Особенности текущего и капитального ремонта нефтяных скважин
Длительная эксплуатация нефтяных или газовых скважин приводит к тому, что периодически их требуется ремонтировать. При ремонте может потребоваться замена НКТ или спуско-подъемного оборудования, прочистка обвалившихся элементов ствола, промывка и ряд других процедур. Чаще всего работы проводятся под землей, и их классифицируют на текущий и капитальный ремонт скважин. В первом случае они проводятся в плановом порядке: они могут касаться очистки всего ствола или отдельных элементов, внесения изменений в режим функционирования и т.д. Капитальный ремонт подразумевает масштабную замену оборудования, устранение серьезных неисправностей, углубление или расширение ствола, а также вторичное бурение.
Для текущего и капитального ремонта нефтяной скважины используется профессиональное оборудование, а перед ремонтом необходимо подготовить к спуско-подъемным работам, провести исследование ствола и забоя, а также прилегающих пластов на предмет давления, наличия инородных предметов, воды и другие параметры. При ремонте, вне зависимости от того, текущий он или капитальный, важно соблюдать технику безопасности, а также природоохранные нормативы.
Особенности ремонта
Подготовительный этап перед текущим или капитальным ремонтом скважины должен включать в себя работы, которые обеспечивают безопасность дальнейших действий и позволяют без помех провести последующую прочистку или замену агрегатов. Прежде всего при необходимости скважина должна быть заглушена, а затем на объект перемещается бригада по обслуживанию и ремонту вместе с оборудованием. Среди работ на подготовительном этапе перед текущим или капитальным ремонтом выделяют следующие действия:
- Сбор документации: схемы строительства скважины, схемы оборудования, параметров извлекаемого вещества, особенности эксплуатации и т.д.
- Проверка и восстановление функциональности подъемного оборудования; если его потребуется заменить, чаще всего нужно демонтировать его. Тем не менее, несложные поломки или очистка производится непосредственно на месте.
- Подбор инструментов, который осуществляется, исходя из параметров конкретной скважины, типа предстоящих ремонтных работ, конструкцией НКТ.
- Промывка ствола, перед чем необходимо установить, что газ и нефть не выделяются в процессе; демонтаж оборудования, расположенного в устье.
- Визуальная проверка состояния труб, установка колец в местах соединений. Спуск и поднятие труб осуществляется плавно, чтобы конструкция не была повреждена; извлеченные трубы укладываются на специально оборудованные стеллажи.
Если труба сделана из различных труб, соединенных между собой последовательно, то требуется зафиксировать показатели их длины и записать. Соединение производится посредством патрубков, которые были изготовлены для трубы в заводских условиях.
Текущий ремонт
В первом случае ремонт позволяет избежать таких рисков, как уменьшение объема ценных ресурсов, извлекаемых в процессе, разрушение ствола, обводнение, засорение и другие неприятные последствия. Периодичность проведения ремонтов напрямую зависит от параметров эксплуатации, и компания, которая занимается разработкой месторождений нефти, проводит профилактические работы регулярно. К запланированным текущим работам относятся следующие виды действий:
- Очистка от песчаных засоров при помощи промывания, механическим путем или специальной желонкой.
- Замена отдельных элементов насоса или всей насосной станции.
- Устранение неисправностей труб, а также их замена.
- Замена вышедших из строя штанг и опор.
- Изменения в параметрах опускания НКТ.
- Замена, текущий ремонт или очистка песчаного якоря.
Во втором случае исправлению подлежит внезапно произошедшая авария, вышедшее из строя оборудование, поврежденные в ходе ошибок в эксплуатации инструменты, трубы и т.д. Такие неисправности возникают непреднамеренно и вне графика, поэтому здесь необходима экстренная помощь специалистов.
Капитальный ремонт скважин
К действиям по капитальному ремонту скважин относятся такие манипуляции, как восстановление колонны, замена колец или их починка, работы над восстановлением функциональности забоя, исправление последствий крупных аварийных ситуаций (обрушение, засыпание), создание новых ответвлений или параллельно идущих стволов. К ним относят следующие виды действий:
- Изоляция определенных слоев, если того требует функциональность скважины.
- Отключение оборудования и его полное извлечение на поверхность с целью временного или постоянного прекращения эксплуатации месторождения.
- Капитальный ремонт ствола, создание второй колонны или починка труб НКТ на предмет герметичности.
