Самостоятельная работа №6.

Тема: «Способы удаления песчаных пробок с забоя»

Цель работы: Изучить способы удаления песчаных пробок с забоя.

Поршневые желонки (рис. IV.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 пе­сок 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 ша 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. IV.10) 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 уменьшению степени ее наполнения и скорости опорож­нения. В процессе очистки песчаной пробки желонкой следует соблю­дать следующие правила: 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. При подъеме не допускать затаскивания желонки под кронблок. Для этого на тартальном канате выше желонки на 100 м навязывают метку. При подходе метки к барабану лебедки маши­нист уменьшает скорость подъема и сосредоточивает внимание на устье скважины, ожидая появления желонки. 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. После посадки желонки на максимально возможной скорости спуска на песчаную пробку она должна без промедления подни­маться на поверхность. При чистке песчаных пробок запрещается опорожнять желон­ку непосредственно на пол рабочей площадки. В случае соскакивания тартального каната с оттяжного ро­лика или кронблочного шкива следует прекратить спускоподъемные 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. 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. 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. 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, у устья скважины размещают: насосы, ре­зервуары с промывочной жидкостью другое оборудование, необ­ходимое для промывки по одному из способов Способы промывки: пря­мая, обратная, комбинированная непрерывная. Расположение оборудования у устья скважины, эксплуатирую­щейся ШСН, может быть сле­дующим (рис. IV.11): подъемник устанавливают, как обычно при спускоподъемных операциях,— по одной оси с мостками, промы­вочный агрегат — напротив станка-качалки, не более чем в 10 м от устья скважины так, чтобы его кабина не была обращена к устью. 3) позади агрегата может быть расположена емкость для про­мывочной жидкости или автоцистерна.

1 - мостки-стеллажи; 2 - рабочая площадка; 3 - устье скважины; 4 - балансирный станок-качалка; 5 — подъемная лебедка (агрегат подземного ремонта); 6 — площадка для агрегата; 7 — компрессор; 8 — вентиль регулировочный; 9 — установка насосная; 10— аэратор; 11 — вентиль; 12, 13 — емкость Промывочная жидкость, поступающая из скважины, может непосредственно направляться в промысловую канализацию либо в специальную емкость, располагаемую рядом с устьем. Промывочную жидкость выбирают исходя из индивидуальных особенностей скважины: безводные нефтяные скважины целесооб­разно промывать только чистой нефтью, поскольку применение воды приводит к осложнениям при последующей эксплуатации; скважины с повышенным пластовым давлением промывают раст­вором или соленой водой, плотность которых исключает выбросы или фонтанирование. В процессе промывки скважин необходимо следить за удельным весом промывочной жидкости и в случае его уменьшения, например аэрации — сменить жидкость. скважины, не склонные к выбросам или фонтанированию, промывают техни­ческой или пластовой водой. скважины с низким пластовым дав­лением, склонные к поглощению, целесообразно промывать аэри­рованной жидкостью. В качестве промывочных труб используют НКТ, тип и диаметр которых выбирают в зависимости от конструкции скважины. Если промывочные трубы спускают ниже башмака первого ряда труб, то целесообразно использовать муф­ты с увеличенной фаской, что позволяет избежать ударов о баш­мак при подъеме колонны. Для повышения эффективности процесса разрушения пробки на башмак промывочной колонны навинчивают наконечники, име­ющие вид торцевой фрезы или накосо срезанного патрубка.

Прямую промывку осуществляют подачей промывочной жидко­сти к пробке через спущенную в скважину колонну промывочных труб. При этом материалы, составляющие размываемую пробку, выносятся на поверхность по кольцевому пространству между эк­сплуатационной колонной и колонной промывочных труб. Колонну труб привинчивают к вертлюгу (рис. IV. 12, а), кото­рый, в свою очередь, подвешивают на крюк талевой системы. Верт­люг соединяют гибким шлангом со стояком, к которому от насоса подводится промывочная жидкость. Прямая промывка наиболее эффективна при удалении крепких пробок.

Недостаток - обеспечение зна­чительного расхода промывочной жидкости, так как подъем жид­кости происходит по кольцевому пространству, площадь попереч­ного сечения которого велика, а следовательно, скорость подъема жидкости незначительна. Для эффективного удаления песка необ­ходимо, чтобы скорость подъема жидкости превышала скорость падения частиц песка в жидкости.

Последовательность операций при прямой промывке следующая: Подготовительные работы: у устья скважины устанавли­вают агрегат подземного ремонта (или оснащают стационарную эксплуатационную вышку талевой системой), монтируют стояк, устанавливают промывочный агрегат, технологические емкости, оборудуют устье скважины головкой, соединяют трубопроводами все узлы и агрегаты. Спускают колонну промывочных труб таким обра­зом, чтобы насадка, установленная в их нижней части, находилась не выше 10 м от начала пробки. Соединяют колонну труб с вертлюгом и включают насос промывочного агрегата. После соз­дания циркуляции промывочной жидкости, т. е. появления потока жидкости из трубопровода, соединенного с кольцевым пространст­вом между эксплуатационной и колонной промывочных труб, начи­нают с помощью подъемника опускать в скважину колонну про­мывочных труб. Спуск проводят на минимальной скорости, следя за тем, чтобы колонна промывочных труб не встала на пробку, и одновременно следят за показаниями манометра, установленного на нагнетательной линии промывочного насоса.

