Агрегаты для ремонта скважин с использованием колонны гибких труб

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для выполнения подземного ремонта скважин с использованием колонны гибких труб, и может быть использовано при разработке оборудования для выполнения внутрискважинных работ — промывка скважин, удаление гидратных и парафиновых пробок и т.п.

Известна конструкция агрегата подземного ремонта с использованием колонны гибких труб, содержащего транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан для намотки гибкой трубы, трубоукладчик, эжектор, обеспечивающий принудительное перемещение гибкой трубы, механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья (а.с. СССР N 1439197, Е21В 19/00, 19/22, 1988).

Недостатком этой конструкции является низкая долговечность гибкой колонны труб, обусловленная, с одной стороны, двукратным циклом изгиба трубы при ее спуске и извлечении из скважины.

Первый цикл изгиба трубы имеет место при ее сматывании с барабана — труба из согнутого положения распрямляется. Второй цикл изгиба — при входе в эжектор, где труба из прямолинейной формы повторно изгибается, перед тем как попасть в эжектор.

Помимо этого, взаимное расположение кабины оператора, барабана и устьевого оборудования исключает одновременный контроль за их функционированием.

Известен агрегат подземного ремонта скважин с использованием непрерывной колонны гибких труб, содержащий транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан для намотки гибкой трубы, эжектор, обеспечивающий принудительное перемещение гибкой трубы, механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья, при этом ось вращения барабана для намотки колонны гибких труб параллельна оси транспортной базы, которая при рабочем положении агрегата проходит через ось скважины (Патент РФ №2154146, МПК Е21В 19/22).

Указанное устройство работает следующим образом.

Ось вращения барабана для намотки колонны гибких труб параллельна оси транспортной базы, которая при рабочем положении агрегата проходит через ось скважины.

В вертикальной плоскости труба изгибается при выходе/входе в эжектор, а во взаимно перпендикулярной ей вертикальной плоскости — при намотке на барабан.

В результате зона максимальных пластических деформаций, а соответственно и напряжений при первом изгибе не совпадает с зоной максимальных пластических деформаций при намотке на барабан.

• Недостатком данного технического решения является то, что при разматывании трубы с барабана происходит изменение угла подачи трубы с барабана в эжектор, обусловленное уменьшением диаметра бухты трубы на барабане, что обуславливает дополнительные напряжения изгиба и, в конечном итоге, приводит к снижению долговечности трубы.
• Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков и создание устройства, применение которого позволит увеличить долговечность гибкой колонны труб, основной причиной выхода из строя которой является малоцикловая усталость, обусловленная многократным деформированием трубы с образованием пластических деформаций.
• Указанная задача решается за счет того, что предложенный агрегат подземного ремонта скважин с использованием непрерывной колонны гибких труб, согласно изобретению, содержит как минимум транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан с центральным валом для намотки гибкой трубы, размещенный на опорах, эжектор, обеспечивающий перемещение гибкой трубы, предпочтительно, механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья, при этом опоры для вала барабана для намотки гибкой трубы выполнены с возможностью изменения высоты расположения указанного вала барабана от рамы транспортной базы, причем изменение высоты расположения вала происходит по мере сматывания/наматывания трубы с барабана/на барабан, предпочтительно дискретно, после сматывания/наматывания очередного слоя трубы, при этом барабан кинематически связан с устройством для изменения высоты опор преимущественно при помощи его вала.
• В варианте исполнения, опоры барабана выполнены телескопическими, состоящими как минимум из двух частей, подвижной и неподвижной, при этом неподвижные части упомянутых опор жестко закреплены на транспортной раме, а барабан кинематически связан с устройством для изменения высоты опор при помощи конической передачи, ведущие шестерни которой установлены на концах его вала, при этом устройство для изменения высоты опор выполнено в виде редуктора, предпочтительно многоступенчатого, установленного на подвижной части опоры, при этом выходной вал указанного редуктора связан с винтами, взаимодействующими с ответными гайками соответствующей пары «винт-гайка», причем гайка указанной пары жестко установлена в неподвижной части опоры, при этом осевой ход L винта за один его оборот равен диаметру трубы dтр, а число оборотов каждого винта для сматывания/наматывания одного слоя трубы определено из соотношения:

1. где nв — число оборотов винта;
2. nб — число оборотов барабана для сматывания/наматывания одного слоя трубы;
3. dтр — диаметр трубы;
4. Sб — ширина барабана в месте навивки труб.
5. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
6. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Схема агрегата подземного ремонта приведена на чертежах, где на фиг.1 приведен общий вид агрегата в рабочем положении, вид сбоку; на фиг.2 — общий вид агрегата в транспортном положении, вид сверху; на фиг.3 — вид А, барабан в увеличенном масштабе, вид сбоку, на фиг.4 — барабан в увеличенном масштабе, вид сбоку.

