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 |
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 |
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 |
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 |
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.
