000
четыре передачи прямого хода и
две обратного
Вышка .......... моноблочная “А”-образная
высота от фундамента до оси кронблока, м ............................................................ 17
кронблок ............................................................................ одноосный трехшкивный.
подъем в рабочее положение ........................................ гидравлическим домкратом
Талевая система ……………………………………………………четырехструнная
оснастка ..................................................................................................................... 2х3
крюкоблок ...................................... одноосный двухшкивный с трехрогим крюком
Управление установкой ………………………………………электропневматическое
с поста управления
в кабине оператора
Установкой вышки…………………………………….электропневмогидравлическое
с выносного пульта
Электрооборудование
напряжение, В............................................................................................................. 24
питание рабочее ..................................................... от генератора трактора через его
................................................................................... аккумуляторную батарею
уровень взрывозащиты............................................ класс взрывоопасной зоны В-Iг.
Категория взрывоопасной смеси II В,…………….группа взрывоопасной смеси Т3
Отопление кабины машиниста ................................ штатным отопителем трактора
Уровень звука на рабочем месте машиниста при работе, ДБА (не более)........... 80
Максимальная скорость передвижения установки, км/час ..................................... 5
Габаритные размеры в транспортном положении,
мм (не более)
длина .................................................................................................................... 15 800
ширина.................................................................................................................... 2 460
высота ..................................................................................................................... 3 980
Масса установки полная, кг ................................................................. 25 000(26 650)
Удельное давление на грунт, МПа......................................................................... 0,09
Показатели надежности:
полный установленный срок службы 7 лет.
5 Установка подъемная для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин УПА-60 (А50М1-02)
Лебедка
Тип ……………………………………………...однобарабанная с цепным приводом,
двухленточным тормозом
и пневматической муфтой
включения барабана
Скорость подъема, м/с
Наименьшая …………………………………………………………………..0,191 = 5%
Наибольшая…………………………………………………………................1,444 - 5%
Число скоростей лебедки……………………………………………………………….4
Мачта
Тип………………………………………………………телескопическая, наклонная
с отбойным щитом 2,2±0,4
Длина свечи поднимаемой колонны труб, м, не более………………………………16
Оснастка
Диаметр талевого каната ГОСТ 16853-88, мм ……………………………………….25
Ротор с гидроприводом
Нагрузка статическая на стол Ротора, кН (тс), не более
Частота вращения, с-1 (об/мин), с двумя с одним
не более насосами насосом
1-й режим 0,372 (22,3) 0,372 (22,3)
2-й режим 0,75 (45) 0,75 (4,5)
3-й режим 1,185 (70)
Проходное отверстие стола ротора, мм……………………………………………...142
Давление гидросистемы,
МПа (кгс/см2), не более………………………………………………………….10(100)
Раскрепитель резьбовых соединений труб……………………………гидравлический
Усилие на штоке при давлении 6 МПа (60 кгс/см2), кН (тс)………………50 (5) ±5%
Длина хода штока, мм ………………………………………………………800±20
Вал привода бурового ротора
Частота вращения, с' (об/мин),
не более
I скорость……………………………………………………………………………..3,78
IIскорость…………………………………………………………………………...7,46
Лебедка вспомогательная
Тип……………………………………………………………………….Т-224 В (ТЛ-9а)
ТУ 22-5637-83 (ТУ 22-5892 84)
Нагрузка на крюке
максимальная, кН……………………………………………………………………...2,5
Скорость подъема, м/с……………………………………………………………….0,25
Транспортные данные
Габаритные размеры подъемной
установки в транспортном положении, мм, не более
длина………………………………………………………………………………...14000
ширина………………………………………………………………………………..2900
высот………………………………………………………………………………….4300
Габаритные размеры насосной
установки, мм
длина………………………………………………………………………………….6200
ширина………………………………………………………………………………..2230
высота………………………………………………………………………………...2500
Масса подъемной установки в транспортном положении, кг…………………...24000
Масса насосной установки в транспортном положении, кг………………………4620
Масса установки в сборе с принадлежностями и запчастями,кг, не более…….34340
Ресурс до капитального ремонта, ч………………………………………………...6000
БЛОК УЛБ-01
НАЗНАЧЕНИЕ БЛОКА
Блок УЛБ-01 предназначен для выполнения гидродинамических исследований скважин приборами с местной регистрацией и проведения ремонтных работ с помощью инструмента, спускаемого на проволоке.