Агрегат подземного ремонта скважин с использованием непрерывной колонны гибких труб (агрегат) содержит транспортную базу 1, на раме 2 которой установлена кабина управления 3, кабина оператора 4, барабан 5 с центральным валом 6 для намотки гибкой трубы 7, размещенный на опорах 8. На раме 2 располагается эжектор 9, обеспечивающий перемещение гибкой трубы 7, и герметизатор устья 10.

Опоры 8 для вала 6 барабана 5 для намотки гибкой трубы 7 выполнены с возможностью изменения высоты расположения указанного вала барабана от рамы 2 транспортной базы 1, причем изменение высоты расположения вала 6 происходит по мере сматывания/наматывания трубы 7 с барабана 5/на барабан 5, предпочтительно дискретно, после сматывания/наматывания очередного слоя трубы. Барабан 5 кинематически связан с устройством 11 для изменения высоты опор 8 преимущественно при помощи его вала.

Опоры 8 барабана 5 выполнены телескопическими, состоящими как минимум из двух частей, подвижной 12 и неподвижной 13, при этом неподвижные части упомянутых опор жестко закреплены на транспортной раме.

Барабан 5 кинематически связан с устройством 11 для изменения высоты опор 8 при помощи конической передачи 14, ведущие шестерни которой установлены на концах его вала 6.

Устройство для изменения высоты опор 8 выполнено в виде редуктора 11, предпочтительно многоступенчатого, установленного на подвижной части 12 опоры 8.

Выходной вал указанного редуктора 11 при помощи конической передачи 15 связан с винтами 16, взаимодействующими с ответными гайками 17 соответствующей пары «винт-гайка». Осевой ход L винта 16 за один его оборот равен диаметру трубы dтр, а число оборотов каждого винта для сматывания/наматывания одного слоя трубы определено из соотношения:

• где nв — число оборотов винта;
• nб — число оборотов барабана для сматывания/наматывания одного слоя трубы;
• dтр — диаметр трубы;
• Sб — ширина барабана в месте навивки труб.

Гайка 17 указанной пары жестко установлена в неподвижной 13 части опоры 8. На раме 2 установлены аутригеры 18. Устьевое оборудование обозначено поз.19. Для установки эжектора 9 в рабочее положение используются аутригеры 20.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Агрегат размещается в непосредственной близости от устьевого оборудования 19. Оператор управляет работой агрегата из кабины оператора 4. Затем включается механизм подъема эжектора 9, который обеспечивает его подъем на высоту, определяемую высотой устья скважины и устьевого оборудования 19, смонтированного на нем.

После подъема эжектора 9 окончательно корректируется положение агрегата относительно устья скважины и выдвигаются аутригеры 18 агрегата и аутригеры 20 эжектора 9.

В процессе работы агрегата гибкая труба 7 с барабана 5 через укладчик направляется на направляющую эжектора 9 и подается последним через герметизатор устья 10 в полость скважины через устьевое оборудование 19 для дальнейшего применения.

При вращении барабана 5 при помощи конической передачи 14, шестерни которой установлены на выходном валу 6 барабана и входном валу редуктора 11, вращение передается на выходной вал редуктора 11, на котором установлена ведущая шестерня конической передачи 15.

С ведущей шестерни 15 вращение передается на ведомую шестерню конической передачи, установленную на каждом винте 16.

Винт 16 начинает вращаться в ответной гайке 17, и за счет того, что гайка неподвижно установлена в неподвижной части 13 опоры 8, винт получает осевое перемещение и поднимается вверх или вниз вместе с барабаном 5, сохраняя при этом постоянным угол схода трубы 7 с барабана 5 и угол входа трубы 5 в герметизатор устья 10.

За счет сохранения постоянным угла схода/подачи трубы 7 с/на барабана 5 и угла входа/выхода трубы 5 в/из герметизатор/а устья 10 значительно снижаются напряжения, возникающие при неоднократных изгибаниях трубы 7, что способствует увеличению срока службы трубы.

Использование предложенного технического решения позволит увеличить долговечность гибкой колонны труб, основной причиной выхода из строя которой является малоцикловая усталость, обусловленная многократным деформированием трубы с образованием пластических деформаций.

