Учебная программа дисциплины – sillabus

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К.И.САТПАЕВА

 

 

Институт Нефти и газа

Кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности»

 

 

 

Учебно-методический комплекс дисциплины студента

 

по дисциплине «Ремонт эксплуатационных скважин»

для специальности 050708 – «Нефтегазовые дело»

 

Алматы 2011 г.

Учебно–методический комплекс по дисциплине «Ремонт эксплуатационных скважин» для студентов КазНТУ имени К.И.Сатпаева по специальности 050708 – Нефтегазовые дело.

 

Составитель Саршаева Г.А., Алматы: КазНТУ, 2011 г.

Составитель Саршаева Гулбану Абдигалиевна, ст.преподаватель кафедры «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности».

 

Аннотация

 Учебно-методический комплекс по дисциплине «Ремонт эксплуатационных скважин» составлен согласно методическим указаниям по составлению учебно-методического комплекса дисциплины для студентов, обучающихся по кредитной системе, разработанным УМД КазНТУ. В него включены необходимые по положению материалы: учебная программа дисциплины – SYLLABUS и полное содержание активного раздаточного материала. Содержание учебно-методического комплекса дает студентам полное общее представление о промысловом оборудовании, методах подбора и расчета оборудования, позволит студентам в случаях необходимости самостоятельно изучить или углубить знания по отдельным темам, является необходимым дополнительным материалом при изучении и выполнений заданий, вынесенных на самостоятельную работу. Приведенный в последовательном порядке перечень тестовых вопросов для самоконтроля дает студенту возможность на любом этапе самостоятельно определить уровень своих знаний по дисциплине и сделать соответствующие выводы.

 

 

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ – SILLABUS

1.1 Данные о преподавателе:

Преподаватель ведущий занятия Саршаева Гулбану Абдигалиевна  ст.преподаватель кафедры МОНГП

 

Контактная информация

Офис: кафедра «Нефтегазовые дело»

Адрес: 480013, г.Алматы, ул.Сатпаева 22, ауд. 702 НК.

Телефон 8 3272 927339

 

Время пребывания на кафедре – по расписанию

 

 

1.2 Данные о дисциплине:

Название «Ремонт эксплуатационных скважин» (для специальности 050724 – Технологические машины и оборудование)

Количество кредитов 3

Место проведения –  КазНТУ им. К.И.Сатпаева, ауд. 225 ГУК

                       

                                                                                                                     Таблица 1

                   Выписка из учебного плана (для специальности 050724)

 

Курс

Семестр

Кредиты

       Академических часов в неделю

Форма контроля

Лекции Практические  занятие СРС*  СРСП* Всего
1   2    3    4   5 6   7   8   9
4   7    3    2   1 3   3   9 КП, экзамен У-устно

*Примечание:

 Каждый кредит сопровождается двумя часами СРС.

 СРСП составляет не более 50% от СРС.

 

1.3 Пререквизиты: математика, физика, электротехника, термодинамика и теплотехника, детали машин, теория машин и механизмов, сопротивление материалов, начертательная геометрия и инженерная графика, вычислительная техника и программирование.

 

1.4 Постреквизиты: технология и техника добычи нефти и газа; расчет, конструирование и САПР промыслового; расчет, конструирование и САПР бурового оборудования.

 

1.5  Цели и задачи дисциплины

 

1.5.1 Цель преподавания дисциплины.

Целью преподавания дисциплины является изучение вопросов, связанных с назначением агрегатов, оборудования и инструмента капитального ремонта скважин; условий эксплуатации и ремонта; основных требований, предъявляемых к ним; их принципы действия и устройства; основ их теории расчета, конструирования и эксплуатации.

Дисциплина является одной из основных в профессиональной подготовке специалистов.

1.5.2 Задачи изучения дисциплины

Задачей изучения дисциплины является формирование у студентов навыков выполнять расчет и элементарное конструирование, а также производить выбор оборудования и обладать навыками по эксплуатации.

1.5.3 Роль и значение дисциплины

Оборудование капитального ремонта скважин является одной из основных дисциплин по подготовке бакалавров по специальности «Технологические машины и оборудование». Она базируется на знании математики, физики, химии и механики (сопротивление материалов, теория машин и механизмов и детали машин).

1.5.4 Бакалавр, изучивший дисциплину должен

знать:

       - принципы экономической эксплуатации современного оборудования капитального ремонта скважин;

       - современные способы защиты окружающей среды при капитальном ремонте скважин;

       - оборудование, применяемое при различных способах добычи нефти и газа;

       - оборудование для осуществления процессов воздействия на пласт и его заполнители;

       - оборудование для сбора и подготовки нефти и газа к транспортировке;

       - оборудование для ремонтных работ на скважине.

       уметь:

       - владеть расчетными соотношениями основных параметров и навыками рационального использования оборудования капитального ремонта скважин;

       - осуществлять кинематический расчет оборудования капитального ремонта скважин;

       - уметь пользоваться диаграммами и характеристиками оборудования;

       - выполнять элементарное конструирование;

       - производить выбор оборудования капитального ремонта скважин.

       иметь навыки:

       - по эксплуатации оборудования капитального ремонта скважин;

       - владение методами технического контроля в условиях действующего производства;

       - владения расчетными соотношениями основных параметров и навыками эффективного использования оборудования капитального ремонта скважин;

       - применения основных нормативных документов по эксплуатации оборудования капитального ремонта скважин;

       - использование методов и приборов исследований.

       быть компетентными:

       - в области технологических процессов смежных производств;

       - в выборе рациональных режимов эксплуатации оборудования капитального ремонта скважин;

       - в области промышленного трудового законодательства и техники безопасности при эксплуатации оборудования капитального ремонта скважин.

 

       Целью изучения дисциплины является изучение вопросов, связанных с назначением оборудования для капитального ремонта скважин, условий эксплуатации и ремонта, их принципы действия и устройство, основ их теорий расчета, конструирования и эксплуатации, а также осуществлять защиту окружающей среды от загрязнений.

