ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛОВИЛЬНЫХ РАБОТ ОБОРВАННОЙ КОЛОННЫНКТ В СКВАЖИНЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КРС
Основные понятия и процесс подготовки
Ловильные работы в скважинах – один из наиболее трудоемких видов капитального ремонта. В процессе эксплуатации скважин, проведения различных работ по текущему ремонту, воздействию на призабойную зону пласта могут происходить неполадки, связанные с разрушением, прихватом, обрывом части внутрискважинного оборудования, которая не может быть извлечена на поверхность обычными методами. Одна из ситуаций, при которой требуется проведение ловильных работ представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Пример обрыва колонны труб, при котором требуется проведение ловильных работ в скважине
Наиболее часто встречаются следующие работы:
1) ловля оборвавшихся или отвинтившихся насосно-компрессорных труб или насосных штанг,
2) ловля оборвавшихся глубинных насосов или якорей,
3) ловля агрегата ЭЦН вместе с кабелем или без него,
4) ловля кабеля и перфоратора,
5) извлечение насосно-компрессорных труб, прихваченных песчаными или цементными пробками.
Иногда колонна НКТ, упавшая в скважину при ударе о забой изгибается, ломается в нескольких местах, причем отдельные части располагаются в скважине рядами, создавая особую сложность их извлечения. После тщательного обследования состояния эксплуатационной колонны и положения упавших в скважину труб или других предметов, приступают к спуску ловильного инструмента. Ловильные работы в скважинах осуществляется цехом по капитальному ремонту скважин (КРС), в составе которого может быть несколько участков. Участок объединяет несколько бригад подземного ремонта и бригаду для проведения комплекса подготовительных работ. Число участков и бригад зависит от размера площади, разрабатываемой нефтегазодобывающим управлением, механизированного фонда скважин и его состояния. Бригада подземного ремонта состоит из вахт, число которых может изменяться от 1 до 4.
Подготовительные бригады, обычно одна на четыре-пять бригад капитального ремонта, осуществляют следующие работы:
· подготовку площадки у устья скважины для работы бригады текущего ремонта;
· подготовку бетонной площадки для установки подъемного агрегата.
· установку в грунте якорных петель для крепления оттяжек от подъемной мачты или вышки агрегата;
· устройство или ремонт мостков для укладки насосных труб и штанг;
· заготовку и транспортировку к скважине технологической и утяжеленной жидкости для глушения скважины и предупреждения перелива, если в этом возникает необходимость;
· заливку жидкости в скважину промывочным агрегатом и промывку скважины;
Подготовка скважины состоит из двух основных частей: собственно подготовки скважины к проведению планируемых работ и подготовки используемого при этом оборудования.
К первой группе относятся работы, связанные с глушением скважины и предупреждением ее фонтанирования или каких – либо проявлений в процессе проведения работ. Ко второй – установка или ремонт мостков, проверка якорей, установка передвижного агрегата подземного ремонта либо приведение в порядок стационарной вышки (ремонт полов и мостков, проверка состояния кронблока и мачты, смазка шкивов, оснастка талевой системы, установка оттяжного ролика), подвешивание ролика к поясу вышки при работе на скважинах, оборудованных УЭЦН, расстановка оборудования на площадке.
Помимо этого, к подготовительным работам относят: доставку к скважине труб, насосных штанг, каната, талевого блока, подъемного крюка, укладку труб и штанг в стеллажи, райберовку труб, крепление муфт на трубах. Работы, связанные с исследованием состояния скважины (определение уровня жидкости, места расположения пробки, глубины забоя и т.п.). Необходимость подготовки скважин, эксплуатирующихся механизированными способами, обусловлена возможностью ее проявления при подземном ремонте, при чем вероятность самоизлива скважины, тем выше, чем большая депрессия создавалась на забое в процессе ее эксплуатации. Это объясняется следующим образом. Большинство месторождений разрабатывают с поддержанием пластового давления. При высокой обводненности и работе скважин в режиме форсированных отборов перепады между пластовым и забойным давлением весьма велики. Если после остановки такой скважины не заглушить ее, то через сравнительно небольшой промежуток времени давление восстановится, и статический уровень жидкости поднимется настолько, что начнется самоизлив скважины.
Извлекают оборванные насосно-компрессорные трубы из скважины, последовательно осуществляя следующие операции: вначале спускают свинцовую печать и определяют состояние оборванного конца трубы, а затем, в зависимости от характера обрыва – это может быть разрыв, смятие, вогнутость краев и так далее – спускают ловильный инструмент соответствующей конструкции для выправления конца трубы. Прихваченные цементом трубы вначале отворачивают до цемента и поднимают свободные трубы на поверхность. Зацементированный участок обуривают трубным или кольцевым фрезером,причем длина его с напрвлением должна быть не менее 10 метров. Фрезерование труб должно осуществляться при интенсивной промывке скважины и осевой нагрузке на фрезер не более 10-20 кН., причем и фрезерование, и отворот труб нужно рассчитать так, чтобы конец остающейся в скважине трубы обязательно был отфрезерован.