Агрегат подземного ремонта скважин с использованием непрерывной колонны гибких труб, характеризующийся тем, что он содержит как минимум транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан с центральным валом для намотки гибкой трубы, размещенный на опорах, эжектор, обеспечивающий перемещение гибкой трубы, предпочтительно механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья, при этом опоры для вала барабана для намотки гибкой трубы выполнены с возможностью изменения высоты расположения указанного вала барабана от рамы транспортной базы, причем изменение высоты расположения вала происходит по мере сматывания/наматывания трубы с барабана/на барабан, предпочтительно дискретно, после сматывания/наматывания очередного слоя трубы, при этом барабан кинематически связан с устройством для изменения высоты опор преимущественно при помощи его вала, при этом опоры барабана выполнены телескопическими, состоящими, как минимум, из двух частей, подвижной и неподвижной, при этом неподвижные части упомянутых опор жестко закреплены на транспортной раме, а барабан кинематически связан с устройством для изменения высоты опор при помощи конической передачи, ведущие шестерни которой установлены на концах его вала, при этом устройство для изменения высоты опор выполнено в виде редуктора, предпочтительно многоступенчатого, установленного на подвижной части опоры, при этом выходной вал указанного редуктора связан с винтами, взаимодействующими с ответными гайками соответствующей пары «винт-гайка», причем гайка указанной пары жестко установлена в неподвижной части опоры, при этом осевой ход L винта за один его оборот равен диаметру трубы d, а число оборотов каждого винта для сматывания/наматывания одного слоя трубы определено из соотношения: ,где n — число оборотов винта;n — число оборотов барабана для сматывания/наматывания одного слоя трубы;d — диаметр трубы;S — ширина барабана в месте навивки труб.

Агрегат подземного ремонта скважин с непрерывной колонной гибких труб

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для выполнения подземного ремонта скважин с использованием колонны гибких труб, и служит для выполнения внутрискважинных работ — промывка скважин, удаление гидратных и парафиновых пробок и т. п.

Известна конструкция агрегата подземного ремонта с использованием колонны гибких труб, содержащего транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан для намотки гибкой трубы, трубоукладчик, эжектор, обеспечивающий принудительное перемещение гибкой трубы, механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья [1].

Недостатком этой конструкции является низкая долговечность гибкой колонны труб, обусловленная, с одной стороны двукратным циклом изгиба трубы при ее спуске и извлечении из скважины.

Первый цикл изгиба трубы имеет место при ее сматывании с барабана — труба из согнутого положения распрямляется. Второй цикл изгиба — при входе в эжектор, где труба из прямолинейной формы повторно изгибается, перед тем как попасть в эжектор.

Помимо этого, взаимное расположение кабины оператора, барабана и устьевого оборудования исключает одновременный контроль за их функционированием.

Технической задачей, решаемой предлагаемым устройством, является увеличение долговечности гибкой колонны труб, основной причиной выхода из строя которой является малоцикловая усталость, обусловленная многократным деформированием трубы с образованием пластических деформаций.

Указанная задача решается за счет изгиба гибкой трубы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Это достигается за счет того, что ось вращения барабана для намотки колонны гибких труб параллельна оси транспортной базы, которая при рабочем положении агрегата проходит через ось скважины.

В вертикальной плоскости труба изгибается при выходе (входе) в эжектор, а во взаимно перпендикулярной ей вертикальной плоскости — при намотке на барабан. В результате зона максимальных пластических деформаций (а соответственно и напряжений) при первом изгибе не совпадает с зоной максимальных пластических деформаций при намотке на барабан.

Это способствует увеличению долговечности трубы.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Схема агрегата подземного ремонта приведена на чертежах, где на фиг. 1 приведен общий вид агрегата в транспортном положении, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — показан агрегат в рабочем положении на скважине, вид сбоку; на фиг. 4 — то же, вид сверху; на фиг. 5 показан вариант исполнения агрегата, вид сбоку в рабочем положении.

Агрегат устроен следующим образом (фиг. 3). На раме 1 транспортной базы 2 установлена рама агрегата 3, в средней части которой установлен барабан 4 для колонны гибких труб 5. Для укладки трубы на барабан при наматывании и сматывании служит укладчик 6.

За кабиной водителя транспортной базы 2 располагается бак масляной системы 7, а рядом с ним (в, транспортном положении) находится кабина оператора 8 (фиг. 1). В рабочем положении кабина оператора 8 находится сбоку агрегата (фиг. 4). (На фиг. 3 кабина оператора условно не показана).

В кормовой части агрегата (фиг. 3) расположен эжектор 9, в верхней части которого установлено направляющее устройство 10. Под эжектором 9 располагается уплотнитель 11 гибкой трубы 5 и, при необходимости, узел превентора. Эжектор 9, направляющее устройство 10, уплотнитель 11 — располагаются над устьем скважины 12 с устьевым оборудованием 13 и закреплены на стойках 14.

