Противовыбросовое оборудование

Оборудование противовыбросовое предназначено для герметиза­ции устья бурящихся нефтяных и газовых скважин с целью предуп­реждения открытых выбросов и воздействия на скважину при про­явлениях во время структурно-поискового бурения и капитального ремонта скважин.

При помощи этого оборудования можно быстро и надежно герме­тизировать устье скважины при наличии и отсутствии в ней колон­ны труб; осуществить расхаживание и проворачивание колонны труб при герметизированном устье для предотвращения прихвата; создатьциркуляцию раствора с противодавлением на пласт, закачать раствор в пласт буровыми насосами или насосными агрегатами и осуществить срочную разрядку скважины.

При капитальном ремонте скважин для большого числа скважин достаточно иметь на ус­тье один превентор с ручным управлением, который позволяет обес­печить безопасное проведение ремонтных работ.

Малогабаритный превентор ППР-180х21 (рис. 5.31) состоит из корпуса 2, крышек 4 с размещенными в них плашками 3, механизма ручного управления и узла уплотнения. Механизм ручного управле­ния и узел уплотнения, шпинделя включают крышку 5, имеющую окна для обеспечения доступа к нажимной втулке 6, ходовую втулку 8, связанную резьбовым соединением со шпинделем 9. Крышки 4 превентора крепят винтами 1 с наружным шестигранником.

При вращении втулки с помощью закрепленного на ней штурвала 10 создается крутящий момент, в результате чего шпиндель и соеди­ненная с ним плашка приходят в возвратно-поступательное движение.

В крышке 12 установлены подшипники 11, уменьшающие усилие, необходимое для управления превенторов. Кроме того, в ней предус­мотрен винт 7, предотвращающий самоотвинчивание крышки.

Уплотнитель плашки состоит из уплотнителя трубы и уплотнителя корпуса, что обеспечивает легкую и быструю смену уплотнительных элементов, а также замену только изношенной части уплотнителя.

Перекрытие проходного отверстия превентора осуществляется вращением штурвала по часовой стрелке, открытие - вращением штурвала против часовой стрелки.

Отличительная особенность превентора - оперативное устране­ние утечек в случае их появления в узле уплотнения шпинделя. Для этого необходимо в отверстие нажимной втулки вставить круглый стержень диаметром 15 мм и повернуть ее на 1/2...1 оборот по часо­вой стрелке.

 

Рисунок 5.31 - Малогабаритный превентор ППР-180х21

 

Превентор универсальный позволяет герметизировать лю­бую часть бурильной колонны, проводить расхаживание, прово­рачивание (на гладкой части тру­бы), протаскивание замковых и муфтовых соединений при гер­метизированном устье, а также перекрывать скважину в случае отсутствия в ней колонны труб (рис.5.32).

Основные детали превентора - корпус 4, крышка 1, уплотнитель 3, плунжер 6, втулка 8, манжеты 5, 7, 9 и уплотнение 2 крышки.

Корпус и крышка представляют собой стальные литые или кова­ные детали, соединенные при помощи прямоугольной резьбы.

На боковой поверхности корпуса предусмотрены отверстия для подвода жидкости от установки гидравлического управления и ушки для подъема превентора и крепления его на устье скважины.

Уплотнитель - массивное резиновое кольцо, армированное метал­лическими вставками, придающими уплотнителю жесткость и пре­дохраняющими от вытекания резины в процессе эксплуатации.

Плунжер ступенчатой формы с центральным конусным отверсти­ем, в котором установлен уплотнитель.

Плунжер, корпус и крышка образуют в превенторе две гидравли­ческие камеры, изолированные манжетами. Эти камеры через отвер­стия в корпусе соединены с установкой гидравлического управления. Нижняя (запорная) камера а предназначена для закрытия превенто­ра, а верхняя (распорная) б - для его открытия.

При нагнетании масла под давлением в запорную камеру плун­жер движется вверх, обжимает уплотнитель, резиновое кольцо и вставки, которые перемещаются при этом к центру скважины и гер­метизируют любую часть колонны, оказавшуюся в зоне уплотните­ля, или перекрывают скважину при отсутствии в ней колонны труб.