- Воздействия с помощью химии или физических действий на пласты призабойной части.
- Ловильные работы.
- Уничтожение скважины, которое может быть инициировано из-за ее полной потери эффективности, сворачивания производства или иных причин.
При капитальном ремонте скважины достаточно часто приходится осуществлять ловильные манипуляции. Потребность в них появляется в случае, если в процессе эксплуатации подземные элементы оборудования обрываются и падают вниз; это не только приводит к повреждению ствола, но и не дает производить дальнейшую эксплуатацию скважины.
- Глушение скважины перед капитальными ремонтными работами.
- Спуск специального диагностического оборудования (печать), с помощью которого устанавливается характер обрыва и расположение неисправных элементов.
- Подбор приспособления, которое будет применено для ловильных работ. Среди таких предметов может быть труболовочное оборудование, крюки, колокола, овершоты или приспособления типа «паук».
- С помощью выбранного устройства, которое опускается в ствол скважины, осуществляется захват элемента, который был оторван. Извлечение не всегда помогает очистить ее, поэтому в комплексе с устройствами применяется гидравлическая техника.
- Если же извлечь оборудование невозможно (это происходит из-за его большого веса, расклинивания в стволе или сложности захвата), то приходится бурить новый ствол. Старую скважину при этом необходимо ликвидировать.
Разновидности ремонтных работ и современные методики
Подобные методы не могут целиком заменить применение НКТ, однако они уменьшают стоимость ремонта в ряде случаев. Их применение позволяет существенно облегчить процесс ремонта, а также снизить затраты по времени на него. Оптимально использование канатного и кабельного оборудования в сочетании с традиционными методами ремонта скважин.
Источник
Вопрос 5. Основные технологические операции, выполняемые при ремонте скважин и их характерные особенности.
Характерной особенностью подземных ремонтов является то, что независимо от их назначения, продолжительности и сложности, в большинстве случаев выполняются одни и те же технические операции с использованием одних и тех же специальных машин и инструментов.
Технологический цикл подземного ремонта скважин можно расчленить на три основных этапа:
— освоение скважины после ремонта.
Первый технологический этап – подготовительные работы – состоит из двух частей, выполняемых независимо друг от друга:
а) подготовка скважины к проведению ремонта,
б) подготовка оборудования и инструмента для ремонта.
Скважину считают подготовленной к ремонту, если создана возможность проведения в ней всех необходимых технологических операций, при соблюдении охраны труда, исключении загрязнения окружающей природной среды и потерь продукции скважины. Такие условия могут быть обеспечены созданием репрессии на эксплуатируемый объект или использованием специальных технических устройств и технологий, предупреждающих возможные проявления пластовых флюидов в процессе ремонта.
Ко второй группе подготовительных работ относят:
— транспортные – доставка на скважину наземного и подземного оборудования, механизмов, инструмента и пр.
— подготовительные – монтаж оборудования и развертывание агрегатов на площадке у скважины, подготовка его к работе, обвязка, опробование.
— заключительные – свертывание комплекса оборудования и подготовка к транспорту, рекультивация и пр.
К этой группе подготовительных работ можно отнести исследование и обследование скважин перед ремонтом.
Собственно ремонт заключается в доставке к заданной зоне ствола скважины необходимого оборудования, инструмента, приборов, технологических материалов (реагентов) и выполнения определенных технических манипуляций, соответствующих цели ремонта.
Этап собственно ремонта включает и процесс извлечения из скважины подземного эксплуатационного оборудования для замены, ревизии или подготовки к необходимым технологиям ремонта.
Подавляющее большинство текущих и капитальных ремонтов связано с производством спуска и подъема колонны труб (СПО), поэтому эти операции являются частью структуры собственно ремонта и фактически определяют общую его продолжительность.
Освоение скважины заключается в обеспечении условий для притока флюидов из эксплуатационного объекта к ее забою после ремонта.
В зависимости от вида и цели ремонта, способов эксплуатации, величин пластовых давлений, комплектации наземного и внутрискважинного оборудования, систем и особенностей разработки месторождений перечень и количество операций на всех этапах ремонта, а также их характер могут видоизменяться. Так, на скважинах укомплектованных соответствующим оборудованием или с низкими пластовыми давлениями нет необходимости создания репрессии на продуктивные объекты. Некоторые ремонтные операции можно выполнить без спуска и подъема труб, есть виды ремонта, выполняемые проведением одной операцией спуска и подъема, при других – требуется несколько таких операций. Иногда спускоподъемные операции являются целью ремонта, например, для изменения глубины башмака (подвески) подъемных труб.