 

                                                                                                                                  Таблица 2

1.6 Перечень и виды заданий и график их выполнения

Виды контроля Виды работ    Тема работы Ссылки на рекомендуемую литературу с указанием страниц Баллы (согласно рейтинг-шкале) Срок сдачи
  Практические занятие № 1 Спуско-подемных операций       20  14 нед.
  Практические занятие № 2 Глушение скважин при КРС.        1 2 нед.
  Практические занятие № 2 Глушение скважин приКРС.        2 3 нед.
  Практические занятие № 3 Свабирование.        1 4 нед.
  Практические занятие № 3 Свабирование.        2 5 нед.
  Практические занятие № 4 Цементирование.        1 6 нед.
  Практические занятие № 4 Цементирование.        2 7 нед.
  Практические занятие № 5 Соляно-кислотная обработка скважин.        2 9 нед.
  Практические занятие № 5 Соляно-кислотная обработка скважин.        2 10 нед.
  Практические занятие № 6 Гидроразрыв пласта.        1 11 нед.
  Практические занятие № 6 Гидроразрыв пласта.        2 12 нед.
  Практические занятие № 7 Гидропескоструйная перфорация.        2 13 нед.
  Практические занятие № 7 Гидропескоструйная перфорация.        2 14 нед.
  Рубежный контроль 1 и промежуточная аттестация          10  8 нед.
  Рубежный контроль          10  15 нед.
Итоговый контроль Экзамен

Модули № 1 и № 2 по курсу

        

 

 

                                 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

                                   Основная литература

1. Оборудование для добычи нефти и газа: Учеб.пособие в 2-х частях / В.И.Ивановский,         В.И.Дарищев, А.А.Сабиров, В.С.Каштанов, С.С.Пекин. – М.; Нефть и газ, 2002.

2. Техника и технология капитального ремонта скважин: Учеб.пособие / А.Б.Сулейманов, К.А.Карапетов, А.С.Яшин. – М.; Недра, 1987.

3. Машины и оборудование для добычи нефти и газа: Учебник для вузов / Г.В.Молчанов, А.Г.Молчанов. – М.; Недра, 1984.

4. Технология и техника добычи нефти: Учебник для вузов /А.Х.Мирзаджанзаде, И.М.Аметов, А.М.Хасаев, В.И.Гусев. – М.; Недра, 1986.

5. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования: Учеб.пособие / Л.Г.Чичеров,Г.В.Молчанов, А.М.Рабинович и др. – М.; Недра, 1987.

6. Оборудование и инструмент для ремонта скважин: Учеб.пособие / Е.И.Бухаленко, В.Е Бухаленко. – М.; Недра, 1991.

7. Проектирование вышечно-лебедочного блока буровой установки: Метод.указания в 3-х частях /Р.В.Даурова. – Алматы; КазНТУ, 2004.

 

                                    Дополнительная литература

 

8. Амиров А.Д., Карапетов К.А., Лемберанский. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. – М.; Недра, 1979.

9. Кутепов А.И., Кателла С.А., Федотов И.Н. под редакц. Хоботько В.И. Справочник-каталог по оборудованию и инструменту для предупреждения и ликвидации фонтанов. – М.; Недра, 1981.

10. Шевцов В.Д. Борьба с выбросами при бурении скважин. – М.; Недра, 1977.

11. Гоинс У.К., Шеффилд Р. Предотвращение выбросов. – М.; Недра, 1987.

12. Соловьев Е.М. Заканчивание скважин. – М.; Недра, 1979.

13. Булатов А.И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. – М.; Недра, 1981.

14. Иогансен К.В. Спутник буровика. Справочник. – М.; Недра, 1990.

15. Гайворонский А.А., Цыбин А.А. Крепление скважин и разобщение пластов. – М.; Недра, 1981.

16. Крылов В.И. Изоляция поглащающих пластов в глубоких скважинах. – М.; Недра, 1980.

                                                                                                                      

1.7 Контроль и оценка знаний

 

По кредитной технологии обучения для всех курсов и по всем дисциплинам Казахского Национального Технического Университета имени К.И.Сатпаева применяется рейтинговый контроль знаний студентов. Сведения об оценке знаний осуществляется по балльно – рейтинговой системе в виде шкалы, где указываются все виды контроля.

Рейтинг каждой дисциплины по 100 балльной системе. Для каждой дисциплины устанавливаются следующие виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль.

Видами текущего контроля являются контрольные работы и выполнение лабораторных работ, семестровые задания. Рубежный контроль проводится в виде тестового или устного опроса. Итоговым контролем является экзамен. Разбалловка видов контроля приведена в таблице 3.

                                                                                                                          Таблица 3

                              Распределение рейтинговых баллов по видам контроля

№ вариантов Вид итогового контроля    Виды контроля Баллы

  1

Экзамен,  

  Итоговый контроль         40
  Рубежный контроль         20
  Курсовой проект         20
  Текущий контроль         20

     

 

  Сроки сдачи результатов текущего и рубежного контроля определяются календарным графиком учебного процесса по дисциплине (таблица 4)

 

 

                                                                                                                                    Таблица 4

 

           Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине «Ремонт эксплуатационных скважин»

 

Недели 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Виды контроля ПЗ 1 ПЗ 1 ПЗ 2 ПЗ 2 ПЗ 3 ПЗ 3 РК 1  ПЗ 4  ПЗ 4 ПЗ 5 ПЗ 5 ПЗ 6 ПЗ 6  РК 2 ПЗ
Балл 1 2 1 2 1 2 10 2 2 1 2 2 2 10 20

         

    Виды контроля: ПЗ – практические занятие, РК – рубежный контроль.

 

  Студент допускается к сдаче итогового контроля при наличии суммарного рейтингового балла - > 30. Итоговый контроль считается сданным в случае набора > или равно 20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 5).

                                                                                                                                   Таблица 5

 

                                           Оценка знаний студентов

 

    Оценка Буквенный эквивалент Рейтинговый балл (в процентах %) В баллах

Отлично  

           А                    95 – 100 4
           А-                    90 – 94 3,67

Хорошо

           В+                    85 – 89 3,33
           В                    80 – 84 3,0    
           В-                    75 – 89 2,67

Удовлетворительно

           С+                    70 – 74 2,33
           С                    65 – 69 2,0
           С-                    60 – 64  1,67
           Д+                    55 – 59 1,33
           Д                    50 – 54 1,0
Неудовлетворительно            F                    0 – 49 0

 

Перечень вопросов для проведения контроля по модулям и промежуточной аттестации.