Механизм установки эжектора 9 выполнен в виде двухзвенного шарнирного механизма, одно из звеньев 15 которого шарнирно закреплено на раме 3 агрегата, а на втором звене 16 шарнирно закреплен эжектор 9. Перемещение звеньев 15, 16 и эжектора 9 относительно друг друга обеспечивается приводными гидроцилиндрами, которые условно не показаны.

В рабочем положении рама 3 агрегата опирается на грунт посредством четырех аутригеров 17.

Вариант исполнения агрегата (фиг.

5) предусматривает выполнение механизма установки эжектора 9 в виде гидравлического подъемника, состоящего из стоек 18, шарнирно соединенных с рамой агрегата 3 и служащих направляющими для подвижной площадки 19, на которой смонтирован эжектор 9.

Перемещение площадки 19 относительно стоек 18 осуществляется гидравлическими цилиндрами, которые на рисунке условно не показаны. В рабочем положении под заднюю кромку площадки 19 устанавливаются две стойки 14. В нижней части стойки 18 имеется аутригер 20.

В рабочем положении агрегата стойки 18 устанавливаются вертикально, а в транспортном — горизонтально.

Для нагнетания технологической жидкости в колонну гибких труб в процессе проведения операций подземного ремонта, агрегат оборудован насосом 21 (винтовым или многоступенчатым центробежным): расположенным вдоль борта транспортной базы и имеющим гидропривод. Питание исполнительных органов гидропривода обеспечивается блоком насосов 22, приводимым в действие от коробки отбора мощности ходового двигателя транспортной базы.

Разворачивание агрегата на скважине перед проведением подземного ремонта осуществляется следующим образом. В транспортном положении кабина 8 располагается между кабиной водителя 2 транспортной базы и барабаном 4 (см. фиг. 1 и 2). В процессе подготовки к работе стрела, на которой смонтирована кабина 8 поворачивается вокруг оси примерно на 90o и занимает положение, показанное на фиг. 4.

Затем включается механизм подъема эжектора (независимо от варианта его исполнения), который обеспечивает его подъем на высоту, определяемую высотой устья скважины 12 и оборудования 13 смонтированного на нем.

После подъема эжектора окончательно корректируется положение агрегата относительно устья скважины и выдвигаются аутригеры 17 (20), устанавливаются стойки 14.

Положение кабины при работе агрегата (см. фиг. 4) обеспечивает оператору хороший обзор и барабана 4 с наматываемой (сматываемой) гибкой трубой 5, взаимодействующей с укладчиком 6, и зоны устья скважины 12. Минимальный угол обзора, необходимый оператору при работе показан на фиг. 4 и обозначен «A».

Сворачивание агрегата после выполнения операций подземного ремонта выполняется в обратном порядке.

В процессе работы агрегата гибкая труба с барабана 4 через укладчик 5 направляется на направляющую 10 эжектора 9 и подается последним через герметизатор 11 в полость скважины 12. При подъеме трубы укладчик 5 обеспечивает равномерную намотку трубы 5 на барабан 4.

При этом происходит изгиб трубы 5 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях при сматывании (наматывании) с барабана и при входе (выходе) в эжектор. Это способствует увеличению срока службы трубы.

Этому так же способствует хороший обзор за работой укладчика, свободным участком трубы 5 между укладчиком 6 и направляющей 10.

Источник информации 1. А.С. СССР N 1439197, E 21 B 19/00, 19/22, 1988.

1.

Агрегат подземного ремонта скважин с использованием непрерывной колонны гибких труб, содержащий транспортную базу, на раме которой установлена кабина управления, трансмиссия, барабан для намотки гибкой трубы, эжектор, обеспечивающий принудительное перемещение гибкой трубы, механизмы перевода эжектора и кабины управления в рабочее положение, герметизатор устья, отличающийся тем, что ось вращения барабана для намотки колонны гибких труб параллельна оси транспортной базы, которая при рабочем положении агрегата проходит через ось скважины. 2. Агрегат подземного ремонта скважин по п.1, отличающийся тем, что кабина оператора выполнена подвижной и установлена на консоли, ось вращения которой расположена у заднего по ходу движения транспортной базы торца барабана для намотки труб. 3. Вариант исполнения агрегата по п.1, отличающийся тем, что механизм установки эжектора выполнен в виде двухзвенного шарнирного механизма, одно из звеньев которого шарнирно закреплено на раме агрегата, а на втором звене шарнирно закреплен эжектор, причем перемещение звеньев и эжектора относительно друг друга обеспечивается приводными гидроцилиндрами. 4. Агрегат подземного ремонта скважин по п.1, отличающийся тем, что механизм установки эжектора выполнен в виде гидравлического подъемника, в рабочем положении установленного вертикально, а в транспортном — горизонтально, причем подъемник снабжен аутригерами, которые при рабочем положении воспринимают рабочую нагрузку от эжектора.

