Заканчивание скважины

Долив скважины при подъёме бурильной колонны  должен носить не периодический, а непрерывный характер, для чего на нагнетательной линии следует иметь отвод для присоединения гибкого шланга или специальную ёмкость для произвольного стока БР или использовать дозаторы.

Обвязка превенторов – манифольд – предназначена для управления давлением в скважине при ГНВП путём воздействия на пласт закачкой раствора и создания противодавления на него. Манифольд состоит из линий дросселирования и глушения, которые соединяются со стволовой частью оборудования для герметизации и представляют собой систему трубопроводов и арматуры (задвижки и регулируемые дроссели с ручным или гидравлическим управлением, манометры и др.).

Линия глушения соединяется  с буровыми насосами и служит для  закачки в скважину утяжелённого раствора по межтрубному пространству. При необходимости линия глушения используется для слива газированного  БР в камеру-дегазатор циркуляционной системы буровой установки.

Линия дросселирования служит для слива БР и отбора флюидов из скважины с противодавлением на пласт, а также для закачки в скважину жидкости с помощью цементировочных агрегатов. Манифольды рассчитывают на рабочее давление 21, 35, 70 МПа. В зависимости от конструкций задвижек они бывают двух типов: МП – с клиновыми задвижками, и МПП – с прямоточными задвижками. Манифольды типа МП в блочном исполнении шифруются МПВ. В шифре манифольдов цифрами указывается диаметр их проходного отверстия (в мм) и рабочее давление (в МПа). Например, манифольд диаметром 80 мм (принимаемый в настоящее время для всех манифольдов) на давление 35 МПа шифруется МПВ-80×35.

Манифольды устанавливают на рамах-салазках с телескопическими стойками, позволяющими регулировать высоту их расположения в пределах 0,65–1,25 м в зависимости от положения колонной головки над устьем скважины. Высота расположения головки изменяется после спуска и цементирования каждой обсадной колонны. Высота разъёмного жёлоба устанавливается по расстоянию между фланцевой катушкой и ротором буровой установки.

На установках могут монтироваться  один или два плашечных превентора. В морских скважинах с устьем на дне моря устанавливаю три, а иногда и четыре плашечных превентора, а над ними – универсальный превентор. В морских установках монтируют иногда два универсальных превентора. При бурении под давлением над этим превентором располагают вращающийся превентор.

После монтажа линии манифольдов превенторы подвергают гидроиспытаниям под давлением, в 1,5 раза превышающим рабочее.

Манифольд противовыбросового оборудования (рис. 1,а) состоит из линий дросселирования и глушения, которые соединяются со стволовой частью ОП и представляют собой систему трубопроводов и арматуры. Линия глушения соединяется с буровыми насосами и служит для закачки в скважину утяжелённого раствора по межтрубному пространству.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок. 1,а. Манифольд дросселирования и глушения

1– обратный клапан; 2 – буровой дроссель с гидроприводом; 3 – датчик давления; 4 – манометр; 5 – буферный резервуар; 6 – задвижка с ручным приводом; 7 – буровой дроссель с ручным приводом; 8– крестовина; 9 – задвижка с гидроприводом

 

 

Блок дросселирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок. 1,б. Манифольд МПО6-80х70:

1 – отводной фланец; 2 – обратный клапан; 3 – тройник  с манометром; 4 – линия глушения; 5 – задвижка с гидроприводом; 6 – блок превенторов; 7 – датчик давления; 8 – игольчатый вентиль; 9 – разделитель сред; 10 – показывающий манометр; 11 – дроссель с ручным приводом; 12, 13 – пробка; 14 – гаситель потока; 15 – задвижка с ручным приводом; 16 – крестовина; 17 – адаптерный и инструментальный фланцы; 18 – сепаратор бурового раствора

 

Дроссели (штуцеры) имеют ручное или гидравлическое дистанционное управление и служат для создания противодавления на пласт с целью плавного регулирования  скорости потока жидкости, поступающей  из скважины. Работа дросселя регулируется осевым перемещением конического наконечника, в результате чего изменяется проходное  сечение дросселя.

Блок дросселирования

Блок дросселирования

В линиях глушения и дросселирования применяются высококачественные бесшовные трубы. Фланцевые соединения манифольда уплотняются металлическими кольцевыми прокладками. Противовыбросовое оборудование монтируется на устьевой крестовине колонной головки. При несоответствии диаметров крестовины и превентора между ними устанавливается переводной фланец. Линии манифольда должны быть прямыми и поворот допускается в исключительных случаях.