При нагнетании масла в распорную камеру закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз, вытесняя жид­кость из запорной камеры в сливную линию установки гидравличес­кого управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.

Для работы в зимнее время превентор оснащен камерой обогрева 10.

Превенторы плашечные ПП - 180x35 обеспечивают возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье (в преде­лах замкового или муфтового соединения), подвешивание колонны на плашки и удержание колонны плашками от выброса под действи­ем скважинного давления (рис.6.34).

Основные детали и узлы превентора - корпус, крышки корпуса с гидроцилиндрами и плашки.

Корпус превентора - стальная отливка коробчатого сечения с вер­тикальным проходным отверстием круглого сечения и сквозной пря­моугольной горизонтальной полостью, в которой расположены плашки. Прямоугольная полость корпуса с обеих сторон закрыта откид­ными крышками, шарнирно подвешенными на корпусе и уплотнен­ными резиновыми прокладками.

Рисунок 5.32 – Превентор универсальный ПУ-1-180х35К: 1 – крышка; 2 – уплотнение крышки; 3 – уплотнитель; 4 – корпус; 5, 7, 9 – манжеты; 6 – плунжкр; 8 – втулка; 10 – камера обогрева

Плашки перемещаются при помощи поршня гидравлического цилиндра, шток которого связан с корпусом. Через коллектор, пово­ротное ниппельное соединение и трубопровод масло из системы гид­роуправления под давлением поступает в гидравлические цилиндры. Трубные плашки закрывают превентор при наличии в скважине колонны труб различных диаметров; глухие плашки перекрывают скважину при отсутствии в ней колонны труб.

Для фиксации плашек в закрытом положении применяют ручной кар­данный привод, индивидуальный для каждой плашки. Этим же приво­дом при необходимости можно закрыть плашки превентора.

 

Рисунок5.33 -  Превентор плашечный гидравлический:

 1 - корпус; 2 - резиновые прокладки; 3 - винты; 4 - откидные крышки; 5 - гидравлический цилиндр; 6 - поршень; 7 - щиток; 8 — коллектор; 9 – трубопровод;

10 - резиновые уплотнения; 11 - сменные вкладыши

 

Открыть плашки, закрытые ручным приводом, можно толь­ко при помощи гидроуправле­ния. Полость плашек при работе в зимнее время (при температу­ре окружающей среды ниже 0°С) обогревается паром, который по­дается в паропроводы, встроен­ные в корпус превентора.

Ловильный инструмент

Основные работы при ликвидации аварий в скважинах - ловильные, фрезерные и вспомогательные (подготовительные). В соответ­ствии с этим инструменты и устройства подразделяют на захватные, режущие и вспомогательные.

Ловители изготавливают с резьбой левого направления и применяют их с центрирующим приспособлением (воронкой).Спускают ловители в сква­жину на колонне левых буриль­ных труб.

Штанголовители типа ШК (рис.5.34) предназначены для из­влечения оставшейся в скважине колонны насосных штанг и устье­вых штоков.

Штанголовители выпускают в двух исполнениях:

- исполнение 1 - для захвата за тело, муфту или головку насос­ной штанги (рис. 5.34,а);

Рисунок 5.34 – Штанголовитель ШК

- исполнение 2- для захвата за муфту или головку насосной штанги (рис.5.34, б).

Штанголовитель состоит из переводника 1, нижнего 6 и вер­хнего 2 корпусов, соединенныхмежду собой резьбой, нижней 7 и верхней 3 пружин, направляю­щего винта. 8, цанги 9, вилки 4, плашек 5 и воронки 10.

На внутренней конической поверхности верхнего корпусапредусмотрена вилка с плашками для ловли штанг за тело. Плашки, перемещающиеся внутри корпуса на перьях вилки, удерживаются в крайнем нижнем положении с помощью верхней пружины.

В стенке нижнего корпуса имеются три сквозных паза 12 для вы­хода перьев цанги и байонетный паз 11 для перемещения направляю­щего винта.