 

 «Текущий ремонт скважин»

1. Текущий ремонт скважин и его цель.

2. Разновидности текущего ремонта скважин.

3. Межремонтный период работы скважины и их виды.

4. Оборудование и инструменты для текущего ремонта скважин.

5. Инструмент для выполнения спуско-подъемных операций.

6. Назначение и конструкции элеваторов.

7. Назначение и конструкции спайдеров.

8. Назначение и конструкции трубных ключей.

9. Назначение и конструкции штанговых ключей.

10. Средства механизации для спуско-подъемных операций.

11.  Назначение и конструкции трубных механических ключей.

12.  Назначение и конструкции штанговых механических ключей.

13. Грузоподъемное оборудование.

14.  Назначение и конструкции вышек и мачт.

15. Назначение и конструкции талевых систем.

16. Назначение и конструкции подъемных лебедок.

17. Агрегаты текущего ремонта скважин.

18. Ловильные инструменты.

19. Райберы и фрезеры.

20.  Подготовка скважин к ремонту.

 

«Капитальный ремонт скважин»

 

1. Виды работ по капитальному ремонту скважин.

2. Ремонт скважин эксплуатируемых фонтанно-компрессорным способом.

3. Ремонт скважин эксплуатируемых штанговыми скважинными насосами.

4. Ремонт скважин эксплуатируемых погружными электроцентробежными насосами.

5. Ремонтно-изоляционные работы.

6. Крепление слабосцементированных пород призабойной зоны.

7. Переход на другие горизонты и приобщение пластов.

8. Зарезка и бурение второго ствола.

9. Перевод скважин из категории в категорию по назначению.

10. Чистка и промывка песчаных и гидратных пробок.

11. Оборудование для исследования скважин

12. Оборудование и установки, применяемые при цементировании скважин и вохдействии на призабойную зону.

13. Оборудование для кислотной обработки.

14. Оборудование, используемое при гидравлическом разрыве пласта.

15. Соляно-кислотная обработка скважин.

16. Гидравлический разрыв пласта.

17. Тепловая обработка призабойной зоны скважин.

18. Ликвидация скважин.

19. Особенности ремонта морских скважин.

20. Новые технологии ремонтных работ на скважинах.

 

«Промежуточная аттестация по дисциплине»

 

1. Отчет по расчетной части курсового проекта.

2. Отчет и защита лабораторного занятия №1 «Глушение скважин при КРС».

3. Отчет и защита лабораторного занятия №2 «Свабирование».

4. Отчет и защита лабораторного занятия №3 «Цементирование».

5. Вопросы для проведения контроля по модулю №1 «Текущий ремонт скважин».

1. Что входит в состав комплекса оборудования для текущего ремонта скважин.

2. Для чего нужны вышки и мачты и каковы основные правила их эксплуатации.

3. Какие подъемные установки и агрегаты применяют для производства спуско-подъемных операций при текущем ремонте скважин.

4. Каковы правила эксплуатации подъемных установок и агрегатов.

5. Для чего предназначена талевая система и из каких механизмов она состоит.

6. Как проводят оснастку талевой системы.

7. Правила обслуживания талевой системы.

8. Назначение ротора и из каких основных частей он состоит.

9. Назначение вертлюга и правила его эксплуатации.

10. Назначение и конструкции элеваторов.

11. Назначение спайдера и из каких частей он состоит.

12. Назначение штропов и как они подразделяются по назначению.

13. Что называют текущим ремонтом скважины и какова его цель.

14. Разновидности текущего ремонта скважин.

15. Что понимают под межремонтным периодом работы скважины. Их виды.

16. Какие ключи применяют для свинчивания и развинчивания труб и штанг.

17. В каких случаях для ловли труб применяют труболовку, колокол и метчик.

18. Какие инструменты применяют для ловли тартального каната и каротажного кабеля.

19. Для чего применяют фрезеры и какие типы фрезеров вы знаете.

20. Для чего предназначены пакеры.

21. Каковы правила эксплуатации пакеров.

22. Для чего применяют якори.

23. Назначение и устройство автомата АПР-2ВБ.

24. Для чего предназначен механический универсальный ключ КМУ-50.

25. Что такое коэффициент эксплуатации скважины.

 

1.8 Политика и процедура

 

. обязательное посещение всех аудиторных занятий, в том числе СРСП, включенных в расписание;

. рубежные контроли (тесты, опросы) выполняются в рамках СРСП в аудитории, согласно календарному графику;

. курсовой проект выполняется студентом самостоятельно в рамках СРС и защищаются во время СРСП в офисе, согласно календарному графику;

. домашние задания выполняются самостоятельно в рамках СРС и сдаются во время СРСП в офисе, согласно календарному графику;

. студент, своевременно не сдавший какой-либо из видов контроля, может сдать его во время СРСП в офисе, но только в порядке логической последовательности по данному виду контроля;

. последовательность сдачи всех видов контроля, проведенных в календарном графике, соответствует порядку изучения курса и модульной системе его построения.

 

          2 СОДЕРЖАНИЕ АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА

          2.1 Тематический план курса

 