Манифольды противовыбросовые блочные (рис. 1,б) выпускаются промышленностью согласно ГОСТа 13862-90 и могут иметь обозначение МПБ 5-80×70К₃, которое расшифровывается следующим образом:

МПБ – манифольд противовыбросовый блочный;

5 – порядковый номер  типовой схемы (по схеме №  5);

80 – условный внутренний  диаметр узлов манифольда, Ду, мм;

70 – рабочее давление, МПа;

К₃ – для эксплуатации на скважинах с содержанием сероводорода (H₂S) до 25 %.

Рабочее давление манифольда должно быть не менее давления опрессовки обсадной колонны. Промышленностью выпускаются манифольды на рабочее давление 7, 14, 21, 35, 70 и 105 МПа с условным внутренним диаметром 80 мм (бурение) 50, 65 мм (ремонт скважин).

Манифольды поставляются заводами-изготовителями блочно, т. е. на специальных рамах.

Под блок дросселирования или глушения монтируются составные части манифольда, такие как: прямоточные задвижки с ручным управлением; тройники и крестовики; регулируемые дроссели с ручным или дистанционным управлением; гасители потока; манометры с разделителями сред.

Отдельно поставляются: гидроприводные задвижки (на отводах крестовины); напорные трубы (от устья скважины до блоков); сепараторы или трапнофакельные установки; трубные секции (выкидные линии после концевых задвижек блока дросселирования и блока глушения).

В манифольде противовыбросовом используются прямоточные задвижки с ручным или гидравлическим управлением.

Монтаж  манифольда противовыбросового. Блоки дросселирования и глушения устанавливаются на твёрдом покрытии не ближе 10 м от устья скважины в легкодоступном месте. Внутренний диаметр коренных труб (от устьевой крестовины до блока задвижек), самих задвижек, дросселя и других элементов манифольда должен соответствовать внутреннему диаметру крестовины. После концевой задвижки допускается увеличение внутреннего диаметра выкидных линий на 30 мм. При капитальном ремонте коренные трубы для скважин первой группы выполняются из бурильных труб, для скважин второй и третьей групп – из насосно-компрессорных труб. Диаметры труб 73 мм, группа прочности марки «Д».

Длина сбросовых линий  должна быть: для нефтяных скважин  с газовым фактором менее 200 м³/т – не менее 30 м; для нефтяных скважин с газовым фактором более 200м³/т, газовых и разведочных скважин – не менее 100 м.

Расстояние от концов выкидного  манифольда до всех коммуникаций и сооружений, не относящихся к объектам буровой установки, должно быть не менее 100 м для всех категорий скважин.

Качество монтажа подтверждается опрессовкой. При этом блок дросселирования и блок глушения до концевых задвижек манифольда высокого давления должны быть опрессованы водой, а затем воздухом совместно с превенторной установкой и устьевым оборудованием на давление опрессовки обсадной колонны. Выкидные линии после концевых задвижек опрессовываются водой на давление:

– 50 кгс/см² (5 МПа) – для противовыбросового оборудования, рассчитанного на ожидаемое давление до 210 кг/см² (21 МПа);

– 100 кг/см² (10 МПа) – для противовыбросового оборудования, рассчитанного на ожидаемое давление выше 210 кг/см² (21 МПа);

Результаты опрессовки оформляются актом.

Превенторы. При использовании плашечных превенторов скважины пере-крываются сдвигающимися к центру плашками, изготовленными из специ-альной резины с металлической арматурой. Как правило, на устье скважины устанавливают два превентора, оснащённых плашками, размеры которых соответствуют наружному диаметру труб, находящихся в скважине. Глухие плашки устанавливаются в превенторе по мере необходимости перекрытия всего сечения скважины. Закрывать плашки можно как ручным способом при помощи штурвала, так и с помощью гидравлического или электрического приводов. Конструкция плашек выполнена таким образом, что за счёт давления, возникающего внутри скважины, образуется дополнительное усилие, способ-ствующее ещё большему их уплотнению.

Плашечные превенторы обеспечивают возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье в пределах длины между замковыми или муфтовыми соединениями, подвеску колонны труб на плашки и её удержание от выталкивания под действием скважинного давления. Установлена следующая система обозначения плашечного превентора:

– тип превентора и вид привода:  плашечный с гидроприводом (ППГ); плашечный с ручным приводом (ППР); плашечный с перерезывающими плашками (ППС);

– конструктивное исполнение, с трубными или глухими плашками, не обозначается;

– диаметр прохода условный, мм;

– рабочее давление, МПа;

– тип исполнения – в  зависимости от скважинной среды (К₁, К₂, К₃).