Климатическое исполнение "У", категория размещения I по ГОСТ 15150-69. Блок пригоден для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах I2 по ГОСТ 16350-80.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
2.1. Монтажная база Рама сварной конструкции с легкосъемным тентом
2.2. Установленная мощность
электродвигателя, кВт 7,5
2.3. Номинальная частота вращения
электродвигателя, об/мин (с-1) 1500 (25)
2.4. Глубина обслуживания, м, (не более)
при диаметре проволоки 1,8 мм 3000
2,2 мм 2200
2.5. Скорость подъема проволоки (на среднем
диаметре намотки барабана), м/с
на I скорости 0,05...0,3
на II скорости 0,3...2
2.6. Номинальное тяговое усилие (на среднем
диаметре намотки барабана), кГ (кН) 200 (2)
2.7. Лебедка Однобарабанная со съемным бараба-
ном, с автоматическим и ручным спус- ком и подъемом проволоки
2.7.1. Укладка проволоки Автоматическая
2.8. Привод лебедки Электрогидравлический и ручной
2.9. Тип гидромотора Нерегулируемый аксиально-плунжерный
ВМИЖ.063144.005
2.10. Тип насоса Регулируемый аксиально-плунжерный НПА-33Р
2.10.1. Давление номинальное, МПа 20
2.10.2. Давление управления, МПа 2,5
2.10.3. Управление насосом гидравлическое, с пульта управления
2.11. Габаритные размеры, мм, (не более)
длина х ширина х высота 1610 х 1610 х 1710
2.12. Полная масса, кГ 900
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ
3.1. Блок УЛБ-01 с 4-мя рым-болтами М22Х1.5,
установленными на стойках каркаса................................................................................. 1
3.2. Тент УЛБ-01.08.00.000 ........................................................................................................ 1
3.3. Комплект ЗИП (по НТД к комплектующим изделиям)................................................... 1
3.4. Паспорт УЛБ-01.00.00.000 ПС........................................................................................... 1
9 Передвижная насосная установка ПНУ-2
ОАО «АзИНМАШ» г. Баку
Техника азербайджанского производства, сейчас практически не выпускается, но еще вырабатывает свой ресурс и встречается на промыслах.
Подъемный агрегат АзИНМАШ-37А (рисунок …) [3, с.10] предназначен для проведения спуско-подъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки при текущем ремонте скважин (глубиной до 2900 м). Агрегат представляет самоходную подъемную установку, смонтированную на шасси автомобиля КрАЗ-255Б высокой проходимости. Состоит из следующих основных узлов: механизма отбора мощности, коробки перемены передач, однобарабанной лебедки, вышки с задней и передней опорами, талевой системы и механизмов управления, расположенных в кабине машиниста. Вышка сварная, решетчатой конструкции, телескопическая, двухсекционная.
Агрегат укомплектован автоматом АПР-2ВБ и автоматическим штанговым
ключом АШК-Г. Кроме того, в нем предусмотрены: ограничитель подъема крю-
коблока, системы звуковой и световой сигнализаций установки вышки, конт -рольно-измерительные приборы работы двигателя и пневмосистемы, а также другие системы блокировки, обеспечивающие безопасность проведения работ при установке агрегата у устья скважины и спуско-подъемных операциях.
Агрегат АзИНМАШ-43А предназначен для проведения спуско-подъ -емных операций с укладкой труб и штанг на мостки при текущем ремонте скважин (глубиной до 2900 м) в болотистых районах и в районах с сильно пересеченным рельефом местности.
Агрегат - тракторная модификация автомобильного агрегата АзИНМАШ-37А; большинство его механизмов унифицированы с последним. В связи с монтажом агрегата на болотоходном гидрофицированном тракторе Т-100МЗ БГС в конструкцию был внесен ряд изменений.
Основные узлы агрегата: механизм отбора мощности и коробка перемены передач, размещенные в одном корпусе, который установлен непосредственно на задней стенке трактора; однобарабанная лебедка, отличающаяся от лебедки АзИНМАШ-37А приводом и привязкой к трактору; механизмы управления, расположенные в кабине тракториста.
Конструктивные особенности лебедки, вышки, талевой системы не отличаются от особенностей аналогичных узлов агрегата АзИНМАШ-37А.
Агрегат укомплектован автоматом АПР-2ВБ.
Агрегат Бакинец -3М предназначен для проведения спуско-подъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки при ремонтах на скважине.
Агрегат смонтирован на гусечном тракторе Т-100МЗ, принципиальная схема его аналогична схеме агрегата АзИНМАШ-43А.
Состоит из следующих основных узлов: коробки отбора мощности и передач,
Вышки с талевой системой, лебедки, системы управления, размещенной в кабине тракториста, и ряда вспомогательных механизмов. Он оснащен системой освещения рабочего места у устья скважины, вышки, а также по траектории движения крюкоблока.