№№ п/п

                Наименование темы                          

Количество академических часов

Лекция Лабораторные занятия СРСП СРС
№1    1. Текущий ремонт скважин 14    7 21 21
  1.1.Введение. Ремонт скважин. Классификация оборудования для ремонта скважин. Коэффициент эксплуатации скважин. Межремонтный период. Особенности оборудования и инструмента. Оборудование для спуско-подъемных операций. Оборудование для технологических операций. 2    1 3 3
  1.2.Стационарное оборудование. Транспортное оборудование. Стационарные вышки. Передвижные мачты. Рабочая площадка. Приемные мостки и стеллажи. Передвижные агрегаты для ремонта скважин. Комплект механизмов для ремонта. Эксплуатация установок и комплексов подъемного оборудования. 2     1 3 3
  1.3.Механизация процессов ремонта. Спуско-подъемное оборудование. Автоматический ключ. Универсальный ключ. Элеваторы, спайдеры, штропы, ключи.                2     1   3 3
  1.4. Ловильные инструменты. Фрезеры и райберы. Пакеры и якори. Инструменты для ловли и извлечения из скважин насосно-компрессорных труб. Инструменты для ловли и извлечения из скважин насосных штанг, тартального каната, каротажного кабеля, желонки и мелких предметов. Фрезеры. Пакеры и якори. 2     1 3 3
  1.5. Технология текущего ремонта скважин. Подготовка скважин к ремонту. Предупредительный ремонт. Вынужденный ремонт. Технологические работы. Подготовка скважин к ремонту.   2     1 3 3
  1.6.Подготовка к ремонту скважин при различных способах добычи. Устьевое оборудование. Райберовка НКТ. Подготовка к ремонту фонтанных и компрессорных скважин. Подготовка глубинонасосных скважин к ремонту. Устьевое оборудование при эксплуатации скважин ШСН, ЭЦН. Райберовка насосно-компрессорных труб. 2     1 3 3
  1.7. Демонтаж и монтаж гидроприводных установок. Особые работы, проводимые на скважине, оборудованной ШНС. Технология монтажа-демонтажа гидроприводной установки на устье скважины. Смена штангового насоса и изменение глубины подвески. Смена насоса. Изменение глубины подвески ШСН. Подъем труб с жидкостью. Ликвидация заклинивания плунжера. 2     1 3 3
№2 Капитальный ремонт скважин. 16     8 24 24
  2.1. Капитальный ремонт скважин. Ремонт скважин, эксплуатируемых фонтанно-компрессорным способом. Подготовка скважин к ремонту. Разборка и сборка фонтанно-компрессорной арматуры. Подъем, спуск и доспуск насосно-компрессорных труб. Замена насосно-компрессорных труб. Ремонт скважин, оборудованных газлифтными клапанами. 2     1 3 3
  2.2. Ремонт скважин, эксплуатируемых штанговыми скважинными насосами. Новая технология ремонтных работ на скважинах. Разборка и сборка станка-качалки и устьевого оборудования. Спуск и подъем НКТ и штанг. Подъем НКТ с жидкостью. Ликвидация обрыва или отвинчивания штанг. Ремонт скважин с вставными и невставными насосами. Замена посадочного гнезда. 2     1 3 3
  2.3. Ремонт скважин, эксплуатируемых электроцентробежными насосами. Новая технология ремонтных работ на скважинах. Проверка, очистка и замена защитных приспособлений. Особенности ремонта морских скважин. Новые технологические приемы и технические средства ремонта. Ликвидация скважин. 2     1 3 3
  2.4.Чистка и промывка песчаных и гидратных пробок. Удаление песчаных пробок желонками. Выбор оборудования и технологии очистки пробок. Простая желонка. Поршневая желонка. Автоматическая желонка. Технология удаления песчаных пробок с использованием желонок различного типа. 2     1 3 3
  2.5. Удаления песчаной пробки промывкой. 0020истка скважин аэрированной жидкостью. Термическая очистка труб от парафина. Скоростная прямая промывка. Обратная промывка скважин. Комбинированная промывка.Технология чистки скважин аэрированной жидкостью. Технология термической очистки труб от парафина. 2       1 3 3
  2.6. Гидравлический разрыв пласта. Виды гидроразрыва. Схема проведения гидравлического разрыва пласта. Простой гидроразрыв. Поинтервальный гидроразрыв. Селективный гироразрыв. Технология проведения гидроразрыва пласта. 2       1 3 3
  2.7. Схема обвязки наземного оборудования при гидроразрыве пласта. Насосные агрегаты. Пескосмесительные машины. Автоцистерны для транспортирования. Манифольд. Арматура устья. Пакеры. Якори. 2       1 3 3
  2.8. Гидропескоструйная перфорация. Технология проведения гидропескоструйной перфорации. Конструкция и работа перфоратора. Последовательность операций при гидропескоструйной перфорации. 2       1 3 3

 

  2.2 Конспект лекционных занятий

  2.2.1  «Текущий ремонт скважин»

      

Тема лекции 1

   1.1 Введение. Ремонт скважин. Классификация оборудования для ремонта скважин.

Нормальная работа добывающих или нагнетательных скважин нарушается по различным причинам, что приводит либо к полному прекращению работы скважины, либо к существенному уменьшению ее дебита. Причины прекращения или снижения добычи могут быть самые разнообразные, связанные с выходом из строя подземного или наземного оборудования, с изменениями пластовых условий, с прекращением подачи электроэнергии или газа для газлифтных скважин, с прекращением откачки и транспортировки жидкости на поверхности и пр. Так или иначе часть времени скважины простаивают либо в ожидании ремонта, либо в течение самого ремонта. Частота ремонта скважин и относительная длительность их работы оцениваются определенными показателями, характеризующими состояние организации и технологии добычи нефти на данном нефтедобывающем предприятии наряду с другими технико-экономическими показателями.

Относительная длительность работы скважин оценивается коэффициентом эксплуатации Кэ, который представляет собой отношение суммарного времени работы данной скважины Ti в сутках к общему календарному времени Тю анализируемого периода (год, квартал, месяц). Таким образом,

                                                                                                        (1.1)

 

По отношению к группе m скважин, имевших различную длительность работы Ti и, возможно, различные длительности анализируемого периода (ввод скважины в эксплуатацию в тот или иной момент данного года и т. д.), величина Кээ будет определяться отношением

 

 

 

 

 


                                                                                            (1.2)

 

Различные способы эксплуатации: фонтанный, насосный (ПЦЭН, ШСН), газлифтный -характеризуются различными коэффициентами эксплуатации Кэ так как вероятность остановок, связанных с ремонтами и другими неполадками на скважинах, зависит от сложности оборудования, его надежности, долговечности и других условий эксплуатации. Обычно более высокий коэффициент Кэ - при фонтанной эксплуатации, наиболее низкий - при эксплуатации скважин штанговыми насосами. По этим причинам Кэ определяют для каждого способа эксплуатации отдельно по формуле (1.2).