Установки для ремонта скважин с гибкими трубами

Агрегаты, оборудование и инструмент для ремонта скважин

Подземный ремонт скважин связан с подъемом из скважины и спуском оборудования, инструмента, различных приборов, а также с закачкой в скважину технологических жидкостей.

Для этого применяются следующие способы ремонта:

с помощью скважинного трубопровода, собираемого из отдельных труб;

с помощью скважинного трубопровода из гибких труб, наматываемых на барабан;

с использованием канатной техники или на кабеле.

Трубопровод, собираемый из отдельных труб

Для доставки технологических жидкостей используются скважинные трубопроводы, межтрубное (если скважинных трубопроводов несколько) и затрубное пространство.

Установки с гибкими трубами

В последнее время ремонт при герметизированном устье получил широкое распространение при использовании установок с гибкими трубами (рис. 9.1).

Ремонт с использованием канатной техники или на кабеле / Подъемные лебедки

Наибольшее распространение получил подземный ремонт при открытом устье с собиранием колонны НКТ и штанг из отдельных труб и штанг соответственно.

Подъемные агрегаты / Талевая система

В настоящее время большое распространение получили подъемные агрегаты, на которых смонтированы мачта и все необходимое оборудование для проведения спускоподъемных работ.

Оборудование для ремонта скважин

К оборудованию предназначенному для ремонта скважин относятся : противовыбросовое оборудование, винтовые забойные двигатели, вертлюги.

Инструменты для спуско-подъемных операций

При спускоподъемных операциях применяют специальные инструменты: ключи, элеваторы, штропы, спайдеры и другие приспособления.

Роторные установки

Назначение ротора — вращение бурильного инструмента и удержание колонны бурильных и обсадных труб при свинчивании и развинчивании в процессе спускоподъемных операций при бурении скважин небольшого диаметра и капитальном ремонте скважин . Подробнее.

Трубные и штанговые механические ключи

В комплексе основных работ, связанных с подземным ремонтом скважин, наиболее тяжелые и трудоемкие — это операции по спуску и подъему насосно-компрессорных труб и штанг. Они в зависимости от характера ремонта и числа, находящихся в скважине труб и штанг, занимают от 50 до 80% от общего баланса времени, затрачиваемого на ремонт скважины . Подробнее.

Источник

Использование колтюбинга для капитального ремонта скважин

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 10.12.2018 2018-12-10

Статья просмотрена: 3001 раз

Библиографическое описание:

Устройство агрегатов для работы с колонной гибких труб

ЛЕКЦИЯ 15.Использование установок гибкой трубы при освоении. Перечень технологических операций проводимых с помощью установки ГТ при освоении скважин. Устройство агрегатов для работы с колонной гибких труб. Основные типы компоновок агрегатов. Устьевое оборудование. Колонна гибких труб

(А.Г.Молчанов,С.М.Вайншток, В.И.Некрасов, В.И.Чернобровкин. Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб,2000 -224 с.)

• Технология работ предусматривает последовательность основных этапов проведения операций при освоении скважин, с применениемколтюбинговой установки после окончания их бурением, после расконсервации и капитального ремонта, после вторичного вскрытия и др.
• Перечень технологических операций проводимых с помощью установки ГТ при освоении скважин
• Комплекс работ при освоении объекта с помощью установки ГТ включает в себя операции, предшествующие освоению и осуществляемые при вызове притока.
• К технологическим операциям, предшествующим освоению, относятся следующие:
• — по окончании скважины бурением: подготовительные работы к перфорации, перфорация, подготовительные работы к вызову притока;
• — после капитального ремонта или расконсервации: подготовительные работы к вызову притока.
• К технологическим операциям по вызову притока относят мероприятия, при реализации которых достигается снижение забойного давления и создание условий для фильтрации пластового флюида из продуктивного пласта в скважину с последующим подъемом флюида на поверхность.