Рисунок – Агрегат АзИНМАШ-37А:
1-передняя опора; 2 – трансмиссия с коробкой передач; 3 – кабина оператора; 4 – лебедка; 5 – гидроцилиндр подъема вышки; 6 – задняя опора; 7 – талевая система; 8 - вышка
Таблица – Техническая характеристика подъемных установок (агрегатов)[3,с.13]
| Показатели | АзИНМАШ-37А | АзИНМАШ-43А | Бакинец-3М | А-50У |
| Номинальная грузоподъемность, кН (тс) | 320 (32) | 280 (28) | 370 (37) | 500 (50) |
| Привод от автомобиля | Автомобиль КрАЗ-255Б | Трактор Т-100М3БГС | Трактор Т-100М3 | Автомобиль КрАЗ-257 |
| Мощность двигателя, кВт (1,36 л.с.) | 176,5 (240) | 79,4 (108) | 79,4 (108) | 176,5 (240) |
| Лебедка | ||||
| Емкость барабана (при навивке каната диаметром 15 мм), м | - | |||
| Тормозные шкивы | ||||
| число | ||||
| диаметр, мм | ||||
| Тормозные ленты | ||||
| число | ||||
| ширина, мм | ||||
| Вышка | ||||
| высота от земли до оси кронблока, м | 18,0 | 18,0 | 17,4 | 22,4 |
| наибольшая длина поднимаемой трубы, м | 12,5 | 12,5 | 12,0 | 16,0 |
| Оснастка | 2×3 | 2×3 | 3×4 | 3×4 |
| Диаметр талевого каната, мм | 22,5 | 22,5 | 18,5 | 25,0 |
| Дополнительное оборудование | ||||
| Ротор | ||||
| диаметр проходного отверстия, мм | - | - | - | |
| нагрузка на стол, кН (тс) | - | - | - | 500 (50) |
| Насосный блок | ||||
| тип насоса | 9МГр | |||
| наибольшее давление, кгс/см2 | ||||
| максимальная подача, м3 /с (л/с) | 9,95 *10-3 (9,95) | |||
| Габаритные размеры (в трансп. положении), мм длина ширина высота | ||||
| Масса, кг | ||||
Подъемник АзИНМАШ-43П,предназначен для проведения спуско-подъемных операций при ремонте скважин, оборудованных стационарными вышками или мачтами. Создан на базе гусеничного болотоходного трактора Т-100МЗБКС или обычного трактора Т-100МЗ. Тяговое усилие на канате, равное 75 кН, обеспечивает при оснастке 2x3 подъем или спуск НКТ48х4,0 и НКТ114х7,0 соответственно до 6400 и 1500 м. При оснастке 3x4 и 4x5 подъем НКТ114x7,0 составляет соответственно 2200 и 2800 м.
Основными узлами подъемника являются трансмиссия, лебедка, пневматическая система и система управления. Трансмиссия состоит из четырехскоростной реверсивной коробки передач, приемный вал которой соединен с валом вывода мощности трактора. Лебедка однобарабанная с бочкой диаметром 420 мм. Лебедка полностью унифицирована с лебедкой агрегата АзИНМАШ-43А. Пневмосистема обеспечивает управление фрикционной муфтой включения барабана, усиление тормоза, переключение скоростей в коробке передач и управление сцеплением двигателя и, кроме того, питается от компрессора с приводом от шкива вентилятора двигателя. Механизмом управляют из кабины трактора.
Лебедка подъемная ЛПТ-8 для ремонта скважин глубиной для 2500 м, оснащенных стационарными вышками и мачтами. Создана на базе трактора Т- 130.1Г с тяговым усилием 84 кН.
Лебедка подъемная ЛПР-10Э используется для спуска и подъема НКТ и бурильных труб, а также для привода ротора в процессе ремонта скважин со стационарных вышек на морских промыслах. Привод лебедки - от двух электродвигателей (общей мощностью 150 кВт) через редуктор с помощью шинно-пневматических муфт ШПМ-300х100, карданную передачу, четырехскоростную коробку передач, коническую и цилиндрическую зубчатые передачи.
Лебедка ЛП-11Э используется для ремонта и освоения скважин глубиной до 3500 м. Мощность привода 320 кВт, грузоподъемность на крюке 104 т (на первой скорости и при оснастке 5x6).
Для капитального ремонта используется самоходная установка УПТ1-50 грузоподъемностью 50 т на базе трактора Т-130.1Г-1. Для этих же целей применяется агрегат А-50У на базе автомобиля КрАЗ. Агрегат АР32/40 т.к. может проводить буровые работы.
Таблица – Техническая характеристика подъемников [3,с.17]
| Показатели | АзИНМАШ-43П | ЛПТ-8 | ЛПР-10Э |
| Наибольшее тяговое усилие на набегающем конце каната, кН (тс) | 75 (7,5) | 85 (8,5) | 100 (10,0) |
| Диапазон скоростей набегающего конца каната, м/с | 0,9-4,0 | 1,12-5,36 | 1,5-7,2 |
| Привод лебедки от двигателя | Т-100МЗ | Ι-130 | Два электро-двигателя |
| Мощность привода, кВт (л.с.) | 79,4 (108) | 117,6 (160) | 150 (204) |
| Емкость барабана лебедки (при навивке каната диаметром 15 мм), м | |||
| Число тормозных шкивов | |||
| Диаметр тормозного шкива, мм | |||
| Тормозные ленты: Число ширина, мм | |||
| Фрикционный материал | Медноасбестовая пленка | Ретинакс | Ретинакс |
| Габаритные размеры, мм: длина ширина высота | |||
| Масса, кг | |||
И подъемников
Приложение
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