Цанга, вставленная в нижний корпус, предназначена для захвата штанг за муф­ту или головку.

Направляющий винт, соединенный с цангой, перемещается в сквозном байонетном пазу. Когда головка направляюще­го винта находится в крайней верхней точ­ке байонетного паза, цанга поворачивает­ся вокруг своей оси на 60°, а нижние тор­цы перьев располагаются против внутрен­них выступов корпуса. При этом перемещение ловителя вниз прекращается.

При подъеме ловителя цанга подхва­тывает штангу под муфту или головку и, не вращаясь, движется вниз до упора в бурт нижнего корпуса. При этом голов­ка направляющего винта из крайней вер­хней точки перемещается в вертикаль­ный участок байонетного паза и удержи­вает цангу от вращения.

Штанголовители спускают в лифто­вые насосно-компрессорные трубы на ко­лонне насосных штанг.

Ловитель комбинированный ЛКШТ -136 применяют для ловли и извлечения насосно-компрессорных и насосных штанг.

Рисунок 5.35 - Ловитель ЛКШТ-136

Ловитель (рис. 5.35) состоит из трех захватных ярусов: нижнего - для захвата насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм и пучка насосных штанг; среднего-для захвата насосно-компрессорных труб диаметром 48 и 60 мм и насосных штанг за муфту; верхнего - для захвата насос­ных штанг за тело.

В состав каждого яруса входит корпус. Верхний 5, средний б и нижний 12 корпуса соединены между собой резьбой; средний и нижний корпуса соединены при помощи переводника - 10.

В верхнем корпусе расположены две откидные плашки 2 с гребенчатой насеч­кой, которые укреплены в пазах кронш­тейна 4 на оси 3. Плашки могут повора­чиваться в верхнее (раскрытое) положе­ние и возвращаться в исходное.

К верхнему корпусу прикреплен пе­реводник 1 для соединения с колонной бурильных труб, а к нижнему специаль­ная воронка 15 для направления ловимых
штанг и труб внутрь ловителя.

В среднем и нижнем корпусах на внутренней поверхности предусмотрены наклонные пазы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», смещенные относительно друг друга на 120°. В пазах расположено по три плашки 9 и 14. В захватной части плашек имеются острые гребенчатые пазы, а с наружной сторо­ны - конусные выступы с профилем сечения типа «ласточкин хвост», которые входят в соответствующие пазы корпусов.

Сверху на торцах плашек установлены стаканы 7 и 13, служащие направлениями для пружин 8 и 11.

Труболовки предназначены для извлечения целиком путем расхаживания или по частям путем отвинчивания оставшихся в скважине в результате аварии насосно-компрессорных или обсадных труб.

По характеру захвата и принципу действия труболовки подразде­ляются на внутренние неосвобождающиеся ТВ, внутренние освобож­дающиеся ТВМ, наружные неосвобождающиеся ТНЗ и наружные освобождающиеся ТНО.

 

Рисунок5.36– Труболовка внутренняя

 

Все труболовки изготовляют с резьбами правого и левого направ­ления. Труболовки с правыми резьбами применяют при извлечении колонны захваченных труб целиком, а с левыми резьбами- для отвинчивания и извлечения труб по частям.

Труболовки внутренние неосвобождающиеся ТВ (рис. 5.36), раз­работанные в шести типоразмерах, являются ловильным инструмен­том плашечного типа и состоят из механизма захвата, который изго­тавливают в двух исполнениях: одноплашечном для труб диаметром 48...60 мм и шестиплашечном для труб диаметром 73...114 мм (рис. 5.36, а, б). Труболовка с шестиплашечным механизмом (рис. 5.36, б) состоит из стержня с шестью наклонными плоскостями, расположен­ными в два яруса и смещенными относительно друг друга на 60°. В средней части каждой плоскости расположены продольные высту­пы с профилем сечения в виде «ласточкин хвост».

По этим выступам в вертикальном направлении вместе с плашко-держателем перемещаются плашки 3, имеющие на наружной поверх­ности насечку. Перемещение плашек ограничивается в верхнем по­ложении упором в заплечик стержня, а в нижнем - упором в торец наконечника б.