1. Конструктивно колонна непрерывной гибкой трубы представляет собой сплошную одноразмерную металлическую трубу, которая навивается на специальную катушку (барабан), смонтированную на передвижной установке, имеющей механизм подачи (транспортер) гибкой трубы и другие агрегаты, входящие в комплекс оборудования, обеспечивающего управление и проведение необходимых технологических операций.
2. Гладкая непрерывная колонна гибких труб имеет следующие преимущества по сравнению с традиционной колонной бурильных труб.
3. -сокращает время и повышает безопасность СПО за счет исключения свинчивания-развинчивания резьбовых соединений;
4. — улучшает условия прохождения интервалов набора кривизны и протяженных горизонтальных участков скважины;
5. — представляет дополнительные технологические возможности, повышающие технико-экономические показатели бурения и освоение скважин (разбуривание несколькими горизонтальными отводами из одного основного ствола вертикальной скважины; разработка месторождений с аномально вязкой нефтью; повторное вскрытие пластов при углублении скважин; использование в качестве бурового раствора жидкости на углеводородной основе; эффективное бурение пластов с высокой проницаемостью и низким пластовым давлением и др);
6. — исключает необходимость глушения скважин, и, как следствие, сохраняются коллекторские свойства продуктивного пласта;
7. — обеспечивает герметичность устья скважины, тем самым создает возможность управления ситуациями, связанными с вероятными выбросами и фонтанированием;
8. — представляет возможность бурения части ствола и обслуживания скважин с созданием режима депрессии на забое;
9. — составляет компактный комплекс бурового оборудования с возможностью применения его на ограниченных размерах рабочих площадок;
10. Также существуют факторы, ограничивающие масштаб и объем внедрения колонны гибких труб, к основным из которых следует отнести:

• — отсутствие возможности проворота колонны гибких труб в скважине;
• — сложность ремонта колонны гибких труб в промысловых условиях;
• — ограничение длины колонны гибких труб диаметром барабана для намотки трубы;
• — сложность изготовления колонны гибких труб;
• — имеется вероятность чрезмерного скручивания колонны гибких труб в скважине и повреждение, в результате этого, трубы;
• — сложность транспортировки колонны гибких труб и др.
• Устройство агрегатов для работы с колонной гибких труб

К настоящему времени сформировалось несколько определенных и отличающихся друг от друга направлений в проектировании и изготовлении комплексов оборудования для работы с использованием колонны гибких труб. Под термином «комплекс» подразумевают набор оборудования, позволяющий выполнять все технологические операции с применением КГТ. К ним относятся:

· транспортные операции по доставке оборудования на место проведения работ;

· спуск и подъем колонны гибких труб;

· подготовка технологической жидкости, применяемой при ремонте скважины, – доставка жидкости, ее подогрев и т.д.;

· собственно подземный ремонт – промывка пробок, сбивка клапана и т.д. К этой же группе операций относится и закачка жидкости в скважину;

· операции по восстановлению свойств технологической жидкости, использованной в процессе подземного ремонта, – дегазация, очистка и подогрев. При определенной организации работ эта группа операций может не выполняться.

В строгом смысле слова термину «комплекс» удовлетворяет не все оборудование. Некоторые другие позволяют осуществлять работу только с колонной гибких труб.

Поэтому при использовании их во время операций на скважине необходимо дополнительно иметь насосный агрегат для технологической жидкости, передвижные парогенераторные установки для подачи тепла в емкость для хранения, нагрева и дегазации жидкости.

Все элементы, входящие в комплекс рассматриваемого оборудования, выполняются мобильными.

Отличаются они лишь количеством единиц, входящих в комплекс, типами транспортных средств, используемых для их перемещения, и компоновками основных узлов на последних.

Столь пристальное внимание к средствам транспортирования обусловлено тем, что именно они в значительной степени определяют общую компоновку машин и их основные показатели.

Рассмотрим наиболее характерные и достаточно хорошо отработанные в настоящее время конструктивные решения.

Использование колтюбинговых установок для ремонта и испытания скважин

Определение 1

Колтюбинговая установка – это специальная установка, используемая для осуществления технологических операций при подземном и капитальном ремонте скважин, а также для сооружения газовых и нефтяных скважин различных профилей и конструкций с применением колонн гибких труб.

Колтюбинг представляет собой перспективное оборудование для нефтегазовой промышленности, принцип действия которого основан на применении непрерывных гибких труб, заменяющих традиционные сборные колонны. Благодаря их гибкости, появляется легкий доступ к горизонтальным и боковым стволам скважин.

Главным преимуществом их использования является снижение продолжительности процессов, которые связаны с развинчиванием и свинчиванием колонны труб во время спускоподъемных операций. Оборудование колтюбинговой установки устанавливается на автомобильном прицепе или на шасси автомобиля. В состав оборудования колтюбинговой установки входят:

1. Колонна гибких труб.
2. Блок превенторов.
3. Лубрикатор.
4. Инжектор.

Определение 2

Инжектор – это струйный насос, использующийся для нагнетания жидкости или газа.

Колтюбинговые установки могут функционировать без глушения скважины при давлении до 70 МПа. Это делает возможным избежать репрессии давления на пласт во время ремонта скважины, что способствует уменьшению или полному отсутствию загрязнения призабойной зоны пласта технологическими жидкостями.

Применять колтюбинговые установки начали для осуществления простых технологических операций во время подземного ремонта скважин — очистки забоев и колонн труб от песчаных пробок.

Когда данное оборудование внедрялось на нефтегазовых месторождениях, внешний диаметр гибких труб колонны составлял 19 миллиметров.

