Файл: Курсового проекта Методы глушения пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин 013. 00. 00пз.docx

4.7 Ликвидация прихватов с помощью взрыва

Взрывные работы в скважине применяются как для ликвидации прихвата, так и для разъединения колонны для извлечения ее из скважины по частям, если другие методы ликвидации прихвата не дали положительного результата.

При ликвидации прихвата внутрь колонны опускается торпеда, детонирующая шнурковая (ТДШ), состоящая из детонирующего шнура и электродетонатора. Длина торпеды должна быть больше зоны прихвата на 5-10 м. Количество ниток шнура зависит от материала труб и их диаметра, и определяется исходя из того, чтобы не было разрушения колонны. Перед взрывом колонна натягивается с максимально допустимым усилием. В результате взрыва колонна вначале расширяется, а затем сжимается, вследствие чего силы прихвата уменьшаются. После взрыва производится расхаживание колонны и отбивка ротором.

При извлечении колонны по частям взрыв используется для ослабления резьб при развинчивание инструмента. Предварительно производится определение местоположения муфт (замков) с помощью локатора муфт. Торпеда длиной 1-2 м опускается на кабеле в зону муфты. Если локация муфт не производилась, то торпеда должна иметь длину на 2-3 м больше длины трубы. Предварительно намеченная к развинчиванию резьба разгружается от осевых нагрузок, инструмент вращается ротором влево на допустимое число оборотов, и производится взрыв. После этого колонна вращается влево и отвинчивается резьба. Для рассоединения колонны может быть использован взрыв кумулятивного трубореза. При взрыве образуются кумулятивная струя, разрезающая колонну в желаемом месте.

5. Применяемое противовыбросовое оборудование

Противовыбросовое оборудование предназначено для герметизации устья скважины с целью предотвращения открытых выбросов жидкости или газожидкостной смеси и фонтанов при бурении, испытании, опробовании и освоении скважины. Основная причина этих явлений — превышение пластового давления (давления в продуктивном пласте залежи) над давлением промывочной жидкости, заполняющей скважину.

Пластовое давление возрастает примерно на 0,1 МПа на каждые 10 метров глубины залегания пласта. Однако встречаются изолированные участки с аномально низким или высоким пластовым давлением, не подчиняющимся этому правилу. Интенсивность фонтанирования и выбросов возрастает с увеличением перепада давлений.

---

Открытые фонтаны и выбросы представляют опасность для обслуживающего персонала, приводят к загрязнению окружающей среды и пожарам, тушение которых требует больших трудовых и материальных затрат. Противовыбросовое оборудование должно обладать абсолютной надежностью и высокой степенью готовности. Только тогда можно обеспечить своевременное пере­крытие устья скважины при наличии или отсутствии в ней бурильной колонны. При этом должна быть обеспечена возможность выполнения следующих технологических операций:

• 
  расхаживание, проворачивание и протаскивание бурильных труб с замковыми соединениями и обсадных труб с муфтами;
  
• 
  закрытая циркуляция промывочной жидкости с противодавлением на пласт;
  
• 
  закачка раствора в пласт буровыми либо цементировочными насосами.
  

В состав противовыбросового оборудования входят: превенторы, устьевая крестовина, надпревенторная катушка и разъемный желоб, составляющие стволовую часть превенторного оборудования; манифольды для обвязки стволовой части противовыб­росового оборудования, обеспечивающие возможность управления скважиной при газонефтепроявлениях; станции управления превенторами и манифольдом

Существует большое разнообразие конструкций скважин и условий бурения, поэтому для обеспечения надежности охраны окружающей среды и недр земли схемы оборудования устья скважин стандартизованы. Противовыбросовое оборудование устанавливают между устьем скважины и полом буровой установки. В связи с этим для уменьшения высоты и облегчения основания вышечно-лебедочного блока, масса и размеры которого возрастают с увеличением вы­соты пола буровой установки, необходимой для монтажа противовыбросового оборудования, превенторы и другие элементы его стволовой части должны быть компактными [2].
На скважине №36 предусмотрена схема обвязки устья – 230/80×35 (230-диаметр проходного отверстия, мм; 80-диаметр проходного отверстия манифольда, мм; 35-рабочее давление, МПа). Схема состоит из двухплашечных превенторов и одного универсального превентора.

Величина максимального устьевого давления Р_му рассчитывается по формуле:

Р_му= Р_пл - gh,

где: Р_пл- пластовое давление в кровле продуктивного пласта, МПа;

 - плотность флюида, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с

---

²;

h- глубина залегания кровли продуктивного пласта, м.

Р_му= 27,56-8509,81191110^-6=11,63 МПа

В проекте при освоении скважины принимается оборудование устья скважины превенторной установкой типа ППГ 230 35 – 2шт (диаметр проходного отверстия – 230 мм, рабочее давление – 35 МПа) и универсальным превентором ПУГ 230 35 – 1шт.

Выбираем колонную головку по диаметру обсадных колонн и наибольшему давлению на устье. Давление на устье скважины при опрессовке составит 11,63 МПа. Следовательно, для обвязки устья скважины принимаем колонную головку ОКК2М-21-324х245х168 с рабочим давлением 21 МПа.

Согласно схеме ОП5 в комплект противовыбросового оборудования входят:

• 
  Установка превенторов состоит из кольцевого превентора, двух плашечных превенторов, крестовины, колонного фланца, катушки переходной и разъемного желоба
  
• 
  Основная гидравлическая станция управления превенторами, задвижками
  
• 
  Устьевая крестовина
  
• 
  Переходная катушка
  
• 
  Блок манифольдов
  
• 
  Газосепаратор
  
• 
  Гидропневмоаккумулятор
  

Теперь, рассмотрим каждый элемент по отдельности.

1) Превентор универсальный гидравлический (ПУГ)

  Универсальный превентор гидравлический (ПУГ) обладает широкими возможностями. Он герметизируют устье скважины при наличии и отсутствии в ней подвешенной колонны труб и вместе с тем позволяют, сохраняя герметичность устья скважины, проворачивать бурильную колонну и протаскивать трубы вместе с муфтами и бурильными замками. Универсальный превентор способен герметизировать устье скважины независимо от диаметра и геометрической формы уплотняемого предмета. Корпус представляет собой стальную отливку ступенчатой цилиндрической формы с опорным фланцем и шпильками для крепления превентора, проушинами для его подвески при монтажно-демонтажных работах и транспортировке. 
    В корпусе превентора кольцевого ПУГ располагаются полый ступенчатый поршень, резинометаллическая уплотнительная манжета и предохранительная втулка. Уплотнительная манжета, имеющая форму усеченного конуса с осевым отверстием, контактирует с конусным отверстием поршня и упирается в крышку, снабженную проходным отверстием и прямоугольной резьбой для свинчивания с корпусом превентора. Крышка уплотняется манжетой и фиксируется в затянутом состоянии стопорным болтом. 

---

2) Превентор плашечный гидравлический (ППГ)

Превентор плашечный гидравлический (ППГ) предназначен для герметизации устья нефтяных и газовых скважин в процессе бурения, с целью предупреждения выбросов как при наличии в скважине труб, так и при их отсутствии. Превентор обеспечивает расхаживание инструмента в пределах замкового соединения, а также подвеску труб на плашках. Герметизация скважины происходит за счет перемещения плашек, осуществляемого шток-поршнем гидроцилиндра.

П ревенторная установка может быть укомплектована следующими плашками:

• 
  трубными, каждая пара из которых уплотняет трубы определенного размера;
  
• 
  глухими, герметизирующими скважину при отсутствии в ней инструмента.
  

Конструкция превентора позволяет быстро заменить уплотнение плашек, не снимая превентора с устья скважины, даже при наличии в ней инструмента. Корпус превентора выполнен с парообогревом с двумя отверстиями для подвода и отвода теплосодержащего агента, обеспечивающего прогрев деталей превентора до положительных температур в зимнее время. Конструкция корпуса превентора позволяет работать без крестовины.

3) Разъемный желоб

Желоб разъемный предназначен для отвода раствора в систему циркуляции буровой установки. Телескопическая разъемная конструкция желоба позволяет демонтировать его и заменять другим оборудованием, необходимым для ликвидации нефтепроявлений без перерезывания струи фонтана, в том числе и при наличии инструмента в скважине.

Разъемный желоб крепят к фланцу верхнего превентора. Боковой отвод разъемного желоба соединяется с желобом циркуляционной системы наклонной трубой

4) Гидравлический пульт управления превенторами 

Пульт управления превенторами предназначен для дистанционного управления сдвоенными плашечными превенторами с гидравлическим приводом. Аварийное закрытие/открытие превентора (в случаях отказа электрической цепи пульта) можно произвести с помощью ручного насоса, установленного параллельно шестерёнчатому (электрическому) насосу. Давление в гидравлической системе создается шестерёнчатым насосом, который приводится в действие электрическим двигателем.

---

Рисунок 5.3 - Гидравлический пульт управления превенторами
5) Устьевая крестовина и переходная катушка

К рестовина устьевая предназначена для работы в составе противовыбросового оборудования при текущем и капитальном ремонте скважин для соединения блока превенторов с головкой колонны, а также для соединения превенторов между собой.


Рисунок 5.4 – Переходная катушка
Катушка переходная предназначена для работы в составе противовыбросового оборудования для соединения блока превенторов с головкой колонны, а также для соединения превенторов между собой при текущем и капитальном ремонте скважин.

7) Блок манифольдов

М анифольды предназначены для транспортирования бурового раствора от буровых насосов до стояка в буровой вышки и к трубопроводу, обвязывающему устройства системы приготовления и очистки раствора на буровых установках для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения на нефть и газ.


Рисунок 5.5 – Устьевая крестовина
Манифольд является элементом нефтегазовой трубопроводной арматуры и представляет собой трубопроводы и арматуру и другое оборудование (компенсаторы и буровые рукава), закрепленные на одном основании.

Манифольды рассчитаны на высокое давление и соединяются в соответствии с определенной схемой.

В состав манифольда также входят линии дросселирования и глушения.

О ни выполнены в виде блоков, соединенных с превенторным блоком с помощью магистральных линий.

8) Газосепаратор


Рисунок 5.6 – Газосепаратор
Газожидкостный сепаратор предназначен для дегазации насыщенного газами бурового раствора на начальной стадии очистки. Основная функция данного устройства заключается в удалении частиц газа диаметром 3-5 мм. Сепаратор отделяет газ от жидкости в системе двух этапной очистки и отводит газ через выпускной канал в верхнюю часть резервуара, и далее на факельную линию. Конструкция данного агрегата имеет много преимуществ по отношению к аналогичным изделиям: прочная и практичная,

---