В одноплашечной труболовке функцию противоположной плаш­ки выполняет гребенчатая насечка на стержне труболовки, а роль плашкодержателя - поводок, ввинчиваемый в верхний торец плаш­ки и удерживающий плашку после освобождения.

В скважине с небольшим зазором между эксплуатационной колон­ной и колонной ловильных труб применяют труболовку без центриру­ющих приспособлений (рис. 5.36 в,г).

Конструкция труболовки позволяет освобождаться на устье сква­жины от захваченных труб.

Метчики МЭУ и МЭС представляют собой ловильный инстру­мент врезного неосвобождающегося типа и предназначены для из­влечения оставшейся в скважине колонны труб, оканчивающейся вверху муфтой или высаженной частью трубы.

Захват происходит ввинчиванием во внутреннюю поверхность тела аварийной трубы или муфты, при этом метчики универсальные МЭУ врезаются ввинчиванием в тело трубы, метчики специальные -ввинчиванием в резьбу муфты (рис.5.37).

Корпус метчика выполнен в виде усеченного конца, верхний ко­нец которого имеет внутреннюю замковую резьбу для свинчивания с ловильной колонной, а нижний - ловильную. Вдоль всего корпуса ловильной резьбы предусмотрены канавки для выхода стружки при врезании в аварийный объект. Для улучшения условий врезания пе­редние грани продольных канавок метчика на режущей части выпол­нены под углом 3°. Резьба метчика подвергается цементации с после­дующей закалкой и отпуском.

 

Рисунок 5.37 – Универсальный (а) и специальный (б) метчики

 

Колокола КС и К Представляют собой ловильный инструмент врезного типа. Предназначены для захвата и извлечения оставшейся в скважине колонны труб. Захват происходит путем врезания навинчиванием на их наружную повер­хность. По назначению колокола подразделяются на сквозные типа КС и несквозные типа К (рис. 5.38).

Особенность сквозных коло­колов в отличие от несквозных в том, что они обеспечивают воз­можность пропуска сквозь корпус колокола сломанного или безмуфтового конца ловимой трубы с пос­ледующим захватом ее нарезани­ем резьбы на наружной поверхно­сти замка или муфты. Колокола обоих типов изготавливаются с резьбой под воронку.

Колокола изготавливаются правые - с правыми ловильными и присоединительными резьбами и канавками и левые - с левыми присоединительными резьбами и канавками.

Колокол правый применяется для извлечения колонны правых труб целиком и левых по частям (отвинчиванием), колокол левый - для извлечения колонны левых труб целиком и правых по частям.

Рисунок5.38– Несквозной (а) и сквозной (б) ловильные колокола

 

Скважинные фрезеры типов ФЗ и ФЗС предназначены для фрезерования металлических предметов в обсаженных и необсаженных скважинах с целью очистки скважин по всему сечению ствола.

Верхний конец цилиндрического корпуса фрезера имеет резьбу для свинчивания с колонной бурильных труб, а нижний армирован ком­позиционным твердосплавным материалом. В армированном слое пре­дусмотрены промывочные каналы, по которым промывочно-охлаждающая жидкость поступает непосредственно в зону резания (рис.5.39).

 

Рисунок 5.39 – Фрезеры типов ФЗ (а) и ФЗС (б)

 

Фрезер-ловитель магнитный ФМ предназначен для фрезерова­ния и извлечения, находящихся на забое скважины мелких металли­ческих предметов с ферромагнитными свойствами.

Рисунок 5.40 – Магнитный фрезер-ловитель типа ФМ

Фрезер (рис. 5.40) состоит из переводника, корпуса и магнитной системы. Нижняя часть корпуса изготовлена в виде фрезерной ко­ронки. Магнитная система представляет собой набор постоянных маг­нитов, которые размещены в металлическом стакане, служащем магнитопроводом.

Замковая резьба на верхнем конце переводника обеспечивает при­соединение фрезера-ловителя к колонне бурильных труб.