В настоящее время на предприятиях используются гибкие трубы маленьких (от 19 до 31,75 миллиметров), средних (от 31,75 до 44 миллиметров) и больших (от 44 до 114,3 миллиметров) диаметров. Данный набор диаметров труб позволяет осуществлять все виды технологических операций, связанных с ремонтом и испытанием скважин.

Гибкие трубы для колтюбинговых установок производятся с единственным продольным швом, который делается при помощи высокочастотной сварки без добавления присадочного металла. Сварка осуществляется в среде инертного газа.

Круглая труба формируется при помощи роликовых механизмов и подвергается сварке. После этого внешняя поверхность трубы очищается, сглаживается, затем сварной шов отжигают. Готовая труба сначала охлаждается на открытом воздухе, а после в водяной бане.

Затем труба подвергается неразрушающему контролю, проводящемуся при помощи вихретокового устройства.

Преимущества и направления использования колтюбинговых установок на нефтегазовом объекте

Колтюбинговые установки используются для ремонта и испытания скважин, в частности в следующих технологических операциях:

1. Геофизические исследования.
2. Вызов притока при помощи снижения уровня в скважине.
3. Ремонт наклонно-направленных скважин.
4. Ремонт горизонтальных скважин.
5. Газлифтная эксплуатация скважин.
6. Глушение скважин.
7. Удаление жидкости из газовых скважин.
8. Цементирование скважин.
9. Эксплуатация скважин через гибкие трубы.
10. Сбалансированное бурение скважин.
11. Бурение боковых столбов.
12. Бурение скважин на депрессии.
13. Удаление пробок.
14. Обрезание обсадных колонн и насосно-компрессорных труб.
15. Кислотная обработкка призабойной зоны пласта.
16. Разбуривание твердых отложений.
17. Гидравлический разрыв пласта.
18. Перфорация скважин.
19. Установка гравийных фильтров.

Использование колтюбинговых установок на месторождениях природного газа и нефти обладает следующими преимуществами: экономическая выгода при использовании гибких труб, соблюдение жестких экологических требований (из-за меньших размеров используемого оборудования), возможность осуществления различных технологических операций в горизонтальны и покосившихся скважинах, сокращение продолжительности подъема и спуска забойных приборов и инструментов, снижение продолжительности процессов подъема и спуска скважинного оборудования, оптимизация условий труда сотрудников ремонтных бригад, высокая степень безопасности во время спускоподъемных работ, отсутствие необходимости в освоении скважин, возможность проведения работ в нефтяных и газовых скважинах без их глушения, обеспечение герметичности скважины на всех этапах работы.

Внедрение колтюбинговых установок на нефтегазовых предприятиях способствовало увеличению спектра и облегчению работ, связанных с ремонтом и испытанием скважин нефтегазового месторождения. Новые разработки в области колтюбинга ведутся постоянно, так как весь возможный потенциал данного оборудования до сих пор не раскрыт до конца.

Использование колтюбинга для капитального ремонта скважин

Шлеин, Г. А. Использование колтюбинга для капитального ремонта скважин / Г. А. Шлеин, А. А. Глущенко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 49 (235). — С. 58-60. — URL: https://moluch.ru/archive/235/54606/ (дата обращения: 23.05.2021).



• Встатье рассмотрены общие сведения и о колтюбинге, его строении, назначении, технологии изготовления гибких труб, преимущества колтюбинговых установок, и область его применения.
• Ключевые слова: пласт, колтюбинг, гибкие трубы, ремонт скважин.
• Под колтюбингом понимают специальную установку, предназначенную для проведения технологических операций при капитальном и подземном ремонтах скважин, а также для бурения нефтяных и газовых скважин различных конструкций и профилей с использованием колонны гибких труб.

Колтюбинг, как одно из перспективных направлений специализированного оборудования нефтегазодобывающей промышленности, основан на использовании гибких непрерывных труб, которые заменяют традиционные сборные колонны труб при работах внутри скважин. Такие трубы благодаря своей гибкости способны с легкостью предоставить доступ в боковые и горизонтальные стволы скважин.

Основным преимуществом использования этой технологии является значительное уменьшение продолжительности проведения технологических процессов связанных с свинчиванием / развинчиванием колонны труб при спуско-подъемных операциях.

Оборудование установки колтюбинга смонтировано на шасси автомобиля или автомобильном полуприцепе. В состав оборудования входят, кроме колонны гибких труб, инжектор и лубрикатор, блок превенторов, которые во время работы монтируют на устье скважины [2].

Колтюбинговые установки могут работать без глушения скважины с герметизацией устья до давления 70 МПа. Это позволяет избежать репрессии давления на пласт при ремонте скважин и, как следствие, уменьшить или вообще избавиться загрязнения призабойной зоны пласта технологическими жидкостями.