Для общей оценки этого показателя по нефтедобывающему предприятию также пользуются формулой (1.2). Однако в этом случае такая обобщенная величина Кэ может исказить истинное состояние техники эксплуатации. Например, увеличение Кэ может произойти за счет роста фонда фонтанных скважин, для которых он близок к единице, а вовсе не за счет улучшения работы механизированного фонда, как это может показаться. Обычно величина Кэ для механизированного фонда скважин составляет 0,95 - 0,97, причем в последнее время в связи с улучшением качества ПЦЭН, их ремонта и обслуживания наметилась тенденция к некоторому повышению Кээ по скважинам, оборудованным ПЦЭН, по сравнению с Кэ по скважинам, оборудованным ШСН. Геологические и технологические условия эксплуатации скважин, такие как пескопроявления, обводненность, наличие сильно коррелирующих веществ в продукции скважин (сероводород, высокая минерализация), отложения солей и парафина, могут сильно влиять на коэффициенты эксплуатации. Поэтому величина Кэ для одного и того же способа эксплуатации, например ШСН, в разных районах или на разных месторождениях может быть различной. Другим важным показателем работы скважин является так называемый межремонтный период (МРП). По отношению к отдельной скважине - это средняя продолжительность непрерывной работы скважины в сутках между двумя ремонтами. По отношению к группе m скважин, имеющих различную продолжительность работы Ti между ремонтами, МРП определяется как отношение суммы продолжительностей работы этих скважин к сумме числа ремонтов по каждой i - й скважине:

 


                                                                                        (1.3)

 

где ai - число ремонтов по каждой скважине в течение анализируемого времени. Если продолжительность анализируемого (календарного) времени по каждой скважине различна, то средний МРП удобнее определять по формуле

 


                                                                                                                        (1.4)

 

где Тк1 - календарное время работы i - й скважины, сут; Tpi - продолжительность пребывания i - й скважины в ремонте в течение ее календарного времени Тю, сут.

В круглых скобках числителя (1.4) указана продолжительность работы в сутках i - й скважины в течение анализируемого времени. Из (1.4) видно, что продолжительность ремонта также влияет на величину МРП.

Величина МРП в разных районах при разных способах эксплуатации различна и изменяется от нескольких недель для штанговых насосных установок, работа которых осложнена наличием песка в жидкости (Баку), до нескольких лет при фонтанной эксплуатации.

Все ремонтные работы в зависимости от их характера и сложности разделяют на текущий и капитальный ремонты скважин.

При текущем и капитальном ремонтах скважин выполняют большое число однотипных операций машинами, агрегатами одного и того же назначения, но с различными параметрами. Так, например, для спуско-подъемных операций при текущем ремонте необходимо оборудование с грузоподъемностью до 30-35 т., а при капитальном - 80 т. И более. Вместе с тем и в текущем и в капитальном ремонтах применяют одно и то же оборудование или инструмент, например элеваторы, ключи и т.п. Очень часто при капитальном ремонте используют инструменты, предназначенные для работ при текущем ремонте, при условии, что их параметры, например грузоподъемность, соответствуют требуемым условиям.

В целом оборудование и инструмент для подземного ремонта узкоспециализированные и имеют специфическую конструкцию, что вообще характерно для оборудования, используемого в нефтяной и газовой промышленности.

Особенности оборудования и инструмента обусловлены: необходимостью выполнения работ на глубинах от десятков до нескольких тысяч метров при весьма ограниченных диаметральных размерах скважины - порядка 0,25 м. и менее. Таким образом, отношение диаметра к длине составляет примерно 1:10000; необходимостью извлечения на поверхность колонны труб для крепления рабочего инструмента, его смены и выполнение каких-либо новых операций, поэтому спуск и подъем колонны труб превратились в самостоятельную группу операций, для выполнения которых создано большое количество машин и инструментов; сложным профилем скважин, в которых выполняются работы; высоким гидростатическим давлением, температурой, химически активными и агрессивными веществами, воздействующими на спущенные оборудование и инструмент.

Все многообразие машин и оборудования, используемых при подземном ремонте, можно разделить на две основные группы:


 

 

для спуско-подъемных операций; для технологических операций.

 

К текущему ремонту относятся следующие работы.

1. Планово-предупредительный ремонт.

2. Ревизия подземного оборудования.

3. Ликвидация неисправностей в подземной части оборудования.

4. Смена скважинного насоса (ПЦЭН или ШСН).

5. Смена способа эксплуатации, переход с ПЦЭН на ШСН или наоборот и пр.

6. Очистка НКТ от парафина или солей.

7. Замена обычных НКТ на трубы с покрытием (остеклованные трубы).

8. Изменение глубины подвески насосной установки.

9. Подъем скважинного оборудования перед сдачей скважины в консервацию.

10. Специальный подземный ремонт в связи с исследованиями продуктивного горизонта.

11. Некоторые виды аварийных ремонтов, такие как заклинивание плунжера, обрывы штанг, обрывы скребковой проволоки или электрокабеля.

Перечисленные ремонтные работы, а также и ряд других выполняются бригадами подземного ремонта скважин, организуемыми в нефтедобывающем предприятии. Бригады подземного ремонта работают круглосуточно (три смены) либо в две смены и даже в одну. В состав одной вахты входят обычно три человека: оператор с помощником, работающие у устья скважины, и машинист, управляющий подъемной лебедкой.

К капитальному ремонту скважин относятся ремонтные работы, для выполнения которых приходится привлекать более сложную технику, вплоть до использования бурильных установок. К капитальному ремонту, в частности, относятся следующие работы.

1. Ликвидация сложных аварий, связанных с обрывом штанг, труб, кабеля и образованием в скважине сальников.

2. Исправление нарушений в обсадных колоннах.

3. Изоляция пластовых вод.

4. Работы по вскрытию пласта и освоению скважин в связи с переходом на другой горизонт.

5. Забуривание второго ствола.

6. Разбуривание плотных соляно-песчаных пробок на забое.

7. Гидравлический разрыв пласта.

8. Солянокислотные обработки скважин.

9. Термическая обработка забоя скважин.

10. Установка временных колонн - «летучек», намывка и установка фильтров, ликвидация прихватов труб, пакеров и смятий обсадных колонн.

11. Операции по ликвидации скважин.

Капитальный ремонт выполняется бригадами специализированной службы, организуемой при объединениях (иногда и при НГДУ) и располагающей мощными и разнообразными техническими средствами и соответствующими специалистами (мастера по ловильным работам, по изоляционным работам, по ГРП или по кислотным обработкам и т. п.).