Рис. IV.12. Схема оборудования скважины при промывке: а — прямой; б — ускоренной; в — обратной; г — комбинированной; 1- колонна промывоч­ных труб; 2— эксплуатационная колонна; 3— крестовина; 4- задвижка; 5- фланец; 6 - предохранительная задвижка; 7 - промывочный шланг; 8 - муфта; 9 - вертлюг; 10,11, 12, 13, 14 - краны; 15 - промывочная головка; 16 - вкладыш, 17 - крышка; 18 - муф­та; 19, 20, 21 - краны; 22 - промывочная головка; 23 - манжетное уплотнение; 24 - гибкий шланг; 25 - пробка; 26, 27, 28 - краны Основная задача бригады подземного ремонта при промывке пробки — обеспечение такой скорости погружения колонны про­мывочных труб, чтобы, с одной стороны, быстро удалить пробку, а с другой — не допустить засорения наконечника промывочной колонны. Признак засорения наконечника — резкое повышение давления на выкиде промывочного насоса. При этом необходимо, не оста­навливая насоса, т. е. не прекращая циркуляции промывочной жидкости, приподнять колонну промывочных труб на 0,5—1 м и удерживать ее на этой высоте до тех пор, пока не восстановится нормальное давление. Если наконечник забит настолько плотно, что его не удается промыть потоком жидкости, подаваемой насосным агрегатом, цир­куляцию прекращают, отсоединяют вертлюг от колонны промы­вочных труб и поднимают ее на поверхность, где и прочищают насадку. Затем спускают в скважину колонну промывочных труб, соединяют ее с вертлюгом и продолжают промывку. При нормальном ходе размыва пробки промывку ведут до тех пор, пока вертлюг не опустится в нижнее положение. После этого промывку скважины продолжают до тех пор, пока весь песок, на­ходящийся во взвешенном состоянии в кольцевом пространстве между НКТ и промывочными трубами, не будет вынесен на по­верхность. В противном. случае в период остановки промывочного насоса этот песок осядет вниз, что может привести к прихвату ко­лонны промывочных труб. Продолжительность полного удаления песка определяют исхо­дя из расчета или же контролируя степень загрязненности промы­вочной жидкости, вытекающей из скважины. После промывки насос останавливают или, управляя задвижка­ми, направляют поток из нагнетательного патрубка в амбар, пос­ле чего поднимают промывочные трубы из скважины на высоту промывочного колена, подставляют под муфту элеватор, отвинчи­вают колено и либо отводят его в шурф, либо укладывают на мо­стки. В результате крюк талевой системы освобождается, на него накидывают штропы элеватора и, подняв с мостков очередную тру­бу, подводят ее к устью скважины. После свинчивания трубы с колонной промывочных труб освобождают элеватор, на который она опиралась, и опускают колонну на длину трубы до тех пор, пока элеватор не сядет на тройник. С крюка снимают штропы элеватора, крюк оттягивают к верт­люгу и набрасывают на него серьгу вертлюга. После подъема вертлюга с промывочным коленом его соединяют с колонной про­мывочных труб, приподнимают колонну и освобождают элеватор. Далее включают насос или открывают соответствующие задвиж­ки в линии, восстанавливают циркуляцию и продолжают промыв­ку. Аналогичным образом, постепенно промывая и наращивая про­мывочную колонну, продолжают промывку пробки на всей ее дли­не.

В тех случаях, когда ожидается выброс или фонтанирование скважины, в схему обвязки вводят предохранительную задвижку 6 со специальным фланцем 5, устанавливаемыми ниже вертлюга. Открытое фонтанирование исключают посадкой фланца 5 на фланец крестовика фонтанной арматуры 3 и скреплением их бол­тами, после чего скважину можно глушить подачей жидкости че­рез промывочные трубы или кольцевое пространство, а также од­новременно через оба канала. В первом случае открывают предохранительную задвижку и задвижку 12, задвижки 4, 10, 11 закрыты; во втором случае пре­дохранительная задвижка 6 и задвижки 11, 12 закрыты, а зад­вижки 13, 10, 4 открыты; в третьем — задвижка 11 закрыта, а ос­тальные открыты.

Описанную технологию применяют для промывки однорядных подъемников. Промывку пробок в двухрядных подъемниках ведут следующим образом. Устье скважины оборудуют по схеме (рис. IV.12, б). Промывку внутреннего ряда подъемных труб ведут так же, как и промывку однорядного подъемника, с той лишь разницей, что после вскрытия башмака внутреннего ряда продолжают промыв­ку до башмака труб наружного ряда.

После этого, оперируя задвижками, пытаются установить цир­куляцию жидкости из промывочных труб по кольцевому простран­ству между трубами первого и второго рядов. Если это удается, то промывку ведут до полного прекращения выхода песка, после чего промывку ведут до полного прекращения выхода песка, пос­ле чего промывочные трубы опускают до фильтра и промывают эксплуатационную колонну.

Когда промывают скважины, на которых могут происходить выбросы или фонтанирование, схема обвязки должна включать в себя предохранительную задвижку, устанавливаемую ниже верт­люга и специального фланца, размеры которого соответствуют фланцу тройника или крестовика фонтанной арматуры. Если в процессе промывки начинается проявление скважины, открытое фонтанирование можно предупредить, закрыв задвижку, опустив колонну промывочных труб и соединив фланец с фонтанной арма­турой. Аналогичным образом оборудуется устье скважины при про­мывке двухрядного подъемника.

При прямой и комбинированной промывках в ряде случаев ра­ботают без промывочного стояка. Тогда промывочный шланг сое­диняют с трубопроводами на уровне пола рабочей площадки. Длят того чтобы при спуске вертлюга в нижнее положение промывочный шланг не ложился на пол и не загромождал рабочее место у устья- скважины, используют приспособление для подвески шланга средней его части за пояс вышки.

Вывод: Изучили способы удаления песчаных пробок с забоя.