Применять колтюбинг начали для осуществления простых операций при проведении подземных ремонтов скважин — очистке колонны труб и забоев от песчаных пробок. При внедрении данной технологии использовали колонну гибких труб с внешним диаметром 19 мм.

Сейчас созданы буровые установки, работающие с колоннами диаметром 114,3 мм. Традиционно используют гибкие трубы маленького (19–31,75 мм), среднего (31,75–44 мм) и большого (44–114,3 мм) диаметров, с помощью которых можно осуществлять практически весь набор операций подземного ремонта скважин и бурения.

К операциям с использованием колтюбинговых технологий относятся следующие: вызов притока снижением уровня в скважине, газлифтная эксплуатация скважин, удаление жидкости из газовых скважин, эксплуатация скважин через гибкие трубы, удаление пробок различной плотности, кислотные обработки призабойной зоны пласта, селективное действие на пласт, гидравлический разрыв пласта, перфорация скважины, установки гравийных фильтров, разбуривания твердых отложений (цемента, фрезерования и т. д.), обрезание НКТ и обсадных колонн, бурение бокового столба, бурение скважины (на депрессии и сбалансированное), цементировочные работы, глушения скважины, ремонт наклонно-направленных, горизонтальных скважин, геофизические исследования.

Гибкие трубы изготавливаются на трубопрокатном состоянии с одним продольным швом, выполненным с помощью высокочастотной сварки без добавления присадочного металла. Сварка ведется автоматами в среде инертного газа.

С помощью роликовых механизмов с плоской ленты формируется круглая труба, готова к сварке. Края трубы, подлежащих сварке, механически стыкуются, а тепло для сварки образуется за счет сопротивления протекания электрического тока.

После сварки внешняя поверхность очищается, сглаживается и сварной шов отжигают. Трубу охлаждают на воздухе, а затем в водяной бане перед неразрушающим контролем.

Проверка обычно осуществляется с помощью вихретокового устройства. Калибровка конечного диаметра выполняется при формировании трубы с учетом некоторого уменьшения диаметра после сварки. В это время труба подвергается термообработке по всему телу трубы для «снятия стресса» и повышения пластической стали.

Конечный продукт высокопрочной трубой с пластичностью, гибкостью и другими свойствами, которые удовлетворяют условия эксплуатации. Последним этапом является намотки трубы на барабан и испытания давлением.

1. При использовании на практике колтюбинга по сравнению с традиционным капитальным ремонтом газовых и нефтяных скважин выявлен ряд преимуществ. К ним относятся:
2. – обеспечение герметичности устья скважины на всех этапах выполнения скважинных операций;
3. – возможность осуществления работ в газовых и нефтяных скважинах без их предварительного глушения;
4. – отсутствие необходимости освоения и вызова притока скважин, в которых выполнялись работы с использованием колонны гибких труб;
5. – безопасность проведения спускоподъемных операций;
6. – оптимизация условий труда работников бригад капитального ремонта при исполнении всего комплекса операций;
7. – уменьшение времени на спуск и подъем скважинного оборудования на проектную глубину;
8. – обеспечение возможности бурения, спуска забойных инструментов и приборов, а также выполнение операций капитального ремонта в горизонтальных и очень покосившихся скважинах;
9. – соблюдение более высоких требований в области экологии при проведении всех операций по ремонту и бурению скважин, в том числе за счет меньших размеров комплексов оборудования для этих целей по сравнению с традиционными;
10. – существенный экономический эффект в результате применения колонн гибких труб как во время ремонта, так и при проведении буровых работ.

Таким образом проведение операций колтюбинговыми установками принесло значительное облегчение и увеличило спектр работ по подземному ремонту скважин. Это перспективное оборудование, развивается и найдет себе применение и в других сложных работах на скважинах.

Литература:

1. В. В. Шайдаков, П. Г. Михайлов, В. В. Грогуленко. Анализ проблем при ремонтных работах с использованием гибкой трубы в колтюбинговых установках // Нефть. Газ. Новации. — 2012 — № 6 — С. 92–96.
2. Войтенко, Л. М. Груздилович, А. М. Киреев и др. Колтюбинг: основы и практика применения в горном деле. Минск.: Юнипак,2007. -581 с.
3. Грогуленко В. В. Конструктивные и эксплуатационные параметры металлополимерных колтюбинговых труб // Фундаментальные исследования. -2015 — № 2–2 — С. 245–250.

Основные термины (генерируются автоматически): труба, подземный ремонт скважин, использование колонны, капитальный ремонт, колонна, операция, ремонт скважин, сварка, скважина.