Вопрос 6. Техническое обеспечение технологий ремонта скважин.
Для выполнения подготовительных работ, транспортных и вспомогательных операций, обслуживания оборудования в процессе ремонта, наряду с техническими средствами общего назначения используют и специальные агрегаты.
Ремонт скважин связан с большим числом однотипных операций, которые выполняются машинами, агрегатами и инструментами одного и того же типа и назначения, как в текущем, так и капитальном ремонте, но с различными параметрами. Все многообразие машин, агрегатов и механизмов, используемых при собственно ремонте скважин предназначены для выполнения двух основных групп операций:
с п у с к о п о д ъ е м н ы х
т е х н о л о г и ч е с к и х
Спускоподъемные операции (СПО) заключаются в извлечении и спуске лифтовых (подъемных) колонн в эксплуатационных скважинах и технологических колонн, посредством которых выполняются ремонтные работы. Для их выполнения создано большое количество машин, инструментов и средств механизации.
Конструкция установок, машин и механизмов для работы с прерывными и непрерывными колоннами принципиально отличаются.
Комплект для СПО прерывных колонн составляет:
— инструменты и механизмы для отворота и заворота труб, их
захвата и удержания на весу
— средства механизации спускоподъемных операций.
Грузоподъемное оборудование имеет в своем составе вышку или мачту, оснащенную талевой системой и лебедку. Талевая система включает неподвижный кронблок, установленный на верху вышки (мачты) и подвижный талевый блок, через шкивы которых пропущен талевый канат. Один конец талевого каната подвижный (ходовой) соединен с барабаном лебедки, другой конец неподвижный («мертвый») – крепится к основанию вышки (мачты) или к оси талевого блока.
Рис. 3.1 Схема талевых систем
а – на прямом канате, би в –с креплением свободного конца каната к основанию подъемной установки или якорю; г— с креплением свободного конца к талевому блоку; 1 – кронблок; 2 – талевый блок; 3 – талевый канат.
К талевому блоку присоединяется крюк, к которому подвешивается колонна труб или штанг. Грузоподъемный а г р е г а т для ремонта скважин это комплекс подъемных машин и вспомогательных технических средств, размещенных на транспортной базе и соединенных в единый механизм (установку), приспособленный для выполнения спускоподъемных операций. Привод лебедки от тягового двигателя транспортных средств.
Рис 3.4 а . Принципиальная схема подземного ремонта скважин
1 – ходовой конец талевого каната, 2 – барабан лебедки, 3 – направляющий ролик,
4 – колонна труб, 5 – элеватор, 6 – штропы, 7 – крюк, 8 – талевый блок, 9 – вышка,
10 – кронблок, 11 – мостки, 12 – рабочие ветви талевого каната.
Агрегаты для текущего ремонта комплектуются набором инструмента и средств механизации для спускоподъемных операций. Агрегаты и установки для капитального ремонта скважин комплектуются дополнительно механизмами вращения колонны труб и промывки скважины – ротором, насосным блоком, механизмами приготовления и очистки промывочных жидкостей, противовыбросовым оборудованием.
К инструментам для свинчивания и отворота труб и штанг, захвата и удержания их на весу относят трубные и штанговые элеваторы, спайдеры, ключи, штропы и ряд подобных приспособлений, конструкция которых весьма специфична (ПРИЛОЖЕНИЕ 1 к гл 3).
Элеватор – инструмент для захвата и удержания на весу труб (трубный) или штанг (штанговый) в процессе СПО. Элеватор надевается на трубу (штангу) под муфту, к крюку подвешивается посредством штропов. Спайдер – предназначен для удержания колонны захваченной за тело трубы при помощи клиновой подвески путем ее перемещения по наклонной поверхности корпуса. Клиновая подвеска подпружинена и включает обычно три клина, рабочие поверхности которых снабжены плашками.
Элеватор – спайдер предназначен для захвата и удержания на весу безмуфтовых труб. Используют в качестве элеватора подвешенного к крюку, и в качестве спайдера, закрепленного на устье скважины.