 

Основная литература 1 [стр.547-557]; 2 [стр.173-175]; 3 [cтр.282-290].

Контрольные вопросы:

1. Что оценивает коэффициент эксплуатации.

2. Как определяется межремонтный период.

3. Какие виды работ относятся к текущему ремонту.

4. Какие виды работ относятся к капитальному ремонту.

5. Что входит в состав комплекса оборудования для текущего ремонта скважин.

6. Что входит в состав комплекса оборудования для капитального ремонта скважин.

7. Чем обусловлена особенность оборудования и инструмента капитального ремонта.

      

     Тема лекции 2

    Стационарное оборудование. Транспортное оборудование.

Для подземного ремонта скважин необходимы подъемные сооружения и механизмы, а
также специальный инструмент. Применяют подъемные сооружения двух видов: стационарные и
передвижные. Стационарные подъемные     сооружения - это специальные

Эксплуатационные вышки и стационарные мачты.

 Стационарное оборудование

При подземных ремонтах используют большое количество тяжелого и крупногабаритного оборудования, не имеющего собственной транспортной базы. При проведении операций оно стационарно устанавливается на площадке у скважины.

Стационарные вышки или мачты используют при текущем и капитальном ремонтах - на них устанавливают кронблок и подвешивают талевую систему для проведения СПО, к ним также крепят детали и узлы, необходимые для подземного ремонта.

При подземном ремонте используются:

стационарные эксплуатационные вышки, устанавливаемые над скважиной по окончании бурения скважины;

буровые вышки, оставляемые на время эксплуатации в тех случаях, когда скважина расположена в труднодоступных местах.

Стационарно/временно устанавливаются башенные вышки и А-образные мачты. Последние легче при той же грузоподъемности и более удобны для размещения на площадке и используемого при подземном ремонте оборудования.

Перед началом эксплуатации вышки или мачты при очередном подземном ремонте ее следует тщательно осмотреть, обратив особое внимание на прямолинейность элементов, состояние сварных швов, балконов, лестниц, ограждений и оттяжек, затяжку болтовых соединений. Фундамент опор вышки или мачты не должен иметь трещин или коррозии. Все выявленные дефекты следует устранить до начала эксплуатации сооружения.

Для укладки труб и штанг, а также другого длинномерного внутрискважинного оборудования при проведении СПО у вышки или мачты сооружают приемные мостки и стеллажи. Мостки могут быть стационарными, транспортироваться на полозьях с помощью тракторов, либо устанавливаться на колесном прицепе.

Вышка оснащается талевой системой для передачи усилия от ходового конца каната, наматываемого на барабан лебедки, к крюку. Она позволяет увеличить усилие на крюке в несколько раз в соответствии с кратностью оснастки - по сравнению с усилием, развиваемым на ходовом конце каната. Одновременно с этим во столько же раз уменьшается скорость перемещения крюка.

Вышки (ВЭТ22 х 50 - вышка эксплуатационная трубчатая, высотой 22 м, грузоподъемной силой 500 кН) изготавливаются из труб и устанавливаются на скважине вместо буровой вышки. Мачты - двуногие, также изготавливаемые из отработанных НКТ, высотой 15 и 22 м, грузоподъемной силой 150 и 250 кН. (МЭСН15 - 15 и МЭСН22 - 25) имеют опоры в виде трубчатых ферм, соединяемые вместе кронблоком в верхней части. Мачты оборудуются маршевыми лестницами, иногда устройствами для подвески штанг и площадкой для верхового рабочего. При установке на скважине мачты укрепляются растяжками. Стационарные вышки и мачты используются лишь 2 - 3 % календарного времени, поэтому их установка может быть оправдана только тогда, когда скважина слишком часто ремонтируется. В противном случае это приводит к неоправданным расходам металла и денежных ресурсов. Поэтому на промыслах используются передвижные мачты, передвижные агрегаты с телескопическими мачтами или складными вышками.

 

 Транспортное оборудование

Передвижная мачта на колесном или гусеничном ходу (например, телескопическая мачта ПТМТ-40), широко применяемая на промыслах Башкирии и Татарии, монтируется над центром скважины и для устойчивости расчаливается в два яруса канатными оттяжками (рис.2.1). Секции мачты раздвигаются с помощью лебедки трактора. Высота мачты при выдвижении первой секции -15 м, грузоподъемная сила 400 кН, при выдвижении двух секций - 20 м и грузоподъемная сила 250 кН. При этих грузоподъемностях можно выполнять подавляющую часть работ по ремонту скважин.

 

 

Рис 2.1. Передвижная мачта для подземного ремонта в рабочем положении

В последнее время все большее применение находят самоходные агрегаты для текущего и
капитального ремонтов скважин. Так, например, самоходный агрегат А-50У, смонтированный
на шасси автомобиля КрАЗ-257, грузоподъемной силой 500 кН, предназначенный для
спуско-подъемных операций с насосно-компрессорными и бурильными трубами с укладкой их
на мостки перед скважиной, позволяет проводить освоение скважин, текущий и капитальный
ремонты, разбуривание цементных пробок в трубах диаметром 146 и 168 мм с промывкой
скважины, устанавливать арматуру устья, а также выполнять буровые работы. Агрегат А - 50У
(рис.2.2) состоит из двух барабанной лебедки с приводом от трансмиссии, раздвижной
вышки рамной конструкции с талевой системой, ротора с гидроприводом, насосного блока и
системы управления. Тяговый четырехтактный восьмицилиндровый дизель ЯМЗ-238

автомобиля мощностью 177  кВт  при  частоте вращения  вала 2100 мин-1

используется для привода подъемной лебедки, насосного агрегата, компрессора и других элементов установки. Грузоподъемная сила агрегата на крюке при оснастке талевой системы 4 х 3 при работе на первой скорости составляет 500 кН, на второй - 345 кН, на третьей-126 кН и на четвертой - 75 кН. Высота вышки от уровня земли до оси кронблока 22,4 м. На двухосном колесном прицепе установлен промывочный насос 9МГР-61, развивающий наибольшее давление 16 МПа при подаче 6,1 л/с и давление 6 МПа при наибольшей подаче 10 л/с. Насос приводится в действие с помощью карданного вала от двигателя автомобиля. Масса насосного блока с прицепом 4,1 т. Масса всего агрегата 31 т.