Поток промывочной жидкости направляется по периферии маг­нитной системы.

 

Печать универсальная предназначена для определения по полученному на алю­миниевой оболочке отпечатку положения и вида верхнего конца объекта, оставлен­ного в скважине вследствие аварии, а также состояния эксплуатационной ко­лонны. К основным узлам печати (рис. 5.41) относятся корпус с деталями для по­лучения оттиска предмета и зажимное ус­тройство.

К утолщенной нижней части корпуса четырьмя винтами прикреплен резиновый стакан. На стакан надета алюминиевая оболочка, «перья» которой загнуты на кольцевой заплечик корпуса. На средней цилиндрической части корпуса установ­лен направляющий винт и нарезана трапе­цеидальная резьба. По винту и резьбе дви­жется зажимное устройство, при помощи которого зажимаются «перья» алюминие­вой оболочки.

Зажимное устройство состоит из на­жимной втулки и гайки. На верхнюю часть корпуса навинчен переводник с замковой резьбой для присоединения к колонне бу­рильных труб, на которых печать спускается в скважину. При необходимости спуск проводится с промывкой. Печать устанавливается в скважине на верхний конец объекта, при этом нагрузка на нее не должна превышать 20 кН.

Рисунок 5.41– Печать универсальная типа ПУ2

Нешарнирные удочки У01-168, УК1-168, УООШ-168 и УОП1-168 предназначены для ловли и извлечения из скважин тартальных кана­тов диаметром 19 мм и менее, а также каротажных кабелей диаметра­ми не более 22 мм.

Удочки (рис. 5.42) представляют собой стержни 3 круглого сече­ния с приваренными крючками 4 специальной формы. На верхнем кон­це стержня нарезана резьба левого направления для ввинчивания пе­реводной муфты 1, имеющей резьбу замка бурильных 89-мм труб для ввинчивания удочки к последним. На нижний конец переводной муф­ты навинчивается воронка 2, служащая направлением и одновременно ограничителем входа стержня в клубок спутанного каната или кабеля.

Каждая из указанных удочек имеет свои отличительные особен­ности, связанные со специфичными условиями ловли.

Однорогая удочка УО1-168 снабжена четырьмя крючками, рас­положенными на едином стержне с разных его сторон и на различной высоте.

Однорогая удочка УОШ-168 снабжена двумя крючками, распо­ложенными диаметрально противоположно. Внутри стержня имеет­ся сквозное отверстие для прохождения промывочной жидкости.

Однорогая односторонняя удочка УООП1-168 снабжена двумя крючками, расположенными с одной стороны стержня на разной вы­соте. Эта удочка имеет сквозное отверстие в стержне для циркуля­ции промывочной жидкости.

Шарнирная удочка УШ1-168 (рис. 5.42,3) представляет собой цельнокованый стержень 3 круглого сечения, на верхнем утолщен­ном конце которого нарезана резьба для ввинчивания в переводник 1. На верхнем конце этого переводника нарезана замковая резьба бу­рильных труб для присоединения удочки к колонне бурильных труб, а на нижний его конец навинчена воронка 2.

В теле стержня на различном расстоянии друг от друга сделаны прорези, в которые вставлены шарнирные крючки 7, соединенные со стержнем при помощи пальцев 6. Над каждым крючком укреплена пластинчатая пружина 5, служащая для отбрасывания крючков в крайнее нижнее положение.

Крючки 7, поворачиваясь на пальцах 6, входят внутрь прорезей, облегчая тем самым ввод стержня в клубок спутанного аварийного каната или кабеля.

 

Рисунок5.42 – Удочки:

а – удочка крючок УК1-168; б – удочка УО1-168; в – удочка УООП1-168; г – удочка УОП1-168; д – шарнирная удочка УШ1-168

 

Ловильные инструменты предназначенные  для захвата и подъема предметов, упавших на за­бой, для извлечения из скважины кабеля УЭЦН и рыхления и подъема сальников: паук ловильный, «мятая» труба, крючок ловильный, штопор-рыхлитель.