Штропы служат для подвески элеваторов к крюку талевой системы. В стержневых элеваторах эта деталь постоянно соединена с его корпусом и не отделяется в процессе работы. Ключи различных конструкций и размеров используют для свинчивания и отвинчивания труб при спускоподъемных операциях.
Подразделяются на ключи для операций выполняемых вручную и с использованием механического привода.
Противовыбросовое оборудование устанавливается на устье с целью предотвращения проникновения в атмосферу газа или жидкости находящихся в скважине в полости НКТ и межтрубного пространства. Комплектуется герметизаторами и превенторами.
Превенторы в подземном ремонте предназначены для герметизации устья скважины при наличии и отсутствии в ней колонны труб. Для обвязки предназначены манифольды, составной частью которых являются запорные устройства (задвижки, краны), тройники, угольники, напорные трубы, манометры.
Оборудование для технологических операцийвключает оборудование наземное и спускаемое в скважину.
К наземному оборудованию относят оборудование, выполняющие технологические операции с дневной поверхности:
— агрегаты для транспортирования, приготовления и нагнетания в скважину технологических жидкостей, манифодьды и трубопроводы для их обвязки и соединения со скважиной,
— установки для производства пара и нагрева нефти и пластов,
— агрегаты и приборы для исследования и обследования скважин перед выполнением ремонта,
— прочее оборудование, устанавливаемое на устье скважины для выполнения технологических операций,
— специальное оборудование и механизмы, участвующие в технологическом процессе и дислоцированные вне территории скважины.
Агрегат для нагнетания технологических жидкостей представляет собой транспортную базу, на платформе которой смонтированы один, два и более насоса. Агрегат укомплектован всасывающими и нагнетательными линиями, системой управления и контроля. Транспортной базой служат автомобили и тракторы.
Для транспортирования жидкостей предназначены установленные на шасси автомобиля цистерны (автоцистерны), укомплектованные приспособлениями для подачи жидкости к передвижным насосным и смесительным установкам.
Для транспортирования растворов ингибированной соляной кислоты предназначены цистерны-кислотовозы, у которых цистерны изготовлены из нержавеющей (коррозионностойкой) стали, а насос и насосная обвязка в кислотостойком исполнении.
Блок манифольдов предназначен для обвязки нескольких насосных установок между собой и с устьевым оборудованием при нагнетании жидкости в скважину под высоким давлением. Все оборудование смонтировано на шасси автомобиля и включает высоконапорный и приемо-раздаточный коллекторы, комплект всасывающих и нагнетательных линий, подъемную стрелу.
Прогрев скважины паром, промывка горячей нефтью производится парогенераторными установками и агрегатами для депарафинизации, представляющие транспортную базу, на которой смонтированы генераторы пара и нагнетательные насосы.
К оборудованию, спускаемому в скважину, относят:
— устройства для разобщения и герметизации отдельных интервалов скважины и удержания инструментов от перемещения.
— инструменты, применяемые для ликвидации аварий,
— инструменты для разрушения и изменения формы колонны или скважины,
-забойные двигатели для вращения скважинных инструментов,
— механизмы и приспособления для разрушения и очистки скважины от образовавшихся пробок и отложений на обсадных и подъемных трубах,
— трубы технологических колонн, используемых для ремонтных операций,
Якорь скважинныйприменяется для закрепления в стволе скважины различного оборудования – насосов, фильтров, приборов, пакеров и т.п.
Наиболее широко применяется гидравлический якорь с плашечными закрепляющими элементами. Их преимущество заключается в автоматическом закреплении при создании давления в трубах и откреплении при его снятии. Состоит из корпуса, в радиальных отверстиях которого утоплены плашки с зубчатой поверхностью, удерживаемые пластинчатыми пружинами. Созданием давления в корпусе плашки выдвигаются до контакта с обсадной колонной и воспринимают усилия в любом направлении. При снятии давления пружины возвращают плашки в исходное положение.
Для герметизации и разобщения заданного интервала ствола скважины по вертикали при различных ремонтных операциях предназначены пакеры и разобщающие пробки. Основной частью любого пакера является уплотнительный узел (уплотнитель). Материалом уплотнителя обычно служит резина с большим сопротивлением разрыву Пакер доставляют в заданный интервал ствола скважины в транспортном положении, когда уплотнитель не деформирован. Перекрытие ствола происходит за счет расширения уплотнителя в результате его деформации и заполнения межтрубного пространства.
Источник