На агрегате имеется ограничитель подъема крюка, автоматически отключающий лебедку при затаскивании талевого блока. Вышка агрегата - двухсекционная телескопическая, поднимаемая в рабочее положение гидродомкратами и опирающаяся на опорные винтовые домкраты. Верхняя секция вышки выдвигается при помощи талевой системы и фиксируется на механически управляемых упорах. Вышка для работы расчаливается четырьмя оттяжками к якорям, зарытым в землю, и двумя - к передней части автомобиля. Агрегат устанавливается у скважины на специальную бетонированную площадку, как и все передвижные агрегаты, предназначенные для ремонта

Рис. 2.2. Агрегат А-50У для ремонта скважины

1 - передняя опора, 2 - промежуточная опора, 3 - компрессор, 4 - трансмиссия, 5 -

промежуточный вал, 6 - гидродомкрат для подъема вышки, 7 - талевая система, 8 -

ограничитель подъема талевого блока, 9 - лебедка, 10 - вышка, 11 - пульт управле ния, 12 -

опорные домкраты, 13 - ротор

скважин. Управление всеми механизмами агрегата при установке вышки в рабочее положение, как и при спуско-подъемных операциях, осуществляется с открытого пульта управления, расположенного на раме агрегата у задней опоры вышки, слева по ходу автомобиля.

Другим типичным представителем самоходных агрегатов для подземного ремонта скважин может служить агрегат «Бакинец» (рис. 2.3), предназначенный для спуско-подъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки. Агрегат смонтирован на гусеничном тракторе Т-100МЗ. Он имеет коробку передач, однобарабаннную лебедку, телескопическую вышку с талевой системой, кулисный механизм подъема вышки, систему управления агрегатом и другие вспомогательные механизмы. Агрегат имеет собственную систему освещения для работы в ночное время с питанием от электрооборудования трактора. Вышка высотой 17,4 м поднимается в рабочее положение кулисным механизмом с винтовым приводом. Верхняя секция выдвигается с помощью талевой системы. В рабочем положении вышка расчаливается шестью оттяжками к якорным петлям, врытым в землю. Всеми механизмами агрегата управляет машинист из кабины трактора. Агрегат «Бакинец-ЗМ» имеет максимальную грузоподъемную силу 370 кН при семиструнной оснастке талевой системы и 320 кН при шестиструнной оснастке на первой скорости подъема крюка, равной соответственно 0,17 и 0,15 м/с. На высшей (четвертой) скорости подъема крюка, равной 0,7 и 0,6 м/с, грузоподъемная сила снижается до 76 и 89 кН при шестиструнной и семиструнной оснастке талевой системы, соответственно. Тяговый двигатель -четырехцилиндро-вый дизель Д-108 мощностью 66 кВт при частоте вращения вала 1070 мин-'. Масса агрегата 20 т.

Кроме названных, существуют другие самоходные агрегаты, как например, «Азинмаш 37А» грузоподъемной силой 280 кН с 18-метровой телескопической вышкой, смонтированной на трехосном автомобиле КрАЗ-255Б высокой проходимости, или «Азинмаш 43А» грузоподъемной силой 280 кН также с 18-метровой телескопической вышкой, смонтированной на гидрофицированном гусеничном тракторе Т-ЮОМБТС мощностью 75 кВт. Этот агрегат оснащен автоматом ДПР-2ВБ для свинчивания и развинчивания НКТ с электроинерционным приводом и переключателем. Разработан также тяжелый самоходный комплекс оборудования КОРО-80 на четырехосном автомобиле-тягаче МАЗ-537 высокой проходимости. Комплекс включает самоходную подъемную установку УПА-80 с телескопической вышкой грузоподъемной силой до 1000 кН и высотой 28 м, насосный, блок, смонтированный на двухосном прицепе, передвижные приемные мостки на колесном ходу с рабочей площадкой и инструментальной тележкой. Мощность двигателя установки - 386 кВт. Масса комплекса оборудования КОРО - 80 - 69,5 т.

Рис. 2.3 Агрегат "Бакинец":

1 - опоры мачты; 2 - пульт управления; 3 - барабан лебедки;

4 - кулисный механизм для подъема мачты; 5 - опоры мачты в рабочем положении;

6 - талевый блок и кронблок; 7 - верхнее звено раздвижной мачты

В комплект механизмов для ремонта входят:

промывочные вертлюги грузоподъемной силой до 600 кН для промывки скважины через подвешенные на крюке трубы при одновременном их вращении с помощью ротора; облегченные талевые блоки грузоподъемной силой от 150 до 500 кН с количеством шкивов до четырех;

эксплуатационные облегченные крюки КрЭ грузоподъемной силой от 125 до 500 кН, допускающие свободное вращение рога крюка относительно его серьги и снабженные амортизационной пружиной.

 

Основная литература 1 [стр.557-567], 3 [стр.345-349].

Контрольные вопросы:

1. Какие виды подъемных сооружений Вы знаете.

2. Для чего предназначены вышки и мачты и каковы основные правила их эксплуатации.

3. Какие подъемные установки и агрегаты применяют для производства спуско-подъемных операций при текущем и капитальном ремонте скважин.

4. В каких случаях применяются стационарные вышки.

5. От чего зависит выбор транспортной базы агрегата.

 

 
















Тема лекции 3

          Механизация процессов ремонта. Спуско-подъемное оборудование.