Пример обозначения превенторов: превентор ППР(Г) 1(2,3)-150×21(35)-К(С)В(Н)1(2, 3) где ППР или ППГ – ручной или гидравлический; 1, 2 или 3 – одинарный, сдвоенный (одинарный допускается не указывать); 150 – проход в мм; 21 или 35 – рабочее давление, в МПа; К или С – кованый или сварной корпус; В или Н – выдвижной или не выдвижной штурвал; 1(2, 3) – исполнение по коррозионной стойкости: нормальная, улучшенная и повышенная стойкость. Рабочий интервал температур  – от - 40 до +100 °С. По способу герметизации плашечные превенторы выпускаются в двух вариантах: гидроуправляемые и с ручным приводом фиксации плашек. Гидроуправляемые плашечные превенторы, в отличие от превенторов с ручным приводом, позволяют дистанционно и быстро (за 5–10 с) загерметизировать устье скважины.

После герметизации устья  превентор плашечный гидроуправляемый при наличии труб в скважине позволяет:

• проворачивать и расхаживать колонну труб на гладкой части трубы по длине от муфты до муфты (при контролируемом давлении в камере закрытия);
• разгрузить колонну труб на плашки и удерживать колонну плашками от выброса (при возрастании давления в скважине);
• спустить или поднять часть всей колонны при загерметизированном устье скважины в случае установки двух плашечных превенторов (метод шлюзования);
• срезание колонны труб (при установке превентора со срезающими плашками).

Размер трубных плашек должен соответствовать размерам труб, спущенных в скважину.

Превентор (рис. 2), состоит из стального литого корпуса 7, к которому на шпильках крепятся крышки четырех гидравлических цилиндров 2. В полости А цилиндра размещён главный поршень 3, укреплённый на штоке 6. Внутри поршня размещён вспомогательный поршень 4, служащий для фиксации плашек 10 в закрытом состоянии отверстия Г ствола скважины. Для закрытия отверстия плашками жидкость, управляющая их работой, поступает в полость А, под действием давления которой поршень перемещается слева направо. Вспомогательный поршень также перемещается вправо, и в конечном положении нажимает на кольцо-защёлку 5 и тем самым фиксирует в закрытом состоянии, что исключает самопроизвольное их открытие. Чтобы открыть отверстие Г ствола, надо передвинуть плашки влево. Для этого управляющая жидкость должна быть подана под давлением в полость В, которая перемещает вспомогательный поршень по штоку влево и открывает защёлку. Этот поршень, дойдя до упора в главный поршень, передвигает его влево, тем самым раскрывая плашки. При этом управляющая жидкость, находящаяся в полости £, выжимается в систему управления.

 

Рисунок. 2. Комбинированный строенный превентор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плашки превентора могут быть заменены в зависимости от диаметра уплотняемых труб. Торец плашек по окружности уплотняется резиновой манжетой  9, а крышка 1 – прокладкой. Каждый из превенторов управляется самостоятельно, но обе плашки каждого превентора действуют одновременно. Отверстия 8 в корпусе служат для присоединения превентора к манифольду. Нижним торцом корпус крепится к фланцу устья скважины, а к верхнему его торцу присоединяется универсальный превентор.

Как видно, плашечный превентор с гидравлическим управлением должен иметь две линии управления: одну для управления фиксацией положения плашек, вторую – для их перемещения. Превенторы с гидравлическим управлением в основном применяют при бурении на море. В ряде случаев нижний превентор оборудуется плашками со срезающими ножами для перерезания находящейся в скважине колонны труб.

Для бурения на суше применяют, в основном, однокорпусные плашечные превенторы с двойной системой перемещения плашек: гидравлической и механической (без системы гидравлического управления их фиксацией). По конструкции эти превенторы значительно проще.

Перекрывающие устье скважины плашки комплектуются под определённый размер трубы. При отсутствии в скважине бурильных труб устье перекрывается  глухими плашками. Общий вид плашек показан на рис.3.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок. 3. Плашки превенторов: а – универсальная; б – трубная, для обсадных труб; в – трубная, для бурильных труб;г – для двух рядов труб

 

 

 

 

 

 

 

Универсальный превентор предназначен для повышения надёжности гер

 

 

 

 

 

 

 

 

Универсальный превентор предназначен для повышения надёжности герметизации устья скважины. Его основной рабочий элемент – мощное кольцевое упругое уплотнение, которое при открытом положении превентора позволяет проходить колонне бурильных труб, а при закрытом положении – сжимается, вследствие чего резиновое уплотнение обжимает трубу (ведущую трубу, замок) и герметизирует кольцевое пространство между бурильной и обсадной колоннами. Эластичность резинового уплотнения позволяет закрывать превентор на трубах различного диаметра, на замках и УБТ. Применение универсальных превенторов даёт возможность вращать и расхаживать колонну при герметизированном кольцевом зазоре.

Кольцевое уплотнение сжимается  либо в результате непосредственного  воздействия гидравлического усилия на уплотняющий элемент, либо вследствие воздействия этого усилия на уплотнение через специальный кольцевой  поршень.