Вырезание бурильный, а также насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм производят при помощи наружных труборезов, НКТ диаметром 89 и 115 мм вырезают внутренними труборезами, а обсадные трубы – внутренними труборезами с выдвижными резцами гидравлического действия. Отдельные предметы из скважины извлекают после предварительного обследвания свинцовыми печатями характера и места их нахождения. Возможно применение труболовок, колокола, метчиков, овершота, магнитных фрезеров и фрезеров-пауков.
Ловильные работы обязательно проводят с промывкой скважины. Если предмет не удается захватить целиком и извлечь из скважины, его фрезеруют или дробят на мелкие куски, которые потом захватывают ловильными инструментами и поднимают на поверхность. Канат, кабель и проволоку можно извлечь с помощью удочки, крючка и т.п. Необходимо помнить лишь одно простое правило – все спускаемые в скважину ловильные инструменты должны иметь ограничители, диаметр которых не должен превышать диаметра шаблона для размера соответствующей обсадной колонны. Решение о прекращении работ по ликвидации аварии принимает техническая служба нефтегазодобывающего предприятия по согласованию с геологической службой и Госгортехнадзором России. В особо ответственных случаях это решение утверждает руководство предприятия.
Виды овершотов и их устройство
Овершот – это универсальный ловильный инструмент в применяемый в нефтегазодобывающей отрасли промышленности. Его назначение – это захват, герметизация, извлечение и освобождение ловимого инструмента различных типов. Надежность простота и прочность конструкции, вот те основные качества, за которые овершоты предпочитают другим типам ловильных инструментов внешнего захвата в нефтегазодобывающей отрасли.
Ассортимент компании включает 4 наиболее часто применяемых типов овершотов:
· овершот для насосных штанг серии 10
· овершот для насосных штанг малого диаметра серии 20
· освобождающийся овершот малого диаметра серии 70
· освобождающийся овершот с промывкой серии 150
Каждый овершот разных серий имеет различную прочность, что отражено в кодовом обозначении инструмента:
1. A - высокая прочность (FS) для всех торсионных и ударных нагрузок на растяжение;
2. B - очень высокая прочность (XFS) для чрезмерных нагрузок;
3. C - повышенная прочность (SFS) максимальная прочность для специальных условий скважин;
4. D - скважины малого диаметра (SH) только для высоких нагрузок на растяжение;
5. E - скважины очень малого диаметра (XSH) только для подъема колтюбинга.
Если условия эксплуатации (обсадная труба, размер скважины и размер извлекаемого инструмента) позволяют, рекомендуется использование овершотов высокой прочности, типа A.
Рисунок 3.1 – Овершот: а - с плашечным захватом; б - со спиральным захватом: 1 - верхний переводник; 2 - корпус; 3 - плашечный захват; 4 - ограничительное кольцо; 5 -направляющая воронка; 6 - пакер; 7 - спиральный захват
Компоненты овершота:
Верхний переводник
Верхний переводник - это верхний компонент овершота. Обычно он оснащается замковым соединением в соответствие с техническими требованиями заказчика для обеспечения хорошего сцепления с извлекаемой колонной.
Корпус
Корпус, основной рабочий компонент овершота, расположен между верхним переводником и направляющей. На внутреннем диаметре имеется участок с резьбой, которая соответствует внешней резьбе плашечного захвата. Такая конструкция позволяет равномерно распределить любое напряжение расширения или сжатия по всей рабочей поверхности корпуса, захвата и извлекаемого инструмента. Возможность повреждения инструмента или овершота сведена к минимуму.
Направляющая
Самый нижний компонент овершота – это направляющая. Как следует из названия, она направляет инструмент во внутренний механизм захвата (плашечный захват) овершота. Направляющая также сводит к минимуму возможность повреждения овершота, не пропуская инструмент, размер которого превышает максимальный размер захватываемой овершотом трубы.
Захватные механизмы
Захват присоединяется к корпусу и является захватным механизмом овершота. Существуют два основных типа захватов: спиральные и корзиночные.
Спиральный захват
Форма левосторонней спирали спирального захвата соответствует внутренней скошенной насечке обоймы. Специальная закаленная внутренняя насечка захвата обеспечивает принудительную фиксацию извлекаемой трубы.
Корзиночный захват
Корзиночный захват – разрезной расширяющийся цилиндр, на внутренней поверхности которого сделаны насечки для фиксации извлекаемого инструмента. Его коническая внешняя часть соответствует внутренней части корпуса. Для различных ловильных работ существует три типа захватов с корзиной: простой (стандартный), с упором для захвата коротких труб и с упором для захвата длинных труб.
Обычный корзиночный захват
Обычный корзиночный захват используется для извлечения трубы или инструмента с постоянным наружным диаметром. При ловильных работах извлекаемый инструмент полностью проходит через захват. Насечки по всей длине внутренней части захвата надежно фиксируют извлекаемый инструмент. Обычный корзиночный захват – стандартное оборудование всех овершотов и поставляется всегда, если не указан другой тип захвата.
Корзиночный захват с упором для извлечения коротких труб
Этот захват используется для извлечения муфт, прикрепленных к разорванной секции трубы, расположенной выше муфты. Используются две секции насечек с различным внутренним диаметром. Насечки меньшего диаметра захватывают трубу выше переходной муфты и служат упором, обеспечивающим захват муфты насечками большего диаметра перед герметизацией при помощи пакера.
Корзиночный захват с упором для ловли длинных труб
Корзиночный захват этого типа предназначен для извлечения замков бурильных труб и переходных муфт, при этом остается достаточная длина ниже захвата для уплотнения при помощи обычного или фрезерующего пакера. Внутренний упор на верхней части захвата не дает извлекаемой трубе полностью проходить через захват. Этот упор также служит для размещения корзиночного пакера на извлекаемой трубе/инструменте для оптимальной герметизации.
Устройства управления захватов
Устройство управления захвата действует подобно ключу, который передает крутящий момент от корпуса овершота к захвату, позволяя при этом захвату перемещаться внутри корпуса в вертикальном направлении при проведении работ. Существует два типа устройств управления захватов: спиральные и корзиночные. Спиральные управляющие устройства применяются со спиральными захватами и всегда имеют обычную конструкцию, т.е. не имеют фрезерующих зубцов или механизма уплотнения.
Корзиночные устройства управления захватом используются с корзиночными захватами. Они могут быть обычной конструкции, а также могут иметь механизм уплотнения и/или фрезерующие зубцы.
Механизм уплотнения
Если при ловильных работах требуется циркуляция, необходимо использовать механизм уплотнения, обеспечивающий циркуляцию по извлекаемой трубе, а не вокруг нее. Тип механизма уплотнения определяется используемым типом захвата (спиральный или корзиночный).
Пакер типа A
Пакер типа A используется в овершотах, оборудованных спиральными захватами. Пакер типа A обеспечивает уплотнение наружной поверхности с внутренней поверхностью корпуса. Пакер имеет внутреннюю кромку, обеспечивающую уплотнение по диаметру извлекаемой трубы. Каждый пакер типа А предназначен для уплотнения извлекаемой трубы определенного размера в соответствии с размером спирального захвата; для каждого размера захвата нужно заказывать отдельный пакер.
Пакер с фрезерующим торцом
Пакер с фрезерующим торцом используется в сочетании с овершотами, оборудованными корзиночным захватом. Существует два типа фрезерующих пакеров: простой и с фрезерующим торцом. Простой пакер используется, когда перед ловильными работами требуется фрезеровка. Пакер с фрезерующим торцом следует использовать, если перед захватом требуется небольшая правка извлекаемой трубы. Одновременно в сборке овершота может быть установлен только один фрезерующий пакер.
Фрезерующие пакеры изготавливаются под определенный размер корзиночных захватов. Для каждого размера заказанных корзиночных захватов необходимо заказывать отдельный фрезерующий пакер.
Принадлежности к овершотам
Освобождающиеся овершоты с циркуляцией серии 150 могут быть оборудованы широким спектром принадлежностей, включая: переводники-удлинители, направляющие большого размера, направляющие с крюком, фрезерующие направляющие, внутренние и наружные уплотнения для фрезерующих пакеров, фрезерующие пакеры типа E.
Следующей популярной разновидностью овершотов являются овершоты с запорной втулкой (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 - Овершот с запорной втулкой: 1 — переводник; 2 — упор; 3 — клапан; 4 — пружина; 5 — штифт; 6 — запорная втулка; 7 — корпус; 8 — овершот; 9 — направляющая.
Следует отметить особенности в работе с овершотами подобного типа. Муфта НКТ, пройдя через овершот, упирается в клапан (3). Клапан, передвигаясь вверх, срезает штифт (5) и запорная втулка (6) падает на овершот (8). Жидкость с НКТ сливается через сливные отверстия упора (2) и клапана (3). Когда аварийных труб в скважине мало, определяем заловились аварийные НКТ или нет по давлению в НКТ, для чего разгружаем инструмент, отверстия в клапане закроются за счет конусной посадки клапана и перекрытия отверстий (А и Б). Давление в НКТ возрастает. Стоит отметить. что особого внимания потребует выбор скважинного регулятора дебита. Скважинный регулятор дебита необходим в том случае, если во время ловильной операции в скважине должна сохраняться циркуляция. Скважинный регулятор гарантирует, что циркуляция проходит скорее сквозь, чем вокруг, выловленного предмета. Выбор пакера зависит от предложенного вида захвата. Если овершот укомплектован спиральным захватом, то для изоляции направляющей воронки овершота от выловленного предмета используется пакер вида А. В случае комплектации овершота корзиночным захватом регулировка происходит при помощи внутренней изоляции контрольного пакера.