         Существенным элементом оборудования для подземного ремонта скважин являются автоматические ключи для свинчивания и развинчивания муфтовых соединений труб и штанг, созданные впервые Г. В. Молчановым и в дальнейшем усовершенствованные. Наибольшей трудоемкостью при ремонте скважин отличаются спуско-подъемные операции. Для облегчения этих работ и уменьшения их опасности разработан автомат для свинчивания и развинчивания труб АПР-2ВБ (рис. 3.1), который одновременно выполняет функции захвата и удержания труб в подвешенном состоянии и автоматического их освобождения при подъеме. Автомат состоит из вращателя с червячной передачей, клиновой подвески труб (спайдера), центратора, балансира с грузом для уравновешивания клиньев спайдера и электропривода с переключателем. Вращатель имеет водило 7 (см. рис. 3.1), передающее вращательное усилие облегченному малогабаритному трубному ключу, одеваемому на тело трубы. Блок клиновой подвески состоит из основания подвески и трех шарнирно подвешенных клиньев, удерживающих колонну труб в подвешенном состоянии. Клинья и их плашки сменные и устанавливаются в зависимости от диаметра поднимаемых труб. Блок клиновой подвески вверх и вниз перемещается с помощью балансира с грузом. Электродвигатель мощностью 2,8 кВт взрывобезопасного исполнения снабжен электроинерционным приводом, представляющим собой отключаемый маховик, установленный на валу двигателя. За счет инерции маховика удается значительно увеличить момент на водиле при отвинчивании труб, а также при завинчивании труб большого диаметра при малой мощности электродвигателя. Автомат для подземного ремонта АПР-2 изготавливается в двух модификациях: с электродвигателем во взрывобезопасном исполнении (АПР-2ВБ) с питанием от промысловой электросети 380 В и с гидроприводом (АПР-ГП), представляющим собой объемный гидравлический двигатель, который питается от автономного гидронасоса или гидравлической системы агрегата для подземного ремонта скважин. Гидропривод обеспечивает полную безопасность ведения работ в пожарном отношении, постоянство вращающего момента на водиле при свинчивании и развинчивании труб и простоту регулировки. В агрегате АПР-ГП используется гидродвигатель НПА64, позволяющий уменьшить массу автомата с 200 до 180 кг, вращающий момент которого легко регулируется настройкой предохранительного клапана гидросистемы.

Рис. 3.1 Автоматический ключ для труб АПР-2БВ:

1 - корпус автомата; 2 - червячное колесо; 3 - клиновая подвеска; 4 - корпус клина;

5 - плашка; 6 - опроный фланец; 7 - водило; 8 - вал вилки включения маховика;

9 - электроинерционный привод; 10 - стопорный винт; 11 - направляющая планка

клиновой подвески; 12 - центратор; 13 - пьедестал центратора; 14 - фиксатор центратора

Во время работы на скважине автомат АПР-2 крепится к фланцу обсадной колонны двумя болтами. Для работы на скважинах, оборудованных погружными центробежными насосами, применяются модернизированные автоматы АПР-2ЭПН с автоматической приставкой, оснащенной центрирующим устройством и механизмом для съема или надевания хомутов для крепления токонесущего кабеля к трубам.

Автоматизация свинчивания и развинчивания штанг при спуско-подъемных операциях осуществляется автоматическим штанговым ключом АШК (рис. 3.2). Ключ АШК состоит из блоков ключа, устьевого кронштейна и реверсивного переключателя. В свою очередь блок ключасостоит из электродвигателя 1 мощностью 0,8 кВт во взрывобезопасном исполнении, редуктора 10, муфты 2, тормозного барабана 7, узла штангового захвата 8 и системы контрключа 6 с вилкой 4. Блок устьевого кронштейна 5 крепится на муфте насосной трубы на устье скважины, а сам ключ подвешивается к кронштейну на пружинной подвеске 9. Блок реверсивного переключателя 3 предназначен для реверсирования двигателя при свинчивании или развинчивании штанг. Автоматический ключ АШК (система Ногаева) управляется вручную или от ножной педали, имеет разрезной вращатель, надвигаемый на квадрат штанги. Под редуктором расположен контрключ, удерживающий подвешенную колонну штанг от вращения. Масса блока ключа составляет 36 кг, масса всего комплекса с блоком устьевого кронштейна - 105 кг. Максимальный вращающий момент на захватном органе ключа равен 800 Н-м. Применение автоматического ключа АШК, кроме облегчения ручных операций и ускорения работ, обеспечивает постоянный крутящий момент для затяжки муфтовых соединений штанг, что способствует сокращению аварий и предотвращает самопроизвольный отворот штанг.

Разработан универсальный ключ 1МШТК-16-60 - механический штангово-трубный ключ для свинчивания и развинчивания штанг диаметром 16, 19, 22, 25, 48 и 60 мм насосно-компрессорных труб. Ключ состоит из вращателя электродвигателем, электроаппаратуры, приспособлений и инструмента.

 

Рис. 3.2. Автоматический ключ для свинчивания штанг АШК

 

сВращатель с электродвигателем состоит из червячной пары, двухскоростной зубчатой коробки перемены передач с реверсивным механизмом и электродвигателя. Вращение вала электродвигателя через реверсивный механизм и зубчатую передачу передается червячной паре. К большой червячной шестерне, расположенной горизонтально, прикреплена стойка-водило, передающее вращение штанговому или трубному ключу. Коробка перемены передач с реверсивным механизмом состоит из четырех цилиндрических шестерен, сидящих попарно на червячном и шлицевом валах, и одной паразитной шестерни для реверса. На шлицевой вал насажены две дисковые фрикционные муфты включения I и II скоростей. Направление вращения вала электродвигателя, связанное с переходом от подъема к спуску (т. е. от разворачивания муфтовых соединений к заворачиванию), изменяется при помощи реверсивного электрического переключателя типа ПРВ. На передний конец вала электродвигателя насажен маховик, обеспечивающий дополнительный крутящий момент при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений. Грузоподъемная сила ключа -160 кН. Частота вращения водила на первой скорости - 50 мин—', на второй - ПО мин"1. Крутящий момент - 2600 и 1300 Н • м на первой и второй скоростях. Мощность электродвигателя 1,1 кВт. Масса вращателя с электродвигателем - 66 кг. Ключ крепится болтами к фланцу обсадной колонны и имеет в корпусе вращателя клиновой захват для удержания труб в подвешенном состоянии. В комплект механизмов для подземного ремонта скважин, кроме того, входят различные трубные и штанговые элеваторы, с помощью которых трубы или штанги подхватываются под муфту и удерживаются на весу. Существует много различных конструкций элеваторов грузоподъемностью от 100 до 800 кН. Кроме того, при текущем ремонте используются трубные и штанговые механические и ручные ключи нескольких типоразмеров.



Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: